Hoe werken airbags?

, Author

Joseph S. Merola, hoogleraar scheikunde en universitair hoofddirecteur van het College of Arts and Sciences aan Virginia Tech, geeft deze uitleg:

merola

Joseph S. Merola

Hoewel we auto’s gewoonlijk niet met scheikunde associëren, vindt er toch heel wat scheikunde plaats in een werkende auto – de verbranding van benzine om de motor te laten draaien, bijvoorbeeld, en chemische reacties in de batterij om elektriciteit op te wekken. Een andere reactie – een die de meeste bestuurders liever niet aan den lijve ondervinden – is die van de airbag. Airbags worden niet opgeblazen uit een of andere samengeperste gasbron, maar uit de producten van een chemische reactie. De chemische stof in het hart van de airbag reactie heet natriumazide, of NaN3.

tk

Afbeelding: NEW CAR ASSESSMENT PROGRAM, CRASH TEST AREA
CRASHES trip sensors in cars that send an electric signal to an ignitor. Door de ontstane hitte valt natriumazide uiteen in natriummetaal en stikstofgas, waardoor de airbags in de auto worden opgeblazen.

Onder normale omstandigheden is deze molecule vrij stabiel. Maar bij verhitting valt het uit elkaar. De chemische vergelijking 2 NaN3 –> 2 Na + 3 N2 beschrijft precies hoe het uit elkaar valt. Merk op dat het tweede product van de bovenstaande reactie N2 is, ook bekend als stikstofgas. Een handvol (130 gram) natriumazide produceert 67 liter stikstofgas – genoeg om een normale airbag op te blazen.

Airbag animatie

0,03 SECOND is alles wat nodig is om een airbag op te blazen.

Dat is niet de enige chemie die erbij komt kijken. Merk op dat de andere chemische stof waarin natriumazide uiteenvalt, Na is, of natrium. Natrium is een zeer reactief metaal dat snel reageert met water om natriumhydroxide te vormen; als gevolg daarvan zou het zeer schadelijk zijn als het in je ogen, neus of mond terecht zou komen. Om het gevaar van blootstelling zo klein mogelijk te houden, mengen de fabrikanten van airbags het natriumazide met andere chemicaliën die met het natrium reageren en op hun beurt minder giftige verbindingen maken.

Wat zet een airbag ertoe aan om door middel van deze reactie opgeblazen te worden? Er zijn sensoren aan de voorkant van de auto die een botsing detecteren. Deze sensoren sturen een elektrisch signaal naar de bus die het natriumazide bevat en het elektrische signaal brengt een kleine hoeveelheid van een ontstekingsmiddel tot ontploffing. De hitte van deze ontsteking brengt de ontleding van het natriumazide op gang en de aanmaak van stikstofgas waarmee de airbag wordt gevuld. Wat vooral verbazingwekkend is, is dat vanaf het moment dat de sensor de botsing detecteert tot het moment dat de airbag volledig is opgeblazen, slechts 30 milliseconden, oftewel 0,03 seconde, verstrijken. Ongeveer 50 milliseconden na een ongeval raakt de inzittende de airbag en het leeglopen ervan absorbeert de voorwaarts bewegende energie van de inzittende.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.