Установление последовательности возникновения следов при столкновениях и ударах о преграду. Классификация столкновений транспортных средств Взаимного расположения транспортных средств в момент столкновения

Взаимодействие TC при столкновении определяется возникающими в процессе контактирования силами. В зависимости от конфигурации контактировавших частей они возникают на различных участках в разные моменты времени, изменяясь по величине в процессе продвижения TC относительно друг друга.

Поэтому их действие можно учесть лишь как действие равнодействующей множества векторов импульсов этих сил за период контактирования TC друг с другом.

Под воздействием этих сил происходит взаимное внедрение и общая деформация корпусов ТС, изменяются скорость поступательного движения и его направление, возникает разворот TC относительно центров тяжести.

Силы взаимодействия определяются возникающим при ударе замедлением (ускорением при ударе в попутном направлении), которое, в свою очередь, зависит от расстояния, на которое TC продвигаются относительно друг друга в процессе гашения скорости этими силами (в процессе взаимного внедрения).

Чем более жесткими и прочными частями контактировали TC при столкновении, тем меньше (при прочих равных условиях) будет глубина взаимного внедрения, тем больше замедление из-за снижения времени падения скорости в процессе взаимного контактирования.

Среднее значение замедления TC в процессе взаимного внедрения может быть определено по формуле

Точность результатов расчета в значительной мере зависит от точности определения расстояния D, которое может быть установлено только трасологическим путем. Для этого необходимо определить расстояние между центрами тяжести TC в момент первичного контакта при столкновении и расстояние между ними в момент, когда взаимное внедрение достигло максимального значения (до момента выхода соударяющихся участков из контакта друг с другом - при скользящих столкновениях), и найти разность между этими расстояниями.

Определенное таким путем значение замедления является средним. Действительное его значение в отдельные моменты может быть намного выше. Если считать, что нарастание замедления при блокирующем столкновении происходит по закону прямой, конечное значение замедления будет в 2 раза выше среднего расчетного.

Обширность и характер деформаций, а также перемещения TC в процессе столкновения зависят в основном от трех обстоятельств: вида столкновения, скорости сближения и типа столкнувшихся ТС.

Образование деформаций. В зависимости от вида столкновения определяются расположение деформаций по периметру TC и их характер (направление под воздействием контактировавших частей, общие деформации корпуса). При блокирующем столкновении общее направление деформаций совпадает с направлением вектора относительной скорости, при скользящем столкновении оно может существенно отклоняться из-за возникновения поперечных составляющих сил взаимодействия. Относительное смещение центров тяжести TC в процессе образования деформаций при скользящем столкновении может быть значительно больше, чем при блокирующем, что уменьшает силы взаимодействия благодаря большему демпфированию. Кроме того, при скользящем столкновении на образование деформаций затрачивается меньшая часть кинетической энергии ТС, что также способствует, уменьшению сил взаимодействия при столкновении.

На общую деформацию корпуса TC при столкновении влияет эксцентричность удара: при эксцентричном столкновении она более значительна, чем при центральном.

Большое влияние на образование деформаций оказывает скорость сближения TC в момент столкновения, поскольку замедление в процессе образования деформаций пропорционально квадрату скорости сближения. Чем выше скорость сближения, тем существеннее как общая деформация корпуса, так и деформации частей ТС, непосредственно контактировавших при столкновении.

Скорость сближения контактировавших при столкновении участков не следует отождествлять со скоростью сближения центров тяжести TC перед столкновением. В некоторых случаях они могут быть даже противоположными по знаку (например, при ударе легкового автомобиля в заднее колесо тяжелого грузового автомобиля, когда сближение контактировавших при столкновении участков происходило в момент увеличения расстояния между центрами тяжести ТС).

Поскольку повреждения TC при столкновении зависят от прочности и жесткости контактировавших частей и их взаимного расположения, большое влияние на их образование оказывает тип ТС; нередко при почти полном разрушении легкового автомобиля на грузовом, с которым произошло столкновение, имеются лишь незначительные протертости без существенного повреждения его частей.

Изменение скорости. В зависимости от вида столкновения скорость TC после столкновения может резко снизиться (при встречном столкновении), возрасти (при попутном заднем столкновении), может также измениться направление движения (при перекрестном столкновении).

Когда силы взаимодействия при столкновении действуют в горизонтальной плоскости, изменение скорости движения TC и его направления в процессе столкновения определяется условием равенства равнодействующей количества движения двух TC до и после столкновения (закон сохранения количества движения). Поэтому векторы количества движения каждого из двух TC до и после столкновения являются сторожами параллелограммов, построенных на диагоналях, по величине и направлению равных вектору количества движения обоих TC (рис. 1.2).

Для определения направления движения или скорости TC до столкновения очень важно исследовать направление следов колес TC непосредственно после удара, что позволит установить направление смещения центров тяжести каждого TC и скорости их движения (по перемещениям и развороту вокруг центра тяжести за время перемещения) после удара.

Рис. 1.2. Схема определения взаимосвязи между векторами количества движения TC до и после столкновения

При блокирующем эксцентричном столкновении на TC действуют силы взаимодействия, в результате чего происходит разворот TC в направлении возникшего инерционного момента - тем более резкий, чем больше эксцентричность удара. При этом, если столкновение продольное, центр тяжести TC смещается от линии удара и TC к моменту выхода из контакта приобретает новое направление движения. После столкновения TC расходятся под некоторым углом друг к другу, если между ними не произошло сцепления, одновременно разворачиваясь в направлении действовавшего инерционного момента.

При продольном скользящем столкновении равнодействующая импульсов сил взаимодействия может существенно отклоняться от продольного направления в результате «расклинивания» ТС, когда происходит взаимное отбрасывание контактировавших участков в поперечном направлении. При этом TC также расходятся в противоположные стороны от продольного направления, но отбрасывание контактировавших участков вызывает разворот TC в обратном направлении, если равнодействующая векторов импульсов сил взаимодействия проходит впереди центра тяжести ТС, или в том же направлении, если она проходит сзади.

Направление и скорость сближения (относительная скорость) контактировавших при столкновении участков определяются вектором геометрической разности векторов скорости их движения в момент удара (рис. 1.3). Направление этой скорости может быть установлено и трасологическим путем по направлению трасс, возникших на контактировавших частях в первоначальный момент.

Скорость сближения влияет не только на затраты кинетической энергии на деформации деталей ТС, но и на изменение направления и скорости движения TC в процессе контактирования.

Чем выше скорость сближения, тем в большей мере изменяются проекции векторов скорости движения обоих TC на направление этой скорости (в соответствии с законом сохранения количества движения).

Рис. 1.3. Схема определения относительной скорости (скорости встречи) TC при столкновении

Влияние вида столкнувшихся TC на направление и скорость их движения после удара связано с тем, что в контакт вступают части, различные по прочности, расположению по горизонтали и высоте, характеру взаимодействия (деформирующиеся или разрушающиеся, гладкие или сцепляющиеся между собой) и т. и. Это способствует отклонению равнодействующей импульсов сил взаимодействия от направления скорости сближения и по горизонтали, и по вертикали (когда одно TC «подлезает» под другое).

Отклонение равнодействующей в вертикальной плоскости приводит к тому, что изменяются закономерности отбрасывания TC в процессе столкновения. ТС, которое будет прижиматься к опорной поверхности вертикальной составляющей силы взаимодействия, будет испытывать большее сопротивление смещению вследствие возрастания сцепления колес с поверхностью дороги и сместится на меньшее расстояние, чем при горизонтальном направлении этой силы. Другое ТС, подброшенное при ударе вертикальной составляющей силы взаимодействия, наоборот, сместится на большее расстояние. При этом условии отклонение направления движения TC и скорости их движения после столкновения могут несколько не соответствовать закону сохранения количества движения, если не учитывать того обстоятельства, что силы сопротивления смещению в процессе их контактирования могли быть неодинаковыми.

Поэтому при трасологическом исследовании TC после столкновения нужно обращать внимание на признаки, свидетельствующие о набегании одного TC на другое, при котором возникают вертикальные составляющие силы взаимодействия. Такими признаками являются отпечатки или трассы, оставленные частями одного TC на другом на высоте, большей высоты расположения этих частей в нормальном положении ТС; следы на верхних поверхностях деформированных частей одного ТС, оставленные нижними частями другого; следы наезда колесами сверху и т. и.

Разворот TC в процессе контактирования при столкновении происходит при эксцентричных столкновениях, когда равнодействующая импульсов сил взаимодействия не совпадает с центром тяжести TC и под действием возникающего при этом условии инерционного момента TC успевает приобрести угловую скорость.

При блокирующих столкновениях направление удара близко совпадает с направлением относительной скорости контактировавших при столкновении участков ТС, при скользящих - возникающие поперечные составляющие сил взаимодействия отклоняют равнодействующую в сторону, противоположную месту расположения участка, которым был нанесен удар. Направление разворота после столкновения будет зависеть от того, как пройдет равнодействующая относительно центра тяжести ТС.

В экспертной практике это обстоятельство не всегда учитывается, что в некоторых случаях при отсутствии данных об оставленных TC следах в процессе отбрасывания после столкновения может привести к ошибочному заключению о направлении разворота TC и механизме происшествия в целом.

При трасологическом исследовании необходимо выявлять признаки характера столкновения (скользящее или блокирующее). При скользящем столкновении, когда TC выходят из контакта друг с другом до того, как относительная скорость упадет до нуля, возникают продольные трассы, следующие за основными повреждениями, происходит загиб выступающих или частично сорванных частей назад при завершении деформаций; после происшествия в продольном направлении TC располагаются по обе стороны от места столкновения.

Признаками блокирующего столкновения являются наличие следов на контактировавших участках (отпечатков отдельных деталей одного TC на поверхностях другого) и большая глубина взаимного внедрения на ограниченном участке.

Угол разворота за время контактирования, как правило, невелик, если незначительно относительное перемещение TC в процессе взаимного контактирования, при низкой скорости сближения и блокирующих столкновениях, а также при незначительной эксцентричности удара.

Место столкновения. Для восстановления механизма ДТП, связанного со столкновением автомобилей, необхо­димо определить место столкновения, взаимное положение автомобилей в момент удара и расположение их на до­роге, а также скорости автомобилей перед ударом. Исходные данные, представляемые эксперту в подобных случаях, обычно неполны, а обоснованная методика по определению необходимых параметров отсутствует. По­этому при анализе столкновений исчерпывающего ответа на все возникающие вопросы, как правило, дать не уда­ется. Наиболее точные результаты дает совместная деятельность экспертов двух специальностей: криминали­ста (трасолога) и автотехника. Однако опыт такой работы пока невелик и эксперту-автотехнику часто при­ходится выполнять функции трасолога.

Положение места столкновения автомобилей на про­езжей части иногда определяют исходя из показаний участников и очевидцев ДТП. Однако свидетельские показания, как правило, неточны, что объясняется сле­дующими причинами: стрессовым состоянием участников ДТП; кратковременностью процесса столкновения; отсут­ствием в зоне ДТП неподвижных предметов, по которым водители и пассажиры могут зафиксировать в памяти место столкновения; непроизвольным или умышленным искажением обстоятельств дела свидетелями.

Кроме того, свидетелей ДТП может не быть.

Поэтому для определения места столкновения надо исследовать все объективные данные, явившиеся резуль­татом происшествия. Такими данными, позволяющими эксперту определить расположение места столкновения на проезжей части, могут быть:

сведения о следах, оставленных транспортными сред­ствами в зоне столкновения (следы качения, продоль­ного и поперечного скольжения шин по дороге, царапины и выбоины на покрытии от деталей транспортных средств);

данные о расположении разлившихся жидкостей (воды, масла, антифриза, тосола), скопления осколков стекол и пластмасс, частиц пыли, грязи, осыпавшихся с нижних частей транспортных средств при столкно­вении;

информация о следах, оставленных на проезжей части предметами, отброшенными в результате удара (в том числе и телом пешехода), свалившимся грузом или дета­лями, отделившимися от транспортных средств;

характеристика повреждений, полученных транспорт­ными средствами в процессе столкновения;

расположение транспортных средств на проезжей час­ти после ДТП.

Рис. 7.9. Следы шин на дороге:

а-след скольжения (юза), б-след качения, в-след поперечного скольжения, г-изменение следов при поперечном столкновении, д- то же при встречном столкновении

Подробное исследование следов относится к предмету транспортной трасологии. Здесь приводятся лишь общие понятия.

Из перечисленных исходных данных наибольшую информацию для эксперта дают следы шин на дороге. Они характеризуют действительное положение транспорт­ных средств на проезжей части и их перемещение в процессе ДТП. В период между столкновением и осмот­ром места ДТП такие следы обычно изменяются незна­чительно. Остальные признаки характеризуют положение места столкновения лишь приблизительно, а некоторые из них могут даже за сравнительно короткий промежуток времени измениться, иногда существенно. Так, например, вода, вытекающая из поврежденного радиатора в летний жаркий день, часто высыхает до приезда автоинспек­тора на место ДТП. Наиболее характерные примеры следов шин показаны на рис. 7.9, а-в.

Место столкновения и положение транспортных средств в момент удара иногда можно определить по изменению характера следов шин. Так, при внецентренном встреч­ном и поперечном столкновениях следы шин в месте столкновения смещаются в поперечном направлении в сторону движения автомобиля (рис. 7.9, г).

При встречном столкновении следы юза могут пре­рваться или стать менее заметными. Если ударные на­грузки, действующие на заторможенное колесо, направ­лены сверху вниз, то оно может на мгновение разблоки роваться, так как сила сцепления превысит тормозную силу (рис. 7.9, д).

Р
ис. 7.10. Продольное сечение борозды на покрытии:

а - асфальтобетонном, б - цемен-тобетонном

Если ударная нагрузка направлена снизу вверх, то колесо может оторваться от дороги. Иногда, наоборот, колесо в момент удара заклинива­ется деформированными деталями автомобиля и, перестав вращаться, оставляет на дороге след шин, обычно небольшой.

Детали кузова, ходовой части и трансмиссии автомо­биля, разрушившиеся от удара, могут оставить на покры­тии следы в виде выбоин, борозд или царапин. Начало этих следов расположено, как правило, недалеко от места столкновения. Такие же следы оставляют детали (под­ножки, педали, руль) опрокинувшегося мотоцикла, мото­роллера и велосипеда при волочении или отбрасывании в ходе ДТП. Царапины и борозды на покрытии начи­наются с малозаметного следа, затем глубина его увели­чивается. Достигнув максимальной глубины, след резко обрывается (рис. 7.10). На асфальтобетонном покрытии в конце вмятины образуется бугорок вследствие пласти­ческой деформации массы.

В ряде случаев на детали автомобиля, повредившей покрытие, остаются частицы его массы. Идентификация этих частиц позволяет уточнить деталь, соприкоснувшую­ся с покрытием.

Некоторое представление о месте столкновения могут дать траектории предметов, отброшенных в процессе столкновения. Эти траектории могут быть различными в зависимости от формы и массы предметов, а также от характера дороги. Круглые и близкие к ним по форме предметы (колеса, колпаки, ободки фар), перекатываясь, могут удалиться на большое расстояние от места паде­ния. Выбоина или возвышение на покрытии создает местное повышенное сопротивление перемещению пред­мета, способствуя его разворачиванию и искривлению траектории. Однако начальные участки траекторий обыч­но близки к прямолинейным и при наличии нескольких следов, расположенных под углом, можно считать, что место столкновения находится вблизи точки их пересе­чения.

После столкновения транспортных средств на дороге

в зоне ДТП почти всегда остаются сухие частицы осыпав­шейся земли, засохшей грязи, пыли. Место расположения этих частиц довольно точно совпадает с местом положения во время столкновения детали, на которой находилась земля. Земля может осыпаться одновременно с нескольких деталей, в том числе и далеко отстоящих от места перво­начального контакта автомобилей. Например, при встреч­ном столкновении автомобилей частицы грязи могут осы­паться с заднего бампера или с картеров задних мостов. Поэтому при определении места столкновения эксперту необходимо выяснить, с какого автомобиля и с какой детали отделилась земля. Ответ на этот вопрос, получен­ный с помощью криминалистической экспертизы, поможет точнее установить взаимное положение транспортных средств и расположение их на дороге в момент удара.

Очень часто при столкновении автомобилей разбива­ются стекла и пластмассовые детали, осколки которых разлетаются в разные стороны. Часть осколков падает на детали кузова автомобиля (крышку капота, крылья, подножки) и отскакивает от них или движется вместе с ними, после чего падает на дорогу. Частицы стекла, контактировавшие непосредственно с деталями встречного автомобиля, падают вблизи места столкновения, так как их абсолютная скорость невелика. Частицы, не входив­шие в контакт, продолжают движение по инерции в преж­нем направлении и падают на землю дальше. Кроме того, небольшие кусочки стекла и пластмассы в период между происшествием и началом осмотра могут быть передви­нуты от места их падения ветром, дождем, транспорт­ными средствами или пешеходами. В результате зона рассеивания осколков получается достаточно обширной (иногда площадь ее составляет несколько квадратных метров) и определить по ней точное положение места удара невозможно.

В зоне ДТП, как правило, остается много признаков, каждый из которых по-своему характеризует положение места столкновения. Однако ни один из этих признаков, взятый в отдельности, не может служить основанием для окончательного вывода. Только комплексное исследование всей совокупности сведений позволяет эксперту решить с нужной точностью поставленные перед ним задачи.

П
оложение автомобилей в момент удара. Все много­образие столкновений транспортных средств в зависимо­сти от угла ст между векторами их скоростей можно разделить на несколько видов. При ст 180° столкно­вение называютвстречным (рис. 7.11, / и //), а при ст 0, когда автомобили движутся параллельными или близкими к ним курсами,-попутным (рис. 7.11, /// иIV). При ст 90° столкновение именуютперекрестным (рис. 7.11,V), а при 0< ст <90° (рис. 7.11,VI) и при 90°< cт <180° (рис. 7.11,VII) -косым.

Рис 7. 11. Виды столкновений

Если нагрузка действует на торцовые поверхности автомобилей (см. рис. 7.11, / и ///), то удар называют прямым; если же она приходится на боковые стороны,-скользящим (см. рис. 7.11, // иIV).

Рис 7. 12. Определение угла ст

Положение автомобилей в момент удара часто опреде­ляют путем следственного эксперимента по деформациям, возникшим в результате столкновения. Для этого повреж­денные автомобили располагают как можно ближе друг к другу, стараясь совместить участки, контактировавшие при ударе (рис. 7.12, а). Если это не удается сделать, то автомобили располагают так, чтобы границы деформи­рованных участков были расположены на одинаковых расстояниях друг от друга (рис. 7.12, б). Поскольку такой эксперимент провести довольно сложно, иногда вы­черчивают в масштабе схемы автомобили и, нанеся на них поврежденные зоны, определяют угол столкновения графически.

Эти методы дают хорошие результаты при экспер­тизе встречных перекрестных столкновений, когда контак­тирующие участки автомобилей в процессе удара не имеют относительного перемещения. При косых и угловых столкновениях, несмотря на незначительную продолжи­тельность удара, автомобили перемещаются друг относи­тельно друга. Это приводит к проскальзыванию контак­тирующих частей и дополнительным их деформациям. В качестве примера на рис. 7.13, а показано внецентренное столкновение легкового и грузового автомобилей. В ре­зультате удара в месте первоначального контакта воз­никает сила Руд, которая вместе с силой инерции дает момент, стремящийся повернуть легковой автомобиль по направлению движения часовой стрелки. Автомобиль, вращаясь, последовательно занимает положения I ... IV , что приводит к возникновению обширной зоны дефор­маций обоих транспортных средств (грузовой автомобиль условно считаем неподвижным). Если определять угол ст описанными выше методами (рис 7 13, б), можно прийти к неверному выводу о том, что автомобили в начальный момент удара были расположены под углом около 35°.

Рис. 7.13. Внецентренное столкновение автомобилей:

а - процесс столкновения;

б - неправильное определение угла ст,

Рис 7.14. Повреждения поверхности автомобиля при столкновениях

а - царапины при отслоении грунтовки, б - заусенцы на задире

Иногда угол ст определяют по фотографиям повреж­денных транспортных средств. Этот способ дает хорошие результаты только в том случае, когда снимки разных сторон автомобиля сделаны под прямым углом с одного и того же расстояния.

Представление о соотношении скоростей соударяющихся автомобилей и направлении их движения можно получить, исследовав повреждения окрашенных поверх­ностей и металлических деталей. Следы на поверхности поврежденного автомобиля, ширина которых больше, чем глубина, а длина больше, чем ширина, называют царапи­нами. Царапины идут параллельно поврежденной поверх­ности. Они имеют небольшие глубину и ширину вначале, расширяясь и углубляясь к концу. Если вместе с лакокра­сочным покрытием повреждается грунтовка, то она от­слаивается в виде широких каплеобразных царапин дли­ной 2-4 мм. Широкий конец капли направлен в сторону движения предмета, нанесшего царапину. В конце капли грунтовка может отслоиться, образовав поперечные тре­щины длиной около 1 мм (рис. 7.14,а). Повреждения, глубина которых больше их ширины, называют зади­рами и вмятинами. Глубина задира обычно увеличи­вается от его начала к концу, что позволяет определить направление движения царапавшего предмета. На по­верхности задира часто остаются острые заусенцы (рис. 7.14,б), которые отогнуты в том же направле­нии, в котором двигался царапавший предмет.

Зная направление движения предмета, нанесшего царапину или задир (на рис. 7.14 показано стрелкой), эксперт определяет, какой из автомобилей при попутном скользящем ударе двигался с большей скоростью. У авто­мобиля, двигавшегося медленнее, следы царапин направ­лены от задней части к передней, а у обгонявшего авто­мобиля - в противоположную сторону.

Важную информацию о механизме ДТП может дать изучение положения автомобилей после удара. При встречном прямом столкновении скорости автомобилей взаимно погашаются. Если их масса и скорость были примерно одинаковы, то они останавливаются вблизи места столкновения. Если же массы и скорости были различными, то автомобиль, двигавшийся с меньшей скоростью, или более легкий отбрасывается назад. Иногда водитель грузового автомобиля перед столкновением не снимает ногу с педали управления дроссельной заслонкой и, растерявшись, продолжает нажимать на нее. В этом слу­чае грузовой автомобиль может протащить волоком встречный легковой автомобиль на довольно большое расстояние от места столкновения.

Скользящие столкновения сопровождаются небольшой потерей кинетической энергии при сравнительно значи­тельных разрушениях и деформациях кузова. Если во­дители перед столкновением не тормозили, то они могут далеко разъехаться от места столкновения.

В момент удара автомобилей скорости u 1 иU 2 . контак­тирующих деталей складываются и соударяющиеся участ­ки некоторое время движутся в направлении результи­рующей скоростиU 3 (рис. 7.15). В этом же направлении движутся и центры тяжести автомобилей. Хотя после пре­кращения действия ударных нагрузок автомобили дви­жутся под влиянием внешних сил и в дальнейшем траектории обоих автомобилей могут измениться, однако общее направление движения центров тяжести позволяет определить положение автомобилей в момент столк­новения.

Определение скорости автомобиля перед ударом Определить начальную скорость автомобиля на осно­вании данных, содержащих­ся в материалах уголовного дела, обычно довольно труд­но, а иногда и невозможно. Причинами этого является отсутствие универсальной методики расчета, пригодной для всех вариантов столкно­вений, и недостаток исходных данных. Попытки использо­вать коэффициент восстанов­ления в этих случаях не

Рис. 7.16. Схемы наезда автомобиля на стоящий автомобиль:

а - оба автомобиля не заторможены;

б - оба автомобиля заторможены;

в - заторможен передний автомобиль;

г - заторможен задний автомобиль

приводят к положитель­ным результатам, так как достоверных значений это­го коэффициента при столкновении не опублико­вано. При исследовании столкновений транспорт­ных средств нельзя приме­нять экспериментальное значение К уд , действитель­ное для наезда автомоби­ля на жесткое препятст­вие. Процессы деформиро­вания деталей в обоих слу­чаях принципиально раз­личны, соответственно различными должны быть и коэффициенты восста­новления, о нем свидетель­ствует, например, рис. 7.6. Возможность накопить до­статочную эксперимен­тальную информацию, учитывая многообразие моделей автомобилей, их скоростей и видов столкновений, исче-зающе мала. В Японии исследователями Такеда, Сато и другими предложена эмпирическая формула для коэф­фициента восстановления

где U * a - скорость автомобиля, км/ч.

Однако экспериментальные точки на графике, послу­жившем основой для этой формулы, расположены с боль­шим разбросом относительно аппроксимирующей кривой, и расчетные значения K уд могут отличаться от действи­тельных в несколько раз. Поэтому формулу можно ре­комендовать лишь для сугубо ориентировочных подсче­тов, а не для применения в экспертной практике тем более, что она описывает ДТП с иностранными автомо­билями.

Отсутствие надежной информации о коэффициенте восстановления часто вынуждает экспертов рассматри­вать предельный случай, считая удар абсолютно неупру­гим (К уд =0).

Определить параметры прямого столкновения (см. рис. 7.11, / и ///) можно лишь в том случае, если один из автомобилей до удара был неподвижным, и скорость его U 2 =0. После удара оба автомобиля перемещаются как одно целое со скоростью U" 1 (рис. 7.16).

При этом возможны различные варианты.

I.Не заторможены оба автомобиля, и после удара они катятся свободно (рис. 7.16, а) с начальной скоростьюU" 1 .

Уравнение кинетической энергии при этом

где S пн -перемещение автомобилей после удара; дв -коэф­фициент суммарного сопротивления движению, определяе­мый по формуле (3.7а).

Следовательно, U" 1 =
. Кроме того, согласно формуле (7.2) приU 2 =0 иU" 1 =U" 2 скорость автомобиля 1 перед ударом

II.Оба автомобиля заторможены, после удара пере­мещаются совместно на расстояние S пн (рис. 7.16,б) с начальной скоростьюU " 1 .

Скорость автомобилей после удара U " 1 =
.

Скорость автомобиля 1 в момент удара - форму­ла (7.15).

Скорость автомобиля 7 в начале тормозного пути

где S ю1 - длина следа юза автомобиля 1 перед ударом.

Скорость автомобиля 1 перед началом торможения

III. Заторможен стоящий автомобиль2, автомобиль 1 не заторможен (рис. 7.16, в).

Оба автомобиля после удара перемещаются на одно и то же расстояние S пн с начальной скоростьюU " 1 . Урав­нение кинетической энергии в этом случае:(т 1 +т 2 )*(U " 1 ) 2 /2=(m 1дв + m 2 x ) gS пн , откуда

IV.Стоящий автомобиль2 не заторможен. Задний автомобиль 1 перед ударом в заторможенном состоянии переместился на расстояние S ю1 . После удара переме­щение автомобиля 1 равноS пн1 , а перемещение автомо­биля2 - S пн2 .

Аналогично предыдущим случаям

Скорости U 1 ,U a 1 и U a определяют соответственно по формулам (7.15)-(7.17).

Применить эту методику для анализа встречного или попутного столкновения, при котором двигались оба авто­мобиля, возможно только, если следствием или судом установлена скорость одного из автомобилей.

При перекрестном столкновении (рис. 7.17, а) оба автомобиля обычно совершают сложное движение, так как в результате каждый из автомобилей начинает вращаться около своего центра тяжести. Центр тяжести в свою очередь перемещается под некоторым углом к первона­чальному направлению движения. Пусть водители авто­мобилей 1 и2 перед столкновением тормозили, и на схеме зафиксированы тормозные следыS 1 и S 2 .

Рис 7.17. Схемы столкновения автомобилей

а - перекрестного,

б - косого

После столк­новения центр тяжести автомобиля 1 переместился на расстояние S " 1 под углом Ф 1 , а центр тяжести автомо­биля2 - на расстояниеS " 1 под углом Ф 2 .

Все количество движения системы можно разложить на две составляющие в соответствии с первоначальным направлением движения автомобилей 1 и 2. Поскольку количество движения в каждом из указанных направ­лений не изменится, то

(
7.18.)

где U" 1 иU " 2 - скорости автомобилей 1 и2 после удара

Эти скорости можно найти. Предположив, что кинети­ческая энергия каждого автомобиля после удара Перешла в работу трения шин по дороге во время поступательного перемещения на расстояние S пн1 (S пн2) и поворота вокруг центра тяжести на угол 1 ( 2)

Работа трения шин на дороге при поступательном движении автомобиля 1

То же при повороте его относительно центра тяжести на угол 1

где а 1 иb 1 - расстояния от переднего и заднего мостов авто­мобиля 1 до его центра тяжести,R z 1 иR z 2 - нормальные реакции дороги, действующие на передний и задний мостя автомобиля 1, 1 - угол поворота автомобиля 1, рад

где L " - база автомобиля 1 Следовательно,

Отсюда скорость автомобиля 1 после столкновения

Точно так же находим скорость автомобиля 2 после столкновения

где L " и 2 - соответственно база и угол поворота автомо­биля2; а 2 и b 2 - расстояния от переднего и заднего мостов автомобиля2 до его центра тяжести.

Подставив эти значения в формулу (7.18), определим скорость автомобиля 1

Аналогично для автомобиля 2

Зная скорости U 1 и U 2 автомобилей непосредственно перед столкновением, можно, используя выражения (7.16) и (7.17), найти скорости в начале тормозного пути и перед торможением.

При расчетах следует иметь в виду, что расстояния (S пн1 и S пн2) и углы (Ф 1 и Ф 2) .характеризуют переме­щения центров тяжести автомобилей. Расстояния S пн1 и S пн2 могут значительно отличаться от длины следов шин на покрытии. Углы Ф 1 иФ 2 также могут отличаться от углов наклона следов, оставленных шинами. Поэтому как расстояния, так и углы лучше всего определять по схеме, выполненной в масштабе с разметкой положения центра тяжести каждого автомобиля, участвовавшего в ДТП.

В практике нередки происшествия, в процессе кото­рых автомобили сталкиваются под углом ст , отличаю­щимся от прямого. Последовательность расчета таких столкновений не отличается от изложенной выше. Только количество движения системы нужно спроектировать на составляющие, соответствующие первоначальным направ­лениям движения автомобилей 1 и2, что повлечет за собой усложнение формул (7.18) и (7.19).

Тогда, согласно рис. 7.17, б:

Скорости U" 1 иU" 2 в уравнениях (7.22) и (7.23) опре­деляют по формулам (7.20) и (7.21). Направление от­счета углов (Ф 1 и Ф 2 показано на рис. 7.17. Обозначив правые части уравнений (7.22) и (7.23) соответственно черезА 1 иB 1 , можно найти скорости автомобилей перед ударом:

Скорости автомобилей перед перекрестным столкнове­нием, определенные описанным способом, являются мини­мально возможными, так как в расчетах не учтена энер­гия, затраченная на вращение обоих автомобилей. Фак­тические скорости могут быть на 10-20% выше рас­четных.

Иногда используют так называемую «приведенную» скорость автомобиля, т. е. такую скорость, при которой автомобиль, наехав на неподвижное препятствие, полу­чает те же разрушения и деформации, что и при столкно­вении. Принципиальных возражений против такого пара­метра, естественно, нет, однако достоверные способы его определения отсутствуют.

Техническая возможность предотвратить столкновение. Ответ на вопрос о возможности предотвратить столкно­вение связан с определением расстояния между автомо­билями в момент возникновения опасной дорожной об­становки. Установить это расстояние экспертным путем трудно, а часто и невозможно. Данные, содержащиеся в следственных документах, как правило, неполны или противоречивы. Наиболее точные данные получают путем следственного эксперимента с выездом на место ДТП.

Рассмотрим вначале попутное столкновение.

Если столкновение явилось результатом неожиданно­го торможения переднего автомобиля, то при исправной тормозной системе заднего автомобиля могут быть только две причины: либо опоздание водителя заднего автомо­биля, либо неправильно выбранная им дистанция. При правильно выбранной дистанции и своевременном тормо­жении заднего автомобиля столкновение, очевидно, исключается.

Если фактическая дистанция между автомобилями S ф известна, то ее сравнивают с дистанциейS б , мини­мально необходимой для предотвращения столкновения. Если стоп-сигнал автомобиля-лидера исправен и включа­ется в момент нажатия водителем на тормозную пе­даль, то минимальная дистанция по условиям безопас­ности S б =U "" a (t "" 1 + t "" 2 + 0,5t"" 3) +(u"" a) 2 /(2j"")- U" а (t" 2 + 0,5t" 3) -(U " a ) 2 /(2 j "), где одним штрихом обозначены параметры переднего автомобиля, а двумя - заднего.

Если оба автомобиля движутся с одинаковой ско­ростью ИU" a =U"" a =U a , ТО S б = U a +U 2 a(1/j""-1/j")/2.

Наибольшей безопасная дистанция должна быть при следовании грузового автомобиля за легковым, так как при этом t "" 2 > t " 2 ; t "" 3 > t " 3 иj"Если транспортные средства однотипны, то приU " a = U "" a = U a дистанцияS б = U a t "" 1 .

При S ф S б можно сделать вывод о том, что водитель заднего автомобиля имел техническую возможность избе­жать столкновения, а приS Ф < S б - вывод о том, что у него такой возможности не было.

У некоторых автомобилей момент загорания стоп-сигнала не совпадает с началом нажатия на тормозную педаль. Запаздывание может составлять 0, 5- 1, 2 с и быть одной из причин ДТП.

Предотвратить встречное столкновение водителям, движущимся по одной полосе, удается лишь в том случае, если оба успеют затормозить и остановить автомобили. Если хотя бы один из автомобилей не остановится, ДТП будет неизбежным.

Рассмотрим возможность предотвращения встречного столкновения На рис 7.18 в координатах «путь-время» показан процесс сближения двух автомобилей 1 и 2. Римскими цифрами отмечены следующие их положения

/ -в момент, когда водители могли оценить сложив­шуюся дорожную обстановку как опасную и должны были принять необходимые меры для ее ликвидации,

// -в моменты, когда каждый из водителей в действи­тельности начал реагировать на возникшую опасность,

/// -в моменты, соответствующие началу образова­ния следов, юза на покрытии (начало полного тормо­жения),

IV- в момент столкновения автомобилей.

Цифрами V отмечены по­ложения автомобилей, в ко­торых они остановились бы, если бы не столкнулись, а продолжали двигаться в заторможенном состоянии (предположительная вер­сия).

Рис 7.18. График движения авто­мобиля при встречном столкновении

Расстояние между авто­мобилями в момент возник­новения опасной обстановки 5в. Участок //-/// соответ­ствует движению автомоби­лей с постоянными скоростя­ми за суммарное время Т 1 (Т 2 ). РасстоянияS a 1 иS a 2 , отде­лявшие автомобили от места столкновения в начальный момент, должны быть определены следственным путем, так же, как их начальные скоростиU a 1 иU a 2 .

Очевидное условие возможности предотвратить столк­новение: расстояние видимости должно быть не меньше суммы остановочных путей обоих транспортных средств:

S в =S а1 + S а2 Sо 1 +Sо 2 , где индексы 1 и 2 относятся к соответствующим автомобилям. Для реализации этого условия водители должны одновременно реагировать на возникшую опасность для движения и без промедления начать экстренное торможение. Однако, как показывает экспертная практика, такое случается редко. Обычно водители некоторое время продолжают сближаться, не снижая скорости, и тормозят со значительным опозда­нием, когда столкновение невозможно предотвратить. Особенно часты такие ДТП в ночное время, когда один из водителей выезжает на левую сторону дороги, а недо­статочная освещенность затрудняет определение расстоя­ний и распознавание транспортных средств.

Для установления причинной связи между дей­ствиями водителей и наступившими последствиями нужно ответить на вопрос: имел ли каждый из водителей тех­ническую возможность предотвратить столкновение, не­смотря на неправильные действия другого водителя? Другими словами, произошло ли столкновение автомоби­лей, если бы один из водителей реагировал на опас­ность своевременно и затормозил раньше, чем он это сделал в действительности, а другой водитель действовал так же, как в ходе ДТП. Для ответа на этот вопрос определяют положение в момент остановки одного из авто­мобилей, например первого, при условии, что его водитель своевременно реагировал бы на опасную обстановку. После этого находят положение второго автомобиля в момент остановки, если бы он не был задержан при столк­новении.

Условие возможности предотвратить столкновение для водителя автомобиля 1

для водителя автомобиля 2

где S пн1 и S пн2 - расстояния, на которые переместились бы авто­мобили от места столкновения до остановки, если бы не были задержаны.

Примерная последовательность расчета при оценке действий водителя автомобиля 1 такова.

1.Скорость второго автомобиля в момент начала полного торможения

где t "" 3 - время нарастания замедления автомобиля2; j " - уста­новившееся замедление того же автомобиля.

2.Путь полного торможения второго автомобиляS " 4 = U 2 ю2 /(2 j "").

3.Расстояние, на которое переместился бы второй автомобиль до остановки от места наезда, если бы не произошло столкновения,

где S ю2 - длина следа юза, оставленного на покрытии вторым автомобилем перед местом столкновения.

4.Остановочный путь первого автомобиляSo 1 = T"U а1 .+U 2 a1/(2j").

5.Условие возможности для водителя первого автомо­биля предотвратить столкновение, несмотря на несвое­временное торможение второго водителя:S a 1 So 1 +S пн2 .

Если это условие соблюдено, то водитель первого автомобиля имел техническую возможность при своевре­менном реагировании на появление встречного автомо­биля остановиться на расстоянии, исключавшем столк­новение.

В такой же последовательности определяют, была ли такая возможность у водителя второго автомобиля.

Пример. На дороге шириной 4, 5 м произошло встречное столк­новение двух автомобилей: грузового ЗИЛ-130-76 и легкового ГАЗ-3102 «Волга». Как установлено следствием, скорость автомобиля ЗИЛ-130-76 была примерно 15 м/с, а скорость автомобиля ГАЗ-3102 - 25 м/с.

При осмотре места ДТП зафиксированы тормозные следы. Зад­ними шинами грузового автомобиля оставлен след юза длиной 16 м, а задними шинами легкового автомобиля - след юза длиной 22 м. В результате следственного эксперимента с выездом на место ДТП установлено, что в тот момент, когда каждый из водителей имел тех­ническую возможность обнаружить встречный автомобиль и оценить дорожную обстановку как опасную, расстояние между автомобилями было около 200 м. При этом автомобиль ЗИЛ-130-76 находился от места столкновения на удалении примерно 80 м, а автомобиль ГАЗ-3102 «Волга»-на удалении около 120 м.

Данные, необходимые для расчета:

автомобиль ЗИЛ-130-76 T"=1, 4 с; t" 3 =0,4 с; j"=4,0 м/с 2 ;

автомобиль ГАЗ-3102 «Волга» T"=1, 0 с; t "" 3 =0,2 с; j""=5, 0 м/с 2 .

Определить наличие технической возможности предотвратить столкновение автомобилей у каждого из водителей.

Решение.

1. Остановочные пути автомобиля ЗИЛ-130-76 So 1 =15*l, 4+ 225/(2*4,0) =49,5 м; автомобиля ГАЗ-3102 «Волга» 5„2=25*1,2+ 625/(2*5,0) =92, 5 м.

2. Условие возможности предотвратить столкновение: So 1 + So 2 = 49,5+92,5= 142,0 м; 142,0

Сумма остановочных путей обоих автомобилей меньше расстояний, отделявших их от места предстоящего столкновения. Следовательно, если бы оба водителя правильно оценили создавшуюся дорожную обстановку и одновременно приняли правильное решение, то столкно­вения удалось бы избежать. После остановки автомобилей между ними оставалось бы расстояние около 58 м: S= (80+ 120)- (49, 5+ 92, 5) =58 м.

Определим, какой из водителей имел техническую возможность предотвратить столкновение, несмотря на неправильные действия другого водителя. Вначале возможные действия водителя ЗИЛ-130-76.

3. Скорость автомобиля ГАЗ-3102 «Волга» в момент начала полного торможения U ю2 = 25- 0,5 *0,2* 5, 0 =24, 5 м/с.

4. Путь полного торможения автомобиля ГАЗ-3102 «Волга» S"" 4 = 24,5 2 /(2*5,0) =60,0 м.

5. Перемещение автомобиля ГАЗ-3102 «Волга» от места столкно­вения в заторможенном состоянии при отсутствии столкновения S пн2 = 60,0 -22, 0 ==38, 0 м.

6. Условие возможности для водителя ЗИЛ-130-76 предотвратить столкновение: So 1 + S пн2 =49,5+38,0=87,5> S a 1 =80 м.

Водитель автомобиля ЗИЛ-130-76 даже при своевременном реаги­ровании на появление автомобиля ГАЗ-3102 «Волга» не имел техниче­ской возможности предотвратить столкновение.

7. Аналогичные расчеты проводим применительно к водителю автомобиля ГАЗ-3102 «Волга»:

Как показали расчеты, водитель автомобиля ГАЗ-3102 «Волга» имел реальную техническую возможность предотвратить столкновение, несмотря на то, что водитель ЗИЛ-130-76 опоздал с началом экстрен­ного торможения

Таким образом, хотя оба водителя несвоевременно реагировали на появление опасности и оба затормозили с некоторым опозданием, но только один из них в создавшейся обстановке располагал возмож­ностью предотвратить столкновение, а второй - такой возможности не имел. Чтобы объяснить полученный вывод, определим перемещение каждого автомобиля за время, просроченное его водителем.

Перемещение автомобиля ЗИЛ-130-76

Перемещение автомобиля ГАЗ-3102 «Волга»

Перемещение автомобиля ГАЗ-3102 «Волга» за время запазды­вания водителя (65, 5 м) примерно в 1, 5 раза больше перемещения автомобиля ЗИЛ-130-76 (41, 0 м). Поэтому его водитель имел техниче­скую возможность избежать наезда. Водитель автомобиля ЗИЛ-130-76 не имел такой возможности.

Рассматривая способы предотвратить перекрестное столкновение так же, как и выше, устанавливают, успевал ли водитель выполнить необходимые действия, когда воз­никла объективная возможность обнаружить опасность столкновения. Водитель, пользующийся преимуществен­ным правом на движение, должен принимать необхо­димые меры безопасности с момента, когда он может определить, что другое транспортное средство при даль­нейшем движении может оказаться на полосе следования его автомобиля. Момент возникновения опасной обста­новки должен быть определен следствием или судом, так как при субъективном определении этого момента возможны разноречивые толкования и существенные ошибки. Так, например, в некоторых методических источ­никах встречается указание, что опасная обстановка воз­никает в момент, когда водитель автомобиля можеть обнаружить другое транспортное средство на таком рас­стоянии, на котором его водитель уже не может оста­новиться, чтобы уступить дорогу (т. е. когда другое транс­портное средство приблизилось на расстояние, равное тормозному следу). Для практической реализации этого положения водитель должен точно определить скорость приближающегося транспортного средства, его тормозные свойства и качество дороги, вычислить длину тормоз­ного пути и сравнить ее с фактической дистанцией, наблюдаемой им. Нереальность подобной операции оче­видна.

При анализе столкновений на закрытых перекрестках учитывают ограничение обзорности, применяя методику расчета удаления, аналогичную описанной в гл. 5.

Контрольные вопросы

1. Что такое коэффициент восстановления? Как он характеризует

процесс удара?

2. Опишите центральный и внецентренный удары.

3. Как изменяется скорость автомобиля при его наезде на жест­кое неподвижное препятствие?

4. Как определить начальную скорость автомобиля перед наездом его на неподвижное препятствие: а - при центральном ударе; б - при внецентренном ударе?

5. В какой последовательности анализируют столкновение авто­мобилей?

6. Как определить возможность предотвратить попутное столкно­вение (встречное столкновение)?