کمربند ایمنی ماشین؛ تاریخچه و انواع آن

هنوز باور آن برای بسیاری از افراد معمولی دشوار است که ضریب ایمنی و نجات جان سرنشینان در صورت بسته بودن کمربند ایمنی ماشین، به مراتب بالاتر از تجهیز خودرو به ده‌ها کیسه ایمنی هوا است. به عبارت دیگر، در اختیار داشتن ایمن‌ترین خودرو جهان با بالاترین سطح مهندسی روز و آپشن‌های ایمنی، باز هم به اندازه بستن کمربند در یک خودرو قدیمی ایمن نیست!

کمربند ایمنی مهم‌ترین عامل در نجات جان سرنشینان یک خودرو در هنگام بروز سوانح جاده‌ای است. یک اختراع بسیار ساده و البته بسیار قدیمی با قدمتی فراتر از ۱۲۰ سال که پذیرش و استفاده از آن از سوی عموم جامعه بیش از نیم قرن قرن به طول انجامید.

در طی تاریخچه کمربند ایمنی خودرو، انواع مختلفی از آن طراحی و تولید شده و تکنولوژی‌ها و فناوری‌های خاصی برای آن به کار رفته است.

آغاز تاریخچه کمربند ایمنی ماشین

اولین پَتِنت (Patent/حق ثبت اختراع) رسمی برای کمربند ایمنی ماشین نه در دهه ۱۹۵۰، بلکه مربوط به سال ۱۹۰۳ و در کشور فرانسه است. جایی که گوستاو دسیر لوو (Gustave-Désiré Leveau) اولین کمربند ایمنی برای استفاده در خودروها را طراحی کرد که از نوع لَپ بِلت (Lap Belt/کمربندی که از روی ران و لگن عبور می‌کند) چهار نقطه (4-Point) بود.

اما به دلیل عدم توانایی در اثبات تاثیر کمربند ایمنی، سرعت نسبتا کم خودروها در آن زمان، تعداد بسیار اندک وسایل نقلیه موتوری و همچنین باور اشتباه به این مهم که محصور کردن راننده و سرنشین می‌تواند در سوانح جاده‌ای باعث گیرکردن آن‌ها در خودرو شود، این اختراع جدید تا سالیان دراز با مقاومت در استفاده عمومی مواجه شد. همچنین از نظر قانونی هیچ اصرار و اجباری در استفاده از آن وجود نداشت و در نتیجه کسی با کمربند ایمنی خودرو خو نگرفت. این درحالی است که در سوانح مسابقات رانندگی، راننده‌هایی که از کمربند ماشین استفاده می‌کردند در صحت و سلامت کامل بودند.

تا اواخر دهه ۱۹۵۰ میلادی، کمربند ایمنی نوع لپ بلت اما دو نقطه (2-Point Lap Belt) که نمونه ساده‌شده نوع چهار نقطه بود، در ردیف اول خودروها برای راننده و شاگرد نصب می‌شد. اما همچنان اجبار قانونی قدرتمندی در استفاده از آن به صورت اجباری وجود نداشت.

در سال ۱۹۵۸، مهندس سوئدی به نام نیلز آیوار بولین (Nils Ivar Bohlin) پتنت جدیدی تحت عنوان کمربند ایمنی ۳ نقطه (3-Point Seat Belt) به ثبت رساند که نمونه بهبودیافته کمربند ایمنی نوع لَپ به حساب می‌آید. این کمربند ایمنی ترکیب نمونه دو نقطه لپ بلت با نمونه جدید قُطری بود که از لگن به‌صورت اوریب تا شانه راننده را در بر می‌گرفت و تعداد نقاط اتصال کمربند را از ۲ به ۳ نقطه افزایش داد. این کمربند ماشین که همان نمونه استاندارد امروزی به‌کاررفته در تمامی خودروهای تولید انبوه جهان است، ضمن حفظ ایمنی بخش نیم‌تنه پایین بدن سرنشینان، نیم‌تنه بالا را نیز در محل مناسب نگه می‌داشت و از آن محافظت می‌کرد.

نیلز بولین مهندس هوا فضا بود که در اصل در شرکت هواپیماسازی ساب (Saab) کشور سوئد و در بخش ایمنی مربوط به خروج اضطراری صندلی نجات (Ejection Seat) هواپیماهای نظامی مشغول کار بود. با ثبت این پتنت جدید شرکت ولوو سوئد بولین را به استخدام درآورد تا بتواند به‌صورت رسمی این اختراع ایمنی نوین را بهبود بخشد.

مزیت اصلی کمربند ایمنی طراحی‌شده از سوی بولین آن بود که نه‌تنها نیم‌تنه بالا و پایین را ایمن نگه می‌دا‌شت، بلکه استفاده از آن بسیار راحت و سریع بود. ولوو ۵۴۴ تولید سال ۱۹۵۸، اولین خودرو تولید انبوه جهان بود که با کمربند ایمنی سه نقطه به تولید رسید. تا سال ۱۹۶۱، بیش از سه‌چهارم خودروهای تولیدشده برند ولوو از کمربند ایمنی جدید سه نقطه بهره می‌گرفتند.

تاخیر در پذیرش عمومی کمربند ماشین

همان‌طور که بیان شد، عموم مردم در پذیرش استفاده از کمربند ایمنی مقاومت به خرج می‌دادند. در سال ۱۹۷۴، قوانین سخت‌گیرانه خودروسازی کشور آلمان، خودروسازان را مجاب به استفاده از کمربند ایمنی ماشین در محصولات خود کرد. ولی استفاده عمومی از این اختراع ساده اما نجات‌بخش، تا سال ۱۹۸۴ و ارائه قبض جریمه ۴۰ مارک آلمان، اجباری و فراگیر نشد.

عدم پذیرش در استفاده از کمربند ایمنی خودرو به بهانه محدود کردن و ایجاد خطر برای سرنشینان همچنان ادامه داشت، اما با ورود جریمه نقدی برای اجبار در استفاده از کمربند ایمنی، استقبال عمومی از این اختراع از ۶۰ درصد به ۹۰ درصد در کشور آلمان افزایش یافت.

استفاده از کمربند ایمنی ۳ نقطه در تمامی خودروهای تولیدی در سال ۲۰۰۴ در جهان اجباری شد و سیستم یادآور استفاده از کمربند ایمنی (چراغ قرمز کمربند و بوق هشدار) در سال ۲۰۱۴ در اتحادیه اروپا در تمامی خودروها به کار گرفته شد.

پس از اختراع کمربند ایمنی ۳ نقطه در اواخر دهه ۱۹۵۰، این اختراع ساده با بهبودها و نوآوری‌های جدید دیگری همراه شد. به عنوان مثال سفت‌‌کن کمربند ایمنی، محدودکننده فشار کمربند ایمنی بر بدن، کمربند پیش کشاننده، قفل کمربند حساس به سرعت، کیسه ایمنی هوا و نقاط شکست شاسی (Crumple Zone) از دیگر دستاوردهای نوین افزوده‌شده به بخش ایمنی خودروهای جدید بود اما در میان تمامی آن‌ها، هیچ یک به اندازه خود کمربند ایمنی در سلامت و ایمنی سرنشینان تاثیرگذار نبود.

انواع کمربند ایمنی ماشین

لازم به تاکید است که استفاده از انواع کمربند ایمنی ماشین و نوع اجبار آن در کشورهای جهان از نظر زمان بندی، طراحی، نوع جریمه و اجبار با یکدیگر متفاوت است. اما در ادامه به نمونه‌های کلی انواع کمربند ایمنی خودرو و نوع عملکرد آنها می‌پردازیم.

کمربند ایمنی ۲ نقطه ای

کمربند ایمنی دو نقطه‌ای، کمربند تخت (Flat Belt) یا لپ بلت (Lap Belt) ساده‌ترین نوع کمربند ایمنی است که در دو سمت لگن سرنشین قفل می‌شود. این نوع کمربند خودرو تا پایان دهه ۱۹۶۰ و اوایل دهه ۱۹۷۰ در بسیاری از خودروهای کلاسیک جهان رایج بود. از این نوع کمربند هنوز در صندلی هواپیماهای مدرن استفاده می‌شود.

کمربند ایمنی ۳ نقطه ای

رایج‌ترین نوع مدرن کمربند ایمنی، نمونه سه نقطه‌ای یا V شکل (V Belt) است که امروزه در تمامی خودروهای تولیدی جهان، بدون استثنا استفاده می‌شود. این کمربند دارای یک سگک است که با کشیدن و قفل کردن آن در کنار لگن سرنشین، یک مثلث (بر روی لگن و شانه سرنشین) با سه نقاط اتصال را شکل می‌دهد.

کمربند ایمنی ۳ نقطه ای انتخابی

این نوع کمربند ماشین ترکیب جداگانه نوع کمربند لپ با نوع شانه‌ای است که مستقل از یکدیگر کار می‌کنند. در دوران وینتج و کلاسیک در بسیاری از کشورهای جهان نظیر آمریکای شمالی، استفاده از کمربند سه نقطه‌ای در صنعت خودروسازی انتخابی اما وجود نمونه لپ بلت کاملا اجباری بود. این نمونه به عنوان یک آپشن مضاعف در خودرو استفاده می‌شد که شامل لپ بلت (اجباری) و کمربند شانه‌ای (اختیاری) بود که به‌صورت جداگانه و در صورت تمایل راننده در جای خود قفل می‌شد. با استفاده همزمان از کمربند لپ با کمربند شانه‌ای در این نوع کمربند ایمنی، دقیقا ساختاری مشابه به کمربند ۳ نقطه‌ای استاندارد شکل می‌گیرد.

کمربند ایمنی هارنس ۳ تا ۷ نقطه‌ای

با ورود به دنیای پیچیده و سریع اتومبیلرانی، دیگر کمربند استاندارد ۳ نقطه‌ای جواب‌گوی سلامت و ایمنی راننده نیست. اینجا است که به جای کمربند، مجموعه‌ای از تسمه‌های ایمنی به کمک راننده می‌آید که تحت عنوان هارنس (Harness/به معنای مهار یا محافظ) شناخته می‌شود.

هارنس سه نقطه‌ای دارای یک تسمه ایمنی بین پاها و دو تسمه شانه‌ای است که هر سه بر روی شکم یا سینه راننده قفل می‌شوند. نمونه ۵ نقطه‌ای دارای دو تسمه ایمنی مضاعف است که از دو سمت پهلوی راننده به نمونه سه نقطه‌ای افزوده می‌شود. هارنس ۵ نقطه‌ای در کمربند ایمنی صندلی کودک، هواپیماهای جنگنده و نظامی و بسیاری از خودروهای اسپرت تولید انبوه جهان یافت می‌شود و رایج‌ترین نمونه هارنس در میان انواع کمربند ایمنی در جهان است. نمونه ۶ نقطه‌ای ویژه مسابقات نسکار (Nascar) آمریکای شمالی است که به جای یک تسمه ایمنی در میان پاهای سرنشین، به دو تسمه ایمنی مجهز است.

نمونه ۷ نقطه‌ای ویژه هواپیماهای آکروباتیک (هواپیماهای نظامی نمایشی) است که دارای یک کمربند نوع لپ بلت، مضاعف بر نمونه استاندارد ۵ نقطه‌ای است. وظیفه کمربند مضاعف نوع لپ، قفل کردن خلبان بر روی صندلی به هنگام اجرای مانورهای سر و ته یا مانورهای دارای شتاب گرانش قوی است. تنها ضعف این سیستم آن است که در صورت بروز حادثه، خلبان مجبور است برای رهایی از صندلی خود، دو قفل ایمنی (به جای یک قفل) را باز کند.

تکنولوژی های کمربند ایمنی خودرو

کمربند ایمنی ماشین در عین سادگی، مخصوصا در نمونه‌های مدرن از اجزای بسیار دقیق و تکنولوژی‌های بسیار زیادی بهره‌مند شده است که شاید نمونه‌های آن در تمامی خودروها یافت نشود.

قفل اینرسی

تقریبا تمامی کمربندهای ایمنی به‌کاررفته در خودروهای تولید انبوه، دارای مکانیزم قرقره‌ای مجهز به قفل اینرسی هستند. این مکانیزم بسیار ساده موجب می‌شود که در صورت کشیده شدن سریع کمربند، یک مکانیزم فنری ساده در داخل چرخ دنده قرقره کمربند درگیر شود و آن را قفل کند تا از پرتاب شدن سرنشین به سمت جلو و برخورد او به فرمان، داشبرد یا صندلی ردیف جلو به هنگام سانحه جلوگیری کند. خودروهای مجهز به هارنس فاقد این مکانیزم ساده هستند. نحوه قفل شدن آن‌ها از همان ابتدا و با سفت کردن تسمه‌های ایمنی انجام می‌گیرد. از این رو تا زمان شل نکردن تسمه یا باز نکردن قفل سگک هارنس، راننده به صندلی می‌چسبد و نمی‌تواند به سمت جلو یا کناره‌ها جابه‌جا شود.

حساسیت به سرعت

در بسیاری از خودروهای امروزی، سیستم کمربند ماشین به سرعت، شتاب جانبی و شتاب منفی (شتاب ترمز) حساس هستند. به این معنا که در حالت عادی، کمربند خودرو رها است و به سرنشین اجازه جابه‌جایی می‌دهد. اما زمانی که سرعت خودرو از حد مشخصی بالاتر رود، یا در پیچ قرار بگیرد یا ناگهان ترمز کند، قفل اینرسی داخل قرقره به‌صورت اتوماتیک فعال می‌شود و کمربند را در جای خود قفل می‌کند. این تکنولوژی به هیچ عنوان جدید نیست، چرا که بسیاری از خودروهای قدیمی از جمله بسیاری از خودروهای آمریکایی دهه ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ به آن مجهز هستند. در نگاه اول ممکن است که مکانیزم کمربند خراب به نظر برسد و با کشش ناگهانی قفل نشود، اما در حقیقت قرقره این کمربند نسبت به سرعت و شتاب حساس است و در صورت نیاز در کسری از ثانیه کمربند را قفل کرده و سپس رها می‌کند.

کمربند ایمنی پیش کشنده

سیستم کمربند ایمنی پیش کشنده یا پیش کشاننده یک مکانیزم نسبتا پیشرفته در خودروهای مدرن است. این مکانیزم در همکاری مستقیم با سنسور سرعت، سنسور شتاب و رادارهای خودرو، در صورت تشخیص موقعیت خطرناک یا احتمال بروز تصادف، کمربند را تا آخر جمع می‌کند و سرنشین را به صندلی خودرو می‌چسباند تا از احتمال برخورد سرنشین با فرمان و داشبرد تا حد ممکن جلوگیری کند. فعال شدن این سیستم موجب از کار افتادن کمربند می‌شود و رهاسازی دوباره آن نیازمند باز کردن مکانیزم درونی قرقره کمربند و جایگزینی برخی قطعات داخلی است که از سوی افراد خبره انجام می‌شود.

کمربند ایمنی اتوماتیک

در دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰، آپشن کمربند ایمنی اتوماتیک به منظور ترغیب هرچه بیشتر سرنشینان به استفاده از کمربند ایمنی ماشین در بازار آمریکای شمالی بسیار باب شد. این نوع کمربند خودرو همواره از محل اتصال سگک بسته است، اما یک ریل مخصوص روی ستون A و سقف خودرو دارد که راس بالای مثلث کمربند ۳ نقطه‌ای (نقطه ثابت قرارگرفته بر روی ستون B) روی آن حرکت می‌کند. به هنگام باز شدن در، مکانیزم کمربند از ستون B به سمت ستون A حرکت می‌کند تا سرنشین آزادانه سوار یا پیاده شود. با بسته شدن در، مکانیزم بر روی ریل حرکت می‌کند و به محل استاندارد خود (روی ستون B) باز می‌گردد تا سه ضلع مثلث کمربند ۳ نقطه‌ای کامل شود. با اجباری شدن استفاده از کمربند ایمنی و احتمال بروز خرابی در سیستم نسبتا پیچیده این کمربند، این آپشن برای همیشه به دست فراموشی سپرده شد.

تعارف کمربند ایمنی

سیستم ارائه یا تعارف کمربند یک آپشن بیهوده و بلااستفاده است که در دهه ۲۰۱۰ در میان خودروسازان اروپایی (مخصوصا مرسدس بنز و بی ام و) بسیار رواج یافت. در برخی از خودروهای هارد تاپ کوپه یا هارد تاپ کانورتیبل (Hard Top/فاقد ستون B)، مکانیزم کمربند بر روی صندلی یا بر کف خودرو قرار دارد. از آن‌جایی که دسترسی به سگک کمربند در این حالت کمی دشوار و نیاز به چرخش سرنشین از کمر به سمت عقب است، شرکت‌ها آپشنی معرفی کردند که به هنگام بسته شدن در و استارت پیشرانه، یک بازوی کوتاه سگک کمربند را به اندازه تقریبی ۳۰ سانتیمتر از پشت شانه سرنشین جلو می‌آورد تا بدون نیاز به چرخش کمر، سرنشین بتواند کمربند خود را در دست بگیرد و ببندد. پیچیدگی مضاعفی که این آپشن بیهوده با خود به همراه داشت موجب شد تا در صنعت خودرو با استقبال مواجه نشود.

کمربند ایمنی امروزی و نقش آن

بخش ایمنی در صنعت خودروسازی به‌صورت روزمره در حال پیشرفت است. تکنولوژی نوین امروزی کمربندهای ایمنی ماشین با قابلیت اندازه‌گیری وزن و تشخیص چهره به منظور تنظیم دقیق میزان فشار اولیه و ارتفاع مناسب کمربند شانه‌ای، قابلیت تشخیص بروز سانحه، حساس به سرعت و شتاب، محدودکننده و تنظیم‌کننده فشار و کنترل دقیق شتاب منفی به منظور حفظ سلامت فیزیکی سرنشین، فاصله بسیار زیادی با نسخه‌های ابتدایی خود گرفته‌اند.

موسسه بیمه و ایمنی بزرگراه‌ها (IIHS) آمریکای شمالی، آزمون‌های علمی و فنی بسیار دقیقی در راستای تشخیص میزان تاثیرپذیری کمربند ایمنی بر سلامت سرنشینان اجرا می‌کند که اعداد و ارقام بسیار زیاد حاصل از این آزمون‌ها، تنها بر میزان اثربخشی و اهمیت بسیار زیاد کمربند ایمنی تاکید دارد.

اگرچه بررسی تک‌تک این آمار و ارقام از حوصله این مقاله خارج است، اما در ساده‌ترین شکل ممکن می‌تواند کمربند ایمنی را مهم‌ترین عنصر در سلامت جسمی سرنشینان وسایل نقلیه موتوری دانست. به این ترتیب که حتی وجود ۱۰ کیسه ایمنی هوا نیز به اندازه وجود یک کمربند ایمنی در حفظ سلامت سرنشینان تاثیر ندارد.

نویسنده: شهاب انیسی