Элементы системы "автомобиль-дорога-безопасность движения" и их взаимосвязь

Управляемость автомобиля

Управляемость - способность автомобиля двигаться в направлении, заданном водителем.

Движение системы «водитель - автомобиль» считается устойчивым, если при воздействии на автомобиль ограниченных по величине возмущающих воздействий, его отклонения от заданного закона движения не превысят допустимых на определенном отрезке величин. В автомобилестроении под управляемостью понимается устойчивость движения системы «водитель-автомобиль», а под устойчивостью собственная устойчивость автомобиля как объекта управления.

Закон движения характеризуется траекторией и скоростью движения автомобиля. Траектория и допустимые отклонения от нее определяются:

ѕ планом дороги,

ѕ шириной проезжей части,

ѕ габаритами самого автомобиля и габаритами других транспортных средств, размещением их на проезжей части.

Одной из характеристик управляемости является поворачиваемость - свойство автомобиля изменять направление движения при неподвижном рулевом колесе. В зависимости от изменения радиуса поворота под воздействием боковых сил (центробежной на повороте, силы ветра и т.п.) поворачиваемость может быть:

- недостаточной - автомобиль увеличивает радиус поворота;

- нейтральной - радиус поворота не изменяется;

- избыточной - радиус поворота уменьшается.

Различают шинную и креновую поворачиваемость.

Информативность автомобиля

Одним из основных элементов активной безопасности является информативность, то есть способность автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и других участников движения. Недостаток информации от других транспортных средств о состоянии дорожного покрытия и т. д. часто становится причиной ДТП с катастрофическим результатом.

Информативность - свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и остальных участников движения. Недостаточная информация от других транспортных средств, находящихся на дороге, о состоянии дорожного покрытия и т. д. часто становится причиной аварии.

Информативность автомобиля подразделяют на внутреннюю, внешнюю и дополнительную.

Внутренняя обеспечивает возможность водителю воспринимать информацию, необходимую для управления автомобилем.

Она зависит от следующих факторов:

1. Обзорность должна позволять водителю своевременно и без помех получать всю необходимую информацию о дорожной обстановке. Неисправные или неэффективно работающие омыватели, система обдува и обогрева стекол, стеклоочистители, отсутствие штатных зеркал заднего вида резко ухудшают обзорность при определенных дорожных условиях.

2. Расположение панели приборов, кнопок и клавиш управления, рычага переключения скоростей и т. д. должно обеспечивать водителю минимальное время для контроля показаний, воздействий на переключатели и т. п.

Внешняя информативность - обеспечение других участников движения информацией от автомобиля, которая необходима для правильного взаимодействия с ним.

В нее входят:

o система внешней световой сигнализации,

o расположение световозвращателей,

o звуковой сигнал,

o размеры, форма и окраска кузова.

Окраска автомобиля должна обеспечивать световой и цветовой контраст с дорожным покрытием. Автомобили, окрашенные в яркие и светлые тона, реже попадают в аварии, чем автомобили, имеющие защитную окраску - черную, серую, темно-зеленую (их движение кажется более медленным). Особенно велика вероятность столкновения с такими автомобилями в условиях ограниченной видимости: в тумане, в сумерках или во время дождя. Лучшие цвета, в которые следует окрашивать автомобили, - это оранжевый, желтый, красный и белый.

В темное время суток особенно хорошо видны поверхности, на которые нанесены краски с включением шаровой катадиоптрической оптики или металлических световозвращающих частиц. Значительно увеличивается дальность обнаружения автомобиля в свете фар (до 100 м) при наличии на кузове световозвращающих участков, создаваемых путем нанесения специальных красок.

В настоящее время установился минимальный комплект обязательных для каждого транспортного средства светосигнальных приборов:

o дневные ходовые огни,

o указатели поворотов,

o сигнал торможения,

o габаритные огни,

o фонарь освещения номерного знака.

Дополнительная информативность -- свойство автомобиля, позволяющее эксплуатировать его в условиях ограниченной видимости: ночью, в тумане и т. д. Она зависит от характеристик приборов системы освещения и других устройств (например, противотуманных фар), улучшающих восприятие водителем информации о дорожно - транспортной ситуации.

К одним из основополагающих факторов информативности относится обзорность, поэтому остановимся на ней чуть подробнее.

В соответствии с техническим регламентом «обзорность» - это конструктивное свойство транспортного средства, характеризующее объективную возможность и условия восприятия водителем визуальной информации, необходимой для безопасного и эффективного управления транспортным средством.

В ходе проектирования новых салонов или исследования существующих моделей автомобилей обзорность можно определить на основании анализа ряда параметров, которые в своей совокупности определяют обзорность с количественной и качественной стороны. Оценочными параметрами, как правило, являются угловые размеры конструктивных элементов остекления салонов, а также углы видимости с места водителя, величина которых определяется расположением элементов остекления относительно основных пространственных плоскостей, проведенных через точку положения глаз водителя.

В зависимости от степени влияния на условия зрительной работы водителя при управлении автомобилем параметры обзорности подразделяются:

o на основные

o и дополнительные.

Основными являются те параметры обзорности автомобиля, которые характеризуют условия видимости водителем важных объектов транспортной обстановки, обычно пространственно расположенных в направлении основного движения автомобиля:

· углы видимости в горизонтальной плоскости;

· в продольной вертикальной плоскости;

· в горизонтальной и продольной вертикальной плоскостях через очищаемую площадь ветрового стекла;

· угловые размеры стоек салона.

Дополнительными являются те параметры обзорности автомобиля, которые характеризуют условия видимости областей окружающего пространства, по своему положению не совпадающих с направлением основного движения автомобиля и обычно являющихся местом расположения объектов, содержащих дополнительную информацию о состоянии транспортной обстановки:

o углы видимости в горизонтальной плоскости (через боковые стекла салона);

o в поперечной вертикальной плоскости (через боковые стекла салона);

o в продольной вертикальной плоскости (через заднее стекло салона).

К дополнительным также относятся параметры, характеризующие условия видимости определенных областей окружающего пространства с помощью специальных оптических приспособлений, крепящихся к автомобилю (зеркала заднего вида и др.). В дальнейшем будут рассматриваться только основные параметры обзорности, так как влияние дополнительных параметров на оценку обзорности кабины автомобиля в целом, как показал анализ, незначительно и не является определяющим.

Пассивная безопасность автомобиля в современных условиях дорожного движения

Современный автомобиль по своей природе представляет собой устройство повышенной опасности. Учитывая социальную значимость автомобиля и его потенциальную опасность при эксплуатации, производители оснащают свои автомобили средствами, способствующими его безопасной эксплуатации. Из комплекса средств, которыми оборудован современный автомобиль, большой интерес представляют средства пассивной безопасности. Пассивная безопасность автомобиля должна обеспечивать выживание и сведение к минимуму количества травм у пассажиров автомобиля, попавшего в дорожно-транспортное происшествие.

Автотранспортный процесс из-за своей сложности можно отождествить с нормальным функционированием комплекса А--В--Д. Остальные подсистемы автомобилизации, хотя и определяют качественное состояние автотранспортного процесса, самостоятельного значения не имеют и являются как бы фоном, воздействующим на комплекс А--В--Д. Эти подсистемы будут существовать лишь до тех пор, пока существует весь комплекс А--В--Д как средство перемещения народнохозяйственных грузов и пассажиров. Иванов В.Н., Лялин В.А. Пассивная безопасность автомобиля [Электронный ресурс]. Изд. «Транспорт», 1979. С. 4.

В этой подсистеме сложно поставить какой либо элемент автотранспортного процесса на первое место и будет правильно отметить, что все они дополняют друг друга и влияют на безопасность в целом.

Современный автомобиль становится всё мощнее и скоростнее. И это обуславливает тяжесть аварий, которые происходят. Поэтому всё больше уделяется внимания разработки систем безопасности автомобиля.

К безопасности автомобиля предъявляют следующие основные требования когда автомобиль должен обладать такими техническими качествами, которые помогут водителю:

ѕ уверенно и надежно управлять им с минимальной затратой силы,

ѕ хорошо ориентироваться в разных дорожных и транспортных ситуациях;

ѕ обеспечить сохранность жизни водителю и пассажирам в результате возможных ДТП.

То есть автомобиль должен быть спроектирован так, чтобы снизить вероятность дорожно-транспортного происшествия и в критическом положении водитель мог бы найти правильное решение по выходу из этой ситуации. Все эти качества составляют активную безопасность автомобиля.

В свою очередь все другие конструкционные элементы, решения и качества автомобиля, которые служат для снижения минимизации возможного вреда участникам дорожного движения при возможном ДТП, являются пассивной безопасностью автомобиля.

В общем виде пассивная безопасность автомобиля -- совокупность узлов и устройств, позволяющих сохранить жизнь пассажиров автомобиля при аварии.

Пассивная безопасность (ПБ) -- система мероприятий, направленных на сохранение жизни участникам движения (водителю и пассажирам), а также на снижение количества и тяжести травм в результате свершившегося ДТП. Иванов В.Н., Лялин В.А. Пассивная безопасность автомобиля [Электронный ресурс]. Изд. «Транспорт», 1979. С.11. Основные задачи пассивной безопасности:

· сохранение жизни водителю и пассажирам (главная задача);

· снижение количества и тяжести травм;

· сохранение перевозимых грузов (в основном для грузовых автомобилей);

· ремонтопригодность автомобиля после ДТП.

Структурно функции пассивной безопасности можно разделить на две (рис. 1):

· предупредительную безопасность;

· и безопасность конструкции автомобиля.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 Пассивная безопасность автомобиля

В арсенале любого современного автомобиля есть целый ряд средств для снижения тяжести последствий дорожно-транспортных происшествий, таких как:

· подушки безопасности;

· сминаемые или мягкие элементы передней панели;

· складывающаяся рулевая колонка;

· травмобезопасный педальный узел -- при столкновении педали отделяются от мест крепления и уменьшают риск повреждения ног водителя;

· инерционные ремни безопасности с преднатяжителями;

· энергопоглощающие элементы передней и задней частей автомобиля, сминающиеся при ударе -- бамперы;

· подголовники сидений -- защищают от серьезных травм шею пассажира при ударе автомобиля сзади;

· безопасные стекла: закаленные, которые при разрушении рассыпаются на множество неострых осколков и триплекс;

· дуги безопасности, усиленные передние стойки крыши и верхняя рамка ветрового стекла в родстерах и кабриолетах, поперечные брусья в дверях.

Для того чтобы лучше разобраться в пассивной безопасности автомобиля, необходимо понять, что происходит с автомобилем и его пассажирами при лобовом ударе.

В процессе наиболее тяжелых ДТП (столкновения, наезды на неподвижные препятствия, опрокидывания) вначале деформируется кузов автомобиля, происходит первичный удар.

Кинетическая энергия автомобиля при этом тратится на поломку и деформацию деталей. Человек внутри автомобиля продолжает движение по инерции с прежней скоростью. Силы, удерживающие тело человека (мышечные усилия конечностей, трение о поверхность сиденья), невелики по сравнению с инерционными нагрузками и не могут воспрепятствовать перемещению.

Когда человек контактирует с деталями автомобиля - рулевым колесом, панелью приборов, ветровым стеклом и т.п., происходит вторичный удар. Параметры вторичного удара зависят от скорости и замедления автомобиля, перемещения тела человека, формы и механических свойств деталей, о которые он ударяется.

При высоких скоростях автомобиля возможен также третичный удар, т.е. удар внутренних органов человека (например, мозговой массы, печени, сердца) о твердые части скелета. В 1994 г. в Имоле разбился великий пилот Формулы 1 Айртон Сенна. Находясь в прочном монококе, он не получил опасных для жизни “внешних” травм, а скончался от многочисленных повреждений внутренних органов и головного мозга, вызванных перегрузкой. Монокок остался практически цел, пилота убило почти мгновенное замедление со скорости 300 км/ч до нуля. При распространенных на наших дорогах скоростях большую часть травм водители и пассажиры получают во время вторичного удара.

Наибольшее значение для внутренней пассивной безопасности имеют столкновения транспортных средств и их наезды на неподвижное препятствие, а для внешней - наезды на пешеходов.

Источниками травм водителя наиболее часто являются рулевая колонка, рулевое колесо, панель приборов. Для передних пассажиров опасность представляют панель приборов и ветровое стекло, а для задних - спинки передних сидений. Кнопки и рычаги управления, пепельницы, детали радиоприемника обычно не наносят серьезных ранений. Однако при ударе о них головой у водителя и пассажиров может быть повреждено лицо. Также источниками повреждений являются детали дверей. Большое число травм получают люди при выбрасывании через двери, открывшиеся вследствие удара.

Кроме того, необходимо учитывать следующие моменты:

- двигатель, который у большинства современных автомобилей находится впереди, в результате удара вполне может оказаться внутри салона и причинить травмы ногам водителя и пассажиру;

- если в автомобиль происходит удар сзади, то резкое запрокидывание головы - верный перелом позвоночника (при отсутствии подголовников или не правильной их регулировке);

- отдельные детали интерьера могут при ударе срываться со своих мест и перемещаться по салону, причиняя травмы водителю и пассажирам.

Когда автомобиль ударяется о препятствие, то человек по инерции продолжает движение внутри остановившегося автомобиля. Но недолго - до ближайшего твердого предмета, которых в салоне вполне достаточно.

Поэтому важно отметить, что основной причиной разрушения автомобилей и травмирования людей при ДТП являются ударные нагрузки. Эти нагрузки имеют импульсный характер, и хотя действие их кратковременно, они достигают больших величин вследствие резкого изменения скорости автомобиля.

Для снижения инерционных нагрузок увеличивают продолжительность деформации деталей. С этой целью создают защитную зону вокруг водителя и пассажиров путем устройства жесткого каркаса в сочетании с легко сминающимися при ударах передней и задней частями кузова. У автомобилей рамной конструкции ослабляют лонжероны и поперечины, уменьшая их сечение, предусматривая отверстия в слабонагруженных местах или применяя хрупкие материалы, например, алюминиевые трубы и брусья, разрушающиеся при ударе.

То есть в современном автомобиле есть зоны деформации (энергопоглащающая) и клетка безопасности («решетка безопасности») Понятия впервые введены Белой Барени - создателем системы пассивной безопасности автомобиля в 1951 г. Барени разделил автомобиль на две зоны: клетку безопасности и энергопоглощающую зону [Электронный ресурс]. http://abvgd-auto.narod.ru/Slovo/zona_deformacii.htm..

Чтобы водитель и пассажиры остались в живых и не получили тяжелых травм во время серьёзной аварии, их скорость при столкновении нужно снизить как можно медленнее. Причём скорость снижать нужно так, чтобы, внутри автомобиля оставалось достаточно жизненного пространства. И это уже задача, которая предъявляется к силовой структуре кузова автомобиля, а одним из основных средств пассивной безопасности автомобиля является конструкция кузова.

Конструкция кузова, или как её называют, «решетка безопасности» обеспечивает приемлемые нагрузки на тело человека от резкого замедления при ДТП и сохраняет пространство пассажирского салона после деформации кузова.

При тяжёлой аварии есть опасность, что двигатель и другие механизмы могут проникнуть в салон, поэтому салон окружен особой «решеткой безопасности», представляющей собой абсолютную защиту в подобных случаях. Такие же ребра и брусья жесткости можно найти и в дверях автомобиля (на случай боковых столкновений.

Двери также входят в систему пассивной безопасности. Благодаря жесткости их конструкции обеспечивается максимальная защита при боковых ударах.

Получается, что кузов автомобиля должен быть и жёстким, и податливым одновременно, то есть жёстким делают каркас «жилой» зоны, в которой находятся водитель и пассажиры -- при ударе она деформируется в последнюю очередь. Силовая «клетка» салона сделана из сверхпрочной стали, в дверях есть мощные брусья, не дающие им сминаться. А относительно податливыми изготавливают специальные зоны, за счёт деформации которых и будет снижаться скорость. Моторный отсек и багажник как раз являются так называемыми зонами запрограммированной деформации. Так автомобили делают сравнительно недавно. Раньше никто об этом не задумывался, и машины сминались равномерно -- страдал и кузов, и салон. А у современных автомобилей, попавших в аварию, как правило, можно увидеть, что перед автомобиля разбит, а салон цел.

Поэтому основной метод уменьшения нагрузок, действующих на водителя и пассажира, - это восприятие кинетической энергии удара при помощи демпфирующей системы. Кинетическая энергия удара может восприниматься как самим автомобилем, так и системой ограничения перемещения пассажира внутри кузова.

Также важно отметить, что при встречных столкновениях картер рулевого механизма, установленный на лонжероне рамы, смещается назад, приближаясь к водителю. В результате водитель получает тяжелые травмы лица, груди, брюшной полости, а иногда и сердца.

Для того, чтобы рулевое колесо при лобовых ударах не представляло серьезную опасность для водителя и не причиняло тяжелых травм, ступицу рулевого колеса глубоко утапливают и обкладывают мягкими материалами. Рулевую колонку часто выполняют из перфорированного металла, так что при ударе она деформируется, поглощая пластическую энергию.

Предусматриваются и другие меры защиты, снижающие тяжесть последствий столкновения: возможность перемещения рулевого колеса и рулевой колонки и поглощения ими энергии удара, а также равномерного распределения удара рулевого колеса по поверхности груди водителя.

Таким образом, травмобезопасное рулевое колесо - это элемент пассивной безопасности автомобиля имеющее возможность деформироваться таким образом, чтобы исключить получение водителем травм при аварийном наезде автомобиля на препятствие.

Пассивная безопасность автомобиля - комплекс его свойств, снижающих возможность возникновения тяжких последствий, когда с помощью активных действий водителя и свойств автомобиля избежать дорожно-транспортное происшествие не удалось или не возможно.

Исходя из всего сказанного, можно сделать вывод, что сущность пассивной безопасности автомобиля заключается в возможности автомобиля сохранить жизнь и здоровье пассажиров, если нештатная аварийная ситуация переросла в ДТП.

Внутренняя и внешняя пассивная безопасность автомобиля

Изучение статистических данных по аварийности показывает, что с ростом автомобильного парка и интенсивности движения уменьшается относительное число наездов на пешеходов и возрастает количество столкновений, опрокидываний и наездов автомобилей на неподвижное препятствие. Одновременно возрастает значение внутренней пассивной безопасности.

Конструктивные мероприятия, улучшающие внутреннюю пассивную безопасность, предусматривают:

1) ограничение перемещения людей в салоне автомобиля:

a. ремни безопасности,

b. подушки безопасности;

2) детские удерживающие устройства;

3) устранение травмоопасных деталей интерьера автомобиля (в техрегламенте в главе 2 содержится следующее требование к конструкции автомобиля: минимизация травмирующих воздействий на находящихся в транспортном средстве людей и возможность их эвакуации после дорожно-транспортного происшествия) Постановление Правительства Российской Федерации от 10 сентября 2009 г. № 720 «Технический регламент о безопасности колёсных транспортных средств». [Электронный ресурс] / правовая система Гарант.;

4) сиденья с подголовниками,

5) выстреливающие дуги в кабриолетах,

6) закрепление багажа и инструмента.

Рассмотрим некоторые из этих направлений более подробно.

Ограничение перемещения людей.

При лобовом столкновении автомобиля человек по инерции продолжает движение вперед со скоростью, которую имела машина в момент столкновения, и в результате ударяется о детали интерьера. Сила этого удара зависит от пути, на котором происходит замедление тела. Поэтому для предотвращения ударов автомобили снабжают ремнями безопасности, которые должны быть не очень жесткими и вытягиваться с учетом наличия свободного пространства перед человеком в кузове, чтобы перемещение тела было небольшим.

Подушка безопасности - отнюдь не инновационная разработка. Все уже давно успели убедиться в ее пользе и уместности в автомобиле. Интересно, что сразу уже после внедрения подушки безопасности для самолетов, о внедрении аналогичной защиты в авто тогда, в средине 40-ых, и речи не велось. В те времена счастливые владельцы автомобилей испытывали чрезвычайную гордость за свое движимое имущество, которое долго еще оставалось объектом роскоши. Однако вопрос безопасности долго оставался без внимания.

И только в 60-ых годах прошлого века автопроизводители, а также автовладельцы, стали больше задумываться о безопасности, хотя между собой они еще долго не находили полного согласия в полезности подушки, а тем более неудобного ремня. Однако, не смотря ни на что, довольно быстро стало понятным, что без защиты даже наилучшим образом спроектированные приборные панели и самые мягкие сидения не смогут уберечь человека от страшных последствий при серьезных ДТП.

Ремни безопасности -- это средство пассивной безопасности, предназначенное для удержания водителя и пассажира автомобиля на месте в случае аварии либо внезапной остановки и предотвращения их перемещений и вызванных этим перемещением столкновений с деталями интерьера автомобиля или другими пассажирами. Они предотвращают перемещение водителя и пассажира по инерции и, соответственно, возможные столкновения с деталями интерьера транспортного средства или другими пассажирами (так называемые вторичные удары), а также гарантируют, что человек будет находиться в позе, обеспечивающей безопасное раскрытие подушек безопасности. Помимо этого, ремни безопасности при аварии немного растягиваются, тем самым поглощая кинетическую энергию пассажира, и дополнительно тормозят его движение, распределяют усилие торможения на большую поверхность.

Наибольшее распространение получили комбинированные диагонально-поясные ремни, крепящиеся к кузову автомобиля в трех точках.

В соответствии с ГОСТом Р 41.16-2005 года ремень или удерживающая система должны быть сконструированы и изготовлены таким образом, чтобы при их правильном креплении и правильном использовании обеспечивалось их надлежащее действие и чтобы они уменьшали опасность телесных повреждений в случае дорожно-транспортного происшествия. Лямки ремня не должны принимать такую форму, которая может оказаться опасной. Расстояние между точками крепления поясного ремня должно быть не менее 0,35 м. Верхняя точка крепления плечевого ремня должна находиться позади точки опоры водителя на сиденье и выше нее. Замки ремня должны открываться одной рукой. Минимальная поверхность кнопки замка - 45 мм, минимальная ширина - 10 мм. Ширина лямки ремня должна быть не менее 46 мм и не должна скручиваться под нагрузкой. Лямки пристегнутого ремня должны проходить по осям человеческого скелета и не передавать усилий на органы, не защищенные грудной клеткой. Кроме того, лямки не должны создавать местных высоких давлений и не должны контактировать с болезненными и легко ранимыми частями тела. Расположение ремня должно по возможности уменьшать взаимное перемещение (изгиб, поворот) отдельных частей тела, приводящее к дополнительным нагрузкам.

Эффективность ремней безопасности доказана многочисленными исследованиями. Так, по данным проведенным в США и ФРГ правильное использование ремней уменьшает число травм на 60 - 75 %. По результатам шведских исследований, применение ремней более чем в 2 раза уменьшает тяжесть последствий и в 50 - 70 случаях из 100 предотвращает тяжелые ранения. Применение ремней существенно увеличивает возможность безопасного движения автомобиля с высокими скоростями.

Также следует отметить, что эффективность ремней безопасности могла быть значительно выше, если бы ими пользовались все водители и пассажиры. Однако число лиц, пользующихся ремнями, по зарубежным данным, составляет примерно 30 % на автомагистралях и около 10 % в крупных городах.

Подушки безопасности

Следующим техническим средством, ограничивающим перемещение и смягчение ударных нагрузок, являются подушки безопасности, которые не стесняют человека и срабатывают независимо от его действий.

Важно отметить, что подушки безопасности - рассчитаны на обязательное пристегивание людей и замедляют их движение при столкновении, смягчая удары о руль или элементы интерьера.

При встречных ударах они хорошо предохраняют не только голову, но и верхнюю часть тела.

Подушки безопасности (airbag) Air bag (англ.) - воздушная сумка (мешок). представляют собой систему, в которую входят газогенератор с подушкой в одном узле, датчики удара, а в самых современных и электронный блок управления. Сама подушка безопасности изготавливается из нейлона толщиной 0,45-0,55 мм, который для герметичности покрывается слоем резины или силикона.

Система работает при включенной системе зажигания автомобиля.

Время срабатывания, например, самых распространенных систем, одновременно раскрывающих лишь фронтальные подушки водителя и переднего пассажира, и только при лобовых ударах должно быть минимальным, но реально - 40-50 мс (0,04-0,05 с). Оно зависит от быстродействия системы, а также от конструкции кузова и размещения агрегатов автомобиля - величины и жесткости его деформируемых зон. А сдувается оболочка через 4-9 с после раскрытия. Человек должен попасть в уже расправленную подушку, иначе оболочка ударит его, раскрываясь навстречу со скоростью 270-300 км/ч, или отбросит в сторону, дополнительно ударив о детали интерьера.

Виды подушек безопасности:

- фронтальные - располагают в ступице рулевого колеса (для водителя) и в панели приборов (пассажирская). Они защищают голову и верхнюю часть тела (грудь, плечи) человека. На современных машинах объем подушки водителя - около 50 л, а переднего пассажира - 80-90 л, поскольку ее опора - панель приборов - дальше от человека, чем рулевое колесо;

- боковые - сбоку в спинках или подушках сидений, а также над дверными проемами (“занавески”). Они дополняют фронтальные, а иногда предохраняют живот и таз;

- напольные и коленные - на полу и в нижней части панели приборов, чтобы обезопасить, соответственно, колени и ступни.

Важно еще раз отметить, что ремни безопасности (иногда с преднатяжителем) удерживают и направляют водителя и пассажиров, чтобы они начали перемещаться не раньше 30 мс после столкновения и не попали мимо подушки. Ведь даже уперевшись руками и ногами, человек массой 75 кг может выдержать усилие только 300-400 кгс. А при столкновении на скорости 50 км/ч его тело давит на ремень с силой 3 т! Поэтому не пристёгнутым людям подушка не поможет.

Детские удерживающие устройства.

Особенно серьезные травмы во время столкновений получают дети, сидящие не в детских сиденьях и не пристегнутые ремнями. Согласно немецким статистическим данным, дети на штатных сиденьях, пристегнутые обычными трехточечными ремнями безопасности, получают травмы в пять раз чаще, чем те, кто совершает поездки в детских сиденьях, подобранных по росту и комплекции. Объясняют это тем, что детские шейные позвонки еще не окрепли и при столкновении не способны удержать тяжелую голову, поэтому исходом аварии является перелом позвоночника. Чтобы снизить такие травмы, в некоторых странах детей до 12-летнего возраста запрещено пристегивать штатными ремнями у нас это не запрещено.

Держать детей на руках также опасно, так как при столкновении, даже при скорости около 40 км/ч, ребенок весом 5,5 кг оказывает нагрузку на руки держащего, равную 110 килограммам. Удержать такой вес женщине вряд ли удастся. А самых маленьких детей (малышей в возрасте до 18 месяцев) лучше всего перевозить в детском сидении, установленном сзади спинкой вперед. При столкновении обеспечивается хорошая защита затылка и спины. Кроме того, детские сиденья для детей весом 9-18 кг должны оборудоваться ремнями с пятью точками крепления. Такая схема позволяет распределить ударную нагрузку при столкновении по большей поверхности тела ребенка, чем снижается вероятность получения тяжелых травм.

Для детей в возрасте от четырех до десяти лет (ростом до 150 см) рекомендуется использовать дополнительно обычную подушку. Применяя её, ремень безопасности правильно располагается по телу ребенка. Так как дополнительная подушка повышает посадку ребенка, поэтому нижняя часть ремня проходит по бедрам, тогда как без дополнительной подушки ремень располагается на уровне живота ребенка.

Выстреливающие дуги в кабриолетах. Первопроходцем в использовании выстреливающих дуг стал Mercedes-Benz, он впервые применил поднимающуюся при опрокидывании дугу для защиты пассажиров. Saab и ряд других производителей подхватили эту идею и используют при производстве своих автомобилей.

Сидения с подголовниками.

В общем виде подголовники представляют собой регулируемые подушечки или удлиненные спинки сидений. Их главная задача -- ослабить эффект неконтролируемого движения головы вперед и назад при ударе другим транспортным средством сзади и таким образом уменьшить вероятность травмы шеи. Повреждения шеи возникают как раз из-за резкого смещения головы водителя или пассажира при ударе сзади.

В последние годы начинается использование активных подголовников, которые ограничивают движение головы при ударе, перемещаясь вперед и вверх. После прекращения действия удара они возвращаются в исходное положение. Это снижает вероятность получения травмы. Ими оснащаются, например, различные модели марок Toyota, Subaru, Hyundai и др.

По данным исследования Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), травмы шеи при ударе сзади остаются одними из самых распространенных. И это несмотря на то, что подавляющее большинство автомобилей оборудовано эффективными средствами защиты. Большую часть трагедий удалось бы избежать, считают специалисты ВОЗ, если отрегулировать подголовники в машине по всем правилам.

Аварийный размыкатель аккумуляторной батареи предназначен для предотвращения короткого замыкания в электрической системе и возможного возгорания автомобиля. Аварийным размыкателем аккумуляторной батареи оснащаются автомобили, у которых аккумуляторная батарея установлена в салоне или багажном отделении.

Различают следующие конструкции аварийного размыкателя:

пиропатрон отключения аккумуляторной батареи;

реле отключения аккумуляторной батареи.

Пиропатрон отключения устанавливается на положительной клемме аккумуляторной батареи. Пирапотрон срабатывает по команде блока управления системы пассивной безопасности. Размыкание производится за счет газов, возникающих при срабатывании пиропатрона.

Реле отключения срабатывает также по команде блока управления.

Активированный при аварии пиропатрон или реле подлежат замене.

Устранение травмоопасных деталей интерьера автомобиля и закрепление багажа и инструмента.

Внешняя пассивная безопасность автомобиля

В процессе ДТП должна быть обеспечена сохранность, как самого автомобиля, так и окружающих предметов, т.е. других ТС, а также сохранность жизни и здоровья пешеходов.

При столкновении и наездах внешнюю пассивную безопасность обеспечивают:

o бамперы;

o травмобезопасные детали кузова автомобиля (в техрегламенте в главе 2 содержится следующее требование к конструкции автомобиля о минимизации физического воздействия на других участников движения); Постановление Правительства Российской Федерации от 10 сентября 2009 г. № 720 «Технический регламент о безопасности колёсных транспортных средств». [Электронный ресурс] / правовая система Гарант.

o системы защиты пешеходов.

Бампер (в переводе с анг. - удар, толчок) - деталь автомобиля, которая защищает корпус автомобиля от повреждений при столкновениях на малых скоростях посредством поглощения энергии удара.

На автомобилях бамперы появились в начале прошлого века. Защищали они в первую очередь открытые колеса, которые у машин того времени были выдвинуты вперед, а уж потом - светотехнику, радиатор, крылья. Такой же отбойник устанавливали и сзади. Конструкция была предельно простой - к раме на кронштейнах крепили плоские стальные поперечины. По мере того как сглаживались детали кузова, округлялись и буфера. В 30-е годы профиль приобрел форму полусферы не только для красоты, но и для большей жесткости. На некоторых бамперах прописались декоративные клыки. Позже стали применять резиновые накладки, чтобы при незначительных контактах не портить блестящее покрытие.

Однако бамперы современных автомобилей не всегда соответствуют этому назначению. К началу 60-х годов бампер легкового автомобиля превратился в полоску тонкого металлического листа, украшенную фигурными накладками и сверкающую хромом. Он стал декоративным элементом и почти полностью утратил свои защитные свойства. Бампер грузового автомобиля, напротив, трансформировался в мощную стальную балку, которая при столкновении с пассажирскими автомобилями легко вскрывает их кузов, получая при этом лишь незначительные царапины, а о вреде причиняемом пешеходам говорить излишне.

Правильно сконструированный бампер должен обеспечивать не только внутреннюю пассивную безопасность, но и внешнюю и поглощать большую часть кинетической энергии, развивающейся при ударе. Для этого, прежде всего, необходимо, чтобы передние и задние бамперы всех транспортных средств и самоходных механизмов, движущихся по общей дорожной сети, находились на одной высоте от покрытия. В некоторых странах Европы установлена стандартная высота расположения бампера для легковых автомобилей 330 ± 18 мм. В США стандартизирован другой размер: линия контакта при наличии в кузове двух человек (одного на заднем сиденье, другого - на переднем) массой по 70 кг каждый должна располагаться на высоте 432 ± 25 мм от поверхности дороги. Однако во многих странах еще не нормируются ни высота бампера, ни расстояние от его нижней кромки до покрытия.

В Европе их качества регламентируют стандарты ЕЭК R42. В передний и задний бамперы по очереди бьют маятником (соответствующим массе машины) или барьером на высоте 455 мм от земли, скорость столкновения - 4 км/ч. Иногда наоборот - машина «приезжает» в неподвижное препятствие. Кроме того, «обстукивают» и бока под углом 30° к продольной оси, только с меньшей скоростью - 2,5 км/ч. При ударе не должны пострадать светотехника, кузовные элементы, детали системы охлаждения, выпуска и т. д.

Безопасные бампера содержат энергопоглащающий элемент, в котором энергия удара преобразуется в работу деформации или тепловую энергию. Энергопоглощающий бампер (буфер) -- один из наиболее эффективных элементов пассивной безопасности легкового автомобиля, увеличивающий продолжительность периода замедления его движения при столкновении.

Бамперы делятся:

на превращающие кинетическую энергию удара в работу упругой или пластической деформации (сотовые конструкции с пружинящими элементами);

и на превращающие энергию в работу трения (с элементами из материалов с большим внутренним трением, например из пенополиуретана с гидравлическими элементами). Возможны и другие комбинации.

По типу конструкции упругого элемента бамперы могут быть:

- механические,

- гидравлические,

- пневматические,

- комбинированные.

В настоящее время широко используется такое устройство, как кенгурятник, кенгурин, техническое название (дуги защитные) - это так называемая навесная фронтальная защита, а также неотъемлемая часть экстерьера внедорожников и многих других автомобилей.

Считается, что кенгурятник - и как термин и как конструкция - происходит из Австралии, где фермеры, стараясь уберечь машину от частых столкновений с кенгуру, навешивали на переднюю часть своих пикапов калитки от заборов, двери, различные решетки, доски и прочий подручный материал. «Уловив потребность населения», автомастерские стали предлагать установку специальной защиты из стальных труб. Так фактически и появились уже современные «кенгурятники», распространившиеся по всем континентам.

Если австралийских фермеров не волновало здоровье сбитых кенгуру, то сейчас вопрос травматизма пешеходов при столкновении с «кенгурированной» машиной ставится все более остро. Одно дело, когда пешехода бьет широкий капот, и совсем другое - когда узкая стальная балка, столкновение с которой аналогично удару бейсбольной битой. Исследования на стендах и статистика реальных ДТП однозначно говорят о кенгурянике как о травмоопасном аксессуаре.

Первой на это начала реагировать Западная Европа, где в ряде стран и городов уже начал действовать запрет на езду с кенгурятником. Постепенно подбирается к этому и остальной цивилизованный мир.

Важно отметить, что в соответствии с вступившим с сентября 2010 года Техническим регламентом в РФ запрещается установка на транспортные средства категорий М₁ и N₁, включая транспортные средства повышенной проходимости (категория G), выступающих вперед частей конструкции, крепящихся к бамперу или другим элементам передней части транспортного средства, изготавливаемых из стали или других материалов с аналогичными характеристиками. Данное требование не распространяется на металлические решетки массой менее 0,5 кг, предназначенные для защиты только фар.

Травмобезопасные детали кузова автомобиля

Большое количество наездов транспортных средств на пешеходов и большая тяжесть последствий этого вида ДТП привели к изменению внешнего оформления автомобилей. В последние годы сглажены острые углы облицовки радиатора, устранены выступавшие предметы (в том числе декоративные детали).

Прекращена установка фигурных фирменных эмблем на передней части капота, например, оленя на автомобилях ГАЗ или собаки на автомобилях Линкольн. Бамперы легковых автомобилей делают без клыков, а у бамперов грузовых убраны буксирные крюки.

К травмобезопасным деталям кузова автомобиля можно отнести:

o отсутствие объемных фигурных фирменных эмблем;

o безопасные стекла;

o безопасные зеркала заднего вида;

o безопасная внешняя форма кузова без выступающих элементов (ручки дверей, антенны радиоприемников, повторители указателей поворотов, спойлеры).

2.3 Понятие и характеристика активной и пассивной безопасности дороги

Дорожно-транспортные происшествия являются основной причиной гибели людей. Они происходят по многим причинам, среди которых есть как технологические, так и человеческие факторы. Авария может случиться по вине уставшего водителя, из-за обледенения дорожного покрытия или неисправности тормозной системы. Однако на риск попасть в ДТП часто влияют сторонние факторы - такие как день недели, погодные условия и качество асфальтового покрытия.

В решении проблемы обеспечения безопасности дорожного движения существует два основных направления:

1. разработка и внедрение методов и средств, предупреждающих возникновение дорожно-транспортных происшествий;

2. создание конструктивных элементов автомобиля и установка специального оборудования на дороге, снижающих тяжесть последствий ДТП.

Плавность хода и минимальные затраты мощности на сопротивление качению автомобиля, особенно при движении с высокими скоростями, достигаются на идеально ровной и гладкой дороге. Сила удара колёс о неровности дороги возрастает пропорционально квадрату скорости.

Поэтому, например, при движении со скоростью 50 км/ч отдельные неровности высотой до 10 мм практически не сказываются на плавности хода автомобиля, при скорости же 90 км/ч они вызывают ощутимое подбрасывание колёс. Конечно, покрытие дороги не может быть идеальным, оно всегда имеет неровности. Но с точки зрения водителей эти неровности должны быть такими, чтобы толчки от них полностью поглощались благодаря деформации шин. С другой стороны, идеально гладкое покрытие -- серьёзный недостаток дороги, так как при этом резко снижается коэффициент сцепления колёс с дорогой.

Поэтому покрытие автомобильных дорог должно иметь шероховатость с выступами и углублениями в 3...5 мм. С такой шероховатостью покрытия дорога зрительно воспринимается как совершенно ровная, и её можно считать в наибольшей степени отвечающей требованиям безопасности и достаточно высокой комфортабельности движения.

Дорожное покрытие приобретает иногда излишнюю гладкость вследствие износа. В результате длительной эксплуатации шероховатости срезаются трением шин о поверхность дороги, и коэффициент сцепления шин с дорогой на таком покрытии резко уменьшается. Для восстановления прежнего качества покрытие посыпают мелкораздробленным каменным материалом -- клинцем, поливают гудроном и слегка укатывают дорожными катками.

Следует учитывать, что сразу же после такого восстановительного ремонта покрытие доставляет немало неприятностей: плохо укатанный клинец вырывается из-под колёс и часто наносит удары по лобовым стёклам и фарам обгоняемых и встречных автомобилей. Поэтому, на подобных участках необходимо уменьшать скорость, выдерживать большую безопасную дистанцию и воздерживаться от обгона. После же достаточной укатки клинца такая поверхность покрытия обеспечивает наилучшее сцепление колёс с дорогой.

Снижение коэффициента сцепления ведёт к опасному скольжению на дорогах с новым покрытием из-за выделения масляной плёнки из асфальта.

Участки с изношенным и отремонтированным покрытием меняются довольно часто, и водитель должен постоянно наблюдать за изменением дороги. Отличить их издали нетрудно по цвету: более тёмные отремонтированные участки летом хорошо выделяются на общем фоне, а старые гладкие участки выглядят более светлыми и дают при ярком солнечном освещении резкие отблески.

И так под активной безопасностью дороги следует понимать способность дороги с её геометрическими элементами, покрытия проезжей части её и других характеристик, обеспечивать движение автомобиля. Дорога должна быть легко «читаема» водителями, как в обычных условиях, так и в условиях движения плотными транспортными потоками.

К активной безопасности дороги относятся:

1. Соответствие величины продольного уклона скоростям и тяговым качествам подвижного состава.

Продольный профиль дороги -- это выполненное в определённом масштабе графическое изображение вертикальной проекции оси дороги.

Продольный профиль дороги (или улицы) является изображением разреза дороги вертикальной плоскостью, проходящей через ось трассы.

2. Соответствие геометрических элементов кривых расчётным скоростям движения и габаритам подвижного состава.

3. Надёжное стабилизирование задаваемого самой дорогой направления движения автомобиля (сочетание кривизны и поперечного уклона).

Поперечным профилем дороги называется изображение, полученное сечением дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси дороги.

4. Обеспечение надёжности силового замыкания в зоне контакта шины с дорогой для уверенного управления при манёвре в плане или по ходу (вне зависимости от влажности покрытия) См. Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах [Электронный ресурс]. / (утв. распоряжением Минтранса РФ от 16 июня 2003 г. № ОС-548-р) устанавливает основные требования по организации, технологиям работ при борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах, обеспечению условий безопасности дорожного движения в зимний период и является обязательным для государственных предприятий и организаций, юридических и физических лиц, осуществляющих работы по зимнему содержанию федеральных автомобильных дорог и может быть использовано на дорогах общего пользования территориального значения и дорогах муниципального подчинения..

5. Надёжное дорожное покрытие на обочинах, обеспечивающее безопасный заезд на него колёс автомобиля, при необходимости свершения такого манёвра.

6. Отсутствие конфликтных зон на дорогах в местах их пересечения и примыкания, растянутых конфликтных зон в местах слияния потоков движения и т.д.

7. Отсутствие механических или аэродинамических возмущений, при которых автомобиль самостоятельно резко меняет направление движения (неровности, косой поперечный уклон - «винт», аэродинамическое притягивание у опор путепроводов и т.п.

8. Применение принципов ландшафтного проектирования, способствующих лучшему восприятию дороги водителем и минимальной утомляемости водителя.

Для сохранения окружающего ландшафта при проложении дороги используются принципы ландшафтного проектирования.

Ландшафтным проектированием называется проложение дороги на местности, обеспечивающее плавность сопряжения между собой элементов трассы и гармоническое сочетание дороги с окружающим ландшафтом. При этом к дорожному ландшафту относятся формы рельефа местности, растительный покров, водные и заболоченные поверхности, а также возникшие в результате деятельности человека сельскохозяйственные угодья, лесные разработки и горные выработки, населённые пункты и промышленные предприятия.

Цель ландшафтного проектирования -- создание дороги, обеспечивающей удобство и безопасность движения и не являющейся утомительной для водителей и пассажиров, способствующей сохранению цельности живописного ландшафта.

Пассивная безопасность дороги

Под пассивной безопасностью дороги должно пониматься обеспечение наименьших потерь из-за последствий совершения ДТП в результате деформации автомобиля при опрокидывании после съезда с проезжей части на обочину и ударе о какие-либо ограждения.

К пассивной безопасности дороги предъявляются следующие требования:

Откосы обочин должны обеспечивать безопасный съезд автомобиля на полосу отвода, одновременно обеспечивается видимость всей поверхности откоса насыпи, что придаёт водителям уверенность в управлении и способствует лучшему использованию проезжей части.

На придорожной полосе не должно быть предметов и сооружений, способствующих повреждению автомобиля при съезде его с проезжей части.

Ограждения должны быть сконструированы с таким расчётом, чтобы предусматривалось постепенное «расходование» энергии удара, то есть сначала легко подаваться, а затем остановить автомобиль (применение кустарника способного без видимых повреждений остановить автомобиль).

Одними из наиболее опасных мест на автомобильных дорогах являются пересечения, примыкания к ним других дорог, съезды. Опасность возникновения происшествий на них происходит из-за различных причин.

Скорости движения автомобилей, съезжающих с основной дороги или въезжающих на нее, меньшие по сравнению со скоростью автомобилей, движущихся по основной дороге. С примыкающих дорог на основную заносится много грязи, что увеличивает скользкость на месте примыкания. Обзорность пересечения с места водителя, двигающегося по основной дороге, особенно если пересечение расположено под большим углом к основной дороге, снижена. Все это требует от водителей при подъезде к пересечению осторожности и готовности к принятию мер предосторожности.

Когда водитель, движущийся по основной дороге, хочет съехать с нее в сторону, чтобы безопасно пройти поворот, он должен снизить скорость. Поэтому в районе пересечения ухудшаются условия движения, снижается пропускная способность и могут возникнуть аварийные ситуации.

Такая же картина создаётся при подъезде к автобусным остановкам, заправочным станциям, пунктам технического обслуживания и другим учреждениям, расположенным вдоль дороги.

...