کیسه هوا

اختراع کیسه هوا

US2649311A
جان هتریک

محققین، دانشمندان، افراد خلاق و نوآور، شرکت‌های فناور و حتی مردم عادی، در همه جای دنیا، به دنبال دسترسی به تجهیزات و فناوری‌هایی هستند که به کمک آن‌ها، زندگی آسان‌تر و لذت‌بخش‌تر را برای خودشان و دیگران، به ارمغان بیاورند؛ چیزهایی را تجسم می‌کنند و سپس آن‌ها را خلق می‌کنند، از چرخ گرفته تا پنی‌سیلین و کامپیوتر. اختراعات، راه خود را برای تغییر زندگی ما ادامه می‌دهند.

زمانی که ما سوار خودرو خود می‌شویم، تا سرکار یا خرید برویم و یا اینکه به دوستان و فامیل سر بزنیم، هیچ توجهی به اجزای کوچک و وسایل اتومبیل که کارکردشان حفظ ایمنی ما است، نمی‌کنیم. ولی هنگامی که تنها یک جزء کوچک از این وسایل، از کار بیفتد، آن موقع است که فاجعه‌ای تلخ و وحشتناک رخ می‌دهد. البته خودروها همواره این تعداد از وسایل ایمنی کنونی را نداشتند. در واقع خودروهای اولیه، از ایمنی بسیار پایینی برخوردار بودند. ولی در عمر ۱۰۰ ساله خودرو، اختراعات متعددی در خصوص ایمنی آن‌ها ثبت شده و جان میلیون‌ها انسان را نجات داده است.

کیسه هوا، یکی از این اختراعات است که نقش مهمی را در ایمنی خودروها بازی می‌کند و به یکی از مشخصه‌های استاندارد و الزامات خودروها بدل شده است. برای همه ما، محرز است که هنگام تصادف یا ترمزهای شدید، برخورد سر و یا اعضای حساس سرنشینان خودرو با قسمت‌های غیر انعطاف‌پذیر و سخت خودرو، مانند فرمان یا داشبورد، باعث مرگ و یا آسیب دیدن آن‌ها می‌شود. اولین گواهی ثبت اختراع در مورد کیسه هوا، در سال ۱۹۵۳ میلادی، توسط اداره ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا «USPTO»، به جان هتریک «John W. Hetrick» که یک تکنسین بازنشسته بود، اعطا گردید. پتنت هتریک، که با شماره «US2649311A»، در دسترس می‌باشد، خیلی زود موفق به دریافت ارجاعات مختلف توسط مخترعین دیگر شد که حکایت از میزان تأثیرگذاری این اختراع و اهمیت آن برای صنعت خودروسازی داشت.

شنیدن داستان پیدایش ایده اختراع کیسه هوا از زبان خود جان هتریک، خالی از لطف نیست. «در زمستان سال ۱۹۵۲، به همراه همسر و دختر هفت ساله‌ام، با خودرو کرایسلرم، به گردش رفته بودیم. در مسیر برگشت، گوزنی نظر ما را به خود جلب کرد و متوجه وجود سنگ بزرگی که در مسیر بود، نشدیم. وقتی آن را دیدم، سریعاً ترمز کردم و خودرو به سمت راست تغییر جهت داد و داخل چاله‌ای افتاد. هنگامی که ترمز کردم، من و همسرم، هر دو دستانمان را جلو بردیم تا نگذاریم دخترمان به داشبورد برخورد کند. در طول رانندگی به سمت خانه، فکر این تصادف مرا رها نمی‌کرد و با خود می‌گفتم، چرا چیزی وجود ندارد که هنگام تصادف بیرون آمده و نگذارد که شما در داخل خودرو ضربه ببینید». هنگامی که هتریک به خانه رسید، شروع به کشیدن طرح اولیه‌ای، برای یک بالش ایمنی نمود و ایده خود را عملی کرد. در طول سالیان متمادی، نجات جان هزاران انسان، به هتریک نسبت داده شد؛ در برنامه‌های تلویزیونی از وی تقدیر شد و جوایز متعددی از جمله «Golden Gear award»، به وی اهدا گردید.

به موازات هتریک، مخترع آلمانی به نام والتر لیندرر «Walter Linderer»، در سال ۱۹۵۳ میلادی، پتنتی به شماره «DE896312C»، برای «بالش بادشونده»، جهت محافظت از رانندگان در هنگام تصادفات، دریافت نمود. سیستم‌های اولیه کیسه‌های هوا، بسیار بزرگ بودند و در آن‌ها، از هوا، نیتروژن، فریون، دی‌اکسیدکربن و یا ترکیب آب با پتاسیم، استفاده می‌شد.

اواسط سال ۱۹۷۰ میلادی، کیسه هوا در آمریکا معرفی شد. شرکت فورد، در سال ۱۹۷۱، اولین ناوگان خود که مجهز به کیسه هوا بودند را تولید نمود و به دنبال آن، جنرال موتورز در سال ۱۹۷۳، از کیسه هوا در خودروهای شورلت خود استفاده کرد و یک سال بعد، سایر خودروهای خود را از جمله بیوک، کادیلاک و الدزوموبیل را به این فناوری مجهز نمود. جنرال موتورز، بعدها از دو کیسه هوای دو زمانه بهره گرفت و نام آن را سیستم محافظتی بالش هوا گذاشت. لازم به ذکر است که ناوگان آزمایشی جنرال موتورز که به کیسه هوا مجهز بودند، هفت کشته در تصادفات دادند که پس از بررسی‌های بعدی، کارشناسان متوجه شدند که علت مرگ یکی از افراد، خود کیسه هوا بوده است.

طرح‌های اولیه این دو مخترع، الهام‌بخش صنایع خودروسازی برای کار کردن روی ایمنی خودروها بود. البته لازم به ذکر است که این دو طرح، خالی از ایراد نبودند و خودروسازان را با چالش‌های متعددی مواجه نمودند. یکی از چالش‌ها، این بود که سیستم باید سریعاً و به طور دقیق تصادف را حس نموده و در کمتر از ۴۰ میلی‌ثانیه، کیسه باد می‌شد. چالش دیگر، این بود که خود کیسه هوا، با توجه به شدت باز شدن و میزان ضربه‌ای که به سرنشین وارد می‌کند، می‌تواند باعث آسیب‌های ثانویه شوند.

در سال ۱۹۶۰ میلادی، یک مخترع اهل نیوجرسی، وسیله‌ای را اختراع نمود که جان دوباره به صنعت کیسه‌های هوا داد. آلن برید «Allen K. Breed»، یک حس‌گر تشخیص تصادف، با قابلیت اطمینان بالا ساخت که فقط ۵ دلار هزینه داشت. فناوری حس‌گر تصادف، باعث شد که اولین سیستم کیسه هوای مکاترونیکی، ساخته شود. نقش برید در توسعه ایمنی خودروها، به همین ختم نشد و وی ده‌ها اختراع در این زمینه داشت که می‌توان به پتنت شماره «US5071161A»، در مورد سیستم محافظتی کیسه هوا با منافذ خروجی، اشاره نمود. در این پتنت که در سال ۱۹۹۱ به وی اعطا شد، بعد از باد شدن کیسه هوا، از طریق منافذی که روی آن قرار دارد، هوا بیرون رفته، تا با کاهش سفتی کیسه‌های هوا، خطر آسیب‌های ثانویه را کمتر نماید. وی بعدها شرکت خود را تأسیس نمود که امروزه از بزرگ‌ترین‌ها در زمینه محصولات ایمنی خودروها هست.

امروزه، پیشرفت‌هایی زیادی در صنعت کیسه‌های هوا صورت گرفته و خودروهایی وجود دارند که تا بیست عدد کیسه هوا درون خود دارند و همچنین، علاوه بر سرنشینان، برای عابر پیاده هم کیسه هوا در نظر گرفته شده است. این فناوری، به حوزه‌ها و صنایع دیگر به غیر از خودروسازی نیز وارد شده است. هوندا، در سال ۲۰۰۶، اولین موتورسیکلت با کیسه هوا را معرفی نمود که سیستم مخصوص خود را دارد. در صنایع هوا و فضا نیز، سالیان متمادی است که از این فناوری استفاده می‌شود. جالب است بدانیم که این فناوری، به صنعت گوشی‌های هوشمند نیز وارد شده و یک دانشجوی خوش‌فکر آلمانی، سیستم کیسه هوا برای گوشی‌های هوشمند طراحی نموده که از گوشی هنگام زمین افتادن محافظت می‌کند.