Сделать автомобильные подушки безопасности еще безопаснее предлагают российские ученые – сотрудники Института проблем химической физики РАН. Их теоретические и практические изыскания позволили установить, из каких соединений должен состоять сгорающий в момент удара при аварии порох, чтобы подушки эти практически мгновенно заполнялись газами, для человека и окружающей среды не опасными. Работу исследователей поддержал Международный научно-технический центр.

«Несмотря на то, что автомобили уважающих себя фирм давно оснащены подушками безопасности, газогенерирующие составы для них до сих пор далеко не безупречны, – рассказывает один из авторов работы кандидат химических наук Давид Лемперт. – Проблема в том, что требования к этим составам весьма жестки, многочисленны и подчас трудно совместимы.

Очевидно, что порох для мешков безопасности – а эти составы и есть твердые соединения, очень похожие на оружейный порох и твердые ракетные топлива, должен сгорать немедленно, то есть за 50-60 миллисекунд. Иными словами, претерпевать химические превращения, в результате которых мгновенно образуются газы, объем которых достаточен для того, чтобы заполнить подушку и защитить человека от удара. При этом в момент аварии порох должен моментально воспламениться и сгореть с заранее заданной скоростью, то есть для машины и пассажиров совершенно безопасно, а все остальное время сохранять исключительную стабильность. То есть такую, чтобы при хранении в течении 10–15 лет и в дождь, и в мороз, и в жару – вплоть до +110 0С оставаться неизменно готовым к работе, но при этом нечувствительным к тряске, трению и ударам. А еще необходимо, чтобы они сгорали без дыма и вредных продуктов, таких как оксид азота и угарный газ, и даже с минимальным количеством паров воды».

Множественность требований ученых не обескуражила. Это не удивительно, ведь специалисты ИПХФ РАН обладают уникальным опытом в создании обычных порохов и твердых ракетных топлив. Для начала они теоретически рассчитали, из атомов каких элементов и в какие группы между собой связанных должен состоять бездымный порох, чтобы удовлетворять основным требованиям. Стало ясно, что в основе должны быть атомы всего четырех элементов – углерода, водорода, азота и кислорода. Компьютерная программа, разработанная авторами для математического моделирования состава пороха, выдала ряд потенциально пригодных структур. Некоторые из них уже синтезированы и опробованы, синтез и проверка других еще впереди.

Оказалось, что лучшей основы, чем нитрат аммония (он же тривиальная аммиачная селитра, продающаяся в любом магазине удобрений), для такого пороха пока нет. Это непревзойденный окислитель для самогорящих бездымных составов, хотя и он не лишен недостатков. Но вот незадача – соединение это при хранении меняет структуру, может слеживаться или окаменеть. Проблема эта давно уже беспокоит все хранилища аммиачной селитры. Это вообще беда нитрата аммония - в том смысле, что он может существовать в различных фазовых состояниях, свойства которых, а главное, плотность, весьма различны.

«Преодолеть такую нестабильность мы попробовали, создав так называемый сокристаллизат нитрата аммония с другим его соединением, формиатом аммония, - объяснил Давид Борисович. – По существу это новое вещество, свойства которого отличаются от свойств исходных солей. Получать его мы научились двумя способами: совместным осаждением из водных растворов и просто сплавлением. Подробные исследования показали, что функции окислителя оно выполняет не хуже исходного нитрата аммония, зато без «фазовых выкрутасов» последнего. У кристаллов нового соединения нет фазовых превращений в диапазоне от –50 до +80 0С, и это очень хороший кандидат для газогенерирующего состава с температурным режимом хранения до 80 0С».

Впрочем, разработкой химического состава пороха для автомобильных мешков безопасности – бездымного и нетоксичного – исследователи не ограничились. Еще они придумали, как сформировать заряд так, чтобы сгорал он в доли секунды. Правда, сама структура топливного заряда, предложенная авторами, это секрет, который они не раскрывают. Но проведенные опыты подтверждают – скорость горения заряда им удалось повысить в несколько раз. Так что «надувная защита» по новому рецепту, разработанному российскими учеными, сработает быстрее и надежнее, чем традиционная. И, хотя в случае аварии пассажиру или водителю придется провести в салоне машины совсем небольшое время, ни дым, ни токсичные газы из подушки безопасности не принесут ему никакого вреда. Их просто не будет.