Биомеханика лиц в салоне ТС при ДТП
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.
На рис. 1 показан механизм образования травм при встречных столкновениях у водителя легкового автомобиля. В начале удара водитель скользит по сиденью вперед, и его колени ударяются о панель приборов (рис. 1, а и б). Затем сгибаются тазобедренные суставы, и верхняя часть туловища наклоняется вперед до удара о рулевое колесо (в и г). При больших скоростях автомобиля возможен удар о ветровое стекло (д и е), а при боковых столкновениях – повреждение головы об угловую сторону кузова. Передний пассажир, перемещаясь вперед, также ударяется сначала коленями о панель приборов, затем головой о ветровое стекло (рис. 2, а–г). В случае движения автомобиля с большой скоростью возможно травмирование подбородка и груди пассажира о верхний край панели приборов (рис. 2, д и е). При боковых ударах повреждаются плечи, руки и колени. Таким образом, 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.
Рисунок 1 – Механизм образования травм у водителя при столкновении автомобилей
Рисунок 2 – Механизм образования травм у переднего пассажира
Кроме того, необходимо учитывать, следующие моменты:
– двигатель, который у большинства современных автомобилей находится впереди, в результате удара вполне может оказаться внутри салона и упасть на ноги;
– если автомобиль “догоняют” сзади, то резкое запрокидывание головы – верный перелом позвоночника;
– отдельные детали интерьера могут при ударе срываться со своих мест и отправляться в путешествие по салону.[4]
При первичном осмотре места ДТП можно с определенной долей вероятности прогнозировать наличие характерных травму пострадавших, в зависимости от вида ДТП.
Характеристика повреждений автомобилей и травм пострадавших при различных видах ДТП представлена в таблице 3. [5]
Таблица 3 - Характеристика повреждений автомобилей и травм пострадавших при различных видах ДТП
| Вид ДТП | Повреждения ТС | Травмы пострадавших |
| Лобовое столкновение | Деформация передней части ТС, заклинивание дверей, нарушение целости стекол; смещение двигателя в салон | Шейно-позвоночные и черепно-мозговые травмы, травмы живота, грудной клетки, головы, нижних конечностей; резано-колотые раны. |
| Касательное столкновение | Деформация соприкасающихся боковых частей ТС | Травмы живота, грудной клетки, головы, переломы ребер; резано-колотые и рваные раны. |
Продолжение таблицы 3
| Боковое столкновение | Деформация боковой части ТС, нарушение целостности стекол | Шейно-позвоночные и черепно-мозговые травмы, травмы нижних конечностей, голени, таза, бедер, живота, головы; переломы ребер, |
| Опрокидывание | Значительная деформация корпуса, крыши, нарушение целости стекол,разлив топлива | Шейно-позвоночные и черепно-мозговые травмы, травмы позвоночника; резано-колотые и рваные раны. |
| Наезд | Деформация передней части ТС, повреждения лобового стекла; смещение двигателя в салон | Шейно-позвоночные и черепно-мозговые травмы, травмы живота, грудной клетки, головы, нижних конечностей, резано-колотые раны. |
| Удар сзади | Деформация задней части ТС, разлив топлива,повреждения заднего стекла | Травмы грудной клетки, черепно-мозговые травмы, травмы шеи. |
Пассивная безопасность ТС
ПБ автомобилей принято подразделять на внешнюю и внутреннюю. Мероприятия по повышению внешней пассивной безопасности направлены на снижение тяжести травмирования пешеходов, водителей и пассажиров транспортных средств, участвующих в ДТП, путем оптимизации ударно-прочностных свойств объектов соударения (транспортных средств, ограждений и других элементов обустройства дорог и т. д.).
В настоящее время большое развитие получили работы по повышению внешней пассивной безопасности элементов дороги (дорожных ограждений, опор светильников, дорожных знаков и т. д.) и конструкции грузовых автомобилей (защитных устройств, предохраняющих от подъезда сзади легковых автомобилей). Основное внимание в работах по повышению пассивной безопасности уделялось и уделяется внутренней пассивной безопасности автотранспортных средств.[6]
Пассивная безопасность автомобиля включает в себя следующие элементы:
- ремни безопасности и подушки безопасности;
- подголовники сидений, защищающие от серьезных травм шею пассажира при столкновении задней частью автомобиля;
- энергопоглощающие элементы передней и задней частей автомобиля, сминающиеся при ударе (бамперы);
- сминаемые или мягкие элементы передней панели;
- складывающуюся рулевую колонку;
- травмобезопасный педальный узел (при столкновении педали отделяются от мест крепления и уменьшают риск повреждения ног водителя);
- безопасные стекла, которые при разрушении рассыпаются на множество неострых осколков и триплекс;
- увод двигателя и других агрегатов под днище автомобиля для предотвращения их проникновения в салон при аварии и др.[7]
Зависит пассивная безопасность от множества нюансов конструкции. Сюда можно отнести устройство бампера, наличие дуг, ремней и подушек безопасности, уровень жесткости кабины и прочие условия. Передняя и задняя части транспортного средства, как правило, менее прочны, чем средняя – это также делается из соображений пассивной безопасности. Средняя часть, где размещены люди, обычно защищена более жестким каркасом, а передняя и задняя смягчают удар и тем самым уменьшают инерционную нагрузку. У машин с рамной конструкцией из тех же соображений обычно бывают ослаблены поперечины и лонжероны – их делают из хрупких металлов, которые разрушаются или деформируются при ударе, принимая на себя его основную энергию и, таким образом, смягчая его.
Для повышения показателей пассивной безопасности, двигатель машины устанавливается на рычажной подвеске – такая конструкция служит для того, чтобы при ударе избежать перемещения двигателя в салон. Благодаря подвеске мотор опускается вниз, под пол кузова. Жесткое рулевое колесо также представляет опасность для водителя, особенно при встречном столкновении. Именно поэтому рулевые ступицы изготавливаются большого диаметра и покрываются специальной упругой оболочкой – мягкие накладки и сильфоны частично поглощают энергию удара. Одним из самых эффективных и несложных средств безопасности остаются ремни безопасности, а также подушки безопасности – предназначенные ограничивать резкое перемещение людей в салоне в момент удара. Подушки безопасности автомобиля срабатывают только непосредственно при ударе, предохраняя от повреждений головы людей и верхние части туловища.
В качестве еще одного простого и эффективного противотравматического средства при аварии также можно назвать надежное крепление сидений. При заднем столкновении шею пассажира защищают от серьезных травм подголовники сидений. Ноги водителя в случае аварии защищает от повреждений травмобезопасный педальный узел – в таком узле, при столкновении, педали отделяются от своих креплений, смягчая жесткий удар. Помимо перечисленных мер предосторожности, современные автомобили оборудованы безопасными стеклами, при разрушении рассыпающимися на неострые осколки и триплекс. От размера авто и целостности его каркаса также зависит общая пассивная безопасность транспортного средства. Детали каркаса при столкновении не должны менять свою форму – энергия удара поглощается другими деталями. Для проверки всех этих свойств, перед тем, как выйти в производство, каждый автомобиль подвергается специальным проверкам, называемым краш-тестами.
Итак, система пассивной безопасности автомобиля в своей полной комплектации значительно повышает возможность выживания для водителя и пассажиров в случае аварии и помогает им избежать серьезных травм.[8]
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ