Κώστας Καββαθάς (Φυσική&Αυτοκίνητο)
Παθητική ασφάλεια (μέρος 2ο)
του Διονύση Κωνσταντίνου, Φυσικού
Στο προηγούμενο σημείωμα μιλήσαμε για τις δυνάμεις που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια της πρόσκρουσης σε τοίχο ενός αυτοκινήτου που κινείται με 90 χλμ./ώρα. Πρόκειται για διαδικασία ενδεικτική του τι συμβαίνει, χωρίς να ξεχνάμε ότι η πραγματικότητα είναι πάντα πολυπλοκότερη. Οι προσεγγιστικοί λογαριασμοί στο συγκεκριμένο μοντέλο δείχνουν ότι το αυτοκίνητο και καθετί που κινείται μαζί του χρειάζεται δύναμη ίση με 50 φορές το βάρος του για να σταματήσει.
Το πρόβλημα που καλούνται να επιλύσουν οι κατασκευαστές αυτοκινήτων, ώστε να τα καταστήσουν ασφαλέστερα κατά τις συγκρούσεις, έχει κυρίως δύο πλευρές:
Α) Ποιος σχεδιασμός εξασφαλίζει όσο το δυνατόν μικρότερη παραμόρφωση της καμπίνας; Η απάντηση είναι οι ελεγχόμενες ζώνες παραμόρφωσης του αυτοκινήτου, με μαλακά εμπρός και πίσω άκρα και θωράκιση της καμπίνας.
Β) Τι είναι αυτό που θα σταματήσει το σώμα ενός επιβάτη, πριν χτυπήσει στα σκληρά του εσωτερικού της καμπίνας; Απάντηση: ζώνες ασφαλείας με προεντατήρες, που επιτρέπουν τις κινήσεις του σώματος σε συνήθεις καταστάσεις, αλλά το συγκρατούν στα πολλά αρνητικά g και σφίγγουν, εμποδίζοντάς το να γλιστρήσει κάτω από τις ζώνες τριών σημείων. Μένει το κεφάλι, το οποίο, καθώς δε συγκρατείται από τη ζώνη, εξακολουθεί να κινείται, ενώ το σώμα έχει ήδη σταματήσει. Θυμηθείτε ότι, για να σταματήσει, χρειάζεται κι αυτό δύναμη 50πλάσια του βάρους του. Μπορεί ο αυχένας να αντέξει τέτοια καταπόνηση; Εδώ έρχονται σε βοήθεια οι αερόσακοι, που φουσκώνουν πιο γρήγορα απ’ ό,τι κινείται το κεφάλι και σχηματίζουν ένα προστατευτικό μαξιλάρι που το σταματά με σχετική ασφάλεια.
Φυσικά, μια απάντηση που ακυρώνει όλο το πρόβλημα είναι να μη γίνει σύγκρουση. Αυτό σχετίζεται με τον τρόπο οδήγησης του καθενός και με τα συστήματα ενεργητικής ασφάλειας του αυτοκινήτου και είναι αντικείμενο άλλου σημειώματος.
Δυο λόγια, τέλος, για την ταχύτητα, που παίζει σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες που περιγράψαμε. Είναι απλό να συμφωνήσουμε από πού και πάνω μπορεί να χαρακτηριστεί «μεγάλη» μια ταχύτητα· είναι αντικειμενικό ζήτημα. Το θέμα, όμως, δεν είναι οι μικρές ή μεγάλες ταχύτητες, αλλά οι ταχύτητες μικρού ή μεγάλου ρίσκου. Θα μπορούσαμε για τις τελευταίες να χρησιμοποιήσουμε τον όρο «υπερβολική ταχύτητα». Μια μεγάλη ταχύτητα, ωστόσο, δεν είναι υποχρεωτικά υπερβολική, ούτε μια μικρή οπωσδήποτε ασφαλής. Υπερβολική (όχι πάντα με όρους Τροχαίας) θα μπορούσε να χαρακτηριστεί η ταχύτητα κάποιου που δεν έχει εκτιμήσει παράγοντες όπως το περιβάλλον κίνησης ή τις δυνατότητες τις δικές του και του αυτοκινήτου του.
Οι εγκάρσιες και οι διαμήκεις δοκοί εμπρός και πίσω παραμορφώνονται έντονα, απορροφώντας μεγάλο μέρος της ενέργειας της πρόσκρουσης. Ολόκληρη η καμπίνα είναι κατασκευασμένη από κράματα ανθεκτικά σε καταπονήσεις και παρουσιάζει αυξημένη ακαμψία. Οι πόρτες είναι ενισχυμένες με μπάρες (εδώ δε φαίνονται).
Οι δυνάμεις μπορούν να είναι μικρότερες, αν ο χρόνος δράσης τους είναι μεγαλύτερος. Ο αερόσακος έχει και τέτοια λειτουργία, λόγω της ελαστικότητάς του και του ελεγχόμενου ξεφουσκώματος, και λειτουργεί συμπληρωματικά με τη ζώνη ασφάλειας. Χωρίς τη ζώνη, είναι επικίνδυνος, γιατί το κεφάλι πέφτει μπροστά και τον συναντά την ώρα που φουσκώνει. Μια τέτοια συνάντηση με το κεφάλι ισοδυναμεί τουλάχιστον με γροθιά από πρωταθλητή πυγμαχίας.
Όταν ένα σταματημένο αυτοκίνητο δεχτεί χτύπημα από πίσω, τινάζεται εμπρός με μεγάλη επιτάχυνση. Το σώμα ωθείται από τα καθίσματα. Το κεφάλι; Αυτός είναι ο λόγος που τα καθίσματα έχουν ειδικά βοηθήματα στο επάνω μέρος, γνωστά και ως «μαξιλαράκια». Αν απουσιάζουν, το κεφάλι μένει πίσω και ο αυχένας δέχεται επικίνδυνη καταπόνηση.