sciencetalk

Wat ik mij afvraag is waarom auto’s niet voorzien zijn van airbags aan de buitenkant en er om heen. Daar is ruimte zat. Bij een frontale aanrijding bijvoorbeeld van 20 m.sec־¹ en een kreukelzone van 1.20 m krijgen de inzittenden 17 g te verwerken gedurende 0.12 sec. Waarschijnlijk overleven ze dat niet ook al is de cabine niet vervormd.

Met airbags heb je de g-krachten wat onder controle. Een voorwaarde is dat de afname van de snelheid vrij constant is. De airbag moet dan ook zo geconstrueerd zijn dat dat het geval is. Met een airbag van 3.80 m vóór de auto werkt er bij dezelfde aanrijding een kracht van 4 g op de inzittenden in gedurende een halve seconde. Als ze de gordel droegen en als ze van de schrik bekomen zijn, is de kans groot dat ze in dat geval gewoon kunnen uitstappen.

De timing voor het activeren van de springlading hoeft geen probleem te zijn en ik denk dat het geheel wel kan voldoen aan veiligheidseisen. Technisch is dat allemaal niet zo ingewikkeld. Het probleem ligt allicht bij het ontwerpen van de airbags en bij de kosten.

De airbag in de auto werkt ook heel secuur. Onlangs ramde mijn vriending met een snelheid van 120 km per uur de linker en daarna de rechter vangrail. De auto was total loss. De airbag werd niet geactiveerd en mijn vriendin kwam er met de schrik af.

Ik noem hem hier airbag, maar een andere vulling, misschien een soort hard expansieschuim met een heel korte uithardingtijd, lijkt mij beter geschikt voor dat doel.

Wat ik mij afvraag is waarom auto’s niet voorzien zijn van airbags aan de buitenkant en er om heen

Doe je voorstel bij de fabrikant van jouw favoriete automerk.

Ik voorzie wel hoopjes 'kattekwaad' (Klap op de airbag)

Om een airbag te activeren is een impact nodig (of in ieder geval een grote g-versnelling/vertraging). Stel je knalt tegen een boom, dan "weet" de airbag tot op 0.00.....001 seconde voor de botsing nog steeds niet dat hij af moet gaan. Oftewel, de airbag gaat pas af na de botsing en in het ergste geval zorgt hij ervoor dat de auto een beetje "terugstuitert". Dit maakt de gevolgen van de botsing alleen maar erger.

Dat is waar, maar het is ook niet ondenkbaar dat er systemen worden (door)ontwikkeld die snelle benadering detecteren en daar vervolgens op reageren door de kreukelzone voorafgaand aan de impact te vergroten.

Een voorbeelden is Volvo's automatische remsysteem (City Safety), wat lijkt op een adaptive cruise control.

Feetje schreef:Bij een frontale aanrijding bijvoorbeeld van 20 m.sec־¹ en een kreukelzone van 1.20 m krijgen de inzittenden 17 g te verwerken gedurende 0.12 sec. Waarschijnlijk overleven ze dat niet ook al is de cabine niet vervormd.

Met airbags heb je de g-krachten wat onder controle.

Ik zou erop gokken dat dat met gemak te overleven is eigenlijk. Die 17g is helemaal niet zo'n probleem, het is meer de klap tegen stuur of dashboard die daarrop volgt die de schade oplevert. Bedenk dat bijv straaljager piloten beroepsmatig blootstaan aan versnellingen richting 10g, en dat die het met een goed pak en oefening zelfs presteren daarbij zeker tientallen seconden te functioneren.

Wat dat betreft denk ik dat de airbag voornamelijk werkt omdat deze het oppervlak waar je tegenaan vliegt vergroot (kussen versus stuurwiel) zodat er minder druk op bepaalde punten ontstaat. Hard tegen een muur oplopen is ook minder gevaarlijk dan tegen bijvoorbeeld een ijzeren railing ook al maakt dat voor de decelleratie geen verschil.

Die 17g is helemaal niet zo'n probleem

Ik meen dat 10g zonder contact al dodelijk is.

Ik denk aan centrifugeproeven voor astronauten.

10 g zonder contact? Dat lijkt me alleen mogelijk als je ergens op een zware planeet uit de lucht komt vallen. Er is altijd iets dat je 'aandrukt' om met 10g te versnellen, of dat nou de stoel van een straaljager is, of de buitenwand van een centrifuge die voorkomt dat je eruit vliegt.

Bij een auto is het normaliter de stoel die je aanduwt (bij botsing vanaf achter), of de combinatie van autogordel en airbag die je bij een frontale aanrijding opvangen. M.i. gaat het puur om de krachtverdeling - je ziet dat ook aan het letsel dat de autogordel veroorzaakt door zijn geringe oppervlakte.

thermo1945 schreef:Ik meen dat 10g zonder contact al dodelijk is.

Ik denk aan centrifugeproeven voor astronauten.

Colonel John Stapp, laten we maar zeggen de pionier van de botsveiligheid in auto's, heeft op dat punt baanbrekend werk verricht, en heeft persoonlijk vele malen véél hogere versnellingen doorstaan, tot 46 g .

http://en.wikipedia.org/wiki/John_Stapp

Colonel John Stapp, laten we maar zeggen de pionier van de botsveiligheid in auto's, heeft op dat punt baanbrekend werk verricht, en heeft persoonlijk vele malen véél hogere versnellingen doorstaan, tot 46 g .

Ik ben hierover verbaasd, verrast en verbijsterd.

Zojuist zag ik op het journaal een ontwerp voor een buiten-airbag nabij de voorruit om fietsers die op een motorkap terecht komen, te beschermen.

Je wens lijkt in vervulling te gaan.

Vanmiddag met mijn vmbo-3 klasje de versnelling uitgerekend van een (frontaal veronderstelde) botsing van een Smart met 110 km tegen een betonblok. Kreukelzone ingeschat op 50 cm.

http://nl.youtube.com/watch?v=ju6t-yyoU8s

90 g....... ..

Wonderbaarlijk is dat de veiligheidskooi nagenoeg intact blijft. De presentator op het testfilmpje merkt echter terecht op dat de kans dat de inzittenden levend uit de auto worden gehaald miniem is. Zelfs al zou het maar om 45 g gaan, de inwendige schade zal niet te onderschatten zijn.

Zojuist zag ik op het journaal een ontwerp voor een buiten-airbag nabij de voorruit om fietsers die op een motorkap terecht komen, te beschermen.

Mooi zo!

De vorm en de constructie, ik ben er niet uit. Ik ga een poging wagen om het functioneren van de airbag te bekijken bij een rechte centrale botsing.

Om de lage g-waarde van vier te halen bij botsingen met snelheden van maximaal 20 m.sec-¹ breng ik ook de kreukelzone van de auto in rekening.

Ik ga uit van volgende onderstellingen.

De kreukelzone van de auto, lengte 1.20 m, is ontworpen om krachten van 4 g op te vangen.

De airbag is in staat zelf alle botsingsenergie om te zetten vanaf een snelheid van 16 m.sec-¹ en lager..

De lengte van de airbag is maximaal 3.80 m vóór de auto en hij klapt uit in 0.31 sec. Dat is tien keer langer dan de bestaande airbag in de auto.

De reactietijd van een heel alerte autobestuurder is minimaal 0.5 sec. Een halve seconde vóór de impact is dan ook het moment om de airbag te activeren.

Bij impact op de airbag is die volledig ontplooid als de auto het obstakel nadert met een snelheid van 20 m.sec-¹. Bij lagere snelheden is hij voor een deel ontplooid. De lengte en de vullingsgraad is dus een functie van de rijsnelheid, een halve seconde vóór de impact.

De vertraging is gelijkmatig.

De weerstand van de kreukelzone van de auto is lineair.

Uit de tabel kun je opmaken wat er gebeurt bij verschillende snelheden. Hier en daar is een getal afgerond.



va..........sb...........sk..........ti.............g.............t

20..........3.80........1.20...... 0.31........ 4............0.50

18..........3.65........0.40.......0.30.........4............0.45

16..........3.47........0...........0.28..........3.76.......0.43

14..........3.27........0...........0.27..........3...........0.47

12..........3.03........0...........0.25..........2.44.......0.50

10..........2.75........0...........0.22..........1.83.......0.55

08..........2.42........0...........0.20..........1.35.......0.61

06..........2.01........0...........0.17..........0.91.......0.67

va = de snelheid van de auto in m.sec-¹ een halve seconde vóór impact.

sb = lengte airbag, in m (max. 3.80 m).

sk = de lengte van de gekreukelde zone van de auto, in m.

ti = de tijd tussen het moment dat de airbag geactiveerd wordt en het moment van impact, in sec.

g = g-waarde van de vertraging in m.sec-².

tg = de periode van de vertraging in sec.

En dan nog dit: de moeilijkheid ligt bij de overgang van airbag naar kreukelzone. Als de kreukelzone niet in rekening gebracht wordt, is de vertraging 5.36 g bij dezelfde lengte van de airbag maar met een andere vullingsgraad.

Sorry voor de vele puntjes, ik heb ze niet gekleurd.

Een paar correcties moet ik aanbrengen in mijn bericht #12.

In de tabel: t moet zijn tg,

onder de tabel in de vijfde alinea, schappen: in m.sec-².

En ook nog even wat natuurkundig correcter redeneringen schrijven

De kreukelzone van de auto, lengte 1.20 m, is ontworpen om krachten van 4 g op te vangen. ..

Een kracht druk je niet uit in g. g is een maat voor versnelling, ruwweg 1 g = 10 m/s²

Een kreukelzone vangt geen krachten op, een kreukelzone dissipeert energie. Als diezelfde energie over een langere -bots-weg (langere kreukelzone) wordt gedissipeerd zal de versnelling, en daarmee de ondervonden kracht, kleiner zijn.

Bij impact op de airbag is die volledig ontplooid als de auto het obstakel nadert met een snelheid van 20 m.sec-¹. Bij lagere snelheden is hij voor een deel ontplooid.

Bij hogere snelheden, want juist dan is er minder tijd.

Hoe het ook zij, er zijn twee kanten aan dit verhaal: enerzijds versnelling, die we zo gering mogelijk wensen te houden, (langere botsweg) anderzijds verdeling van krachten over een groter oppervlak.

Wonderbaarlijk is dat de veiligheidskooi nagenoeg intact blijft. De presentator op het testfilmpje merkt echter terecht op dat de kans dat de inzittenden levend uit de auto worden gehaald miniem is.

Sterker nog, intact blijven ziet er leuk uit qua marketing, maar kan minstens zo dodelijk zijn als verkreukelen voor degene die erin zit. Het nadeel van zo'n rigide constructie is dat je als passagier gewoon keihard tegen de voorkant van die cabine aan komt - juist als zo'n auto weinig energie absorbeert door te vervormen is de klap des te harder.

Het probleem met frontale botsingen is niet dat de auto plotseling decellereert, maar vooral dat de inzittende dat niet doet en daardoor heel even later met pijnlijke gevolgen stuur, dashboard en/of autogordel raakt.