Определение скорости автомобиля при ДТП — как правильно рассчитать?

ДТП

Определение скорости автомобиля по тормозному пути

Тормозной путь — это расстояние, которое автомобиль проходит с момента начала торможения (точнее, с момента включения тормозной системы) до полной остановки. Общая неопределенная формула, из которой можно вывести формулу расчета скорости, выглядит следующим образом:

Va = 0,5 x t3 x j + √2Su x j = 0,5 0,3 5 + √2 x 21 x 5 = 0,75 +14,49 = 15,24м/с = 54,9 км/ч где: в выражении √2Su x j, где.

  • Va — начальная скорость автомобиля, измеряемая в метрах в секунду;
  • t3 — время ускорения замедления транспортного средства в секундах;
  • j — заданное замедление автомобиля при торможении, м/с2; отметим, что для мокрого покрытия — 5м/с2 по ГОСТ 25478-91, а для сухого покрытия j=6,8 м/с2, следовательно, начальная скорость автомобиля при «юзе» в 21 метр равна 17,92м/с, или 64,5км/ч.
  • Siu — длина тормозного следа (рысканья), также измеряется в метрах.

Более подробную информацию о том, как определяется скорость при ДТП, см. в отличной статье «Учет возможных деформаций при определении скорости транспортного средства при ДТП».

Исходя из вышеприведенного уравнения, можно сделать вывод, что на остановочный путь в основном влияет скорость автомобиля, которую легко рассчитать, если известны другие значения. Наиболее сложной частью расчета по этому уравнению является точное определение коэффициента трения, так как на его значение влияет множество факторов

  • тип дорожного покрытия;
  • погодные условия (коэффициент трения уменьшается, когда поверхность влажная)
  • тип шин;
  • состояние шин.

Для получения точного результата расчета необходимо также учитывать особенности тормозной системы транспортного средства, напр:

  • материал, а также качество тормозных колодок;
  • диаметр тормозных дисков;
  • работа или неисправность электронных устройств, управляющих тормозной системой.

Тормозной след

Когда тормозная система срабатывает достаточно быстро, на поверхности дороги появляется след от торможения. Если во время торможения колесо полностью заблокировано и не вращается, образуется непрерывный след (иногда называемый «отпечатком рысканья»), который многие авторы предлагают рассматривать как следствие максимального нажатия на педаль тормоза («тормоз в пол»). При неполном нажатии на педаль (или при неисправности тормозной системы) появляются «размазанные» следы протектора, которые являются результатом неполной блокировки колес, которые при таком торможении еще могут вращаться.

Остановочный путь

Тормозной путь — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента обнаружения водителем опасности до момента остановки. В этом заключается принципиальная разница между тормозным путем и остановочным путем — последний включает в себя как расстояние, пройденное автомобилем за время работы тормозной системы, так и расстояние, пройденное за то время, пока водитель осознает опасность и реагирует на нее. Факторы, влияющие на время реакции водителя, включают.

  • Положение тела водителя
  • Психоэмоциональное состояние водителя
  • усталость
  • определенные медицинские условия;
  • алкогольное или наркотическое опьянение.

Складываются ли скорости при лобовом столкновении автомобилей?

Это кажется вполне логичным — если два одинаковых автомобиля едут со скоростью 50 км/ч и сталкиваются лоб в лоб, причем столкновение идеально выровнено — без малейшего угла отклонения — прибавьте скорость обоих автомобилей — вы получите 100 км/ч. На практике, однако, это не так. В качестве особой иллюстрации ведущие программы «Разрушители легенд» провели эксперимент, в котором доказали, что автомобиль, столкнувшийся с неподвижным препятствием, получает точно такие же повреждения, как если бы он столкнулся с другим автомобилем, движущимся навстречу. Почему? Давайте попробуем это выяснить.

Самое простое объяснение — двойная деформация. Это чрезвычайно важно, поскольку воздействие на автомобиль и пассажиров во многом зависит от ускорения — в данном случае отрицательного, поскольку скорость падает с 50 км до нуля. При этом автомобиль перемещается на несколько десятков сантиметров — ровно настолько, насколько позволяет деформированная передняя часть. Таким образом, при столкновении со стеной автомобиль деформируется, грубо говоря, на 50 сантиметров. Это расстояние для снижения скорости до нуля. Во время столкновения скорости не складываются

Что изменится, если вместо стены мы возьмем другую машину? По сути, ничего! Да, каждый автомобиль двигался со скоростью 50 км/ч. Они ударились головами друг о друга. Скорость каждого автомобиля упала до нуля. Но они деформировались одинаково, каждый на 50 сантиметров! Поэтому кинетическая энергия поглощается не одним автомобилем, а двумя. По этой причине скорость демпфируется точно так же, как и в первом примере. И динамика практически не изменилась. И не забывайте, что повреждения вызывает не деформация автомобиля, а резкое отрицательное ускорение.

Совершенно очевидно, что складывать нужно вовсе не скорости двух автомобилей, а энергию, которой они обладают. Это можно найти по простой формуле — скорость, умноженная на массу. То есть, скорость также влияет на количество повреждений. Но масса не менее важна. Несмотря на суммирование энергии лобового столкновения, два автомобиля, движущиеся со скоростью 50 км/ч, не получат такого ущерба, как один, врезавшийся в неподвижную стену на скорости 100 км/ч.

Так что нечего складывать скорости при лобовом столкновении — это элементарное незнание школьного курса физики, и прежде всего третьего закона Ньютона — сила действия равна силе противодействия, но они имеют противоположные направления.

Определение скорости исходя из закона сохранения количества движения

Также можно определить скорость автомобиля по характеру его движения после столкновения, а в случае столкновения с другим автомобилем — по движению второго автомобиля в результате передачи ему кинетической энергии от первого автомобиля. Этот метод особенно часто используется при столкновениях с неподвижными транспортными средствами или когда столкновение происходит почти под прямым углом.

Определение скорости автомобиля исходя из полученных деформаций

Два автомобиля деформированы в результате столкновения
Лишь немногие эксперты определяют скорость автомобиля таким образом. Несмотря на то, что связь повреждений автомобиля со скоростью очевидна, не существует единой методики, которая была бы эффективной, точной и воспроизводимой для определения скорости по деформациям.

Это связано с тем, что на образование деформаций влияет очень много факторов, некоторые из которых невозможно учесть. Влияние на образование деформаций может включать:

  • Конструкция отдельных транспортных средств;
  • Распределение нагрузки
  • период использования транспортного средства
  • Объем и качество кузовных работ, выполненных на автомобиле
  • старение металла;
  • внесение изменений в конструкцию транспортного средства.

Определение скорости в момент наезда (столкновения)

Скорость в момент столкновения обычно определяется по следам торможения, но если это невозможно по разным причинам, оценку скорости можно получить, изучив травмы пешехода и повреждения автомобиля после аварии.

Например, скорость автомобиля можно оценить по характеру перелома бампера — травмы, характерной для столкновения с автомобилем и характеризующейся поперечным переломом с большим неправильным ромбовидным отломком кости на стороне удара. Местом расположения бампера у легкового автомобиля является верхняя или средняя треть голени, а у грузовика — бедренная кость.

Принято считать, что если скорость автомобиля в момент удара превышает 60 км/ч, то чаще всего происходит косой или поперечный перелом, а если скорость менее 50 км/ч, то чаще всего происходит поперечный перелом. При столкновении с неподвижным автомобилем скорость в момент удара определяется законом сохранения импульса.

ПРОСТОЙ ОТВЕТ

Действительно, при лобовом столкновении двух автомобилей общая энергия, которая должна быть рассеяна за счет дробления металла кузова, в два раза больше, чем при ударе одного автомобиля о кирпичную стену. Но при лобовом столкновении расстояние изгиба металла двух автомобилей увеличивается.

Поскольку при изгибе металла вся кинетическая энергия уходит в металл, при лобовом столкновении двух автомобилей поглощается вдвое больше энергии, чем при ударе о кирпичную стену, когда кинетическая энергия поглощается одним автомобилем.

Поэтому коэффициент замедления и сила лобового удара на скорости 100 км/ч будут примерно такими же, как при ударе на скорости 100 км/ч в неподвижную кирпичную стену. Поэтому последствия для двух автомобилей, движущихся с одинаковой скоростью и столкнувшихся лоб в лоб, будут примерно такими же, как если бы один автомобиль врезался в неподвижную стену на той же скорости.

Решаем задачу

Определите остаточные скорости автомобилей
Перемещение центра тяжести автомобилей по теореме Пифагора равно
c774936de39748601938179bf07b6bbf.png
Коэффициент сцепления шины с дорогой бокового скольжения равен 0,56, из чего при умножении на ускорение Земли 9,8 м/с2 получаем, что j=5,5 м/с2.  Тогда остаточные скорости после столкновения наших автомобилей будут равны
d01aab7da6234ff03d9d44c3442abace.png

Определение времени движения транспортных средств после столкновения
В нашем случае автомобили не только двигались после столкновения, но и одновременно вращались. Нам нужно знать время движения. Получаем, что
3db5ef4343a41cc4baa9e6fd3f396c68.png
или другая машина остановилась почти на секунду раньше.

Определите скорости вращения автомобилей после столкновения
В нашем примере первый автомобиль был повернут на угол a1=146 градусов или 2,55 радиана, а второй автомобиль был повернут на угол a2=95 градусов или 1,66 радиана.
Тогда начальные скорости вращения автомобилей после столкновения были
0bfc9097fc04b025ba7cba7ccea27b7c.png

Определите массы и моменты инерции автомобилей
Масса без нагрузки первого автомобиля и его водителя m1=1960+70=2030 кг, масса второго автомобиля m2=985+70=1055 кг. Размеры первого вагона (длина и ширина) составляют а1=5,35м и b1=1,7м, второго вагона -.
a2=4,33 м и b2=1,62 м.
Тогда моменты инерции автомобилей образуют соответственно
8280434ae69323939688f0d55a3392ea.png
вычислим плечи импульса силы удара и определим направление линии силы (вектор импульса)

Момент — это плечо линии действия силы относительно центра тяжести, умноженное на произведение момента инерции на начальную скорость вращения. Но здесь нам необходимо рассчитать соотношение плеч
c0ed7c9f84514d61ee6596a7a687d3ca.png
Поскольку мы знаем расположение точек столкновения автомобилей, легко найти линию, на которой расстояние до центра тяжести второго автомобиля в 2,2 раза больше расстояния до центра тяжести первого автомобиля. Давайте посмотрим, что мы получили.

d19405d86756923556f399b4e0e5ed04.jpg
Мы видим, что импульс силы удара фактически действовал вдоль правой стороны первого автомобиля.

Вычисляем величину импульса, величину изменения скорости и величину скорости в момент удара.
Таким образом, мы уже подошли к занавесу. Поскольку на рисунке выше видно, что величина импульса рычага для первого автомобиля равна h1=0,8 м, то величина импульса силы удара равна
ba0e3464499c8d091c4eaf886af67ceb.png
Тогда скорость первого автомобиля уменьшилась в результате удара на
68c9084efdf92d60267ce82a31c2dd01.png
В момент столкновения первый автомобиль двигался со скоростью u1+dv1=38,3+31,1=69,4 км/ч.
Второй автомобиль в момент столкновения двигался под углом к линии действия силы, следовательно, его скорость в результате столкновения уменьшилась на

4143b44e9a5c5e5b025f31b50a8ff8b3.png
Скорость второго автомобиля в момент столкновения была u2+dv2=19,3+42,3=61,6 км/ч.

Что будет, если врезаться в неподвижную машину?

Еще один интересный вопрос, вытекающий из первого. С одной стороны, по логике, если автомобиль не двигался, то есть его скорость была нулевой, то при столкновении с другим автомобилем он вообще не должен пострадать. Практика показывает, что все обстоит с точностью до наоборот.

Дело в том, что при столкновении движущийся автомобиль передает часть своего импульса неподвижному автомобилю. Это означает резкое увеличение ускорения, что приводит к серьезным повреждениям автомобиля и травмам пассажиров.

С другой стороны, водитель и пассажиры движущегося автомобиля выиграют гораздо больше, чем от удара о неподвижную стену. Стена остается деформированной и остается на месте. Другими словами, весь импульс будет передан движущемуся автомобилю, поэтому повреждения будут гораздо серьезнее. При ударе по неподвижной машине обе машины деформируются, что уменьшает ущерб первой. Кроме того, часть энергии удара используется для перемещения неподвижной машины, поэтому количество кинетической энергии уменьшается. Автомобиль врезается в стену

Отдельно стоит отметить, что одна машина действует на другую с силой, рассчитываемой по формуле F=m*a — второй закон движения Ньютона. Другими словами, масса чрезвычайно важна. Именно по этой причине шансы выжить у пассажиров легкового автомобиля, столкнувшегося с грузовиком или фурой, довольно низки. Даже если грузовик движется медленно, со скоростью 20-30 км/ч, а легковой автомобиль — со скоростью 100 км/ч, повреждения легкового автомобиля будут ужасающими. И ключевым здесь является не скорость грузовика, а его большой вес и почти полное отсутствие деформации. Все эти факторы приводят к тому, что пассажиры легковых автомобилей, попавшие в такую аварию, редко выживают.

Кто виноват в ДТП на встречной полосе?

В этой статье мы рассмотрим только лобовые столкновения, связанные с выездом на встречную полосу:

Примечание. На практике вы можете столкнуться с другим типом столкновения, когда ни один из автомобилей не выезжает на встречную полосу. Например, если автомобили столкнулись на узкой улице, где может проехать только 1 автомобиль. Однако на этих участках дороги скорость обычно невелика, а последствия столкновения менее серьезны.

Итак, вернемся к столкновению со встречной полосой. На фотографии выше красный автомобиль находится на встречной полосе. Давайте разберемся, когда правила дорожного движения запрещают находиться на встречной полосе:

  • на дороге с четырьмя и более полосами движения при обгоне или разъезде (пункт 9.2 Правил дорожного движения);
  • в крайней левой полосе трехполосной дороги (пункт 9.3 ПДД);
  • с постоянной разметкой, отделяющей встречную полосу (пункт 9.1.1 Правил дорожного движения);
  • при обгоне, если невозможно завершить обгон, не создавая помех встречному транспортному средству (параграф 11.2 ПДД);
  • объезд транспортных средств, стоящих перед переездом (раздел 15.3).

В перечисленных случаях именно красный автомобиль, находящийся на стороне встречных транспортных средств, или один из двух стал причиной лобового столкновения.

Следует помнить, что есть ситуации, когда правила не запрещают находиться на встречной полосе:

Например, речь идет о двухполосной дороге с пунктирной разметкой. Никто не едет по правой полосе дороги, но водитель красного автомобиля по какой-то причине решил выехать на встречную полосу.

В правилах нет положения о выезде с полосы движения на двухполосной дороге при появлении встречного транспорта.

Что касается синего автомобиля, то выезд на встречную полосу не является нарушением. Однако водитель может совершить и другие нарушения закона, которые сделают его одним из виновников аварии. Например, он или она может превысить скорость или частично выехать на встречную полосу.

Подводя итог этой части статьи, можно сказать, что водитель автомобиля, выехавшего на встречную полосу, с гораздо большей вероятностью спровоцирует лобовое столкновение. Однако часто бывает так, что второй водитель также оказывается виновником аварии.

Одинаковая ли энергия удара и последствия при столкновении со стоящим автомобилем или неподвижной стеной?

1534951195_sa.jpg

Еще один распространенный среди водителей миф, что если, например, вы врезаетесь в неподвижный автомобиль на скорости 100 км/ч, сила удара будет точно такой же, как если бы автомобиль врезался в неподвижную стену на скорости 100 км/ч. Но это тоже неправда. Это чистый миф, основанный на незнании элементарной физики.

Итак, представим ситуацию, когда один автомобиль движется со скоростью 100 км/ч и на полной скорости сталкивается с точно таким же автомобилем, стоящим на дороге. В момент столкновения один автомобиль, продолжая движение, будет толкать другой автомобиль. В конечном итоге оба автомобиля отлетят от места столкновения. В момент столкновения кинетическая энергия будет поглощена деформацией тел обоих автомобилей. То есть, энергия удара также будет распределена между двумя автомобилями. Если один автомобиль врежется в неподвижную стену на скорости 100 км/ч, деформируется только один автомобиль. Поэтому сила удара и его последствия для автомобиля будут больше, чем при столкновении одного автомобиля на скорости с другим автомобилем, стоящим на месте.

Анализ методов определения скорости автомобиля при ДТП

По тормозному следу

Преимущества:

  • Относительная простота метода;
  • Разработано большое количество научных статей и руководств;
  • Достаточно точные результаты;
  • Возможность быстрого получения результатов исследований.

Недостатки:

  • При отсутствии следов шин (если, например, автомобиль не тормозил перед столкновением или состояние дорожного покрытия не позволяет достаточно надежно измерить следы заноса) применение метода невозможно;
  • Не учитывается влияние одного автомобиля во время столкновения на другой автомобиль, что может.

По закону сохранения количества движения

Преимущества:

  • Скорость автомобиля можно определить даже при отсутствии следов заноса;
  • метод имеет высокую надежность результата, если все факторы тщательно учтены;
  • Пригодность метода при поперечных и стационарных столкновениях транспортных средств.

Недостатки:

  • Отсутствие данных о режиме транспортного средства приводит к неточному результату;
  • По сравнению с предыдущим методом, расчеты более сложные и громоздкие;
  • Метод не учитывает энергию, затраченную на создание формы.

Читайте также: Перекресток равнозначных дорог: что это такое, правила проезда

Что сделать, чтобы снизить опасность?

Возможно, самый простой способ обеспечить высокую выживаемость пассажиров и водителя — это увеличить деформационную способность автомобиля. Да, именно поэтому многие современные автомобили выглядят так отвратительно по сравнению с машинами 40-60-летней давности. Скорость растет, поэтому приходится жертвовать прочностью, чтобы снизить риск серьезных травм и смерти. Кроме того, чем длиннее передняя часть (по крайней мере, таковой она является при лобовом столкновении), тем безопаснее будет удар для сидящих внутри.

Рассмотрим в качестве примера два автомобиля — у одного передняя часть длиной 50 сантиметров (мятая), у другого — 150 сантиметров. Давайте пренебрежем неопределенностью и предположим, что передняя часть сминается полностью. То есть, пассажиры первого автомобиля снизят скорость с 50 км/ч до нуля за 0,5 метра, а второго — за 1,5 метра. Здесь, конечно, ускорение будет совершенно другим. И, соответственно, перегрузки будут совершенно другими — риск получения травмы резко снижается.

 

Оцените статью
Блог о логотипах автомобилей
Adblock
detector