空气袋织物透气率探究

空气袋是被动的安全防护装置．当汽车发生碰撞时，由安装在汽车前保险杠上的一对传感器来感应冲击强度，当超过一定的强度时，传感器将发出信号触发气体发生器中的推进燃料，由此产生的高温高速气流将原先折叠安装的空气袋充胀展开，以保护乘员，特别是防止其与方向盘和前窗玻璃相撞．完全展开后，空气袋将以一定方式放气，涂层空气袋主要依靠空气袋后部的两个气孔放气，而非涂层空气袋主要依靠空气袋织物本身的孔隙来放气．但由于涂层空气袋具有厚度厚，难折叠，涂层会随时间降解等缺点，近年来人们试图采用非涂层空气袋．一般情况下，从决定展开到空气袋完全展开应在35ms之内，在如此短的时间内要使空气袋充满气体，就要求空气袋织物透气量小，但为减缓充胀空气袋对向前飞出的乘员的剧烈冲击，又要求空气袋具有一定的透气量以使其中的气体能在设定时间内排出．因此，为了保证空气袋的使用安全性，就必须做到能精确控制和预测空气袋织物的透气性．
目前国外采用的织物透气性测试标准主要有ASTM D737，ISO 9237：1995，DIN 53887和JIS L1096一A，我国的相应标准是国标GB5453-85．但这些标准被认为不适用于安全气囊织物，因为它们原本是为一般服用织物、帐篷织物和降落伞织物等而设计，这些织物的工作压力都很低，如ASTM D737-96和JIS L1096一A规定的工作压力均为125Pa，GB5453-85为127Pa，DIN 53887和ISO 9237：1995则规定针对产业用布工作压力200Pa，还有一些非正式标准规定为500Pa，而空气袋织物的典型工作压力在68．9—103．4kPa，高在200kPa以上，远远高于常规标准．针对这一问题，Keshavaraj等¨刮提出一种气流充胀(Blister Inflation)方法，即利用压缩空气将由夹具固定的空气袋织物充胀以模拟空气袋的展开，当织物两侧压差达到某一值时，记录透气量．这一方法虽然可实现高压下的空气袋织物透气量测试，但与上述的常规测试标准并无本质差别，其测试过程仍是准定常态的，并不能体现空气袋受高速流冲击时的动态行为．
本文提出一种基于激波管实验和理论的空气袋织物透气率的测试方法，这是因为空气袋织物的激波管实验比前人的方法能更好地模拟空气袋的动态高速展开过程．

1 理论
当一道以速度∽运动的平面激波与固定在激波管低压段末端的空气袋织物撞击时，