Почему автомобилям нужны детали, которые намеренно выходят из строя

Тонкая металлическая полоска, плавящаяся в темном блоке предохранителей, и газонаполненная подушка, «выстреливающая» из рулевого колеса, выполняют одну и ту же на первый взгляд парадоксальную задачу: обеспечить выживание, пожертвовав собой. В конструкцию современных автомобилей эта логика заложена напрямую — в их электрическую систему и систему безопасности.

Автомобильный предохранитель включен последовательно в электрическую цепь и рассчитан с учетом допустимого тока и температуры плавления. Когда по цепи идет превышающий норму ток, тепловыделение по закону Джоуля повышает температуру предохранителя до тех пор, пока проводник не перегорает, разрывая цепь. Такое контролируемое образование разрыва не дает изоляции проводки нагреться до температуры возгорания и защищает электронные блоки управления от разрушительного короткого замыкания. Сам элемент специально делается дешевым, чтобы локализовать отказ и «запереть» его в легко заменяемой детали, а не в жгуте проводки или аккумуляторной батарее.

Подушки безопасности переносят тот же принцип в механическую область. Датчики удара фиксируют резкое замедление и сравнивают его с заданными порогами ускорения и алгоритмами срабатывания. Как только энергия столкновения превышает этот порог, срабатывает пиротехнический газогенератор, который воспламеняется и выделяет газ, выталкивая подушку из корпуса. Далее подушка занимается управлением импульсом: увеличивая путь торможения для человека, она снижает максимальное усилие по основным уравнениям импульса‑количества движения и давления, перераспределяя энергию удара от уязвимых костей и внутренних органов.

Обе системы опираются на жертвенные элементы как на заранее спроектированные «слабые звенья» цепи. Электрическая и кинетическая энергия перенаправляются, прерываются или рассеиваются еще до того, как смогут привести к возгоранию, разрушению конструкции или смертельной травме. В каждом из этих случаев самой «умной» деталью автомобиля оказывается та, которая спроектирована так, чтобы разрушиться первой.

loading...