Wetenschap 22 mei 2001

Airbag

Door D. Tromp
Het Amerikaanse General Motors introduceert in 1973 de airbag in de auto-industrie. Na aanvankelijk succes in de Verenigde Staten is er in de jaren tachtig een terugval te bespeuren. Veiligheid is in die jaren geen thema en de kosten zijn volgens de fabrikanten te hoog. In de jaren negentig maakt de airbag echter haar comeback en dringt zij ook definitief door op het Europese continent.

Inmiddels is 91 procent van de nu leverbare auto's uitgerust met een dubbele airbag. En de ontwikkelingen staan niet stil. Naast de frontale airbag hebben de duurdere modellen tegenwoordig ook al zij- en window-airbags –die de automobilisten van de zijkant moeten beschermen– en airbags voor de achterbank. Waarschijnlijk zal dit in de toekomst standaard zijn in alle auto's. Bovendien experimenteren ontwikkelaars momenteel druk met intelligente airbags, waarbij de opblaassnelheid aangepast wordt aan de zwaarte van de botsing.

De luchtzak dankt zijn bestaan aan de ruimtevaart. Het opblazen van de airbag is gebaseerd op de principes van de vaste brandstofraket. In een korte tijd moet enorm veel kracht worden geleverd. Om een raket buiten het zwaartekrachtveld van de aarde te krijgen, moet heel snel veel energie beschikbaar zijn. Dat is ook een vereiste bij de airbag. Die moet in milliseconden na een botsing genoeg lucht bevatten om bescherming te kunnen bieden.

Het moderne airbagsysteem bestaat uit een Electronic Control Unit (ECU) met een of twee airbags. Deze elektronische controle-eenheid bevindt zich meestal in het midden van de auto, tussen de passagiersstoel en het motorblok. Als de auto slechts één airbag heeft, zit de ECU vaak in het stuur.

In de auto zitten ook sensoren –in dit geval kleine versnellingsmeters– die tijdens het rijden voortdurend de acceleratie en deceleratie, de vertraging, van het voertuig meten. De sensoren sturen deze informatie naar een microprocessor. De processor bevat software met alle gegevens van de botsproeven die tijdens de testfase van het prototype zijn uitgevoerd. Daarbij gaat het om botsingen boven zo'n 25 kilometer per uur. De software is bij elk model en elk type auto verschillend.

Stikstof
Als de microprocessor van de ECU onderweg via de sensoren de schok van een botsing herkent, stuurt deze een elektrisch signaal naar het onstekingselement in de gasgenerator van de airbag. Een extra voorziening in de ECU zorgt ervoor dat het signaal ook effect heeft als onverhoopt de accu uitvalt. In de gasgenerator zit natriumazide in korrelvorm. Deze korrels komen tot ontbranding en produceren voornamelijk stikstof. Dat gas staat onder een druk van 2 tot 3 atmosfeer, vergelijkbaar met de spanning in de band van de auto. Die druk breekt het stuurhuis of een ander omhulsel open en een nylon zak komt naar buiten met een snelheid van 150 tot 200 kilometer per uur. Om te voorkomen dat bij gebrek aan ruimte de bestuurder wordt platgedrukt, zit er in de airbag een aantal gaten. Binnen 0,03 seconden is de zak volledig opgeblazen en na 0,2 seconden hij weer leeg. Ter vergelijking: één keer met de ogen knipperen duurt 0,1 seconde.

De airbag vult zich met stikstof en niet met atmosferische lucht. Het woord airbag heeft dan ook niets met lucht te maken. Air staat voor ”automotive inflatable restraint system”, een automatisch opblaasbaar beschermingssysteem.

Letsel
De luchtzak heeft de afgelopen jaren het nodige stof doen opwaaien, en niet alleen in letterlijke zin. Gebleken is dat de airbag niet slechts letsel voorkomt, maar dit juist ook kan veroorzaken. Zo kunnen bij het uitklappen van de zak verwondingen aan gezicht, ogen en borstkas optreden. Bekend is ook dat diverse baby's het leven lieten nadat zij in een zitje op de voorstoel met grote kracht een airbag tegen het hoofd kregen.

Van recenter datum zijn gehoorklachten. Het geluid van een uitklappend stootkussen heeft veel weg van een geweerschot en kan een sterkte van 150 tot 170 decibel bereiken. Dit kan tot langdurige gehoorproblemen leiden, zoals een continue hoge fluittoon.

Daartegenover staan de gevallen waarin de airbag bij botsingen ernstig letsel heeft voorkomen. Volgens schattingen leidt de airbag tot een daling van 25 procent van het aantal dodelijke ongevallen. Het aantal verkeersslachtoffers met ernstig letsel aan borst en hoofd zou zelfs met 65 respectievelijk 75 procent verminderen.

Het gaat hier slechts om schattingen. Harde gegevens zijn er niet, omdat er in Europa nog weinig ongevalservaring met de airbag is opgedaan. Hoe het ook zij, aan dit accessoire zal de gebruiker het meeste plezier beleven als het zijn diensten niet zal hoeven te bewijzen.

In de serie Uitgedacht verschijnt wekelijks een artikel over een alledaags gebruiksvoorwerp dat niet meer uit de samenleving is weg te denken. Hoe zit het in elkaar en wie heeft het bedacht? De geschiedenis, de werking en het belang ervan staan in deze reeks artikelen centraal.

Serie Uitgedacht