РЕКЛАМА

Загрузка...

Лобовой удар о неподвижное препятствие или взаимное лобовое столкновение легковых автомобилей оставляют мало шансов их водителям и пассажирам выйти сухими из воды. Здесь рассматривается механика столкновения и роль существующих систем спасения. А также, предлагается новое активное решение, эффективное для случая, когда заднее сидение пустует.' />

Лобовое столкновение

Лобовое столкновение

Лобовой удар о неподвижное препятствие или взаимное лобовое столкновение легковых автомобилей оставляют мало шансов их водителям и пассажирам выйти сухими из воды. Здесь рассматривается механика столкновения и роль существующих систем спасения. А также, предлагается новое активное решение, эффективное для случая, когда заднее сидение пустует.

В машине находятся двое. Один пристёгнут, другой - нет. Происходит лобовое столкновение и второй вылетает, разбивая ветровое стекло, делает в воздухе кульбит и плюхается на землю. Шевелится и стонет. Подоспевший к месту аварии инспектор дорожной полиции выговаривает его: "Вот видишь, к чему приводит разгильдяйство! Лежишь тут весь окровавленный, побитый, живого места нет. А твой друг сидит в машине чистенький, аккуратненький. Ну прям как живой..."

1. Шутки - шутками, но при лобовых столкновениях обычные фиксированные по длине ремни безопасности своего названия не оправдывают, только усугубляя положение. Но всё по порядку. При лобовых столкновениях скорости автомобилей и находящихся в них людей в конечном итоге падают до нуля. Но происходит это по-разному. Для людей возникают три опасных фактора, каждый из которых и в отдельности может быть губительным:
- удар
- давление
- механические повреждения
Обычно, в такой последовательности они и происходят.
1) Удар при резкой остановке ТС имеет кинематическую природу. Он тем сильнее, чем больше скорость ТС в момент столкновения и чем меньше время до остановки ТС. Человеческое тело, движущееся по инерции, налетает на торпеду, руль, лобовое стекло и другие элементы салона автомобиля. Именно удары о них наносят внешние и внутренние травмы. Ускорение, которое части тела испытывают при ударе о торпеду, значительно больше ускорения самого ТС в ходе столкновения.
Для характеристики удара вместо силы используется ускорение (замедление) и его летальное значение принято считать равным 100g.
Фиксированные по длине ремни безопасности тоже являются препятствием, резкий удар о которые ничем не лучше любого другого.
2) Если автомобиль останавливается не как вкопанный, а уже после того, как состоялся удар внутри салона, то ситуация складывается несколько другая. Тело прижимается к торпеде до полной остановки ТС. Оно оказывает давление на торпеду, а торпеда на него. Давление создаёт перегрузку, которая происходит с ускорением ТС. То есть существенно меньшим ускорения удара. На центрифуге, например, космонавт выдерживает кратковременное давление в десятки g безо всяких последствий.
3) Если столкновение слишком сильно, то автомобиль разбивается в лепёшку. Ломка каркаса безопасности приводит к механическим повреждениям тел. Этот фактор далее рассматривать не будем.

2. Таким образом, перед инженерами по безопасности стоят две основные задачи:
- растянуть процесс столкновения по времени,
- конвертировать удар в давление.

I) ПМ писала об этом в статье Долгий поцелуй в августовском номере 2006 года и больше не возвращалась к этой теме. Видимо, ничего нового за эти пять лет не было изобретено...
Роль сминаемых зон деформации является ключевой в шансах на спасение при лобовом столкновении. Жертвуя собой, они позволяют выграть время, необходимое для эффективной работы всех других систем спасения. А также, позволяют уменьшить перегрузку тела на этапе давления. В среднем, потенциал программируемого сминания спереди составляет 30-50 см, не более. На самом деле это совсем немало, так как позволяет растянуть продолжительность столкновения в 3-4 раза.

Подчеркнём, что сами по себе зоны деформации без воздушных подушек и инерциальных ремней ничего для спасения человека не дают. При лобовом ударе о бетонную стену, например, автомобиль остановится раньше, чем тело, двигаясь по инерции, достигнет торпеды! Поэтому удар будет максимальной силы вне зависимости от наличия или отсутствия зоны деформации. Этому факту не уделяется должного внимания и не все отдают себе отчёт в реальной пользе от зон.
Приведём пример. Скорость автомобиля перед столкновением 54 км/ч, деформация передка 11 см. Тогда время столкновения 0.015 сек, замедление автомобиля 100g. Тело за это время пролетело вперёд только 23 см, а автомобиль уже стоит. И оно, продолжая двигаться по инерции, врезается в торпеду со всей дури.
Теперь возьмём автомобиль с зоной деформации. Её сминание в столкновении при тех же условиях составит 40 см. Теперь время удара 0.053 сек, т.е. в 3.5 раза больше, а замедление автомобиля упало до 30g. Голова пассажира пролетит вперёд 80 см, но всё равно врежется в торпеду или стекло со всей своей скоростью в 54 км/ч. Разницы нет.

II) Чтобы конвертировать удар в давление, нужно использовать пространство между телом и торпедой. Не ждать, когда произойдёт удар, а опередить его, подложив воздушную подушку. Сдуваясь, она постепенно гасит скорость тела, создавая давление с приемлемым замедлением.
Такую же задачу выполняют инерциальные ремни безопасности. Они не стоят насмерть, а умеют постепенно стравливать ленту под напором тела.
Заметим, что в распоряжении этих систем находится всего порядка полуметра (для груди) и метра (для головы) свободного пространства, на котором может происходить плавное замедление частей тела. Увеличивая это расстояние и подгоняя под него подушки и ремни, можно улучшить их спасительные качества.

3. Пиро-кинематическое кресло (ПКК)
Здесь предлагается идея новой системы активной безопасности, которая может повысить выживаемость при лобовом столкновении в разы! Правда, она имеет существенное ограничение. А именно, она предназначена только для водителя и переднего пассажира. Да и то, когда задний диван пустует и его сиденье можно поднять. По статистике большинство загородных и междугородних поездок осуществляются в одиночку или вдвоём. А именно в таких поездках собирается наиболее обильная жатва из полутора миллионов жертв, ежегодно отправляющихся в лучший мир посредством автомобилей. Не говоря уже о миллионах выживших, остающихся инвалидами. Поэтому такая система весьма актуальна.

Итак, 60-80 см пространства за передними сидениями можно в случае чего использовать. Было бы оптимально, если в предверии лобового удара передние кресла окажутся быстро отброшены назад до упора. Этого можно добиться при помощи пиропатрона. А после лобового удара кресла по направляющим возвращаются к исходному положению. С тормозящим фрикционным торможением. В этом и состоит спасительное качество системы. Технологии, необходимые для её создания, давно существуют в аэрокосмической сфере.
Проблема в другом. Сработать пиропатрон должен несколько раньше, чем воздушная подушка. По меньшей мере за 0.1-0.2 секунды ранее. При ускорении в 60g отбросить кресло назад на 70 см можно за 0.15 секунды. А это требует создание умного прогнозирующего детектора столкновений. На скорости взаимного сближения двух автомобилей в 200 км/ч детектор должен сработать на дистанции 8 метров между ними, что вполне реально.
Заметим, что эта система, обладая пассивным фрикционном качеством, может эффективно купировать и последствия сильного удара в автомобиль сзади.
4
3361
3 февраля 2011
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Смотрите также
Google патентует приклеивание пешеходов к капотуGoogle патентует приклеивание пешеходов к капоту

Google занимается не только разработкой автономных автомобилей, но и всеми возможными и невозможными способами обезопасить возможные столкновение маши...

Что происходит с человеком во время нокаута?Что происходит с человеком во время нокаута?

Итак, ты пропустил мощный удар в челюсть. Голова от удара резко пришли в движение. Такое быстрое ускорение немедленно ведет к травме мозга, которое пр...

Почему водители не пристегиваются?Почему водители не пристегиваются?

Английская компания TRL (Transport Research Laboratory)провела очень серьезное исследование и выяснила, почему же люди не пристегиваются ремнем безопа...

Скоро появятся подушки безопасности снаружи автомобиляСкоро появятся подушки безопасности снаружи автомобиля

Ну вообще это логично. И компания Volvo уже активно испытывает принципиально новую подушку безопасности, которая будет выстреливаться снаружи автомоби...

Загрузка...
Комментарии

phanter
3 февраля 2011 10:30
"... отбросить кресло назад" и сломать сидящему на нем шею (это если ремень не в стойку, а в спинку сидения крепится).
А иначе - еще и сзади разгону добавит! 8-)))

masiko
3 февраля 2011 10:31
познавательно...на самом деле очень не прикольно....проверено на личном опыте....

Barboss
3 февраля 2011 12:12
Шутки - шутками, но при лобовых столкновениях обычные фиксированные по длине ремни безопасности своего названия не оправдывают, только усугубляя положение.

Пользуйтесь. Помогают. Проверено. Лобовое на скорости 100км/ч и 80км/ч. Не пристегнутый в 80 км/ч разбита морда, сотрясение бошки, перелом голени. Пристегнутые на 100 - у водителя ушиб носа, пассажир без повреждений. Правда ремни были инерционные.

Vihor
3 февраля 2011 13:53
Не прикольно будет если пиропатрон сработает на проезжающую по встречной полосе машину, с которой можно было разминутся.
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
Пятница, 24 Марта
USD 1.8842
EUR 2.0326
RUB 0.0327
Icemen 1 минут назад bender00,
На зарплате то вряд ли ,а вот пропуск на очередную презентацию пивасика и (возможно) "халявного ящичка на распробовать в спокойной,не принуждённой обстановке" я думаю имеет.
SabakaZ 4 минут назад
Цитата: alesbyk2015
Капец! Как в Сталкере...

Капец! Как в Counter Strike...
Капец! Как в Battlefield...
Капец! Как в Call of Duty...
Капец! Как в Rainbow Six...
Капец! Как в Metro...
Капец! Как в Arma...
Капец! Как в Half-Life...
Капец! Как в Splinter Cell...
Капец! Как в Medal of Honor...
Прокуратор Иудеи 5 минут назад Гифки не пашут Margasan 17 минут назад 33
Что за голодные игры?
alesbyk2015 20 минут назад Капец! Как в Сталкере... SabakaZ 24 минут назад
Цитата: Panzer
ценой за единицу
Ты думаешь Его августейшую особу волнует цена, когда дело доходит до собственной безопасности? Там в закромах сотня бюджетов РБ, ёмаё.
Panzer 26 минут назад ценой за единицу Вадим Бананов 26 минут назад
Цитата: bender00
бананов


Бананов вчера писал про Bugatti, так что у них тоже на зарплате
Новости от партнеров
Сейчас на сайте
56 пользователей, 961 гость