Расследование и экспертиза ДТП

50

В опасной ситуации рулевое колесо должно поворачиваться как

i

можно быстрее, однако, максимальная угловая скорость θ ограничена психофизиологическими возможностями водителя и составляют 0,3-0,5 рад/с для легковых автомобилей и 0,15-0,35 рад/с для грузовых автомо- билей и автобусов.

Выполнение маневра чревато опасностью заноса и опрокиды- вания ТС.

Потеря поперечной устойчивости вероятна при максимальном повороте управляемых колес θ = θmах и, следователь, минимальном

радиусе.

Центробежная сила

в момент заноса сравнивается с поперечной силой сцепления колес до- рогой

i

Величина θmax = θ τ1 , следовательно,

i

mv2 θ τ1 = ϕу mg , L

откуда максимальная угловая скорость поворота передних колес, допус- тимая по условиям заноса, будет

θi = gLϕy .

v2 τ1

Время τ1 эксперту неизвестно, но можно определить расстояние хм, необходимое для выполнения маневра, тогда полное время маневра

τм = xм , vа

а время τ1, необходимое для поворота колес на угол θmax, будет зависеть от типа маневра. Так, при «входе в поворот» это время равно всему вре- мени маневрирования τ1, при «входе-выходе» - его половине, а при ма- невре «смена полосы движения» - четвертой части.

51

6.2. Расчет маневра при анализе ДТП

Рассмотрим использование маневра при объезде неподвижного препятствия. В числе данных, предоставляемых эксперту, должны быть указаны: ширина препятствия Впр, которое необходимо объехать и рас- стояние до него в момент возможного обнаружения водителем Sв (рис.

6.3).

Для успешного выполнения маневра прежде всего необходима достаточная ширина проезжей части. Динамический коридор, занимае- мый автомобилем вследствие рысканья его по курсу, определяется по эмпирическим выражениям, одним из которых будет

где µм = 0,012-0,054; n = 0,5-2,0; λ = 0,3-0,7 м.

Кроме того, с каждой стороны автомобиля должен быть обес-

Чтобы найти условия безопасного объезда неподвижного пре- пятствия, определим положение передних габаритных точек автомобиля

– правого (П) и левого (Л) его передних углов.

Рис.6.3. Координаты габаритных точек автомобиля в конце маневра.

По заданной схеме маневра (рис.6.3) определяем координаты

xп = xф + L1 cos γм + 0,5Bа sin γм − L1 , yп = yм + 0,5Ва + L1 sin γм − 0,5Ва cos γм ,

52

xл = xф - L1 + L1 cos gм - 0,5Ва sin gм , yл = yм - 0,5Ва + L1 sin gм + 0,5Ва cos gм .

Условием безопасного проезда путем маневра «вход в поворот»

будет:

xп + б sin γм ≤ Sв + S1 + S2p ,

yп ³ Впр + Dб cos gм .

При анализе маневра необходимо учесть наличие свободного пространства перед автомобилем. В ситуации, показанной на рис.6.4, нужно определить расстояние от переднего левого угла до левой грани-

цы проезжей части Sл.

Рис. 6.4. Определение возможности маневра по дорожным условиям.

В соответствии с рис.6.4

Sл = (Всв - Dб ×cos gм - Ва cos gм ) / sin gм .

Эта величина в дальнейшем анализируется с точки зрения вре- мени выполнения маневра «смена полосы движения».

7.МЕТОДИКА АНАЛИЗА НАЕЗДА НА НЕПОДВИЖНОЕ ПРЕПЯТСТВИЕ И СТОЛКНОВЕНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

7.1. Основные положения теории удара

Доля ДТП, связанных с наездом на неподвижное препятствие или столкновением автомобилей в ряде стран составляет до 50% от всех

53

видов ДТП (в России – около 35%). В процессе возникновения ДТП такого рода водители и пассажиры испытывают воздействие весьма значительных сил (до 8-10 кН) в течение короткого времени.

Процесс удара условно делят на две фазы.

1.От момента соприкосновения тел до момента их мак- симального сближения. В этой фазе происходит переход кинетический энергии движения тел в механическую энергию разрушения и деформа- ции, а также тепловую энергию.

2.От конца первой фазы до момента разъединения тел, когда потенциальная энергия упруго деформированных тел вновь пере- ходит в кинетическую, которая и вызывает их разъединение.

Продолжительность первой фазы – 0,05-0,10 с, а второй –

0,02-0,04 с.

Отношение разницы скоростей после удара и до него называют коэффициентом восстановления

где v1 и v2 – скорости тел до удара,

Понятно, что 0 < kуд < 1, при этом kуд = 0 соответствует абсо- лютно неупругому удару, а k = 1 – абсолютно упругому, чего в природе не бывает.

Определить kуд экспериментально чрезвычайно затруднитель- но. Экспериментальные наезды автомобиля ГАЗ-21 «Волга» на непод- вижное жесткое препятствие дали значения kуд = 0,11-0,17 (А.В. Арутю- нян).

Ряд немецких исследований столкновения автомобилей выяви- ли зависимость коэффициента восстановления от относительной скоро-

7.2.Наезд на неподвижное препятствие

Неподвижное препятствие рассматривается как абсолютно же- сткое тело.

При этом v2= v′ =0, тогда

2

54

автомобиля при отскоке

Рис. 7.1. Фазы наезда автомобиля на неподвижное препятствие.

Рассмотрим основные фазы наезда автомобиля на неподвижное препятствие (рис. 7.1).

В начальный момент контакта (рис. 7.1, а) длина автомобиля составляла Lа. После этого начинается процесс смятия передней части автомобиля с увеличением деформации до уровня 1 и уменьшением скорости до ноля. Затем детали, упруго сжатые при ударе, вызывают обратное движение автомобиля (рис. 7.1, в). После отделения от препят-

ствия длина автомобиля L′ , а величина отскока – Sпн.

а

55

Отношение D1 = kупр - есть коэффициент упругости.

3

Скорость автомобиля перед ударом можно определить в сле- дующей последовательности.

1. Вычисляется остаточная деформация передней части

D3 = La - La′ .

2.Определяется полная деформация передней части

D1 = D3 × kупр .

где jот – величина замедления при откате.

5. Скорость движения автомобиля при отсутствии следов тор- можения

Значения величин jот и kупр, необходимые в расчетах, являются справочными.

После вычисления скорости движения автомобиля расчеты про- водят обычным порядком путем сравнения остановочного пути с рас- стоянием видимости препятствия. Иногда проводят исследования по возможностям маневра автомобиля.

Разновидностью наезда на неподвижное препятствие является внецентренный удар, при котором перемещение автомобиля может быть значительным (рис.7.2).

В этом случае автомобиль поворачивается в горизонтальной плоскости на некоторый угол α, а центр масс перемещается по дуге ра- диусом ρ. Шипы при этом скользят в поперечном направлении.

56

Рис.7.2. Внецентренный удар

Предполагается, что кинетическая энергия автомобиля перехо- дит в работу сил трения шин о дорогу:

Дальнейшие расчеты проводятся так же, как и при фрон- тальном ударе.

Виды столкновений автомобилей

Положение автомобилей в момент удара определяют путем следственного эксперимента по деформациям, возникающим в процессе столкновения. Для этого поврежденные автомобили располагают как можно ближе друг к другу, стараясь совместить участки, контактиро- вавшие при ударе.

Если это не удается, делается попытка графического восста- новления события на масштабных схемах.

57

Виды столкновений отражены на рис. 7.3. Все многообразие столкновений в зависимости от угла между векторами скоростей авто- мобилей можно разделить на следующие.

Рис. 7.3. Виды столкновений.

При γ ≈ 1800 (рис. 7.3, I и II) столкновение называется встреч-

ным, при γ ≈ 00 – попутным (рис. 7.3, III и IV), при γ ≈ 900 – перекрест-

ным (рис. 7.3, V), а при 0<γ<900 (рис. 7.3, VI) и при 900<γ<1800 – косым.

Если нагрузка действует на торцевые части автомобилей, то удар назы- вают прямым, а при действии нагрузки на боковые стороны – скользя-

щим.

7.4.Определение скорости автомобиля перед ударом

Определить скоростной режим автомобиля перед ударом быва- ет в большинстве случаев сложно, а иногда – невозможно. Универсаль- ной методики расчетов всех вариантов столкновений нет, а исходных данных из материалов уголовного дела, как правило, не хватает. Боль- шие сложности возникают с определением величины коэффициента восстановления kуд в связи с разнообразием марок автомобилей, видов ударов и тому подобное.

58

По одной из версий японских исследователей коэффициенты восстановления можно вычислить по эмпирическому выражению

kуд = 0,574 exp(-0,0396va ),

однако эксперименты, положенные в основу этой формулы, дают значи- тельный разброс значений, применять формулу в экспертной практике неприемлемо.

Приведем некоторые примеры вычислений, приемлемые в экс- пертной практике.

1. Один из автомобилей неподвижен (v2=0), оба автомобиля не заторможены и после удара они переместились на расстояние Sпн (рис.

7.4).

Рис. 7.4. Наезды по схеме 1

Считаем, что скорость движения автомобилей после столкно-

вения v′.

1

Используя уравнение кинетической энергии

(m1 + m2 ) (v1¢)2 = (m1 + m2 )gYдв × Sпн ,

2

где Ψдв – коэффициент сопротивления движению, получаем:

Кроме того, количество движения

m v = (m + m )v′

1 1 1 2 1

дает возможность определить скорость первого автомобиля перед уда- ром

2. Оба автомобиля заторможены, а после удара перемещаются совместно на расстояние Sпн.

По аналогии с выражением (7.9)

v1¢ = 2gj× Sпн ,

59

скорость автомобиля в момент удара – по соотношению (7.10), а в нача- ле тормозного пути

3. Заторможен стоящий автомобиль, и наезжающий не тормо-

зил.

Уравнение кинетической энергии, если скорость их совместно-

аскорость v1 определяется по формуле (7.10).

4.При перекрестном столкновении ситуация несколько услож- няется (рис. 7.5).

Балансы количества движения раскладываем по исходным на- правлениям движения автомобилей с учетом того, что скорости их по-

ческая энергия автомобилей после удара перешла в работу трения шин А' во время поступательного их движения ( Sпн1 и Sпн2 ) и А'' враща-

тельного относительно центра масс на углы Е1 и Е2. Для автомобиля 1: