Je leest:

Slimme airbag spaart levens

Slimme airbag spaart levens

Auteur: | 15 september 2004

Volgens ir. Rogier Hesseling van de TU Eindhoven kan het aantal doden bij auto-ongelukken flink omlaag. In onderzoek waarop hij vandaag promoveert, kondigt hij een nieuwe generatie autogordels en airbags aan die het letselrisico wellicht kan halveren. Hij stelt sensoren, actuatoren en regelaars voor, die het gedrag van de levensreddende hulpmiddelen tijdens de botsing voortdurend bijstellen om zo het letsel te minimaliseren.

We wanen ons veilig in de plaatstalen vehikels waarmee we over ’s heren wegen scheuren. En inderdaad heeft de introductie van kooiconstructies, kreukelzones, autogordels en airbags de kans op een dodelijk ongeluk flink gereduceerd. Maar wat is veilig? In 2001 overleden 38.935 EU-inwoners aan de gevolgen van een auto-ongeluk. En alleen in Nederland kwamen in 2003 toch nog bijna 1100 mensen om in het verkeer; ongeveer de helft daarvan zat in een auto. En er lijkt zich weer een stijging af te tekenen. Zo nam het aantal doden op 120 km-wegen toe van 68 in 2002 naar 89 in 2003.

Dan maar iets minder hard dat gaspedaal indrukken, zou je denken. Inderdaad is (te) hard rijden nog steeds een belangrijke oorzaak van ongevallen met dodelijke afloop. Maar je kunt ook op zoek gaan naar manieren om de auto nóg beter te maken, nóg veiliger – althans voor de inzittenden. Dat is wat ir. Rogier Hesseling de afgelopen vier jaar heeft gedaan bij de faculteit Werktuigbouwkunde van de Technische Universiteit Eindhoven, in samenwerking met de afdeling Advanced Safety Engineering van BMW. Hij vroeg zich af of geavanceerde regelsystemen de werking van autogordels en airbags kunnen verbeteren. Aan de hand van virtuele botsproeven komt hij tot de conclusie dat zoiets inderdaad mogelijk is

Autogordels: vast en zeker! Driepuntsgordels bestaan al sinds de introductie door Volvo in 1959. In Nederland werd het dragen ervan in 1975 verplicht gesteld, althans voor de passagiers op de voorstoelen van personenauto’s. Sinds 1992 geldt de draagplicht ook voor de achterbank. beeld:www.defa.nl

Actieve gordels en airbags

De hedendaagse airbags en gordels zijn adaptief, dat wil zeggen dat hun gedrag in beperkte mate aan de inzittende en botsing aangepast kan worden. Hesseling beschrijft in zijn proefschrift echt actieve gordels en airbags. Deze zijn uitgerust met sensoren, actuatoren en een regelaar (een soort ingebouwde computer) waarmee het gedrag van de airbag en gordel tijdens de botsing continu kan worden aangepast. De actieve regeling zorgt er voor dat relevante parameters – zoals de versnelling van het hoofd van het slachtoffer – binnen bepaalde grenzen blijven, zodat de kans op letsel wordt geminimaliseerd. De sensoren nemen krachten en versnellingen waar, de actuatoren kunnen gordel en airbag manipuleren en de regelcomputer zorgt er voor dat het letsel wordt geminimaliseerd. De actieve regeling realiseert in feite een zeer ‘persoonlijk’ veiligheidssyssteem: gordel en airbag gedragen zich bij een inzittende van 70 kilo totaal anders dan bij een inzittende van 120 kilo. In beide gevallen is het de bedoeling dat de inzittenden onder de gegeven omstandigheden met het geringst mogelijke letsel uit de botsing komen.

Hesselings proefschrift is een verkenning. Hij heeft geen systemen getest – althans niet in het ‘echt’. Hij kwam tot zijn resultaten met een botsproef in een computer, waarin hij geheel conform de Europese normen een middenklasse-auto met een snelheid van 56 km/u frontaal tegen een betonnen obstakel liet knallen. Afgezien van de enorme kostenbesparing hebben computersimulaties ook het voordeel dat componenten onderzocht kunnen worden die in het echt nog niet bestaan. Want dat is het geval met de door Hesseling voorgestelde sensoren en actuatoren: die moeten in de toekomst nog gemaakt worden. In de computer paste Hesseling het gedrag van de airbag aan door deze te voorzien van een regelbare opening die de inhoud van de zak gecontroleerd laat ontsnappen. De virtuele gordels werden voorzien van een actuator die de door de gordel uitgeoefende kracht continu kan instellen. Zo kon hij airbag en gordel variabele tegenkrachten laten bieden aan de lichamen van de proefpersonen in de botsende (computer)auto’s.

De huidige maatstaf voor de passieve veiligheid van auto’s is EuroNCAP (New Car Assessment Programme, dat de passieve veiligheid van nieuwe auto’s beoordeelt). Dit programma stelt bij zij-inpact nog zwaardere eisen dan de sinds oktober 1998 geldende EU-norm. De botssnelheid werd verhoogd van 56 km/h (EU) naar 64 km/h (EuroNCAP), dat betekent een verhoging van de botsenergie met ongeveer 30 procent. EuroNCAP is een initiatief van onder meer de Engelse en Zweedse verkeersinstanties, de FIA, de Duitse ADAC en andere Europese automotive organisaties. beeld: Audi

Minder ernstig

Hesselings resultaten tonen aan dat door manipulatie van de kracht in de gordel en de grootte van een luchtuitstroomopening in de airbag de maximale versnelling van borstkas en van het hoofd met ongeveer een factor twee is te reduceren. Dat kan het verschil zijn tussen dodelijke of levensgevaarlijke verwondingen en minder ernstige verwondingen.

Het vergt nog wel een aantal stappen voordat demonstraties mogelijk zijn. Allereerst moeten er actuatoren voor de gordel (elektromotoren en dergelijke) worden ontwikkeld die de gewenste krachten kunnen uitoefenen (tot wel 6 kN, vergelijkbaar met de zwaartekracht bij een gewicht van 600 kg). Daarnaast moet er een airbag met regelbare uitstroomopening worden ontwikkeld. En zijn er sensoren nodig die de versnelling van hoofd en borstkas betrouwbaar kunnen meten. En dat alles binnen de randvoorwaarden van de industrie; klein, licht, goedkoop en accuraat.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 september 2004
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.