เชื่อไหม...ถุงลมนิรภัย ยังพัฒนาไม่หยุด !?!

  แอร์แบก เริ่มแพร่หลายกันในรถยนต์ช่วงปลายทศวรรษที่ 80 บรรดารถยนต์ชั้นนำต่างริเริ่มติดตั้งกันในพวงมาลัยรถก่อน เนื่องจากสามารถช่วยลดแรงปะทะของศีรษะกับขอบพวงมาลัย และลดแรงอัดที่พวงมาลัยจะปะทะกับหน้าอกจนซี่โครงหักได้ ยุคแรกคนส่วนใหญ่ยังไม่ใส่ใจกับการคาดเข็มขัดนิรภัยกันมากนัก และมองว่าถุงลมนิรภัยเป็นอุปกรณ์ที่สามารถทดแทนการใช้เข็มขัดนิรภัยได้ แต่ในความเป็นจริงแล้ว ถุงลมนิรภัยไม่สามารถทำหน้าที่ของมันได้อย่างเต็มที่ หากพึ่งพามันโดยลำพัง มันจะมีประสิทธิภาพเมื่อทำงานคู่กับเข็มขัดนิรภัย จะเห็นได้ว่าทุกวันนี้มีการคาดเข็มขัดนิรภัยกันอย่างแพร่หลาย ทำให้ถุงลมนิรภัยสามารถคุ้มครองผู้ขับ และผู้โดยสารได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แนวคิดของสิ่งประดิษฐ์ที่เป็นพื้นฐานของถุงลมนิรภัย ที่จะพองออกเพื่อลดแรงปะทะของร่างกายกับชิ้นส่วนยานพาหนะ ถูกคิดค้น และได้รับการจดสิทธิบัตรเป็นครั้งแรกในประเทศอังกฤษตั้งแต่ปี 1919 โดยทันตแพทย์ชาวอังกฤษ แต่ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรสำหรับการนำไปใช้กับรถยนต์เป็นครั้งแรกเป็นของ JOHN W. HETRICK (จอห์น ดับเบิลยู เฮทริค) ชาวอเมริกัน ในปี 1953 โดยในสิทธิบัตรนั้นผู้ประดิษฐ์เลือกใช้อากาศอัดเพื่อให้ถุงลมขยายตัว แต่ภายหลังพบว่า ประสิทธิภาพของมันยังไม่พอเพียง เนื่องจากอากาศที่อัดทำให้ถุงลมขยายตัวช้าเกินไป ต่อมาในช่วงปลายทศวรรษที่ 60 มีผู้ค้นพบวิธีการทำให้มันขยายตัวด้วยการใช้การจุดระเบิดจากสารเคมีแทนการอัดอากาศ ซึ่งว่ากันว่าช่วยทำให้ถุงลมพองตัวได้ภายในเวลาเพียง 0.03 วินาที แต่ไม่มีใครนำมาพัฒนาใช้ในเชิงพาณิชย์เลย จนกระทั่งเวลาผ่านไป 20 ปี เมื่อสิทธิบัตรหมดอายุลงในทศวรรษที่ 70 บรรดาบิกธรี ได้แก่ FORD (ฟอร์ด) GM (จีเอม) และ CHRYSLER (ไครสเลอร์) ได้ทดลองติดตั้งถุงลมนิรภัยรุ่นบุกเบิกในรถแนวคิดของพวกเขา โดยความแตกต่างที่เห็นได้ชัดของรถที่ติดตั้งถุงลมนิรภัย คือ พวงมาลัยของรถในยุคนั้นจะเป็นก้านเรียวยาว แต่ถ้ามีถุงลมนิรภัยจะมีหน้าตาคล้ายกับพวงมาลัยรถของพวกเราในทุกวันนี้ นั่นคือ กลางพวงมาลัยจะมีก้อนขนาดใหญ่อยู่นั่นเอง ดังในภาพประกอบเป็นของ รถยนต์ยี่ห้อ บิวอิค (BUICK) รุ่น อีเลคทรา (ELECTRA) ปี 1975 แต่หลังจากวางจำหน่ายในฐานะอุปกรณ์ติดตั้งพิเศษได้สักพัก บริษัทรถยนต์ต่างก็เลิกนำเสนอระบบนี้ เนื่องจากลูกค้าของพวกเขาในเวลานั้นไม่ยินดีควักกระเป๋าเพิ่มเพื่อซื้อสิ่งที่พวกเขาเชื่อ และหวังว่า “จะไม่มีโอกาสได้ใช้” กว่าถุงลมนิรภัยจะได้กลับมาอยู่ในรถยนต์อีกครั้งก็ตอนปลายยุค 80 เมื่อบริษัทรถยนต์เริ่มติดตั้งมันเป็นอุปกรณ์มาตรฐาน และมาจนถึงในปัจจุบัน เราได้เห็นการพัฒนาคุณภาพ และจำนวนของถุงลมนิรภัยในรถของเราอย่างต่อเนื่อง ว่ากันว่ารถยนต์ที่ได้รับการยอมรับเรื่องความปลอดภัยหลายๆ คัน มีถุงลมนิรภัยมากถึงกว่า 10 ลูกเลยทีเดียว สำหรับผู้ผลิตถุงลมนิรภัยในปัจจุบันนี้ที่มีชื่อเสียง (เสีย) ก็เห็นจะเป็น AUTOLIV (ออโทลิฟ) DAICEL (ไดเซล) TRW (ทีอาร์ดับเบิลยู) KSS (เคเอสเอส) และ TAKATA (ทาคาตะ) สำหรับผู้ผลิตรายสุดท้ายนี้ทุกคนน่าจะคุ้นชื่อกันเป็นอย่างดี เพราะเคยทำผิดพลาด จนกลายเป็นตราบาปให้บริษัท ซึ่งหลังจากที่รายนี้ยื่นขอล้มละลายในปี 2017 ทาง KSS ได้เข้าครอบครองกิจการที่เหลืออยู่ทั้งหมด มูลค่า 1,600 ล้านเหรียญสหรัฐฯ (ประมาณ 56,000 บาท) บริเวณที่นิยมติดตั้งถุงลมนิรภัย ได้แก่ 1. พวงมาลัย 2. ถุงลมนิรภัยสำหรับผู้โดยสารตอนหน้า 3. ถุงลมนิรภัยสำหรับคุ้มครองการปะทะด้านข้าง นิยมติดตั้งอยู่ระดับเบาะนั่งฝั่งประตู 4. ถุงลมนิรภัยแบบม่าน สำหรับป้องกันส่วนศีรษะปะทะเข้ากับหน้าต่างรถ 5. ถุงลมนิรภัยตำแหน่งเข่าของคนขับ และผู้โดยสารตอนหน้า เป็นต้น นอกจากจะเห็นกันอย่างแพร่หลายในรถยนต์แล้ว รถจักรยานยนต์ขนาดใหญ่อย่าง HONDA GOLDWING (ฮอนดา โกลด์วิง) ก็มีการติดตั้งถุงลมนิรภัยเพื่อลดแรงปะทะ และชะลอความเร็วที่ผู้ขับขี่จะปลิวออกจากรถด้วยเช่นกัน โดยติดตั้งเป็นครั้งแรกในรุ่นปี 2006 อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการนำถุงลมมาใช้อย่างแพร่หลายแล้ว เราก็ยังจะได้เห็นถุงลมนิรภัยมีวิวัฒนาการต่อไปอย่างต่อเนื่อง อาทิ   1. ถุงลมนิรภัยแบบ 3 ส่วน ของ HONDA (HONDA TRI-CHAMBER AIRBAG) ถุงลมนิรภัยรุ่นใหม่ของ HONDA ที่พัฒนาร่วมกับผู้ชำนาญการเรื่องถุงลมนิรภัย AUTOLIV ถูกติดตั้งกับรถหรูของค่ายอย่าง ACURA TLX (อคูรา ทีแอลเอกซ์) รุ่นจำหน่ายในสหรัฐอเมริกา ปี 2021 โดยแนวคิดของการออกแบบนี้ อยู่ที่การทำให้ถุงลมนิรภัยสามารถตะครุบศีรษะของผู้โดยสาร ไม่ไถลหลุดไปจากถุงลมเมื่อเกิดการชน โดยอาศัยแนวคิดจากถุงมือเบสบอลนั่นเอง แทนที่จะเป็นถุงลมใบใหญ่ใบเดียว วิศวกรได้แบ่งถุงลมออกเป็น 3 ส่วน ส่วนด้านนอกซ้าย และขวาจะมีขนาดใหญ่ เชื่อมต่อกันด้วยผ้าผืนหนึ่ง ทำหน้าที่คล้ายกับ “นิ้วมือ” ส่วนตรงกลางเป็นถุงลมที่มีขนาดย่อมลงเล็กน้อย เมื่อเกิดการชน ถุงลมทั้งหมดจะพุ่งออกมา โดยด้านซ้าย และขวาที่เชื่อมต่อกันด้วยผ้านั้น จะพุ่งออกมาตะครุบส่วนศีรษะของผู้โดยสารตอนหน้า เชื่อว่าเราจะได้เห็นถุงลมนิรภัยแบบนี้ในรถรุ่นอื่นๆ ของทั้ง HONDA และบแรนด์อื่นๆ อีกมากมายแน่นอน   2. ถุงลมแบบกึ่งกลางตัวรถ (FRONT-CENTER AIRBAG) ป้องกันการกระแทกระหว่างผู้โดยสารในรถ พัฒนาขึ้นในรถยนต์แนวคิดของ MERCEDES-BENZ ESF 2009 (เมร์เซเดส-เบนซ์ อีเอสเอฟ 2009) โดยติดตั้งถุงลมนิรภัยเข้ากับเบาะนั่งของคนขับ ที่จะพองออกขวางมิให้ศีรษะของคนขับ และผู้โดยสารตอนหน้าปะทะกันในกรณีการชนจากด้านข้าง และถูกนำไปใช้เป็นครั้งแรกในที่นั่งตอนหลังของรถหรู TOYOTA CROWN MAJESTA (โตโยตา คราวน์ มาเจสตา) รุ่นปี 2009 แต่สำหรับผู้โดยสารตอนหน้าเริ่มมีใช้กับรถของค่าย GM (จีเอม) ในปี 2012 โดยผู้ผลิต คือ TAKATA ปัจจุบันมีติดตั้งอยู่ในรถขนาดเล็ก อาทิ HONDA JAZZ (ฮอนดา แจซซ์) และ TOYOTA YARIS (โตโยตา ยารีส) (ไม่ใช่เวอร์ชันที่จำหน่ายในประเทศไทย)   3. ถุงลมนิรภัยสำหรับผู้โดยสารตอนหลัง (REAR-SEAT AIRBAG) ของ MERCEDES-BENZ การออกแบบถุงลมนิรภัยสำหรับผู้โดยสารตอนหลัง ต้องใช้วิธีคิดที่แตกต่างจากปกติ ทั้งด้านรูปทรง และวิธีการที่ทำให้มันพองขึ้นมา เนื่องจากมันจะต้องปลอดภัยกับผู้โดยสารที่เป็นเด็ก หรือทารกที่อยู่ในคาร์ซีท ถุงลมนิรภัยทั่วไปมักจะพองออกเป็นก้อนใหญ่ แต่ถุงลมสำหรับผู้โดยสารตอนหลัง จะพองออกในรูปแบบท่อ ที่มีการขึงผ้าเอาไว้ คล้ายกับการออกแบบเทนท์อัดลม ซึ่งทีมวิศวกรที่พัฒนา กล่าวว่า การออกแบบรูปทรงท่อช่วยให้สามารถปรับตัวเข้ากับทั้งมนุษย์ และวัตถุที่ไม่ใช่มนุษย์ได้ดี คิดง่ายๆ คือ โครงสร้างอัดลมนั้นทำหน้าที่คล้ายกับเสาประตูฟุตบอล ขณะที่ผ้าซึ่งขึงไว้ก็คือ ตาข่ายหลังประตู นั่นเอง การที่ใช้โครงสร้างเป็นท่อนี้ ทำให้มันพองได้เร็ว โดยใช้ปริมาตรอากาศน้อย นับว่าคล้ายคลึงกับแนวคิด ถุงมือเบสบอลของค่าย HONDA พอสมควร   4. ถุงลมนิรภัยในเข็มขัดนิรภัย (SEAT-BELT AIRBAG) เราอาจจะแปลกใจที่ได้รู้ว่า รถบางคันติดตั้งเข็มขัดนิรภัยที่สามารถพองตัวออกได้ถ้าเกิดอุบัติเหตุ โดยแรงจูงใจที่ทำให้เกิดการพัฒนาถุงลมนิรภัยบนเข็มขัดนี้ เกิดจากการที่วิศวกรพบว่า ในการเกิดอุบัติเหตุจะมีคนจำนวนไม่น้อยที่ซี่โครงหัก จากการถูกสายเข็มขัดนิรภัยรั้งเอาไว้ ดังนั้น หากสามารถขยายพื้นที่เข็มขัดเพื่อกระจายแรงกระทำที่มีขณะเกิดอุบัติเหตุได้ก็จะช่วยลดโอกาสซี่โครงหักลงไปได้ โดยมีการริเริ่มติดเข็มขัดนิรภัยพิเศษนี้ใน FORD EXPLORER (ฟอร์ด เอกซ์พลอเรอร์) รุ่นปี 2010 เป็นอุปกรณ์สั่งพิเศษ และติดตั้งเป็นอุปกรณ์มาตรฐานในเอสยูวีหรูของค่าย FORD อย่าง LINCOLN MKT (ลินคอล์น เอมเคที) รุ่นปี 2013 รวมไปถึงติดตั้งในที่นั่งตอนหลังของ MERCEDES-BENZ S-CLASS (เอส-คลาสส์) รหัส W222 ปี 2013 ด้วยเช่นกัน   5. ถุงลมนิรภัยสำหรับติดตั้งภายนอกรถยนต์ มี 3 แนวคิด ได้แก่ 5.1 ถุงลมนิรภัยสำหรับคุ้มครองคนเดินถนน (AIRBAG FOR PEDESTRIAN SAFETY) ของ VOLVO (โวลโว) ติดตั้งเป็นครั้งแรกใน VOLVO V40 (วี 40) ปี 2012 VOLVO นั้นต้องการลดจำนวนผู้เสียชีวิตจากรถยนต์ให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ และหลังจากที่พวกเขาประสบความสำเร็จในการคุ้มครองคนในรถแล้ว ก้าวต่อไป คือ การคุ้มครองผู้ประสบภัยจากอุบัติเหตุทางถนน พวกเขาพบว่า ปัจจัยที่ทำให้คนเดินถนนเสียชีวิตจากการชนก็คือ ศีรษะของผู้โชคร้ายนั้นฟาดเข้ากับส่วนที่แข็ง และไม่ยุบตัวของรถ อาทิ เครื่องยนต์ และเสากระจกบังลมหน้า ดังนั้น แนวคิด คือ เมื่อรถเกิดการชนด้านหน้า ระบบถุงลมที่ติดตั้งอยู่ใต้ฝากระโปรงหน้าจะพองตัว ยกให้ฝากระโปรงเผยอสูงขึ้น หากศีรษะฟาดลงมา จะไม่กระทบกับเครื่องยนต์ และถุงลมก็จะมีส่วนที่พองขึ้นคลุมเสากระจกบังลมหน้า ช่วยป้องกันศีรษะไม่ให้ไปชนได้อีกด้วย ปัจจุบัน ระบบนี้ยังติดตั้งในรถยนต์ยี่ห้ออื่นๆ อาทิ SUBARU (ซูบารุ), JAGUAR (แจกวาร์) และ LAND ROVER (แลนด์ โรเวอร์) ด้วย   5.2 ถุงลมนิรภัยป้องกันแรงปะทะจากรถยนต์ที่พุ่งชนจากด้านข้าง พัฒนาโดย ZF (EXTERIOR CURTAIN AIRBAG BY ZF) หากเอ่ยชื่อ ZF (เซดเอฟ) จากเยอรมนี คนมักจะนึกถึงระบบส่งกำลัง หรือเกียร์ แต่ ZF นั้นมีผลิตภัณฑ์นานาชนิด และหนึ่งในนั้น คือ ถุงลมนิรภัย ซึ่งกรณีนี้แตกต่างจากถุงลมนิรภัยที่เรารู้จักกัน กล่าวคือ มันจะทำงานก่อนเกิดการปะทะด้านข้าง ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่เห็นได้บ่อยๆ ในฉากภาพยนตร์ และจากการวิจัยในประเทศเยอรมนี พบว่า การชนด้านข้างเป็นสาเหตุการเสียชีวิตมากถึง 1 ใน 3 เลยทีเดียว การทำงานของมันเริ่มจากระบบตรวจจับได้ว่ามีวัตถุพุ่งเข้ามาด้วยความเร็วที่ต้องเกิดการปะทะอย่างแน่นอน โดยอาศัยเซนเซอร์ตรวจจับ อาทิ เรดาร์ และไลดาร์ (RADAR & LIDAR) จากนั้นระบบจะปล่อยถุงลมออกมาจากด้านชายล่างของตัวรถ โดยจะใช้เวลาในการพองเพียง 0.15 วินาที ปริมาตรของอากาศที่พองตัวราว 280-400 ลิตร หรือมากเป็น 5-8 เท่าของแอร์แบกในพวงมาลัย จากการทดลองเชื่อว่า จะสามารถลดอัตราการทะลุทะลวงจากรถที่พุ่งเข้าชนได้มากถึง 30 %   5.3 ถุงลมใต้ท้องรถ (UNDERCAR AIRBAG) ช่วยชะลอความเร็วของ MERCEDES-BENZ พัฒนาขึ้นภายใต้แนวคิด PRE-SAFE ของ MERCEDES-BENZ ที่จะช่วยลดความผิดพลาดจากการตัดสินใจของคนขับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพยายามชะลอความเร็วเพื่อหลีกเลี่ยงการปะทะ แต่ตัดสินใจช้าเกินไป และความสามารถในการหยุดรถด้วยห้ามล้อแบบปกติไม่พอเพียงเสียแล้ว เซนเซอร์จะสั่งให้ถุงลมใต้ท้องรถพองขึ้น เพื่อสร้างแรงเสียดทานระหว่างรถกับพื้นถนนให้มากขึ้น และช่วยยกหัวรถขึ้นเพื่อรอรับแรงปะทะไปในตัว   6. ถุงลมนิรภัยที่ติดตั้งในชุดผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์ (AIRBAG SUIT) พัฒนาโดยผู้ผลิตจากฝรั่งเศส HELITE (เฮไลท์) เพื่อลดแรงปะทะจากการตกจากพาหนะความเร็วสูง ไม่ว่าจะเป็น รถจักรยานยนต์ ยานหิมะ (SNOWMOBILE) หรือกระทั่งหลังม้า โดยแนวคิดนี้ได้รับการพัฒนาต่อโดยบริษัทอิตาเลียนอย่าง DAINESE (ไดเนเซ) ที่พัฒนาให้ชุดสามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติ ไม่ต้องต่อสายไฟเข้ากับตัวยานพาหนะ แต่จะทำงานโดยการตรวจจับว่ามีการร่วงหล่น และจะทำให้ถุงลมพองออกด้วยแกสไนโตรเจน แจคเกทถุงลมนิรภัยนี้ถูกใช้เป็นอุปกรณ์มาตรฐานของนักแข่งรายการ MOTO GP ตั้งแต่ฤดูกาล 2007 แม้เราจะคิดว่า ทั้งหมดที่มีมานี้น่าจะครอบคลุมการใช้งานทั้งหมดแล้ว แต่หากเราติดตามแนวคิดในการออกแบบยานพาหนะ จะพบว่าแนวคิดเรื่องการออกแบบภายในสำหรับรถยนต์ไร้คนขับ (AUTONOMOUS VEHICLES) แตกต่างออกไปจากปัจจุบัน อาทิ ห้องโดยสารแบบหันหน้าเข้าหากัน ทิศทางการออกแบบนี้อาจจะนำไปสู่การออกแบบรูปทรงของถุงลมในอนาคต อาทิ ถุงลมนิรภัยที่ปล่อยลงมาจากเพดาน ก็เป็นได้