إن فكرة استخدام أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج” لحماية الأشخاص والبضائع الثمينة ليست جديدة، حيث يعود تاريخها إلى عام 1920، عندما قدم طبيبا الأسنان البريطانيان آرثر باروت وهارولد راوندز براءة اختراع أمريكية لمثانة قابلة للنفخ لحماية وجوه الطيارين التي تصطدم بأسطح قمرة القيادة الصلبة في الطائرات. بالنسبة لاستخدام السيارات، تم تطوير الفكرة بشكل منفصل من قبل الأمريكي جون هيتريك والألماني والتر ليندرر في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي، ولكنها لم يتم اعتمادها على نطاق واسع حتى الثمانينيات.
لم يكن الأمر كذلك حتى التسعينيات من القرن الماضي عندما أصبحت الوسائد الهوائية هي نظام تقييد الحركة الإضافي (SRS) في المركبات. واجهت الوسائد الهوائية تحديات متعددة أثناء التطوير، بما في ذلك سرعة النشر، ودقة اكتشاف السيناريو الذي كان من الضروري خلاله نشر الوسادة الهوائية، وحجم المكونات ووزنها. أدى التحسين المستمر لنظام SRS وتطويره إلى ظهور نظام SRS الحديث في كل مركبة تقريبًا على الطريق اليوم.
الوسادة الهوائية هي نظام تقييد ركاب السيارة يستخدم كيسًا مصممًا للانتفاخ بسرعة استثنائية ثم تفريغه أثناء الاصطدام.[1] وتتكون من وسادة هوائية، وحقيبة قماش مرنة، ووحدة نفخ، ومستشعر للصدمات. الغرض من الوسادة الهوائية هو تزويد راكب السيارة بوسادة ناعمة وتقييد أثناء الاصطدام. يمكن أن يقلل من الإصابات بين الراكب المتطاير وداخل السيارة.
توفر الوسادة الهوائية سطحًا ممتصًا للطاقة بين ركاب السيارة وعجلة القيادة ولوحة العدادات وعمود الجسم وبطانة السقف والزجاج الأمامي. قد تحتوي المركبات الحديثة على ما يصل إلى عشر وحدات وسائد هوائية في تكوينات مختلفة، بما في ذلك السائق، والراكب، والستارة الجانبية، والمثبتة على المقعد، والمثبتة على الباب، والمثبتة على العمود B وC، ومسند الركبة، وحزام الأمان القابل للنفخ، والوسادة الهوائية للمشاة وحدات.
لقد حصلت ملاكي كوم على مواد من مختلف مواقع الشركات المصنعة، ومن معهد السلامة المرورية IIHS وإدارة الحفاظ علي السلامة علي الطرق NHTSA، بالإضافة إلى مواقع مؤرخي السيارات في جميع أنحاء العالم (مثل جهاز تقارير المستهلك، وموقع تحديث أنظمة الوسائد الهوائية، ومواقع كثيرة تشمل موقع تكريم مشاهير صناعة السيارات، وموقع سيارات من اليابان والكثير من المواقع الموثوقة لتجميع جدول زمني شامل لتطوير وإنتاج الوسائد الهوائية.
أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج” تنقذ الأرواح دون تدخل السائق
إن أنظمة الوسائد الهوائية في السيارات اليوم بعيدة كل البعد عن الأنظمة التي تصورها في البداية الرجال الذين فكروا فيها لأول مرة، والتي كانت تهدف إلى حماية فك الطيار في حادث تحطم طائرة. لكن ربما أصبحت الوسائد الهوائية أهم ميزة للسلامة السلبية في المركبات الحديثة. حتى مطورو السيارات الأوائل كانوا مهتمين في الغالب بحماية السائق، وهو ما لا يعتبر بالضرورة سهوًا، لأنه حتى اليوم، يتم استخدام السيارات في الغالب من قبل راكب واحد.
أوائل من تبنوا أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج” للسيارات
بعد عدة توقفات وبدء بأنظمة تقييد تكميلية أخرى مختلفة، استقرت الصناعة على الوسائد الهوائية باعتبارها النظام الأفضل والأكثر تدخلاً لضمان حماية الركاب في حالات الاصطدام. كانت مرسيدس-بنز أول من قام بتركيب وسادة هوائية قياسية في السيارة، وذلك في عام 1981 على سيارة من الفئة S. كانت بورشه أول شركة مصنعة تصنع الوسائد الهوائية الأمامية بشكل قياسي، وإن كان ذلك في طراز واحد فقط، عندما قامت بتركيب قيود تكميلية في طراز 944 توربو في عام 1987.
في فجر صناعة أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج”، حصل Allen Breed على براءة الاختراع (الولايات المتحدة رقم 5,071,161) لتقنية استشعار التصادم الوحيدة المتوفرة في ذلك الوقت. اخترعت شركة Breed “نظام الاستشعار والسلامة” في عام 1968. وكان أول نظام للوسائد الهوائية الكهروميكانيكية للسيارات في العالم. ومع ذلك، فإن براءات الاختراع الأولية لأسلاف الوسائد الهوائية تعود إلى الخمسينيات من القرن الماضي. تم تقديم طلبات براءات الاختراع من قبل الألماني والتر ليندرر والأمريكي جون هيتريك في وقت مبكر من عام 1951.
تعتمد الوسادة الهوائية الخاصة بشركة Linderer (براءة الاختراع الألمانية رقم 896312) على نظام الهواء المضغوط، والذي يتم تحريره إما عن طريق ملامسة المصد أو عن طريق السائق. حصل هيتريك على براءة اختراع في عام 1953 (الولايات المتحدة رقم 2,649,311) لما أسماه “مجموعة وسائد الأمان لمركبات السيارات”، والتي تعتمد أيضًا على الهواء المضغوط. أثبتت الأبحاث اللاحقة خلال الستينيات أن الهواء المضغوط لم يكن قادرًا على نفخ الأكياس الهوائية بسرعة كافية ليكون فعالاً.
في عام 1964، كان مهندس السيارات الياباني ياسوزابورو كوبوري يطور نظام “شبكة أمان” للوسادة الهوائية يستخدم جهازًا متفجرًا لتحفيز تضخم الوسادة الهوائية، وقد حصل على براءات اختراع في 14 دولة. للأسف، توفي كوبوري في عام 1975 قبل أن يرى أفكاره موضع التنفيذ العملي أو على نطاق واسع.
معالم صناعة أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج”
- 1989 – كرايسلر تجعل الوسائد الهوائية للسائق قياسية في جميع السيارات الجديدة
- 1991 – يتطلب التشريع الأمريكي استخدام وسائد هوائية أمامية قياسية في المركبات المصنعة بعد 1 سبتمبر 1998.
- 1993 – تقدم لينكولن وسائد هوائية أمامية قياسية في جميع الطرازات
- 1993 – تتميز جيب جراند شيروكي ودودج رام بوسائد هوائية قياسية للسائق
- 1993 – تحتفل كرايسلر بتركيب 4 ملايين وسادة هوائية
كانت كرايسلر من أوائل الشركات التي اعتمدت تقنية الوسائد الهوائية، مما جعل الوسائد الهوائية الجانبية للسائق قياسية في ستة خطوط طراز في عام 1988، ثم في جميع المركبات في العام التالي.
وبعد أربع سنوات، قامت الشركة بتركيب أكثر من 4 ملايين وسادة هوائية في سياراتها. كان العديد من صانعي السيارات في الطليعة فيما يتعلق بتركيبات الوسائد الهوائية، حيث جعلوا الوسائد الهوائية الأمامية قياسية في معظم خطوطهم قبل عام 1999 النموذجي الذي فرضه الاتحاد الفيدرالي، وساعدوا في إنقاذ عدد لا يحصى من الأرواح في هذه العملية.
براءات الاختراع المبكرة أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج” تنبأت بالتصاميم المستقبلية
كان نشر الوسادة الهوائية هو التحدي الأكبر في الأيام الأولى للوسادة الهوائية لأن الاصطدامات تحدث في لحظة وكان على النظام أن يتفاعل خلال أجزاء من الثانية. اعتمدت الأنظمة التي وضعها جون كندريك ووالتر ليندرر على تشوه المصد الأمامي لتضخيم الوسادة الهوائية باستخدام الهواء المضغوط، والذي كان بطيئًا للغاية. يسمح نظام Linderer أيضًا للسائق بتشغيل النشر يدويًا.
في عام 1964، اخترع رجل الصناعة الياباني ياسوزابورو كوبوري نظامًا يستخدم عبوة ناسفة لتحفيز تضخم الوسادة الهوائية. أظهرت رسوماته المبكرة وسائد هوائية للمقاعد الأمامية والمقعد الخلفي والنافذة الخلفية والسقف. في عام 1967، قام المهندس الأمريكي ألين ك. بريد بتطوير جهاز استشعار كروي داخل الأنبوب يمكنه نشر وسادة هوائية خلال 25 مللي ثانية من الاصطدام.
وبعد التغلب على مشكلات الإنتاج، مثل تمزق الأكياس من قوة انفجار النشر، أصبحت الوسادة الهوائية جاهزة للدخول في الخدمة. ولكن قد يستغرق الأمر 20 عامًا قبل أن تتمكن شركات السيارات، التي تتصارع مع تحديات التصميم والتكلفة، من الانضمام إلى الاستخدام على نطاق واسع.
تقديم أنظمة الوسائد الهوائية تجاريًا.
في عام 1971، قامت شركة فورد للسيارات ببناء أسطول تجريبي من الوسائد الهوائية. قامت شركة جنرال موتورز بتركيب وسائد هوائية في أسطول سيارات شيفروليه إمبالا موديل 1973 – للاستخدام الحكومي فقط. كانت أولدزموبيل تورونادو عام 1973 أول سيارة مزودة بوسادة هوائية للركاب تم بيعها للجمهور. عرضت جنرال موتورز لاحقًا خيارًا للوسائد الهوائية بجانب السائق في سيارات أولدزموبيل وبويكس كاملة الحجم في عامي 1975 و1976 على التوالي.
أصبحت كاديلاك متاحة بخيارات الوسائد الهوائية للسائق والراكب خلال تلك السنوات أيضًا. أوقفت شركة جنرال موتورز، التي قامت بتسويق وسائدها الهوائية باسم “نظام تقييد الوسادة الهوائية”، خيار ACRS لطراز عام 1977، مشيرة إلى عدم اهتمام المستهلك. بعد ذلك، أمضت فورد وجنرال موتورز سنوات في الضغط ضد متطلبات الوسائد الهوائية، بحجة أن الأجهزة ببساطة غير قابلة للتطبيق. لكن في نهاية المطاف، أدرك عمالقة السيارات أن الوسادة الهوائية موجودة لتبقى. بدأت شركة فورد في تقديمها مرة أخرى كخيار في سيارة Tempo لعام 1984.
في حين أن شركة كرايسلر صنعت وسادة هوائية بجانب السائق بشكل قياسي في موديلاتها من عام 1988 إلى عام 1989، إلا أن الوسائد الهوائية لم تجد طريقها إلى غالبية السيارات الأمريكية إلا في أوائل التسعينيات. في عام 1994، بدأت شركة TRW في إنتاج أول وسادة هوائية تعمل بالغاز. أصبحت الوسائد الهوائية إلزامية في جميع السيارات الجديدة منذ عام 1998.
تحديات وقفت أمام أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج” المبكرة
كانت الوسائد الهوائية في البداية كبيرة الحجم، ولم تقدم بعض الشركات المصنعة أنظمة قيادة كاملة الحجم لأن عجلة القيادة أصبحت غير مريحة وقبيحة. قدمت بعض الشركات المصنعة، مثل أودي، ما أصبح يعرف بحقيبة الوجه، والتي تغطي بشكل أساسي عجلة القيادة فقط. كما تم اعتبار القوة التي تم بها نشر الوسادة الهوائية مبكرًا مسؤولة عن إصابات بعض الركاب وحتى الوفيات. وأدى ذلك إلى شكوك مبكرة من قبل المستهلكين، وبالتالي الشركات المصنعة.
كانت أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج” تعطي الأولوية في البداية لركاب المقاعد الأمامية
في حين أن أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج” القياسية المبكرة كانت متاحة فقط للسائق، كان هناك خيار لتشمل الحماية السلبية للراكب الأمامي مع القدرة على إيقاف تشغيل النظام إذا لم يكن هناك راكب في المقعد. علاوة على ذلك، خلقت وسادتان هوائيتان أماميتان معضلة تمزيق لوحة القيادة بأكملها بعد نشرها، حتى لو لم يكن هناك راكب أمامي في السيارة. ونتيجة لذلك، أنشأ المصنعون مفتاح تجاوز، مما يسمح للسائق بإلغاء تنشيط الوسادة الهوائية بجانب الراكب.
جهود صانع السيارات لحماية جميع ركاب السيارة
تجدر الإشارة إلى أن الشركات المصنعة قدمت الوسائد الهوائية في وقت مبكر من السبعينيات لعملاء أساطيلها، في حين حصل المستهلكون على إصدارات أخرى من القيود الإضافية التي أدت في الغالب إلى إزعاج المستهلكين بسبب تجاوزات الحكومة. على سبيل المثال، نظرًا لأن الأمريكيين كانوا بطيئين في اعتماد استخدام أحزمة الأمان، كان على المصنعين أن يكونوا مبدعين. تم تثبيت بعض الأحزمة على الأبواب، لذلك كان على الأشخاص الانزلاق في المقعد وجعل الأحزمة جاهزة للعمل عند إغلاق الباب.
آخرون، بما في ذلك فيراري، كان لديهم حامل كتف أوتوماتيكي يتحرك على طول الجزء العلوي من إطار الباب. سمح ذلك للركاب بالجلوس في المقاعد الأمامية، ومن ثم يتراجع تلقائيًا إلى الوضع الأمثل. وبما أن الركاب ما زالوا مضطرين إلى ربط أحزمة الخصر، والبعض الآخر لم يفعل ذلك، فقد أدت هذه التصميمات إلى إصابات ناجمة عن الاستخدام غير السليم للحزام، وبعضها كان مروعًا.
الجدول الزمني لأنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج” المتقدمة
- 1995 – توفر فولفو وسائد هوائية جانبية قياسية في جميع خطوط الطرازات
- 1996 – تقدم كيا وسائد هوائية قياسية للركبة في سيارة سبورتاج الرياضية متعددة الاستخدامات المدمجة
- 1997 – توفر BMW وسائد هوائية قياسية لحماية الرأس في الفئتين 5 و7
- 1997 – توفر شركة ساب وسائد هوائية جانبية للرأس والجذع في سيارات السيدان متوسطة الحجم من طراز 9-5
- 1998 – تقدم فولفو ستائر هوائية مثبتة على السقف بالكامل في سيارة السيدان كاملة الحجم S80
أصبحت الوسادة الهوائية الأمامية، جنبًا إلى جنب مع الاستخدام المناسب، وفي النهاية، لحزام الأمان، أفضل وأسهل طريقة لحماية ركاب السيارة الذين لا يهتمون بحماية أنفسهم بشكل صحيح. على الرغم من أن هذا في البداية كان يخدم فقط شاغلي المقعد الأمامي، إلا أن شركات صناعة السيارات سرعان ما حولت اهتمامها إلى حماية جميع الركاب من التأثيرات الجانبية. أدى ذلك إلى تطوير الأكياس ذات الصدمات الجانبية، وسرعان ما تم الانتقال إلى حماية الركاب الخلفيين.
القائمة المتزايدة لتصاميم الوسائد الهوائية
- وسادة هوائية للنافذة الخلفية (Scion iQ)
- وسادة هوائية لحزام الأمان (موديلات مختلفة من فورد ولكزس ومرسيدس بنز)
- وسادة هوائية للحوض (مرسيدس بنز الفئة C والفئة E)
- وسادة هوائية خارجية للمشاة (فولفو V40)
على الرغم من أننا لا نزال بعيدين كل البعد عن نظام حماية الركاب Demolition Man، إلا أن سيارات اليوم تطورت كثيرًا عن الوسادة الهوائية الأصلية للسائق فقط. بالإضافة إلى الحماية الكاملة للرأس والجذع لركاب المقاعد الخارجية، تعمل الوسائد الهوائية الأمامية للركبة على حماية الركاب من إصابات الساق التي قد تغير حياتهم.
حتى أن تويوتا قامت بإنشاء وسادة هوائية للنافذة الخلفية لحماية ركاب الصف الخلفي في حالة الاصطدام الخلفي. يتم نشر الوسائد الهوائية الجانبية من السقف عندما تكتشف أجهزة استشعار ثبات السيارة احتمالية انقلاب السيارة، كما تعمل الوسائد الهوائية المثبتة في المنتصف على حماية الركاب من الاصطدام ببعضهم البعض أثناء الاصطدام.
استدعاء وسادة تاكاتا الهوائية
بعد سنوات من الخدمة خلف الكواليس في مليارات سيارات الركاب، وجدت الوسائد الهوائية نفسها في دائرة الضوء عندما تم استدعاء سيارات من كل شركة في الصناعة تقريبًا لمعالجة انفجار وحدات الوسائد الهوائية. تم تحديد المصدر إلى شركة تاكاتا العالمية للتوريد، والتي استخدمت منفاخًا يعتمد على نترات الأمونيوم لتحفيز نشر الوسادة الهوائية بدلاً من التيترازول الأكثر تكلفة، ولكن الأكثر استقرارًا.
في الظروف الحارة والرطبة طويلة المدى، يمكن أن تنفجر المنافيخ المعتمدة على نترات الأمونيوم أثناء النشر، مما يؤدي إلى رش شظايا معدنية عبر الوسادة الهوائية. اعتبارًا من 29 مايو 2024، تم استدعاء أكثر من 100 مليون من وحدات الوسائد الهوائية هذه في جميع أنحاء العالم. تم إصلاح أو استبدال حوالي 88% من تلك الموجودة في الولايات المتحدة، وفقًا للإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA)، ولكن ليس قبل 27 حالة وفاة وما يقدر بنحو 400 إصابة.
مستقبل سلامة السيارات في ظل تطور أنظمة الوسائد الهوائية “الإيرباج”
كما هو الحال مع الأيام الأولى لتطوير الوسائد الهوائية، سيركز الاتجاه المستقبلي للوسائد الهوائية على الوزن والحجم واستراتيجيات النشر. الهدف هو جعلها أقل تكلفة في التصنيع، وأسرع في الاستجابة، وأكثر كفاءة عندما يحين وقت حماية ركاب السيارة.
على سبيل المثال، تم قياس سرعة انتشار الوسادة الهوائية منذ فترة طويلة بالمللي ثانية بعد تشغيل أجهزة الاستشعار، ولكن تطور ذلك إلى وضع نماذج حاسوبية يمكنها التنبؤ بالاصطدام قبل حدوثه من أجل نشر أسرع. ترقبوا المزيد من التطورات في الوسائد الهوائية ومستقبل سلامة السيارة.