Ремень безопасности: надежные объятия

Авторство описания работы ремня безопасности приписывают английскому изобретателю сэру Джорджу Кейли, который в 1800 году планировал применять его для закрепления пилота в летательном аппарате тяжелее воздуха. Он изучал и создавал теории в области аэродинамики и других областях. Кейли разработал конструкцию ремня безопасности потому, что понимал опасность испытаний его летательных аппаратов. Он писал своему коллеге Уильяму Хенсону: «Сто голов должны разбиться, прежде чем удастся установить все источники несчастных случаев и устранить их». В 1804 году он сконструировал несколько моделей, внешним видом напоминающие современные планеры, и посадил за штурвал мальчика-пилота. Почти через 50 лет, в 1853 году, под руководством Кейли в воздух поднялся его кучер Джон – он разбежался, прыгнул со склона холма и пролетел над землей. Эти события происходили за полвека до полета братьев Райт.

Первый американский патент на ремень безопасности получил в 1885 году Эдвард Клэгхорн из Нью-Йорка. В описании устройства говорилось, что оно создано для обеспечения безопасности людей путем прикрепления крюков и других элементов к неподвижному объекту. Клэгхорн рассчитал, что, садясь в машину, человек должен был надеть пояс и пристегнуть его с помощью специальных карабинов.

Следующие упоминания о применении ремня безопасности относятся к 1 сентября 1913 года, когда французский пилот Адольф Пегу выполнил продолжительный маневр на самолете, пролетев вниз головой – чтобы не выпасть из кресла, он был закреплен специальным поясным ремнем. Через некоторое время Пегу повторил трюк Петра Нестерова «мертвая петля», во время которого он пристегнулся ремнем безопасности. Кстати, возможно, Петр Нестеров погиб из-за отсутствия страховочного ремня – во время Первой мировой войны он протаранил австрийский аэроплан, после этого самолет сорвался в штопор и Нестеров выпал из кабины. Однако среди пилотов крепление страховочными ремнями распространилось лишь в 1930-х годах, а в гоночном спорте ремнями стали оснащать некоторые автомобили в 1920-х годах.

В автомобильную сферу поясные ремни безопасности начали внедрять лишь в 50-х годах прошлого века. В 1951 году инженеры-авиаторы Роджер Грисуолд и Хьюдж Де Хевен из Америки изобрели ремень с V-образного вида и замком на животе. Этот механизм был довольно эффективным, но крайне неудобным в ежедневном использовании, особенно для пассажиров и водителей женского пола. В начале этого десятилетия американский конструктор Кеннет Лигон и его брат Боб Лигон получили патент на двухточечный ремень безопасности. Устройство имело две точки крепления, обеспечивало фиксацию тела вокруг пояса и быстро снималось. С 1956 года такие ремни начали устанавливать в качестве опции на автомобили Ford. Покупатели неохотно брали машины с ремнями – они не только обеспечивали безопасность, но и представляли угрозу получения серьезных травм брюшной полости при ударах.

В 1958 году известный своим стремлением повысить безопасность за рулем президент компании Volvo Гуннар Ингеллау узнал о конструкторе Нильсе Болине. Болин работал в авиационном подразделении компании SAAB, трудился над разработками катапультируемых кресел и системам удержания в них пилота. Гуннар переманил его к себе, значительно повысив оклад и дав ему должность первого инженера по безопасности. Нильс быстро разобрался, что существовавшие в то время ремни были слишком неудобными и трудными в использовании. Он понимал, что во время аварии тело человека испытывает сильные перегрузки, поэтому спустя год представил свою разработку. Это был трехточечный V-образный ремень, сделанный из двух ремней – один для верхней части тела, груди, а второй – удерживающий нижнюю часть. Оба ремня были объединены и пристегивались с помощью одной застежки в районе бедра. В 1959 году Гуннар отдал приказ оснащать базовые версии своих моделей Volvo P120 Amazon и Volvo PV 544 трехточечные ремни, изобретенные Нильсом Болином, а по прошествии еще нескольких лет они стали стандартной опцией для передних сидений многих машин. Изобретение Болина позволило снизить вероятность гибели в автоаварии на 40-50% и сократить травматизм на 50-60%. Трехточечный ремень безопасности – лучшее сочетание в удобстве использования и эффективностью работы, сложно подсчитать сколько жизней было спасено благодаря ему.

Наибольшая эффективность работы ремней достигалась благодаря правильной регулировке, но не все автомобилисты задумывались над этим. Если ремень отрегулирован как надо, то между грудью и лямкой с трудом должны поместиться два пальца, чтобы он немного жал. Но люди ослабляли ремень для удобства, а во время аварии перед тем, как зафиксироваться ремнем, они набирали высокую скорость. Из-за печальной статистики инженеры заменили статический ремень на инерционный, который проигрывал ему в эффективности. Длина лямок у инерционного ремня больше, чем у статического. При ударе срабатывал фиксатор катушки и человек с большей силой вылетал из кресла. Однако и жесткая фиксация тела имеет свои минусы – в случае сильного столкновения на грудную клетку воздействует нагрузка в несколько тонн. Например, при столкновении с неподвижным предметом на скорости 50 км/ч на тело взрослого человека весом 80 кг действует удар силой 2 т, а на ребенка приходится удар силой в 500 кг. Поэтому ремни оснастили прендатяжителями и ограничителями усилия. Преднатяжитель реагирует на замедление автомобиля, он притягивает ремнем тело к спинке сиденья.

Немецкие автопроизводители в 1981 году начали устанавливать пиротехнические преднатяжители ремней безопасности на Mercedes S-Class (W 126), а в 2002 году на Mercedes S-Class (W220) появляются электрические прендатяжители, которые можно использовать много раз. Электрические преднатяжители входят в систему подушек безопасности, они получают сигналы управления от центрального датчика SRS. Их также используют в системе предупреждения столкновения. У пиротехнических механических преднатяжителей на старых автомобилях был свой встроенный датчик, из-за которого была небольшая вероятность, что в момент столкновения он может не сработать, поэтому пиротехнические преднатяжители получили управление от SRS, как и электрические. Один из элементов преднатяжителя – ограничитель усилия. Он снижает последствия воздействия ремня на грудную клетку во время удара. Устройство ослабляет натяжение ремня, демпфирует перегрузки и сокращает воздействие систем пассивной безопасности на пристегнутого человека.

Не пристегнутый ремнями безопасности водитель или пассажир может получить серьезные ранения, ударившись о крышу машины, а пассажир, сидящий посередине, при лобовом столкновении может вылететь через переднее стекло. Пострадать могут и те, кто пристегнулся, но неправильно расположил ремни на теле, а также те, кто располагается в кресле полулежа – им грозят травмы позвоночника и головы, ремень может врезаться в горло и задушить сидящего. Не стоит задирать ноги на панель или прижимать коленки к себе – если в машине есть подушка безопасности, то при раскрытии она ломает кости ног. Непристегнутый человек не может самостоятельно противостоять нагрузке при аварии, его кидает по всему салону, вследствие чего он получает травмы от ударов о сиденья, крышу, панель, стекла, а сидящих сзади может зажать между подголовниками и крышей.

С 1970-х годов регулировка натяжения ремней была заменена автоматическими натяжителями с устройством блокировки ремня. При автоматической блокировке есть риск пострадать из-за толстого слоя одежды – создается эффект подушки между телом и ремнем, при ударе ремень поглощает «подушку», и только потом блокируется ремень. Фиксация человека происходит немного позже, за это время он может удариться головой о лобовое стекло или об раскрывшуюся вовремя подушку безопасности. Механизм преднатяжителя всегда действует раньше, чем воздушные подушки безопасности. Время реакции системы преднатяжителя – 0,004 секунды после определения аварии.

Некоторое время назад в американских машинах устанавливались «раздельные» ремни безопасности – диагональный и поясничный ремни надо было пристегивать индивидуально. Американская медицинская ассоциация провела исследование, которое показало, что если пристегнут лишь диагональный ремень, то вероятность повреждения грудной клетки увеличивается в три раза. При лобовом столкновении пристегнутый лишь плечевым ремнем вероятность повреждения зарегистрированы в 7 раз чаще, чем у непристегнутых.

Неправильную регулировку натяжения ремней начиная с конца 70-х годов исключили, установив автоматические натяжители с устройством блокировки ремня. При использовании автоматически блокируемых ремней негативную роль может сыграть толстый слой одежды. Она создает своего рода подушку, которая препятствует плотному контакту ремня с телом человека. Из-за этого во время столкновения сначала происходит поглощение подушечного зазора, а только затем появляется рывок, активизирующий устройство блокировки ремня. Поэтому удерживать человека ремень безопасности начинает с большим опозданием. Такая задержка может привести к тому, что пассажир ударится головой о лобовое стекло или получит опасный удар, открывшейся подушкой безопасности.

Системы пассивной безопасности постоянно совершенствуются. Но как бы ни был прост механизм работы ремня безопасности, надо уметь правильно его настраивать.