Đa dạng túi khí an toàn trên xe máy

Ngay từ lúc được khai sinh, xe máy đã được đánh giá là phương tiện giao thông nguy hiểm nhất trên đường phố. Nhớ lại 90 – 100 năm về trước, một sự thật chắc chắn rằng, việc lái một chiếc xe gắn máy là một hành động cực kỳ mạo hiểm bởi nó không có một thiết bị đảm bảo an toàn nào!

Ngày nay thì hoàn toàn khác, những phương tiện đi lại trên đường phố giờ không thể so sánh với những gì trong quá khứ. Hệ thống túi khí an toàn đang được nghiên cứu phát triển và ứng dụng phổ biến hơn cho xe máy.

Theo thời gian, sức mạnh của xe gắn máy được đẩy tăng nhanh theo nhu cầu tốc độ và đương nhiên, đường sá cũng rộng rãi và có chất lượng tốt. Tuy nhiên, điều đó cũng đồng nghĩa với thực tế là mật độ xe lưu thông trên đường cũng tăng theo và các chướng ngại vật khác cũng phát triển mạnh… Kết quả là khả năng va chạm và tai nạn chắc chắn cao hơn!

Tai nạn xe máy rất nguy hiểm cho tính mạng con người

Trong khoảng nửa thế kỷ trở lại đây, túi khí an toàn trở thành thiết bị phổ biến được trang bị trên ô tô và dần dần, thiết bị này được cải tiến và thiết kế ngày càng hiệu quả và an toàn hơn. Từ thiết kế túi khí đầu tiên của nhà phát minh người Đức, Walter Linderer phát triển vào năm 1951 cho đến các hệ thống túi khí hiện đại ngày nay, thì đó là cả một quá trình phát triển lâu dài và gặp không ít trở ngại.

Ngành công nghiệp ô tô Mỹ bắt đầu ứng dụng túi khí an toàn vào những năm giữa thế kỷ 17 trong khi đó, cho đến đầu những năm 1980, hãng xe Mercedes-Benz mới cung cấp tùy chọn túi khí an toàn cho một số mẫu xe thể thao đặc biệt, sau đó là trang bị trên xe Porsche 944 Turbo năm 1987 và mãi đến giữa thế kỷ 19, xe Audi mới được bổ sung hệ thống an toàn này.

Một thông tin khá thú vị đó là túi khí an toàn cho xe máy đã từng được thử nghiệm tại Anh quốc từ rất sớm, trước cả trên ô tô, đó là vào những năm 1970. Tuy nhiên, phải đến 25 năm sau, chiếc xe đầu tiên được trang bị túi khí an toàn, đó là xe Honda GoldWing ra đời vào năm 2006.

Honda GoldWing 2006 là chiếc xe đầu tiên được trang bị túi khí

GoldWing là mẫu xe gắn máy touring cỡ lớn, được thiết kế rất nhiều khối hộp với các trang thiết bị cải tiến và công nghệ hiện đại. Nhờ thiết kế bảng trung tâm điều khiển tích hợp, nên các kỹ sư Honda đã gắn khá nhiều phần mềm chạy các hệ thống như túi khí, cảm biến và các công nghệ khác.

Tiếp sau đó, hãng Yamaha đã từng tái thiết kế hoàn toàn bình nhiên liệu của R1 để trang bị thêm bộ túi khí an toàn. Bạn không phải là một nhà thiết kế hay kỹ sư trong lĩnh vực xe gắn máy để có thể hiểu được rằng việc lắp ráp thêm bộ túi khí cho xe thì khó đến mức nào và những thay đổi và điều chỉnh quan trọng cần phải thực hiện để tối ưu được chức năng của túi khí an toàn. Nên rất nhiều ý kiến nghi ngờ về chức năng bảo vệ và đảm bảo an toàn cho người lái của túi khí trên xe gắn máy.

Tuy nhiên, thực tế túi khí có thể được bật bung trong thời gian ngắn nhất có thể, chính vì vậy nó trở thành tấm đệm khí bảo vệ phần thân và đầu của người lái và đồng thời giảm thiểu chấn động khi xảy ra va chạm.

Mô phỏng bố trí túi khí trên xe máy

Hiện nay, các thử nghiệm va chạm xe máy đã cho thấy khi người lái xe va chạm mạnh vào bình nhiêu liệu nằm ở gần khung xương chậu người lái khi va vào chướng ngại vật hoặc bay qua chướng ngại vật (trong trường hợp may mắn).

Khoảng cách giữa người lái và chướng ngại vật thường là dưới 1m và tùy thuộc vào tốc độ vận hành, cơ thể người lái sẽ che lấp toàn bộ khoảng này trong khoảng thời gian cực ngắn, đủ để túi khí kịp bung ra. Để bật tung túi khí cần phải có tác động của trọng lực để kích hoạt chức năng của túi khí. Lực này thường là kết quả của việc giảm vận tốc đột ngột khi xe gặp phải chướng ngại vật hoặc do đồng hồ đo tốc độ phát hiện ra.

Khi đó, toàn bộ thân người lái theo đà quán tính sẽ lao về phía trước  nhưng sẽ bị túi khí bung ra phía trước cản lại, thay vì đập rực tiếp vào chướng ngại vật. Tuy nhiên, cần thêm một hệ thống cảnh báo sớm va chạm nên được phát triển trong tương lai để có thể tối ưu được tính năng an toàn của hệ thống túi khí trên xe máy.

Trong trường hợp khó có thể thao tác gắn túi khí an toàn trên xe máy, thì có thể thay thế bằng quần áo an toàn, có tích hợp túi khí ngay lớp trong để bảo vệ khi gặp tai nạn. Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất trang phục bảo hộ như vậy với giá bán ở khoảng 200 USD. Vậy cơ chế hoạt động của túi khí an toàn gắn trên quần áo khi lái xe máy như thế nào?

Túi khí cũng được trang bị cho quần áo xe máy

Trước hết là vị trí đặt túi khí. Đây là công việc khá đơn giản, vì các dữ liệu và thông tin tổng hợp các vụ tai nạn và va chạm sẽ cho thấy các bộ phận nào trên cơ thể người lái dễ bị tổn thương nhất. Trong đó, nguy hiểm nhất là tổn thương vùng đầu, chính vì vậy, lựa chọn đầu tiên khi gắn túi khí đó là hai vai.

Cụ thể, khi túi khí hai bên vai bung ra sẽ hạn chế đầu di chuyển sang hai bên và trước sau, giúp giảm thiểu tổn thương ở cổ. Vị trí tiếp theo đó là lưng và sườn, nếu va chạm mạnh, xương sườn rất dễ bị gẫy, kéo theo tổn thương nội tạng quan trọng như phổi, tim, xuất huyết trong… vì thế, để hạn chế các tác động vào các bộ phận này đó là trang bị túi khí hai bên sườn áo.

Một vấn đề không kém phần quan trọng trong quá trình thiết kế túi khí đó là cơ chế kích hoạt túi khí. Đối với áo quần trang bị túi khí an toàn, thì có rất nhiều phương pháp khởi động tính năng của chúng. Phổ biến nhất là nối túi khí với xe máy. Khi người lái bị văng khỏi xe và nếu lực kéo vượt quá giá trị mặc định trước, thì bình khí sẽ bật mở và bung túi khí. Đây là phương pháp khởi động túi khí vẫn còn hạn chế vì sau khi người lái bay ra khỏi xe hướng đến chướng ngại vật thì còn rất ít thời gian để bình khí hoạt động. Ngoài ra, nếu người lái không va vào chướng ngại vật gây ra tai nạn thì khi bay trên không, hệ thống túi khí sẽ được thổi phồng trước lúc tiếp đất.

Áo được trang bị túi khí an toàn

Hệ thống túi khí trang bị cho xe máy/quần áo người lái cần khoảng 0,5 giây để được thổi phồng hoàn toàn sau khi có tác động. Trong khi đó hệ thống túi khí an toàn trên ô tô chỉ mất 170 mili giây để kích hoạt, chỉ bằng 1/3 thời gian so với túi khí trên xe máy. Nếu ở vận tốc cao thì nửa giây cũng là vấn đề hoàn toàn khác…

Cơ chế kích hoạt khác của túi khí đó là kết nối với thiết bị cảm biến. Theo đó sẽ có 2 mắt cảm biến hoạt động theo 2 nguyên tắc: khi dây kết nối bị đứt, tách biệt hai cảm biến thì việc ngắt kết nối này sẽ kích hoạt túi khí.

Ngoài lực tác động lên cảm biến và bộ chíp CPU tích hợp trên xe, ghế hoặc quần áo người lái thì phương pháp kích hoạt ngắt kết nối cũng có mặt hạn chế: vì trong hầu hết các vụ tai nạn xe máy, người lái thường không bị văng quá xa so với xe. Vì thế việc xác định khoảng cách tối ưu nhất để kích hoạt vẫn là vấn đề cần phải nghiên cứu nhiều hơn.

Cuối cùng là kích hoạt bằng đa cảm biến, đây là công nghệ phát hiện va chạm hoàn thiện nhất hiện nay nhưng vẫn chưa được ứng dụng thực tiễn hiệu quả. Hãng Dainess và Alphinestars là hai nhà sản xuất tiên phong nghiên cứu và áp dụng công nghệ này cho trang phục bảo hộ người lái xe máy và với kết quả khả quan đạt được cho đến nay thì dự kiến sẽ có thể sản xuất hàng loạt với mức giá hợp lý.

Cơ chế kích hoạt túi khí ở công nghệ này nhờ vào rất nhiều cảm biến được tích hợp trong đó có bộ chip phát hiện va chạm được gắn trên xe và người lái, ở tốc độc cao, chíp CPU này sẽ xử lý thông tin và xác định va chạm tiềm ẩn khi người lái mất kiểm soát hoặc khi xe nghiêng sát đường.

Trong khi đó, hệ thống túi khí độc quyền của Alpinestars được sử dụng cho các vận động đua xe MotoGP với thiết kế tích hợp 7 cảm biến và cơ chế kích hoạt 5 cấp độ, thời gian bung túi khí chỉ trong vòng 8 mili giây.

Để có thể ứng dụng được túi khí an toàn phổ biến và hiệu quả thì vẫn cần nhiều nghiên cứu và thử nghiệm. Tuy nhiên, bộ phận quan trọng cho thiết bị này đó là bộ vi xử lý CPU, mặc dù công nghệ này có vẻ quá hiện đại khi trang bị cho xe máy, nhưng trong tương lai đây là giải pháp an toàn hợp lý cho người đam mê tốc độ và mạo hiểm.

Lê Thư (theo PLXH)