УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2003 года по МПК B60R19/20 

Предлагаемое изобретение относится к области транспортной техники, а именно к устройствам для защиты транспортного средства, поглощающим энергию удара при столкновении с другими транспортными средствами или внешними объектами, и может быть использовано в конструкциях бамперов транспортных средств, в том числе движущихся на высоких (максимальных) скоростях, например в грузовых и легковых автомобилях.

Известно устройство защиты транспортного средства, представленное в [1] в описании энергопоглощающей части транспортного средства, содержащее наружную панель в виде декоративной оболочки, выполненной из полимера, поперечную балку, на которой разъемным соединением закреплена наружная панель и которая жестко соединена посредством кронштейнов с концевыми частями продольных брусьев, при этом каждый кронштейн выполнен с тремя зонами с единой поверхностью, крайние из которых представляют собой часть донной поверхности в виде язычка и площадки, жестко соединенных соответственно с донной поверхностью концевой части продольного бруса и с поперечной балкой, а центральная - содержит боковые стенки с отогнутыми фланцами, жестко соединенные соответственно с боковыми стенками концевой части продольного бруса и поперечной балкой.

Данное устройство защиты транспортного средства позволяет улучшить энергопоглощающие свойства передней части автомобиля за счет указанного выполнения ее конструкции с дополнительными усиливающими энергопоглощающие свойства передней части автомобиля (бампера) конструктивными элементами. В такой конструкции в момент столкновения транспортного средства с препятствием первоначально деформируется наружная панель и поперечная балка, при этом гасится основная часть энергии удара, а остальная часть передается через кронштейны на концевые части продольных брусьев для дальнейшего ее гашения без слома последних.

Однако в данной конструкции устройства защиты транспортного средства наличие большого количества дополнительных деталей усложняет в нем конструкцию устройства и увеличивает трудоемкость сборки такого узла и установку его на автомобиле, а также и его себестоимость.

Кроме того, выполнение в такой конструкции устройства наружной панели в виде декоративной оболочки из полимера, закрепленного на поперечной балке разъемным соединением, например болт-гайкой, не обеспечит требуемой прочности такого соединения, что приведет к увеличению деформации всего устройства и снижению его энергопоглощающих свойств при ударе.

Известно также устройство защиты транспортного средства, представленное в [2] в описании энергопоглощающего буфера для автомобиля, содержащее наружную панель (бампер) и телескопические цилиндрические устройства, состоящие каждое из подвижного и неподвижного цилиндров, скрепленных соответственно с внутренней поверхностью наружной панели посредством цилиндрических шарниров и несущей конструкцией автомобиля, центральных стержней, закрепленных одним концом относительно подвижного цилиндра и проходящего сквозь неподвижной цилиндр с резьбой, причем внутри каждой пары телескопических цилиндров размещены деформируемые устройства, выполненные в виде последовательно установленных вдоль каждого стержня и охватывающих его деформируемых втулок, выполненных из пластичного металла и соединенных между собой посредством муфт, скрепленных с неподвижными цилиндрами и снабженных цилиндрическими корпусами, охватывающими с радиальным зазором центральные стержни и заполненными рабочей жидкостью, и уплотнениями, взаимодействующими с цилиндрическими поверхностями центральных стержней, снабженных штоками и поршнем.

Данное устройство по сравнению с предыдущим аналогом за счет использования для поглощения энергии удара пластической деформации растяжения металла деформируемых втулок (окружные деформации) при их одновременных пластическом сжатии (осевые деформации) и пластическом изгибе (изгиб по образующей), обеспечивает повышение удельной энергоемкости такой конструкции устройства защиты, а также повышение надежности его работы при воздействии несимметричной относительно продольной оси автомобиля ударной нагрузки, возникающей при столкновениях с препятствиями.

Кроме того, наличие в такой конструкции муфт, снабженных цилиндрическими корпусами, заполненными рабочей жидкостью и снабженными уплотнениями, взаимодействующими с цилиндрическими поверхностями цилиндрических стержней, обеспечивает плавность возврата устройства в исходное положение, что исключает эффект обратной отдачи и локальные ударные нагрузки на элементы конструкции устройства защиты (буфера), а также повышает энергопоглощающие свойства такого устройства защиты транспортного средства при столкновениях с препятствиями.

Однако вышеуказанное устройство защиты транспортного средства (буфер для автомобиля) обладает значительной конструктивной сложностью его выполнения и имеет существенные габариты его элементов, соединенных с несущей конструкцией автомобиля и взаимодействующие с ней, что приводит к увеличению веса транспортного средства в целом.

В качестве прототипа выбрано устройство для защиты транспортного средства, представленное в [3] в описании бампера автомобиля, содержащее внутреннюю и наружную панели и боковые стенки, образующие замкнутую полость, внутри которой размещен энергопоглощающий слой из вспененного (энергопоглощающего) материала, при этом на внутренней панели относительно ее вертикальной стенки выполнены по всей ее длине выступы, образованные наружными и внутренними продольными и вертикальными полками, а вертикальная стенка содержит горизонтальные ребра, которые являются частью наружных продольных полок и опираются на опорную поверхность.

Известное устройство-прототип для защиты транспортного средства (бампер автомобиля) по сравнению с предыдущими аналогами исключает наличие множества дополнительных деталей, усиливающих его энергопоглощающие свойства при ударе. Это компенсируется образованием полости между наружной и внутренней панелями и боковыми стенками, заполненной энергопоглощающим материалом, что, в свою очередь, упрощает конструкцию устройства и снижает трудоемкость его изготовления и установку на автомобиль. В данной конструкции устройства-прототипа наружная панель бампера, за счет упругости которой происходит первичное поглощение энергии удара, начинает продавливаться, передавая энергию через вспененный энергопоглощающий материал внутренней панели, которая также начинает упруго деформироваться за счет жесткости горизонтальных полок выступов, через которые энергия далее передается на опорную поверхность кузова. Присутствие участков повышенной жесткости, обусловленных указанным выполнением внутренней панели бампера, а также исключение контактов двух панелей во вдавленных зонах за счет наличия вспененного энергопоглощающего материала между внутренней и наружной панелями обеспечивает такому устройству-прототипу требуемые энергопоглощающие свойства.

Недостатком устройства-прототипа защиты транспортного средства (бампера автомобиля) является невозможность обеспечения требуемых энергопоглощающих свойств, способных сохранить неповрежденным транспортное средство и обеспечить безопасность водителя и пассажиров при столкновениях, совершенных на высоких (максимальных) скоростях. Это обусловлено тем, что вспененный энергопоглощающий материал, расположенный в полости между наружной и внутренней панелями бампера обладает относительно низкой энергоемкостью, поэтому он будет сначала поглощать энергию, а затем накапливать ее в виде энергии ударного воздействия (как упругая пружина), что приведет к эффекту обратной отдачи при столкновении транспортного средства с препятствием и возможности возникновения достаточно больших локальных ударных нагрузок на элементы конструкции устройства при его возрасте в исходное положение, особенно при столкновениях на высоких (максимальных) скоростях, приводящих к потери управления транспортным средством и его устойчивости.

Кроме того, небольшая толщина полости с энергопоглощающим материалом обуславливает основную нагрузку от удара при столкновениях на горизонтальные и вертикальные полки выступов, которые под действием больших максимальных нагрузок при столкновениях на высоких скоростях теряют устойчивость, что может привести к возникновению сильных разрушительных воздействий на кузов автомобиля и, следовательно, его деформации.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение надежности защиты транспортного средства и безопасности пассажиров и водителя при столкновениях с препятствиями на высоких (максимальных) скоростях, за счет снижения вероятности потери управления транспортным средством и повышения его устойчивости, вследствие использования для обеспечения требуемых энергопоглощающих свойств поэтапного (ступенчатого) поглощения энергии удара с помощью упругой деформации газообразных продуктов, образованных из смеси веществ взрывчатого характера, а также увеличения жесткости конструкции устройства в целом.

Технический результат достигается тем, что устройство защиты транспортного средства, содержащее соединенные друг с другом наружную и внутреннюю панели и боковые стенки, образующие замкнутую полость, внутри которой размещен энергопоглощающий слой, согласно изобретению снабжено автономными энергопоглощающими блоками с взрывными устройствами, одни из которых расположены в контейнерах, установленных на внешней поверхности наружной панели, а другие размещены в прямоугольных ячейках средней части энергопоглощающего слоя, выполненных по всей ее длине, на одинаковом расстоянии друг от друга, и сориентированы в последних взрывными устройствами к наружной панели, и балкой прямоугольного сечения, расположенной между внутренней поверхностью наружной панели и примыкающей к ней частью энергопоглощающего слоя и соединенной с боковыми стенками, при этом каждый энергопоглощающий блок выполнен в виде плотно прилегающих друг к другу кожуха и коробки, имеющей две дополнительные внутренние вертикальные стенки дугообразной формы, расположенные своими выпуклыми частями напротив друг друга с образованием с основными вертикальными стенками коробки и стенками кожуха замкнутой полости для размещения взрывчатого элемента, и между выпуклыми частями внутренних вертикальных дугообразных стенок - канала в виде выходного сопла, расположенного напротив замкнутой полости коробки, а в энергопоглощающем слое также выполнен продольный канал, расположенный по всей длине замкнутой полости между внутренней поверхностью внутренней панели и энергопоглощающими блоками и соединенный с выходными соплами коробок последних и со сквозными выходными отверстиями, выполненными в боковых стенках устройства напротив продольного канала.

Контейнер энергопоглощающего блока может быть снабжен лицевой крышкой с внутренним уступом, шарнирно соединенной с нижней стороной контейнера.

Кроме того, сквозные выходные отверстия боковых стенок устройства могут быть снабжены пробкообразными крышками, расположенными снаружи боковых стенок напротив каждого сквозного выходного отверстия.

Снабжение устройства защиты транспортного средства наружными и внутренними автономными энергопоглощающими блоками, выполненными и размещенными указанным образом, а также балкой прямоугольного сечения позволяет создать систему защиты, обеспечивающую при сохранении ее жесткости поэтапное поглощение энергии удара при столкновениях с препятствиями на высоких (максимальных скоростях) скоростях: первичное поглощение энергии удара с использованием упругой деформации жидкостно-газообразных продуктов, образованных из смеси веществ энергопоглощающих блоков на наружной панели, что частично гасит скорость транспортного средства, и вторичное ступенчатое (максимальное) поглощение энергии удара также с использованием упругой деформации жидкостно-газообразных продуктов, образованных из смеси веществ внутренних блоков в энергопоглощающем слое замкнутой полости.

Это обеспечивает по сравнению с прототипом снижение вероятности потери управления транспортным средством на высоких (максимальных) скоростях и повышение его устойчивости и, следовательно, повышает надежность защиты транспортного средства и безопасность его водителя и пассажиров при столкновениях.

Выполнение каждого автономного энергопоглощающего блока в виде кожуха и коробки указанной конструкции позволяет с одной стороны с помощью кожуха защитить коробку блока со взрывчатым веществом от деформации при столкновении с препятствием на больших скоростях. При этом указанная конструкция коробки энергопоглощающего блока позволяет образовать внутри нее камеру сгорания для газообразных продуктов и обеспечить разгон жидкостно-газообразных продуктов до заданной скорости и придания потоку направленного характера с помощью выходного сопла. Все это способствует обеспечению требуемых как первичного, так и вторичного ступенчатого поглощения энергии удара при столкновениях, что также повышает надежность защиты транспортного средства, его водителя и пассажиров по сравнению с прототипом.

Наличие металлической балки в устройстве, расположенной указанным образом, позволяет вместе с наружной панелью увеличить вторичное поглощение энергии удара при увеличенной горизонтальной нагрузки во время столкновения с препятствием, а также обеспечить поочередное вступление в работу энергопоглощающих блоков, что приводит к увеличению сопротивления удару и повышению устойчивости транспортного средства по сравнению с прототипом.

Наличие продольного канала в энергопоглощающем слое и выходных отверстий в боковых стенках внутренней панели, соединенных с этим каналом, обеспечивает заданное направление выхода жидкостно-газообразных продуктов из сопла каждого внутреннего энергопоглощающего блока после взрыва при детонации, что также способствует увеличению вторичного ступенчатого поглощения энергии удара и повышению по сравнению с прототипом надежности защиты транспортного средства.

Наличие крышки у каждого контейнера с наружными энергопоглощающими блоками, закрепленной на нем указанным образом, обеспечивает остановку блока при детонации взрывчатого элемента и также ослабляет вибрацию блока при детонации и дополнительно придает выхлопу более направленный характер.

Снабжение сквозных выходных отверстий пробкообразными крышками, размещенными указанным образом, позволяет исключить попадание в продольный канал для выхода жидкостно-газообразной среды наружу засоряющих его частиц и, следовательно, ненужных возгорании во время детонации.

Все это также по сравнению с прототипом способствует повышению сопротивляемости удару при столкновениях и, следовательно, надежности защиты транспортного средства.

Таким образом, сопоставительный анализ предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом показал, что оно отличается от последнего выполнением внутренней панели, а также энергопоглощающего слоя замкнутой полости между внутренней и наружной панелями и боковыми стенками, что соответствует критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого изобретения с другими известными из "уровня техники" техническими решениями показало, что оно вытекает из них неочевидным образом и следовательно, соответствует критерию "изобретательский уровень".

Применение предлагаемого изобретения в области транспортной техники в конструкциях бамперов транспортных средств позволяет сделать вывод о том, что оно соответствует критерию "промышленная применимость".

Предлагаемое устройство для защиты транспортного средства поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид спереди устройства защиты транспортного средства, установленного на кузове автомобиля и закрытого декоративной решеткой, с поперечным сечением его наружной панели с четырьмя установленными на ней автономными энергопоглощающими блоками, размещенными в контейнерах;
на фиг. 2 - сечение А-А фиг.1; вид энергопоглощающего блока с взрывным устройством, состоящим из взрывчатого элемента, устройства срабатывания и пакета с охлаждающей жидкостью, размещенного в контейнере (продольное сечение) и соединенного с источником питания; Р₁ - сила выхлопа жидкостно-газообразного потока при детонации взрывного устройства энергопоглощающего блока, Р₂ - сила отдачи, образованная при выхлопе;
на фиг.3 - сечение В-В фиг.1; общий вид устройства защиты транспортного средства (поперечное сечение) с пятью энергопоглощающими блоками (I, II, III, IV и V), установленными в ячейках энергопоглощающего слоя замкнутой полости между наружной и внутренней панелями и боковыми стенками; Р - горизонтальная нагрузка, действующая на наружную панель во время удара при столкновении;
на фиг.4 - общий вид внутреннего энергопоглощающего блока (в аксонометрии), расположенного в контейнере на наружной панели (с частично выдвинутой коробкой относительно кожуха), с отверстием в задней стенке коробки блока для установки взрывного устройства;
на фиг.3 - общий вид энергопоглощающего блока (в аксонометрии), расположенного в ячейке энергопоглощающего слоя замкнутой полости (с частично выдвинутой коробкой относительно кожуха), с гнездом на задней стенке коробки блока для размещения взрывного устройства;
на фиг.6 - установка взрывчатого элемента и пакета с охлаждающей жидкостью взрывного устройства в коробку энергопоглощающего блока, расположенного в контейнере на наружной панели устройства;
на фиг. 7 - общий вид части энергопоглощающего слоя замкнутой полости с расположенными в ней пятью ячейками по всей ее длине под установку пяти автономных энергопоглощающих блоков.

Предлагаемое устройство защиты транспортного средства содержит соединенные между собой наружную 1 и внутреннюю 2 панели и боковые стенки 3, которые представляют из себя один цельный элемент, образующий замкнутую полость трапециевидного сечения, внутри которой по всему объему размещен энергопоглощающий слой, например из мягкой технической резины, и состоящий из двух частей 4 и 5 (см. фиг.3).

Устройство снабжено, по крайней мере, девятью автономными энергопоглощающими блоками 6 с взрывными устройствами. Из них, четыре блока 6 расположены в контейнерах 7, размещенных в выемках (не показаны) внешней поверхности наружной панели 1 и пять блоков 6 (I, II, III, IV и V) размещены в прямоугольных ячейках 8 средней части 5 энергопоглощающего слоя, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга по всей ее длине и сориентированы в ячейках 8 взрывными устройствами к наружной панели 1(см. фиг.1, 3).

Взрывное устройство каждого автономного энергопоглощающего блока 6 включает взрывчатый элемент 9, пакет с охлаждающей жидкостью 10 и устройство срабатывания 11, соединенное через замыкающий контакт 12 с электрической цепью 13 (см. фиг. 2).

Устройство также снабжено металлической балкой 14 прямоугольного сечения с сужающимися концами 15, расположенной между внутренней поверхностью наружной панели 1 и частью 4 энергопоглощающего слоя и соединенной своими сужающимися концами 15 с боковыми стенками 3 устройства (см. фиг.3).

Автономный энергопоглощающий блок 6 состоит из плотно прилегающих друг к другу кожуха 16 и коробки 17. Коробка 17 выполнена в виде параллелепипеда с вертикальными стенками 18 и 19 и двумя дополнительными вертикальными стенками 20 дугообразно изогнутой формы, расположенными своими выпуклыми частями 21 напротив друг друга (см. фиг.4, 5). При этом дополнительные вертикальные стенки 20 образуют с вертикальными стенками 18 и 19 и стенками кожуха 16 замкнутую полость 22 для размещения внутри коробки взрывчатого элемента 9, пакета с охлаждающей жидкостью 10 и устройства срабатывания 11 (см. фиг.6).

Кроме того, дополнительные вертикальные стенки 20 между своими выпуклыми частями 21 образуют проходной канал в виде расширяющегося выходного сопла 23, расположенного напротив замкнутой полости 22 коробки 17, и объем которого относительно замкнутой полости 22 составляет примерно 1:3 (см. фиг.4, 5, 6).

В задней стенке 19 коробки 17 блока 6, размещенного в контейнере 7 на наружной панели 1, выполнено прямоугольное отверстие 24 для установки внутри коробки 17 извне взрывчатого элемента 9, пакета с охлаждающей жидкостью и устройства срабатывания 11, которое прикреплено к контейнеру 7 и является вместе с его задней стенкой постоянным или смежным элементом конструкции блока 6, а задняя стенка 19 коробки 17 энергопоглощающего блока 6, размещенного в ячейке 8 средней части энергопоглощающего слоя, снабжена гнездом 25 для размещения в нем взрывного устройства, а именно взрывчатого элемента 9, пакета с охлаждающей жидкостью 10 и устройства срабатывания 11.

В средней части 5 энергопоглощающего слоя замкнутой полости выполнен продольный канал 26, расположенный по всей ее длине между внутренней поверхностью внутренней панели 2 и энергопоглощающими блоками 6 и соединенный непосредственно с их выходными соплами 23 и со сквозными выходными отверстиями 27, выполненными в боковых стенках 3 устройства напротив продольного канала 26 (см. фиг.3).

Контейнер 7 с энергопоглощающим блоком 6 снабжен лицевой крышкой 28 с уступом 29, шарнирно соединенной с нижней стороной контейнера 7 (см. фиг.2).

Сквозные выходные отверстия 27 в боковых стенках 3 снабжены пробкообразными крышками 30, расположенными снаружи боковых стенок 3 напротив каждого отверстия 27 и закрепленными на их внутренних сторонах, например с помощью цепочек (не показаны). Наружная 1 и внутренняя 2 панели и боковые стенки 3 устройства выполнены из полимерного материала, например из технической резины, плотно прессованной легкой и поддающейся растяжению.

Металлическая балка 13 выполнена из прочного, но легкого материала, например из стали повышенной прочности.

Энергопоглощающий слой замкнутой полости выполнен также из технической резины, однако менее плотной, более поддающейся растяжению и сжатию, чем панели 1 и 2, так как предназначен для более глубокого подавления воздействия вибрации энергопоглощающего блока 6 на устройство при детонации взрывчатого элемента 9.

Взрывчатый элемент 9 выполнен из взрывчатых смесей, например на основе тетранитропентаэритрит или тринитротолуола с различными примесями или окислителями (игданиты, гранулиты). Подбор оптимального состава смеси производится исходя из известных для специалистов требований к взрывчатым элементам: небольшой объем и масса, мгновенность детонирования, устойчивость к температурным перепадам и влажности, создание максимального давления, надежность в обращении и хранении.

Взрывчатый элемент 9 энергопоглощающего блока 6, расположенного в контейнере 7 на наружной панели 1, имеет меньшую массу, чем взрывчатый элемент 9 энергопоглощающего блока 6, расположенного в ячейке 8 энергопоглощающего слоя 5 замкнутой полости.

В качестве взрывчатого элемента 9 может также использоваться концентрированный сжатый воздух или воздушные смеси в специальном баллоне или другое уплотненное вещество, создающее максимальное давление в короткий промежуток времени.

Жидкостный пакет 9 представляет из себя жилеобразную массу, которая содержит воду с примесями, предотвращающими ее замерзание, а также возгорание кузова при срабатывании взрывчатого элемента. Стенки пакета 9 выполнены из полимерного материала.

Устройство срабатывания 11 выполнено в виде электродетонатора. В конструкции энергопоглощающего слоя 6, расположенного в контейнере 7 на наружной панели 1 устройства (см. фиг.4), могут быть использованы различные известные для специалистов-взрывотехников виды электродетонаторов и взрывателей нажимного типа (датчиков удара или взрывателя давления и т.д.).

В конструкции энергопоглощающего блока 6, расположенного в ячейке 8 энергопоглощающего слоя 5 замкнутой полости (см. фиг.5), в качестве устройства срабатывания 11 могут быть использованы взрыватели нажимного типа с одним или несколькими предохранителями и с одним или несколькими взрывателями, соответствующие следующим требованиям к устройствам срабатывания: безопасность, мгновенность действия, устойчивость к перепадам температур и повышенной влажности, небольшой вес и габариты.

Устройство защиты транспортного средства установлено на передней части кузова 31 автомобиля, при этом на внешней поверхности наружной панели 1 устройства размещена съемная декоративная решетка 32 (см. фиг.1).

Сборку предлагаемого устройства осуществляют следующим образом. Первоначально осуществляют сборку девяти энергопоглощающих блоков 6. При сборке (наружных) четырех блоков 6, предназначенных для размещения на наружной панели 1 устройства, в пакет 10 с жидкостью вставляют взрывчатый элемент 9 и через отверстие 24 в задней стенке 19 коробки 17 устанавливают их в замкнутую полость 22, образованную дополнительными внутренними дугообразными стенками 20 коробки 17. Затем также через отверстие 24 вставляют устройство срабатывания 11 и прикрепляют к задней стенке контейнера 7 таким образом, что одна его часть выступает наружу, а другая - вглубь коробки. Первую (наружную) часть устройства срабатывания 11 соединяют через нормально разомкнутый контакт 12 электрической цепью 13 с источником питания (не показан), а вторую - вплотную со взрывчатым элементом 9.

Сборку (внутреннего) энергопоглощающего блока 6, предназначенного для установки в ячейки 8 энергопоглощающего слоя замкнутой полости устройства, образованной наружной 1, внутренней 2 панелями и боковыми стенками 3, начинают с установки в гнездо 25 замкнутой полости 22 коробки 17 взрывчатого элемента 9 и устройства срабатывания 11, которые плотно соприкасаются друг с другом. Затем в это гнездо 25 коробки 17 опускают жидкостный пакет 10, после чего коробку закрывают кожухом 16, после этого пять собранных энергопоглощающих блоков 6 располагают в пяти ячейках средней части 5 энергопоглощающего слоя. Затем в замкнутую полость устройства между наружной 1 и внутренней 2 панелями помещают часть 5 энергопоглощающего слоя вместе с энергопоглощающими блоками 6 в его ячейках 8 и с выполненным в ней продольным каналом 26. После этого устанавливают вторую часть 4 энергопоглощающего слоя, опускают металлическую балку 14 до плотного соприкосновения с последним, закрепляют ее концы 15 на боковых стенках 3 устройства, закрывают ее наружной панелью путем сцепления с боковыми стенками 3 за ее выступы (не показано) и в углубления на внешней поверхности наружной панели 1 устанавливают четыре контейнера 7 с собранными энергопоглощающими блоками 6.

Полностью собранное устройство вставляют в кузов 31 автомобиля и закрывают декоративной решеткой 32.

Предлагаемое устройство защиты транспортного средства работает следующим образом.

При угрожающем приближении препятствия на заданное небезопасное расстояние к кузову 31 транспортного средства электрический импульс посылается водителем через например нажатие кнопки "Пуск" на панели в салоне автомобиля или через датчик, встроенный в кузов 31 автомобиля и автоматически подающий электрический импульс на устройство срабатывания 11.

Непосредственно перед столкновением с препятствием электрическая энергия через замыкание контакта 12 электрической цепи 13 (см. фиг.2) подается на устройство срабатывания 11, которое зажигает взрывчатый элемент 9. На первом этапе поглощения энергии удара образующиеся газы, как в камере сгорания, замкнутой полости 22, коробки 17 энергопоглощающих блоков 6, расположенных в контейнерах 7 на наружной панели 1, как в камере сгорания, разрывают жидкостный пакет и вместе с жидкостью, создавая силу выхлопа P₁ жидкостно-газообразного потока через сопло 23, открывая наружу крышку 28 контейнера 7, выходят наружу. При этом при выхлопе образуется сила отдачи Р₂, действующая на автомобиль и направленная в сторону, противоположную направлению силы выхлопа P₁. Мгновенно на короткий промежуток времени создается жидкостно-газообразная защита, которая совместно с силой отдачи P₂ уменьшает частично скорость транспортного средства (см. фиг.2).

На втором этапе поглощения удара в работу вступает внутренняя панель 2, на которую действует горизонтальная нагрузка Р. За счет упругости наружной панели 1 и наличия металлической балки 14 в устройстве происходит вторичное ступенчатое поглощение энергии удара. При увеличенной горизонтальной нагрузке Р, равномерно распределенной по наружной панели 1, часть 4 энергопоглощающего слоя продавливается, передавая энергию удара устройству срабатывания 11 первого (I), третьего (III) пятого (V) (внутренних) блоков 6 в ячейках 8 энергопоглощающего слоя, которые рассчитаны на меньшее давление удара, а при возрастании давления - срабатывают также второй (II) и четвертый (IV) (внутренние) блоки 6. Такое поочередное вступление в работу энергопоглощающих блоков 6 на втором этапе поглощения энергии удара исключает возникновение потери управления транспортным средством и обеспечивает удержание металлической балки 14 в энергопоглощающем слое при возрастании горизонтальной нагрузки Р и выходе жидкостно-газообразного потока, из сопел пяти (внутренних) энергопоглощающих блоков 6 в его ячейках 8. В случае иного (не равномерного) распределения горизонтальной нагрузки Р по наружной панели 1 возникнет, в зависимости от силы удара, другая очередность срабатывания блоков, например первый (I), третий (III) и второй (II). В этом случае устройство срабатывания 11 взрывного устройства блока 6 зажигает взрывчатый элемент 9, образующиеся газы разрывают пакет 10 с жидкостью в замкнутой полости 22 коробки 17 и, как в камере сгорания, и вместе с жидкостью, создают жидкостно-газообразный поток, который через выходные сопла 23 выходит в продольный канал 26, обеспечивая максимальное поглощение удара, открывает пробкообразные крышки 30 выходных отверстий 27 боковых стенок 3 и выходит наружу. При одиночной работе энергопоглощающих блоков 6 наружной панели 1 уменьшается остановочный путь транспортного средства совместно или отдельно с тормозным устройством автомобиля.

Таким образом, предлагаемое устройство защиты транспортного средства по сравнению с прототипом позволяет повысить надежность его защиты и безопасность пассажиров и водителя при столкновениях на высоких (максимальных) скоростях с препятствиями, за счет снижения вероятности потери управления транспортным средством и увеличения его устойчивости, вследствие использования поэтапного (ступенчатого) поглощения энергии удара с помощью упругой деформации газообразных продуктов, образованных из смеси веществ взрывчатого характера, а также увеличения жесткости конструкции в целом.

Источники информации
1. Патент РФ 2155137, кл. B 60 R 19/24, 1999.

2. Патент РФ 2023609, кл. B 60 R 19/02, F 16 F 7/12, 1994, БИ 22.

3. Патент РФ 2077998, кл. B 60 R 19/18, 1997 - прототип.

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к устройствам для защиты транспортного средства, поглощающим энергию удара при столкновении с другими транспортными средствами или внешними объектами, и может быть использовано в конструкциях бамперов транспортных средств, в том числе движущихся на высоких (максимальных) скоростях, например в грузовых и легковых автомобилях. Устройство защиты транспортного средства содержит соединенные друг с другом наружную и внутреннюю панели и боковые стенки, образующие замкнутую полость, внутри которой размещен энергопоглощающий слой, и автономные энергопоглощающие блоки с взрывными устройствами, одни из которых расположены в контейнерах, установленных на внешней поверхности наружной панели, а другие размещены в прямоугольных ячейках средней части энергопоглощающего слоя. Техническим результатом изобретения является увеличение надежности защиты транспортного средства и безопасности пассажиров и водителя при столкновениях с препятствиями на высоких (максимальных) скоростях. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство защиты транспортного средства, содержащее соединенные друг с другом наружную и внутреннюю панели и боковые стенки, образующие замкнутую полость, внутри которой размещен энергопоглощающий слой, отличающееся тем, что оно снабжено автономными энергопоглощающими блоками с взрывными устройствами, одни из которых расположены в контейнерах, установленных на внешней поверхности наружной панели, а другие размещены в прямоугольных ячейках средней части энергопоглощающего слоя, выполненных по всей ее длине на одинаковом расстоянии друг от друга, и сориентированы в последних взрывными устройствами к наружной панели, и балкой прямоугольного сечения, расположенной между внутренней поверхностью наружной панели и примыкающей к ней частью энергопоглощающего слоя и соединенной с боковыми стенками, при этом каждый энергопоглощающий блок выполнен в виде плотно прилегающих друг к другу кожуха и коробки, имеющей две дополнительные внутренние вертикальные стенки дугообразной формы, расположенные своими выпуклыми частями напротив друг друга с образованием с основными вертикальными стенками коробки и стенками кожуха замкнутой полости для размещения взрывного устройства, и между выпуклыми частями внутренних вертикальных дугообразных стенок-канала в виде выходного сопла, расположенного напротив замкнутой полости коробки, а в средней части энергопоглощающего слоя также выполнен продольный канал, расположенный по всей его длине, между внутренней поверхностью внутренней панели и энергопоглощающими блоками, и соединенный с выходными соплами коробок последних и со сквозными выходными отверстиями, выполненными в боковых стенках устройства, напротив продольного канала. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что контейнер энергопоглощающего блока снабжен лицевой крышкой с внутренним уступом, шарнирно соединенной с нижней стороной контейнера. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сквозные выходные отверстия боковых стенок устройства снабжены пробкообразными крышками, расположенными снаружи боковых стенок напротив каждого сквозного выходного отверстия.