ถุงลมนิรภัยทำงานอย่างไร
ถุงลมนิรภัย เป็นอุปกรณ์เพื่อความปลอดภัยของยานพาหนะ ทำหน้าที่เสมือนเป็นหมอนรองผู้โดยสารที่ประกอบด้วยวัสดุห่อหุ้มที่มีความยืดหยุ่นที่ออกแบบมาเพื่อการขยายตัวอย่างรวดเร็วในช่วงการชนกันของรถยนต์ เพื่อป้องกันผู้โดยสารจากการกระแทกกับวัตถุภายใน เช่น พวงมาลัย หน้าต่าง ยานพาหนะปัจจุบันอาจจะมีถุงลมนิรภัยอยู่ในหลายตำแหน่ง และเซ็นเซอร์อาจถูกนำมาปรับใช้อย่างใดอย่างหนึ่งหรือมากกว่ากับถุงลมนิรภัยในบริเวณการชนที่อัตราตัวแปรขึ้นอยู่กับชนิดและความรุนแรงของการชน ถุงลมนิรภัยถูกออกแบบมาเพื่อให้ทำงานโดยการขยายตัวเฉพาะการชนในระดับปานกลางถึงรุนแรงขึ้นที่ด้านหน้าหรือด้านอื่นที่ติดตั้งตัวตรวจจับการชน ถุงลมนิรภัยโดยปกติจะต้องทำงานร่วมกับเข็มขัดนิรภัย ส่วนใหญ่จะทำให้ขยายตัวด้วยวิธีการจุดระเบิดและสามารถดำเนินการได้ครั้งเดียว
ถุงลมนิรภัยทำงานอย่างไร
นอกจากเข็มขัดนิรภัยที่ทำหน้าที่ป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นจากการขับรถยนต์แล้ว
อุปกรณ์สำคัญอีกอย่างหนึ่งที่มีอยู่ในรถยนต์แทบทุกคนก็คืออุปกรณ์ที่เรียกว่า “ถุงลมนิรภัย” หรือที่เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า
“airbag” ซึ่งสามารถลดแรงกระแทกระหว่างลำตัวและศีรษะกับพวงมาลัยที่เกิดขึ้นจากการเบรคอย่างกระทันหันได้
จนกระทั่งผู้ผลิตรถยนต์ต้องเพิ่มจำนวนถุงลมนิรภัยไว้ในตำแหน่งต่างๆ เพื่อเป็นสิ่งยืนยันในความปลอดภัยภายในรถยนต์ที่ผลิตขึ้น
ถุงลมนิรภัยทำมาจากถุงไนลอนหรือโพลีเอไมด์ที่บรรจุแก๊สไนโตรเจนไว้ภายใน
โดยทั่วไปจะบรรจุแก๊สได้ประมาณ 60-70 ลิตร
ซึ่งจะพองตัวอย่างรวดเร็วเมื่อมีแรงกระแทกเกิดขึ้น
หลายคนอาจสงสัยว่าแก๊สปริมาณมากขนาดนั้นถูกเก็บไว้ตรงส่วนไหนของรถยนต์
แต่ในความจริงแล้วแก๊สไนโตรเจนที่ใช้บรรจุในถุงไม่ได้ถูกเก็บไว้ในรูปของแก๊ส
แต่อยู่ในรูปของของแข็งที่ชื่อว่าโซเดียมเอไซด์ (sodium azide, NaN3) ที่บรรจุไว้ในส่วนที่เรียกว่า inflator ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาสลายตัวกลายเป็นโลหะโซเดียมและแก๊สไนโตรเจนเมื่อได้รับความร้อนจากตัวตรวจจับการชน
(crash sensor)
ปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้โซเดียมเอไซด์สลายตัวไปเป็นแก๊สไนโตร
(สมการที่ 1) จะเกิดขึ้นเมื่อได้รับความร้อนประมาณ 300 องศาเซลเซียสที่แปลงมาจากสัญญาณไฟฟ้าจากตัวตรวจจับการชน
แต่เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นมีโลหะโซเดียม (Na) ซึ่งเป็นอันตรายรวมอยู่ด้วย
เพื่อป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นจากโลหะโซเดียมซึ่งจะเกิดการระเบิดเมื่อสัมผัสกับความชื้นจึงมีการเพิ่มสารเคมีอีกตัวหนึ่งเข้าไปทำปฏิกิริยากับโซเดียมที่เกิดขึ้นในทันที
สารเคมีดังกล่าวก็คือโพแทสเซียมไนเตรท (potassium nitrate, KNO3)
ซึ่งจะได้ผลิตภัณฑ์เป็นโพแทสเซียมออกไซด์และโซเดียมออกไซด์ที่มีอันตรายน้อยลง
และยังได้แก๊สไนโตรเจนเพิ่มขึ้นมาอีกด้วย (สมการที่ 2)
หากรวมสมการที่ 1 และ 2 เข้าด้วยกัน
จะสามารถคำนวณได้ว่าสารประกอบโซเดียมเอไซด์ 1 โมล
จะสามารถสลายตัวเป็นแก๊สไนโตรเจนได้ทั้งสิ้น 1.6 โมล
ซึ่งหมายความว่าหากบรรจุโซเดียมเอไซด์ปริมาณเพียง 130 กรัมลงใน inflator จะสามารถสลายตัวกลายเป็นแก๊สไนโตรเจนได้มากถึง
72 ลิตร ซึ่งมากพอที่จะบรรจุลงในถุงลมนิรภัยอย่างรวดเร็ว
โดยที่ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นใช้เวลาเพียง 0.04 วินาที เท่านั้น
นอกจากนี้ ในส่วนของ inflator ยังมีการเพิ่มทรายหรือซิลิกา
(SiO2)
ลงไปเพื่อให้ทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมออกไซด์และโซเดียมออกไซด์ที่ได้จากปฏิกิริยาที่
2
เกิดเป็นสารประกอบอัลคาไลน์ซิลิเกตหรือแก้วซิลิเกตที่มีความเสถียรและไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายอีกด้วย
แม้ว่าถุงลมนิรภัยจะสามารถป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นจากอุบัติเหตุได้
แต่การป้องกันที่ดีที่สุดก็คงต้องเกิดจากการขับขี่อย่างปลอดภัยและเคารพกฎจราจรนั่นเอง
ที่มา disayaphong.wordpress.com , วิกิพีเดีย
สารานุกรมเสรี
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น