Вага машини, швидкість і безпеку на дорозі

Отже - поговоримо про безпеку на дорогах?

Не секрет, що з безпекою автомобіля пов'язано безліч міфів. У форумах, ЖЖ, і офлайнових дискусіях повно рад на тему того, який автомобіль безпечніше, і як краще поводитися в аварійній ситуації. Більшість цих рад якщо не приносять користі, то малоосмисленное - людина радить купувати "п'ятизірковий" автомобіль по EuroNCAP, а чому, і що ці зірки означають - пояснити не може. Зокрема, практично ніхто не розуміє, як "зірки" співвідносяться з імовірністю серйозно постраждати в аварії конкретного типу і при конкретної швидкості. Зрозуміло, що чим більше зірок - тим краще, але наскільки це "краще", і де проходить безпечна межа?

Один з вкрай поширених міфів полягає в тому, що дуже часто, коли говорять про лобовому ударі автомобілів, швидкості цих автомобілів складають. Вася їхав 60 км / год, а з зустрічки на нього вилетів Махмуд на 100 км / ч, удар - ну і самі розумієте, що там на 100 + 60 = 160 км / год від машин залишилося. Це - груба помилка. Реальна "ефективна швидкість удару" для машин зазвичай буде дорівнює приблизно середньої арифметичної швидкостей Васі і Махмуда - тобто близько 80 км / ч. І саме ця швидкість (а не обивательські 160) і призводить до розбитого автомобілів і людських жертв.

"На пальцях" те, що відбувається можна пояснити таким чином: так, при ударі енергія двох автомобілів підсумовується - але і поглинають її теж два автомобіля, тому на кожен автомобіль доводиться лише половина сумарної енергії удару. Коректний розрахунок відбувається при ударі доступний навіть школяреві, хоча і вимагає опредёленной кмітливості та уяви. Уявімо собі, що наші автомобілі в момент удару ковзають по рівному шосе без опору (з огляду на що удар відбувається за дуже короткий час і діючі на машини сили удару набагато вище сил тертя з боку асфальту навіть при інтенсивному гальмуванні це припущення можна вважати цілком справедливим). У цьому випадку рух при ударі буде повністю описуватися однією-єдиною силою - силою опору м'ятих корпусів металу. Ця сила по 3му закону Ньютона, для обох машин однакова, але спрямована в протилежні сторони.

Подумки поставимо між машинами тонкий невагомий аркуш паперу. Обидві сили опору (першої машини і другий) будуть діяти "через" цей лист, але оскільки ці сили рівні і протівонаправлени - то вони повністю компенсують один одного. А отже, на протязі всього удару, наш лист буде рухатися з нульовим прискоренням - або, іншими словами, з постійною швидкістю. В інерціальній системі координат, пов'язаної з цим листом, обидві машини як би "врізаються" з різних сторін в цей нерухомий аркуш паперу - до тих пір, поки не зупиняться, або (одночасно) НЕ відлетять від нього. Пригадуєте методику EuroNCAP де машини врізаються в нерухомий бар'єр? Удар про наш гіпотетичний "аркуш паперу" в нашій спеціальній системі координат буде рівносильний удару об масивний бетонний блок на тій же швидкості.

Як порахувати швидкість аркуша паперу? Це досить просто - достатньо згадати механіку зіткнень зі шкільної програми. У якийсь момент часу обидва автомобілі "зупиняються" щодо системи координат аркуша паперу (це відбувається в ту мить коли автомобілі починають розлітатися в різні сторони), що дозволяє нам записати закон збереження імпульсу. Вважаючи масу свого автомобіля m1 і швидкість v1, а масу іншого - m2 і швидкість v2, отримуємо швидкість аркуша паперу v за формулою

(M1 + m2) * v = m1 * v1 - m2 * v2

v = m1 / (m1 + m2) * v1 - m2 / (m1 + m2) * v2

Для зіткнення в "попутному" напрямку швидкість другої машини слід вважати зі знаком "мінус".
Відносні швидкості машин щодо паперу (тобто "еквівалентна швидкість удару об бетонний блок") відповідно рівні

u1 = (v1-v) = m2 / (m1 + m2) * (v1 + v2)
u2 = (v + v2) = m1 / (m1 + m2) * (v1 + v2)

Таким чином, "еквівалентна швидкість" лобового удару дійсно пропорційна сумі швидкостей автомобілів - проте береться вона з якимось "поправочних коефіцієнтів", що враховує співвідношення мас автомобілів. Для автомобілів рівної маси він дорівнює 0.5, тобто сумарну швидкість потрібно поділити навпіл - що і дає нам згадану на початку замітки типове для подібних аварій "середнє арифметичне". У разі зіткнення машин різної маси картина буде суттєво іншою - "важка" машина постраждає менше, ніж "легка", причому якщо відмінності в масі досить великі - то різниця буде колосальною. Це типова ситуація для аварій класу "влетів легковик в важко навантажений вантажівка" - наслідки такого удару для легковика близькі до наслідків удару на повноцінної "сумарною" швидкості, в той час як "вантажівка" відбувається невеликими ушкодженнями, тому що для нього "еквівалентна швидкість удару" виявляється рівною десятої, а то і двадцятої частки сумарної швидкості.

Отже - ми навчилися рахувати "еквівалентну швидкість удару" по дуже простій формулі: потрібно скласти швидкості (для удару в попутному напрямку - відняти), а потім визначити, яку частку маси становить ЧУЖА машина від сумарної маси ваших машин і помножити цей коефіцієнт на порахувати швидкість . Приблизні значення коефіцієнта:

Конкретний приклад: візьмемо аварію в якій загинув Бачинський. Маса його VW Golf становила, мабуть, близько 1.3 тонни, маса зустрічного VW Transporter - не менше 2.0 тонн, сумарна швидкість при ударі - близько 200 км / ч. Для машини Бачинського це відповідало удару об нерухому перешкоду на швидкості понад 2.0 / (1.3 + 2.0) * 200 = 120 км / год; для VW Transporter - менше 80 (при повному завантаженні Transporter до маси в 3 тонни - 140 і 60 км / год)

Інший приклад: джип Porshe Cayenne масою 2.5 тонни на перехресті врізається на швидкості 100 км / ч в ледь почав лівий поворот Ford Focus II масою 1.3 тонни. Сумарна швидкість - 100 км / ч, еквівалентна швидкість удару для Cayenne - 35 км / год, а для FF2 - 65 км / ч.

Поки все зрозуміло? Тоді їдемо далі.

Основна загроза для життя водія при ударі визначається (в разі якщо він пристебнутий) деформацією салону автомобіля. Ця деформація, в свою чергу, приблизно пропорційна поглиненої енергії удару. А ця енергія визначається старої доброї формулою "ем ве в квадраті навпіл", тобто вже для 80 км / год вона буде в 1.5 рази більше "номінальною" енергії EuroNCAP, на 100 км / ч - в 2.5 рази більше, на 120 км / ч - в 3.5 рази більше, на 140 км / ч - майже в 5 разів більше. Тому

Реальна безпека EuroNCAP-івських автомобілів забезпечується ТІЛЬКИ ПРИ ЕФЕКТИВНОЇ ШВИДКОСТІ УДАРУ МЕНШ 80 КМ / Ч

Іншими словами, все що вище 80 - потенційно небезпечно для життя НЕЗВАЖАЮЧИ НА ТИП АВТОМОБІЛЯ. Горе-гонщиків на дорогих автомобілів реально рятують лише "понижуючі коефіцієнти" згадані вище - навіть при сумарній швидкості в 200 км / ч вони, як було показано, зазвичай знизять ефективну швидкість істотно більш важкої машини до 80 км / год і менше. Та й гальма зазвичай дозволяють встигнути скинути хоча б 20-30 км / ч (а частіше - більше) в останній момент - звідси і удавана безпеку дорогих джипів. Але при ударі об міцне нерухому перешкоду або об вантажівку все закінчиться набагато сумніше. Міцність машини на 100 км / ч - поняття досить умовне! Швидкості до 80 км / год на сучасних машинах практично безпечні в будь-якій ситуації, але водій, що летить зі швидкістю 140+ км / год - це з великою часткою ймовірності вбивця або себе, або іншого водія.

Треба відзначити, що з цією особливістю пов'язаний характерний міф про "поганий безпеки" легкових машин, особливо малолітражних і вітчизняного виробництва. Зазвичай в його підтвердження наводять красномовні приклади лобового зіткнення подібної машинки з яким-небудь представницьким автомобілем або джипом - але Ви, гадаю, тепер вже здогадуєтеся, що основною причиною подібного кошмару стає не стільки "низька міцність" цих машин, скільки низька маса, з- за якої наслідки для легкої машини свідомо будуть в рази сильніше наслідків для важкої. Якість реалізації пасивної безпеки машини в подібних ударах вже відходить на другий план. Однак у всіх інших аваріях (виліт з траси, удар об вантажівку, удар з приблизно таким же автомобілем) ситуація буде далеко не настільки драматичною. Для важких авто справедливі прямо протилежні міркування.

Коротко пройдуся по непристебнуті ременів безпеки. При ударі об перешкоду непристебнутий людина летить на бублик зі швидкістю, приблизно рівною ефективної швидкості удару. Швидкість, яку набирає людина падає з п'ятого поверху будівлі при ударі об землю - менше 60 км / год. Виживає приблизно половина. Швидкість яку набирає людина падає з дев'ятого поверху - близько 80 км / ч. Виживають лічені відсотки. Подушки безпеки і вдало обрана поза дозволяють пом'якшити наслідки (зробивши виживання на 60 км / ч досить імовірним, а на 80 - більш реальним), але я б сильно на них не розраховував. Буквально плюс 40 км / год до відносно безпечного значенням (яке, як я вже помітив, в типових аваріях ближче до 60) - і Ви гарантований труп, щоб Ви не робили, і яка б просунута система безпеки у Вас в машині не було. Запас міцності у пристебнутих набагато вище - там критичної буде плюс 100 км / год до безпечної швидкості, і вийти за ці межі буде не так просто. У невдалих ситуаціях (виліт на узбіччя або під вантажівку) обидві цифри слід поділити навпіл.

1. Не перевищуйте сильно швидкість. Шанси загинути після 120 км / ч ростуть ДУЖЕ швидко, хоча для важких автомобілів безпечний верхня межа зазвичай трохи вище - на жаль, за рахунок безпеки оточуючих.
2. Якщо перевищуєте - пристібати. Хоча для відносно невеликих швидкостей (0-100) без ременя досить багато шансів вижити, в діапазоні швидкостей 100-140 при аварії часто непристебнуті = трупи.
3. Сучасний важкий автомобіль майже завжди значно безпечніше в аваріях з легших автомобілями. До аварій за участю вантажівок або вильотом з траси дане міркування не відноситься. Не забувайте тільки, що велика маса далеко не завжди компенсує погану пасивну безпеку - мотлох 20-річної давності настільки гірше сучасних 4-5-зіркових автомобілів, що його взагалі мало що може врятувати при аварії
4. Удар об нерухому важке перешкоду на узбіччі для важкої машини небезпечніше лобового зіткнення. Для легкої машини все навпаки.
5. Удар про нерухому машину і тим більше - машину рухається в попутному напрямку завжди НАБАГАТО безпечніше удару об нерухому важке перешкоду на узбіччі
6. Якщо Ви бачите, що зараз буде аварія, а ухилятися вже пізно - гальмуєте, як то і наказано робити в ПДД. Намагатися вилетіти на узбіччя НЕ скидаючи швидкості зазвичай як мінімум не менш небезпечне.
7. Винятком з пункту 6 є тільки той випадок, коли Вам в лоб на великій швидкості летить вантажівка - тут краще робити що завгодно, але з його шляху йти. Але це ситуація мені в реальному житті поки не зустрічалася жодного разу (а щоб самим не вилітати на вантажівки на великій швидкості - див. Пункт 1).

6 років Мітки: дтп, безпеку