Tehnika – dirkaški sedež - Varen objem - Avtomanija

Varen objem

Tehnika – dirkaški sedež

Varen objem

13.04.2016 21:51

Verjetno je vsem znano, da ima vsak dirkač formule 1 v svojem dirkalniku po meri narejen sedež, ki ga pri vožnji ne sme ovirati, hkrati pa mora nuditi visoko stopnjo varnosti ob morebitnih trkih. Kakšne so njegove značilnosti in kakšne so vzporednice s sedežem v naših avtomobilih?

Artur Švarc

V času zimskega odmora je ena izmed nalog dirkačev tudi to, da oddajo svoje aktualne mere za namen izdelave dirkaškega sedeža. Postopek je sila preprost – le usesti se jim je treba na, ali še bolje, v kocko pene in za sabo pustiti odtis. Ta odtis 3D posnamejo in oblak točk prenesejo v 3D modelirnik, kjer preko točk napnejo površine, ki z veliko natančnostjo posnemajo realno stanje. Sledi izdelava proti kosa, zrcalne oblike sedeža, ki služi kot kalup za izdelavo kletke sedeža. Ta je seveda karbonska, nanjo pa položena tanka plast poliesterske pene ter tkanina za oblazinjenje (ponavadi alkantra). Nič kaj udobna reč, nekateri dirkači pa se za fine nastavitve poslužijo uporabe napihljivih blazinic všitih v sedež, preko katerih dokončno prilagodijo sedež sebi (in mogoče korigirajo kak mm razlike v obsegu pasu tekom sezone). Teža celotnega sedeža je pod 2kg in je v celoti negorljiv

Kljub temu, da mora sedež prenesti visoke pojemke ob trku, je po pravilih Mednarodne avtomobilistične organizacije Fia lahko pritrjen le z dvema vijakoma, ki morata biti na vidnem mestu in pri vseh moštvih enaka. Vijaka služita sprostitvi sedeža, če ob nesreči dirkača zdravnik sumi na poškodbo hrbtenice in ukaže odstranitev dirkača iz dirkalnika skupaj s sedežem. Prav tako so na sedež pritrjene zanke, za katere lahko reševalci primejo ob izvleku. Varnostni pas je 5- ali 6-točkovni in mora omogočati odpenjanje z eno roko (primer hitre evakuacije ob požaru) in s sistemom HANS, to je ovratnik, ki je preko pasu preprečuje, da bi dirkačeva glava ob trku preveč zanihala in povzročila nihajno poškodbo, tvorita osnovni paket varnosti v formuli ena.

Čeprav sta dirkaški sedež v dirkalniku in tisti v naših avtomobilih že po izgledu povsem drugačna, kaj šele po svobodi gibanja, ki ju avtomobilski omogoča, je tudi sedež današnjih avtomobilov bolj napreden izdelek, kot si večina izmed nas misli. K razvoju in razumevanju sedeža kot pomembnega varnostnega elementa je prišlo zaradi dejstva, da avtomobili danes z moderno zasnovanimi varnostnimi kletkami omogočajo visok odstotek preživetja potnikov tudi ob hujših nesrečah, vseeno pa prihaja do povečanja določenega tipa poškodb. Eden izmed teh tipov je tudi nihajna poškodba zgornjega dela hrbtenice (en: whiplash), pri kateri poškodba nastane zaradi zanihaja glave in vratu pri trku (predvsem od zadaj). Čeprav je delež takih nesreč manjši kot tistih s čelnim trkom in so hitrosti nižje, je zdravljenje takih poškodb dolgotrajno, večina ponesrečenih pa tudi po enem letu še vedno čuti bolečine v hrbtu.

Da se prepreči poškodbe hrbtenice, morata sedež in vzglavnik nuditi trupu, vratu in glavi čim večjo oporo in naj med trkom ''potujeta'' z deli telesa. S tem se prepreči prevelike sunke in odklone glave glede na trup in zmanjša nevarnost za poškodbo. Pri reševanju tega problema pa so inženirji hitro naleteli na spoznanje, da kar 95% voznikov vozi z nepravilno nastavljenim vzglavnikom v vozilu. Pravilno naj bi bil v poziciji, da je vzglavnik postavljen približno 8cm pod vrhom glave in 10cm za tilnikom.

Poglejmo še enkrat, kakšni so bili prvi koraki in prve rešitve , ki jih danes posnemajo oz. uporabljajo vsi proizvajalci, saj so aktivni vzglavniki v Evropi obvezni na prednjih sedežih osebnih avtomobilov.

Pomik vzglavnikov
SAHR – Saab Active Head Restraint

Saabov sistem, v osnovi predstavljen leta 1997, izpopolnjen leta 2002 (SAHR II).
Prva generacija je bila razvita za zmanjšanje relativnega gibanja med glavo in spodnjim delom vratu. Vzglavnik je vgrajen na okvir v vrhu sedeža, ki je oblikovan tako, da se vrti na sredini. Pri trku od zadaj avto potisne naprej in potnikovo telo zaradi vztrajnosti nazaj v sedež.
Mehanska povezava v okvirju potisne zgornjo polovico, ki nosi vzglavnik bližje potnikovi glavi in s tem zmanjša relativne premike med glavo ter spodnjim vratom
Druga generacija sistema pa je temeljila že na štirizgibnem mehanizmu, ki vzglavnik potisne navzgor in naprej, kjer ulovi potnikovo glavo. Novejši sistem je tudi hitrejši – reagira namreč v manj kot 70 milisekundah.

Predhodna aktivacija pomika vzglavnikov

Kratki časi trkov in s tem primanjkljaj časa za odziv sistemov, ki temeljijo na podobnem principu kot zgoraj omenjeni SAHR, je pripeljal do ideje, da bi položaj vzglavnika za lovljenje glave po trku predhodno pripravili, že ob prvem kontaktu vozil pri nesreči, ali pa še bolje – celo pred kontaktom!
Ideja je torej bila, da se z ustreznimi senzorji in motorji vzglavnik v ugoden položaj postavi že takoj po prvem kontaktu oz. naletu vozila od zadaj. Izumitelj David S. Breed je v zadnji odbijač vozila tako namestil senzorje, ki bodo s pošiljanjem podatkov ob deformaciji oz. celo ob nenadnem hitrem približevanju zadaj vozečega vozila preko centralne nadzorne enote in elektromotorjev nadzirali položaj vzglavnika. Pri tej ideji pa je upošteval tudi dejstvo, da 95% voznikov nima pravilno nastavljenega vzglavnika in tako dodatno vanj namestil senzorje, ki vzglavnik pred začetkom vožnje še samodejno nastavijo.

Pomik sedežnega naslona

Švedski proizvajalec Volvo je leta 1998 v svoj model S80 vgradil sistem WHIPS. Medtem, ko so ostali proizvajalci takrat stavili na pomike vzglavnikov, je Volvo predstavil rešitev s kombinacijo pomika sedežnega naslonjala in vzglavnika. Med stičiščem sedalnega dela in naslonjala ima sedež vgrajen poseben tečaj, ki omogoča vrtenje in pomikanje naslonjala nazaj. S tem se pri trku od zadaj zmanjša pospeševanje trupa potnika, medtem ko vzglavnik poprime glavo. Kombinacija počasnejšega pospeševanja trupa in podpore glave privede do tega, da se vratni del hrbtenice ne deformira preveč – poleg tega pa se deformira veliko počasneje kot pri sedežu brez tega sistema.
Manjša slabost tega sistema je to, da po nesreči naslonjalo ostane izven ravnovesne lege, saj se tečaj deformira – poseg menjave oz. popravila pa je nezahteven in kratek.

Pomik celotnega sedeža
Švedski izumitelj Kent Nilson je ob raziskavi domačih zavarovalnic, da je med 1500 in 2000 težjimi poškodbami hrbta zaradi naleta od zadaj kar do 200 takih primerov, ki zahtevajo invalidsko upokojitev, predlagal rešitev celotnega sedeža. Zakaj taka ideja? Ugotovljeno je bilo, da vratni del hrbtenice (t.i. whiplash) ostane nepoškodovan, če nanj deluje pospešek manjši od 4g. Da pa lahko dosežemo zmanjšanje pospeška na tak nivo, pa je potrebno sedež ob trku pomakniti v nasprotno smer gibanja avtomobila.
Omenili smo, da je potrebno za zmanjšanje poškodb hrbta pospešek zmanjšati pod 4g. Tako na primer  telo, ki od 0 pospeši do 11km/h v času trka 50ms, to naredi pri pospešku okrog 6g in v tem času opravi 75 mm poti. Če k temu dodamo še na primer 90 mm pomika zadnjega sedeža, se čas potovanja telesa poveča, pospešek na telo pa pade za več kot polovico na slabe 3g, kar pomeni, da smo na varni strani.
Problem se na primer pojavi že pri malce višji hitrosti. Pri trku z 18km/h in istem času trka kot prej, je telo izpostavljeno pospešku 10g. Če hočemo pospešek zmanjšati na 4g pa potrebujemo kar 195mm pomika sedeža. To pa je nemogoče, saj bi s tem sedež ogrozil potnike na zadnjih sedežih!
Ker pa potreben pomik sedeža predstavlja pot, ki ga morata prepotovati gornji del hrbtenice in glava, lahko to pot opravimo tudi s kombinacijo translacije in rotacije, kar je privedlo do izpopolnjene rešitve sistema.

Ostali sistemi

Kot je omenjeno že v začetku tega članka, je rešitev pomika sedežev izvedena predvsem na način pomika vzglavnika, vzglavnika in naslonjala (neodvisno ali odvisno od drug drugega) ali pa kar celotnega sedeža. Vseeno pa so se pojavile še nekatere druge ideje blaženja poškodb hrbtenice ob nesrečah oziroma predvsem ob naletih od zadaj. Večina jih bazira na napihljivih zračnih blazinah v hrbtnem naslonu, taka rešitev pa je predvsem primerna za športne avtomobile, kjer je sedež ponavadi iz enega kosa, prav tako pa je popravilo tega sistema po aktivaciji praviloma dražje.

Za dodajanje komentarjev morate biti prijavljeni.
© Copyright 1999-2026 Avtomanija