Bílé polštáře se zjeví, když je nejhůře. Jak vznikaly a kde se vzaly airbagy

Od zubařů pro piloty

Zní to zvláštně, ale první airbagy vyvinuli zubaři. Spolužáci z univerzity v Birminghamu Arthur Parrott a Harold Round se už nemohli dívat na zástupy pilotů, kteří se vraceli z 1. světové války se zlomenými čelistmi. Většina karambolů v bojových letadlech tehdy končila přinejlepším právě tímto nepříjemným zraněním. Nevyhnulo se to ani takovým leteckým esům, jakými byli rudý baron von Richthofen, který dokonce na následky nehody zemřel, nebo francouz Nungesser. Ten sice válku přežil, ale čelisti měl zlámané dokonce sedmkrát.

Jako zubaři se s tím Parrot a Round rozhodli něco udělat. Všimli si, že k nejčastějším příčinám zranění patří kontakt pilotovy hlavy nebo jiné části těla s pevnými součástmi kokpitu letadla. Obzvlášť rizikovou byla přední hrana trupu, která bývala při nárazu přesně v trajektorii pilotovy hlavy. Ta setrvačností pokračovala v pohybu kupředu, kde - nejčastěji právě čelistí - dopadla na tvrdou konstrukcí letadla. Stačila kolize v malé rychlosti a zubaři a chirurgové měli práci.

Parrot a Round navrhli řešení. Nechali si patentovat vzduchové polštáře. Jednalo se v podstatě o pórovitou gumovou hmotu, která byla obalena kůží. Měla pak být přichycena k lemu trupu nebo k jinému rizikovému dílu kokpitu, kde by mohlo dojít ke zranění pilota. Při nárazu se hmota měla deformovat a zmírnit tak následky nehody. Ačkoliv se nejednalo o airbagy v pravém slova smyslu a ačkoliv se neví o tom, že by kdy byly skutečně použity, byl to historický průlom. Ba co víc, oba zubaři dokonce experimentovali s řízeným upouštěním vzduchu z polštářů za pomocí kanálků. Chtěli dosáhnout postupné deformace, která by co nejplynuleji zmírnila náraz. Tím měli předběhnout dobu o dlouhých padesát let.

Airbag z kuchyňského stolu

Byla slunná neděle roku 1952. John Hetrick si právě vyjel na výlet do Pensylvánie se svou ženou a jejich sedmiletou dcerkou. Když se cesta klikatila lesem, dával Hetrick pozor na jeleny a jinou divokou zvěř. V tom se před nimi za horizontem uprostřed silnice objevil obrovský balvan. Hetrick trhnul volantem prudce na stranu a auto zapadlo s kvílením brzd do příkopu. Těsně před nárazem se ještě oba instinktivně pokusili rukama zadržet jejich dceru, která seděla mezi nimi, aby si nerozbila hlavu o přístrojovou desku. Rychlost už naštěstí nebyla vysoká, a tak celá rodina vyvázla bez zranění.

Cestou domů se pak Hetrickovi v hlavě honily myšlenky. ,Přece musí existovat způsob, jak při nehodě utlumit uvnitř vozu náraz tak, aby člověk nevrazil hlavou do volantu nebo do palubní desky'. A pak si vzpomněl na válečná léta, kdy pracoval jako mechanik pro námořnictvo. Jednoho dne údajně opravoval s kamarády torpédo, když v tom povolil pojistný ventil a stlačený vzduch unikl z útrob torpéda s velkou razancí ven. S takovou razancí, že se plachta, kterou bylo torpédo přikryto, najednou ocitla pod stropem tovární haly. To bylo ono!

John Hetrick se ihned pustil do návrhu nafukovacích polštářů. S takovou vervou, že jeho první model vznikal na kuchyňském stole. Záhy byl hotov a svůj vynález mechanicky aktivovaného záchytného vzduchového polštáře si nechal patentovat. Následně s jeho nákresem obeslal řadu automobilek. Vždy s vysvětlením bezpečnostních výhod jeho polštářů. Ozvala se mu jediná. V odpovědi stálo, že se lidé zajímají spíše o rádia, klimatizace a jinou výbavu. Zdraví pasažérů bylo druhořadé.

Automobilky mohly v začátcích odradit od instalace airbagů i mnohé dětské nemoci. První vzduchové vaky jich měly hned několik. Stlačený vzduch nebyl tak efektivní, aby polštáře nafouknul dost rychle a na dostatečný tlak. Příliš nepomáhalo ani to, že se airbagy aktivovaly mnohdy manuálně. Ano, některé prototypy dokonce musel nechat nafouknout sám řidič, když vytušil, že se blíží srážka. Byli byste tak ledově klidní a soustředění, že byste zatáhli za páčku airbagu ve chvíli, kdy se na vás řítí auto v protisměru?

Není se co divit, že se našlo dost odpůrců a posměváčků, kteří v nafukovacích vacích neviděli žádnou budoucnost.

Pozor, teď to bouchne

Zlom přišel až v polovině šedesátých let. Japonský konstruktér Yasuzaburou Kobori vynalezl výbušný systém, jenž umožnil polštáře nafouknout za zlomek času, který k tomu potřeboval stlačený vzduch. Nedlouho potom došlo k dalšímu stěžejnímu objevu. Chicagský průkopník automobilové bezpečnosti Allen Breed si velmi dobře uvědomoval, že klíčová je nejen rychlost samotného nafouknutí, ale také čas, kdy dojde k aktivaci celého mechanismu. Breed v roce 1967 vynalezl elektromechanické čidlo, které v náraznících auta detekuje, že došlo k havárii a posílá impulz dále do vozu. Vlastně se jednalo o válcovité zařízení s kovovou kuličkou, která byla magnetem zajištěna na zadním konci válce. Při nehodě se setrvačností uvolnila a zapadla do drážky na přední konci. Tím uzavřela okruh, kterým se elektrický impulz mohl šířit.

Zbývalo najít magickou substanci, která by vynálezy obou pánů spojila do fungujícího celku. Tou látkou se stal azid sodný. V klidu zcela stabilní bílé krystalky. Při kontaktu s elektrickým impulzem ale zažehnou prudkou chemickou reakci, která naráz uvolní množství dusíku. Dost na to, aby se z trošky prášku dokázal naplnit airbag. Cyklus byl kompletní.

Všechny problémy ale zdaleka zažehnány nebyly. Podobně jako v padesátých letech se objevila řada kritiků. Někteří tvrdili, že následky výbuchu a vystřelení airbagu směrem k řidiči mohou mít někdy vážnější dopady na tělesnou schránku než samotný naráz. A nejhorší na tom bylo, že to byla pravda. Příliš razantní nafouknutí působilo velkou silou, která směřovala přesně proti pohybu těla a hlavy řidiče.

Byl to opět Allen Breed, který i tento problém vyřešil. Vybavil airbag systémem upouštěcích záklopek, přes které při nafouknutí uniká přebytečný plyn ven, a tím je náraz do bílého polštáře plynulejší. Vzpomínáte na birminghamské zubaře Parrota a Rounda?

S každým zdokonalením se postupně zavírala ústa více a více kritikům. Toxicita, vlhkost, předepínání bezpečnostních pásů. S tím vším si konstruktéři nakonec poradili. A s každým vyřešeným problémem se výrobci začali o technologii více zajímat.

Přišel konec šedesátých let. Objevily se první bezpečnostní předpisy, pásy se staly povinností a výrobci začali studovat princip deformačních zón. Najednou měl airbag téměř vydlážděnou cestu k tomu, aby zachraňoval životy.

Jako první vybavili sériový vůz airbagem Američani. Pro modelový rok 1974 byly vozy koncernu GM Oldsmobile Toronado a Chevrolet Impala vybaveny záchytným systémem se vzduchovým polštářem. Tak se tehdy airbagu říkalo a už na tomto názvu je vidět, že technologie ještě byla stále v plenkách. Co na tom, že dnešního pohledu by absolutně neobstála. Co na tom, že téměř všechna auta skončila v rukou federálních institucí. Airbag to byl a byl v sériovém autě. Takže se to počítá.

Vaky, kam se podíváš

O žádnou masovou záležitost se zprvu nejednalo. Konzervativním evropským značkám nějakou dobu trvalo, než vzaly výbušninou aktivované vaky za své. Vše se mělo změnit roku 1981. Tehdy se na volantu Mercedesu třídy S namísto blyštivé hvězdy objevila nevzhledná plastová krytka. Byla to předzvěst nové doby. Definitivní znamení, že bezpečnost je více než styl.

Když to bylo dobré pro luxusní Mercedes, bylo to najednou dobré pro každého. Od té doby se podobně škaredé krytky záchranných vaků vyrojily v interiérech postupně všech významných výrobců. Dnes už v Evropě nové sériové auto bez airbagu nekoupíte.

Bezpečnostní mánie odstartovala naplno. Výrobci se začali předhánět v tom, kolik vaků do auta dokáží nacpat, a vozy s deseti i více magickými polštáři nebyly a nejsou ničím výjimečným. Až se člověk musí opravdu snažit, aby je všechny v autě odhalil. Objevily se hlavové nebo kolenní airbagy, airbagy v bezpečnostních pásech i jinde. Ale můj favorit zkrátka musí být zadní hlavový airbag miniaturní Toyoty iQ. Jelikož v malém vozítku seděli cestující vzadu s hlavou doslova nalepenou na zadním okně, rozhodla se je Toyota proti nárazům zezadu ochránit. Jak asi takový airbag bez deformačních zón fungoval, na to se mě neptejte.

Zdaleka to ale nebylo poslední bizarní využití tohoto vynálezu. Objevily se airbagy na motocyklech či dokonce přímo v motocyklových kombinézách. Experimentovalo se s airbagy pro chodce umístěnými na vnějšku karosérie. Speciální shluk polštářů použila také NASA na několika přistávacích modulech, kde měly za úkol zbrzdit dosednutí lodi na povrch Marsu.

A - světe div se - vznikly i airbagy pro piloty.

Jak by asi reagovali oni dva Birminghamští zubaři, kdyby viděli, kam až se vyvinuly vzduchové polštáře, kterými tehdy, v roce 1919, chtěli chránit čelisti odvážných vzdušných hrdinů.

Zdroje:

Center Airbag Out-of-Position: recommended test procedures and biomechanical analysis for evaluating occupant injury risk, POLITECNICO DI TORINO, Master’s Degree in Biomedical Engineering Master’s Degree Thesis, Alessia Fiore, 2022

https://patentimages.storage.googleapis.com/d7/d7/47/951bc2abcf5ab7/US1331359.pdf

https://www.birmingham.ac.uk/news-archive/2019/university-of-birmingham-unveils-new-blue-plaque-celebrating-the-work-of-two-innovative-dentists

https://www.consumeraffairs.com/news04/2006/airbags/airbags_invented.html