Исследование встречных столкновений

Встречные столкновения (в пределах угла ±22,5°) относительно продольной линии ТС) составляют 60-65% от общего числа столкновений и отличаются наибольшей тяжестью последствий, особенно на магистралях и на дорогах вне населенных пунктов.

Встречные прямые столкновения в зависимости от степени перекрытия ТС друг друга по передней части могут быть центральными (векторы скоростей центров масс на одной линии), внецентренными и касательными. Иногда встречные столкновения на магистралях происходят под углом между продольными осями, но эти углы из-за больших скоростей ТС обычно небольшие, если даже оба водителя предпринимали экстренные меры по повороту управляемых колес.

На рис. 15 показана схема расположения ТС при наиболее распространенном встречном внецентренном столкновении

При таком столкновении с перекрытием менее половины по передней части происходит взаимное гашение части кинетической энергии, а затем ТС с разворотом смещаются в сторону своего прежнего направления и с отклонением к краю проезжей части.

Главным вопросом к экспертам по такому ДТП является вопрос о расположении ТС в момент столкновения относительно средней линии дороги.

Для ответа на этот вопрос в порядке убывания значимости рассматриваются следующие данные с места ДТП:

1) координаты следов шин ТС на подходе к месту столкновения, резкое изменение направления следов, следы бокового скольжения шин при развороте ТС;

2) расположение осыпи земли, осколков, стекол и пластмасс, пятен масла, тосола; следы от деталей, груза;

3) размеры и характер повреждений ТС;

4) координаты расположения ТС на проезжей части после ДТП.

Рис. 15. Схема расположения ТС при встречном столкновении

Наибольшую информацию дают следы шин ТС на поверхности дороги. Так, если на месте ДТП были зафиксированы следы торможения ТС-1 до столкновения, то по их обрыву и началу бокового скольжения можно вполне достоверно найти положение этого ТС в момент столкновения, а ТС-2 на масштабной схеме разместить в контакте с ТС-1 с учетом повреждений передней части. При этом нельзя стыковать поврежденные машины с целью определения угла между ними, так как зоны смятия образуются в сложном процессе взаимодействия ТС с разворотом относительно друг друга на большой угол до рассоединения. Однако такой подход в практике экспертов часто наблюдается, в результате получают нереально большие углы между продольными осями ТС, по которым в зону контакта ТС должны были при высокой скорости заходить от кюветов, что не могло иметь места.

Если ТС входили в зону контакта без торможения, то из-за вероятного заклинивания передних колес при ударе и развороте ТС на проезжей части обязательно должны оставаться следы шин. Просто в ночное время при плохом освещении они малозаметны, особенно на обледенелой дороге. Осадки в виде дождя и снега, а главным образом, проходящие по зоне столкновения многочисленные ТС до приезда сотрудников ГИБДД уничтожают эти следы. Одновременно измельчаются и растаскиваются шинами осколки, земля и др. В результате в зоне осколков и осыпи, часто без качественного описания и фиксирования этой зоны на схеме ДТП наносят точки столкновения по показаниям участников. Все понимают, что это очень неточно, но впоследствии эти точки долго обсуждаются и обосновываются, хотя о какой точке может идти речь при взаимном перекрытии ТС около и даже более половины ширины своей передней части.

При явном недостатке информации с места ДТП по зоне столкновения поперечные координаты расположения ТС возможно найти расчетом по следующей методике. При прямолинейном подходе ТС, особенно одной категории, поперечное расхождение каждого из них было обусловлено импульсом силы , а по равенству этого импульса получаем соотношение

___ ___

m ₁ V ₁ = m ₂ V ₂;

m ₁/ m ₂ = V ₂ / V ₁ = .

Отсюда при равенстве j_y или с учетом разных их значений по сторонам дороги (возможно, с выходом одного из ТС на обочину) находится соотношение y ₂/ y ₁. По этому соотношению и сумме размера y ₁ + y ₂ + y ₀ на схеме ДТП находятся координаты y ₁ или y ₂ центров масс и поперечное расположение ТС в момент первого контакта. Если известно движение до столкновения одного из ТС под углом к линии дороги, то это также можно учесть в виде начального условия.

С учетом рассмотренных соотношений становится очевидным такое утверждение, что если после подобного ДТП ТС располагаются на одной стороне дороги, то на этой стороне дороги и произошло столкновение [8].

Затем находится в первом приближении расположение ТС в момент столкновения по длине дороги путем размещения ТС в зоне сосредоточения осколков и осыпи земли и с учетом вероятной траектории (следов) их перехода в конечное положение после столкновения.

По затратам энергии на трение шин по дороге при перемещении ТС в конечное положение можно найти их остаточную скорость после столкновения. Принимаем во внимание, что при повороте продольной плоскости шины под углом более 5-7° к направлению движения даже на сухом асфальтобетоне шиной создается предельная реакция, поэтому практически с самого начала расхождения ТС их шины реализуют полное сцепление с дорогой. Кинетическая энергия затрачивается на поступательное и вращательное движение ТС со скольжением его шин:

mV ²/2 = mg j_x S + 2 mg j_y ab g / L,

где j_x и j_у – значения реализуемого сцепления в продольном и боковом направлениях; a и b – координаты центра масс ТС; g – угол разворота продольной оси; S – перемещение центра масс ТС.

По схеме на рис. 15 перемещение центров масс ТС произошло в направлении их прежнего движения на расстоянии около двойной габаритной длины каждого из них, причем поперек дороги они сместились примерно на величину своей длины, т. е. центры масс переместились по направлению около 30° к линии дороги. Можно вообще составить описание плоской модели каждого ТС на четырех колесах, а распределение реакций на них выразить через скорости скольжения R_x / R_y = V_x / V_y в соответствующих направлениях [15] и с помощью ЭВМ рассчитать процесс перемещения ТС по времени и положению после столкновения с определением исходной скорости. Такими расчетами выявляется механизм развития процесса перемещения и разворота ТС по времени в зависимости от сочетания большого числа влияющих факторов.

Но недостаток исходных данных по параметрам ТС и с места ДТП заставляет вести подобные расчеты с допущениями по оригинальным методикам. Поэтому в практике используют изложенную методику определения скорости по приведенному выше энергетическому балансу. Но при этом необходимо рассмотреть вопрос о соотношении j_x и j_у в общей реализации сцепления:

j² = j_x² + j_у².

Учитываем, что с самого начала расхождение ТС из-за их разворота шинами реализуется полное сцепление, а скорость перемещения центра масс от некоторого значения снижается до нуля. Скорость разворота продольной оси ТС начинает возрастать от нуля и затем снижается до нуля. Темп изменения g зависит от величины разворачивающего момента, возникающего в процессе контактирования, массы и базы ТС, координат a и b центра масс ТС, а также равномерности сцепления по ширине дороги и степени заклинивания (разворота) левого переднего колеса.

Реактивный момент от сил сцепления возрастает и достигает по результатам исследований максимума при развороте ТС на угол g около 90°. На этом разворот в условиях высокого сцепления обычно завершается и может продолжиться лишь в случае выхода задних колес ТС на обочину с меньшим уровнем сцепления или при большом смещении центра масс ТС к задней оси. При низком сцеплении и большом разворачивающем моменте разворот ТС обычно продолжается в течение всего процесса перемещения центра масс и его скорость может достичь максимума непосредственно перед остановкой центра масс. Возрастает и общий угол g разворота, но из-за более высокого уровня пути перемещения центра масс затраты энергии на разворот ТС вокруг центра масс при низком сцеплении получаются относительно малыми по сравнению с затратами энергии на перемещение центра масс. С учетом указанного выше в энергетическом балансе значения j_x и j_y можно принимать равными и причем оба на уровне j = j_у [2]. В условиях высокого сцепления из-за разного характера перераспределения реакций между колесами значения j_у целесообразно принимать на уровне j_у =0,8j, а в условиях низкого сцепления j_у= j.

Тогда из энергетического баланса скорость каждого ТС после столкновения определится по выражению

(м/с).

В показанном на рис. 15 редком случае, когда ТС не смещают друг друга в своем направлении, кинетические энергии обоих ТС в момент столкновения были практически равными, т.е. можно записать равенство:

m ₁ (V _{1 С} ² – V ₁²) / 2 = m ₂ (V _{2 С} ² – V ₂²) /2.

По этому равенству и значениям скоростей V ₁ и V ₂ ТС после столкновения можно найти скорость для ТС-1, в момент столкновения, если задаться скоростью V _2С для ТС-2 в момент столкновения, например по показаниям или же, наоборот, найти скорость ТС-1. Потерями энергии на разрушения и деформации при этом обычно пренебрегают из-за их неопределенности и относительной малости по сравнению с энергетикой перемещений ТС с затратами на остановку масс и на трение скольжения по дороге.

Но чаще всего, особенно при большом перекрытии в процессе столкновения, центры масс обоих ТС смещаются в одном направлении с разворотом к обочинам.

Тогда после расчетного определения скоростей ТС после столкновения можно найти их скорости в момент столкновения, задаваясь скоростью одного из ТС по закону сохранения количества движения:

_____ _____ ­_____ _____

m ₁ V _{1 С} + (– m ₂ V _{2 С} ) = m ₁ V ₁ + m ₂ V ₂.

(При наличии необходимого объема информации о приведенной скорости с деформациями ТС по результатам их испытаний можно было бы более определенно найти значения V _{1 С} и V _{2 С} [21]).

Если до столкновения имелись следы скольжения шин при торможении ТС длиной S до столкновения, то начальная скорость его находится по выражению

.

В случае движения ТС после столкновения на части общего пути задним ходом при включенной передаче следует учесть в расчете вероятное торможение ТС двигателем, а также сопротивление перемещению возможно развернутых и поврежденных передних колес.

При встречных касательных столкновениях ТС с небольшим перекрытием они могут проследовать без разворотов от места столкновения на достаточно большое расстояние и остановиться торможением. Расчетное моделирование взаимодействия ТС с определением взаимного положения в момент первого контакта и скоростей ТС при этом может быть выполнено только в первом приближении.

Техническая возможность предотвращения встречного столкновения путем торможения возникает только в том случае, когда расстояние взаимного обнаружения опасного сближения будет не менее значений суммы остановочных путей ТС. Удаление, на котором водители могли обнаружить опасность, может быть установлено следственным экспериментом. А удаление каждого ТС от места столкновения может быть найдено расчетом положений ТС в характерные моменты времени, например, в начале следов торможения одного из ТС:

S = (V _a² – V _c²)/2 j_T; t_T = (V_a – V_c)/ j_T,

а также в процессе его торможения и в расчетный момент обнаружения

водителем этого ТС опасности:

t = t_T + t ₁ + t ₂ + 0,5 t ₃.

Предварительно следует определить скорости ТС в момент столкновения, а затем скорости в момент начала интенсивного торможения и начальные скорости ТС. Выясняется, таким образом, своевременность действий водителей и причинная связь с тяжестью последствий высокой скорости в момент столкновения.

Определяется техническая возможность предотвращения столкновения или тяжести последствий путем маневра ТС к правому краю дороги. Наиболее распространенной причиной встречных столкновений является неправильное выполнение обгона, это обгон при ограничении видимости полосы встречного движения на достаточном расстоянии и при выезде ТС с правым поворотом навстречу обгоняющему. Причиной может быть выезд ТС на полосу встречного движения в связи с резким торможением или маневром впереди идущего ТС (при недостаточной дистанции или с опозданием обнаружения опасности).

В условиях низкого сцепления наблюдаются встречные столкновения из-за нарушения устойчивости ТС при запоздалом и резком маневре водителей для ухода с осевой линии, где возможна была единственная удобная для движения полоса.

Водители при возникновении опасности встречного столкновения часто вместо интенсивного торможения на своей стороне движения совершают маневр на правую обочину, куда уходит и потерявшее устойчивость встречное ТС, либо, что еще хуже, совершают маневр на сторону встречного движения, куда нередко успевает возвратиться и встречное ТС, или для встречи с последним подставляют прицеп (полуприцеп).

После расчетного анализа дорожно-транспортной ситуации эксперту приходится определять с технической стороны соответствие действий водителей требованиям пп. 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.9, 9.10 и 9.11 ПДД по расположению ТС на проезжей части и безопасному боковому интервалу, требованиям пп. 11.1 -11.7 ПДД по обгону и объезду, а также требованиям п. 10.1 ПДД.

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: