Что происходит с автомобилем при столкновении на большой скорости
При столкновении двух транспортных средства происходит удар. Удар характеризуется резким изменением скоростей за очень маленький промежуток времени. При этом происходит воздействие довольно больших сил. В нашей статье мы и расскажем Вам, что происходит с автомобилем при столкновении на большой скорости.
Физика процесса столкновения
При столкновении автомобилей все происходит молниеносно, в течение долей секунд. В результате столкновения происходит деформация, а иногда и полное разрушение автомобилей. Основными факторами, которые влияют на степень разрушения, являются конструкция автомобиля и его скорость. По линии удара действует ударный импульс. Направление линии удара во время столкновения автомобилей зависит и от направления, и от скорости движения. Если автомобили двигаются с разными скоростями, то линия удара пройдет под меньшим углом к оси автомобиля с большей скоростью.
Энергия, которая образуется при столкновении.
Рассмотрим столкновение автомобиля с каким-либо препятствием. Здесь можно выделить 2 этапа: момент соприкосновения, длящийся до момента наибольшего сближения; и момент перемещения автомобиля, длящийся до их разъединения.
На первом этапе кинетическая энергия движения автомобилей переходит частично в потенциальную энергию упругой деформации, в тепловую энергию, и др.
На втором этапе потенциальная энергия упругой деформации уже преобразуется снова в кинетическую энергию автомобиля. Если рассматривать совершенно неупругие тела, то удар обычно заканчивается на первом этапе. Мы сможем наблюдать продолжение совместного движения как одного целого и с одинаковой скоростью.
Во всем мире инженеры изучают последствия лобовых столкновений легковых автомобилей. Существуют специальные полигоны. На таких полигонах испытывают автомобили на столкновения. Значительные повреждения получают обычно узлы и детали передней части: бампер, капот, крылья, радиатор. Такие повреждения происходят в считанные доли секунд.
Даже если автомобиль движется с умеренной скоростью, кинетическая энергия его велика. При ударе автомобиля в неподвижную прочную стену большой массы, поглощается вся энергия удара. Жесткая стена практически не подвергается деформации. При лобовом столкновении двух одинаковых легковых автомобилей весом по 1800 кг на скорости 50 км/ч получим эффект аналогичный удару о неподвижную стену. А если один автомобиль движется медленнее другого, то суммарная энергия, которая выделяется при столкновении, будет меньше, чем в предыдущем случае. Автомобиль же с меньшим весом или движущейся с меньшей скоростью получит большую энергию, чем та, которой он обладал к моменту столкновения.
Кинетическая энергия при движении автомобиля в момент столкновения превращается в механическую энергию. При столкновении сила удара будет уменьшена в том случае, если автомобиль или его деталь после удара переместятся на возможно большее расстояние. Качество легкового автомобиля для безопасности пассажиров определяется способностью его поглощать энергию удара. Должна быть обеспечена возможность автомобиля после столкновения пройти такое расстояние, которое ограничивало бы воздействие на водителя и пассажиров. И водитель, и пассажиры после мгновенной остановки в результате столкновения автомобиля еще продолжают двигаться, сохраняя скорость движения. В эти мгновения и получают водитель и пассажиры травмы со смертельным исходом. Это и удар головой о ветровое стекло, и удар грудью о рулевое колесо.
Имейте в виду, что при скорости уже в 100 км/ч результаты от удара будут иметь самые плачевные последствия для людей, находящихся в автомобиле. Проводились неоднократные испытания. Трудно вообразить, какой должна быть «безопасная» конструкция автомобиля, позволяющая поглотить такую огромную энергию и еще и гарантировать безопасность для людей в автомобиле.
Главное для водителя предотвратить лобовое столкновение. Именно лобовое столкновение приводит к наибольшим разрушениям кузова автомобиля. При лобовом столкновении вероятность получения тяжелых травм водителю и пассажирам многократно увеличивается.
1. Во избежание лобового столкновения, следует постараться направить автомобиль в сторону от дороги. Это может быть кювет, кустарник, сугроб, и т.д. Не забывайте, что пологие откосы, а также мелкий кустарник, и сугробы менее опасны при наезде, чем большие деревья, столбы или стена.
2. Не забывайте, что удары, полученные по касательной или сзади, даже съезд с дороги с опрокидыванием менее опасны, чем лобовое столкновение.
3. Если произошел неожиданный выезд встречного автомобиля Вам в лоб, или в непосредственной близости от Вашего автомобиля, то фронтальному удару лучше предпочесть удар по касательной или столкновение с попутным автомобилем.
4. Аналогично можно посоветовать и в ситуациях, когда на дороге появляется крупное животное. Если у Вас нет возможности избежать такого столкновения, то, поверьте, лучше уж сбить животное, чем удариться о неподвижное препятствие, которым может быть дерево или столб. Последствия могут быть более драматичными.
5. При ударе в бок, в середину кузова, автомобиль будет подвержен большей деформации, нежели при фронтальном столкновении. Кузов автомобиля в поперечном направлении обладает меньшей жесткостью. А это приводит к тяжелым травмам водителя и пассажиров автомобиля, в бок которого произошел удар.
6. Если Вы не сразу заметили приближающийся сбоку автомобиль, а остановка Вашего авто неизбежно приведет к столкновению, то нужно наоборот, увеличивая скорость, попытаться уклониться от столкновения.
7. Для того чтобы уменьшить последствия столкновения, нужно постараться перевести боковое столкновение в заднее или столкновение с ударом по касательной.
8. Если не избежать бокового удара. То нужно постараться уйти от удара в середину кузова. Для этого нужно поставить автомобиль таким образом, чтобы удар пришелся или на переднюю, или на заднюю его часть. Лучше будет, если удастся поставить автомобиль под острым углом к ударяющему автомобилю.
9. Если происходит неожиданный выезд транспортного средства с второстепенной дороги, то следует также предпочесть удар по касательной боковому удару. А для этого Вам необходимо повернуть руль в сторону его движения. Правда это возможно в том случае, когда есть свободное пространство и нет встречного транспорта.
10. Если Вам не избежать бокового столкновения с грузовым автомобилем, то необходимо обязательно избежать удара в его бензобак. Иначе может быть пожар.
11. Столкновение с ударом сзади чаще всего происходит, если Вам приходится быстро сбросить скорость или остановиться. Водитель транспортного средства, который едет за Вами не успевает так быстро снизить скорость или остановиться. Чаще всего это бывает тогда, когда не соблюдается дистанция между автомобилями или из-за невнимательности водителя.
12. Если Ваш автомобиль стоит, но есть опасность удара сзади, то можно уменьшить последствия столкновения, если удастся проехать вперед либо освободить полосу движения. Если впереди нет транспортных средств, то в момент удара лучше не тормозить.
13. Если есть опасность удара Вашим автомобилем в заднюю часть движущегося перед Вами автомобиля, то постарайтесь, чтобы удар пришелся не по центру.
Итак, в нашей статье, «Что происходит с автомобилем при столкновении на большой скорости», мы рассказали Вам не только, что может произойти при столкновении автомобилей, но и дали Вам рекомендации, как уменьшить последствия такого столкновения.
Источник статьи: http://www.autoshcool.ru/1740-chto-proisxodit-s-avtomobilem-pri-stolknovenii-na-bolshoj-skorosti.html
Столкновение транспортных средств
КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ СТОЛКНОВЕНИЯ
I. По направлению движения ТС.
1. Продольное — столкновение без относительного смещения ТС в поперечном направлении, т.е. при движении их параллельными курсами (угол α равен 0 или 180 градусам).
2. Перекрестное — столкновение при движении ТС непараллельными курсами, т.е. когда одно из них смещалось в поперечном направлении в сторону полосы движения другого (уголαне равен 0 или 180 градусам).
II. По характеру взаимного сближения ТС.
Признак ДТП определяется величиной угла столкновения.
По этому признаку столкновения делятсяна:
1. Встречное — столкновение, при котором проекция вектора скорости одного ТС на направление скорости другого противоположна этому направлению; ТС сближались с отклонением навстречу друг другу (угол α > 90; 270 градусов).
3. Поперечное — столкновение, при котором проекция вектора скорости одного ТС на направление скорости другого равна О (угол α равен 90; 270 градусам).
III. По относительному расположению продольных осей ТС.
Признак определяется величиной угла взаимного расположения их продольных осей.
По этому признаку столкновения делятся на:
1. Прямое — столкновение при параллельном расположении продольной или поперечной оси одного ТС и продольной оси второго ТС (угол α равен 0; 90 градусам).
2. Косое — столкновение, при котором продольные оси ТС’ располагались по отношению друг к другу под острым углом;
(угол α не равен 0; 90 градусов).
IV. По характеру взаимодействия ТС при ударе.
Признак определяется по деформациям и следам на участках контакта.
По этому признаку столкновения делятся на:
1. Блокирующее — столкновение, при котором в процессе контактирования относительная скорость ТС на участке контакта к моменту завершения деформаций снижается до 0.
2. Скользящее — столкновение, при котором в процессе контактирования происходит проскальзывание между контактировавшими участками вследствие того, что до момента выхода ТС из контакта друг с другом скорости движения их не уравниваются.
3. Касательное — столкновение, при котором вследствие малой величины перекрытия контактировавших частей ТС получают лишь несущественные повреждения и продолжают движение в прежних направлениях (с незначительным отклонением и снижением скорости). При таком столкновении на участках контакта остаются горизонтальные трассы (царапины, притертости).
V. По направлению удара относительно центра тяжести.
Признак определяется по направлению вектора равнодействующей векторов ударных импульсов.
По этому признаку столкновения делятся на:
1. Центральное — когда направление линии столкновения проходит через центр тяжести ТС.
2. Эксцентрическое — когда линия столкновения проходит на некотором расстоянии от центра тяжести, справа (правоэкс-центрическое) или слева (левоэксцентрическое) отнего.
VI. По месту нанесения удара.
По этому признаку столкновения делятся на:
1. Переднее (лобовое) — столкновение, при котором следы непосредственного контакта при ударе о другое ТС расположены на передних частях.
2. Переднее угловое правое и переднее угловое левое—столкновение, при котором следы контактарасположены на задних и прилегающих к ним боковых частях ТС.
3. Боковое правое и боковое левое — столкновение, при котором удар был нанесен в боковую сторону ТС.
4. Заднее угловое правое и заднее угловое левое — столкновение, при котором следы непосредственного контакта расположены на задних и прилегающих к ним боковых частях ТС.
5. Заднее — столкновение, при котором следы контакта, возникшие при ударе, расположены на задних частях ТС.
Источник статьи: http://studopedia.su/9_85247_stolknovenie-transportnih-sredstv.html
§ 3. Установление угла взаимного расположения TC и направления удара в момент столкновения
Экспертное исследование следов и повреждений на TC позволяет установить обстоятельства, определяющие вторую стадию механизма столкновения — процесс взаимодействия при контактировании.
Основными задачами, которые могут быть решены при экспертном исследовании следов и повреждений на ТС, являются:
1) установление угла взаимного расположения TC в момент столкновения;
2) определение точки первоначального контакта на ТС. Решение этих двух задач выявляет взаимное расположение TC в момент удара, что позволяет установить или уточнить их расположение на дороге с учетом оставшихся на месте происшествия признаков, а также направление линии столкновения;
3) установление направления линии столкновения (направление ударного импульса — направление относительной скорости сближения). Решение этой задачи дает возможность выяснить характер и направление движения TC после удара, направление травмирующих сил, действовавших на пассажиров, угол столкновения и др.;
4) определение угла столкновения (угла между направлениями движения TC перед ударом). Угол столкновения позволяет установить направление движения одного ТС, если известно направление другого, и количество движения TC в заданном направлении, что необходимо при выявлении скорости движения и смещения от места столкновения.
Кроме того, могут возникать задачи, связанные с установлением причин и времени возникновения повреждений отдельных деталей. Такие задачи решаются, как правило, после изъятия поврежденных деталей с TC путем комплексного исследования автотехническими, трасологическими и металловедческими методами.
Определение угла взаимного расположения TC Oo по деформациям и следам на TC с достаточной точностью возможно при блокирующих ударах, когда относительная скорость сближения TC в местах их контакта падает до нуля, т. е. когда практически вся кинетическая энергия, соответствующая скорости сближения, расходуется на деформации.
Принимается, что за короткое время образования деформаций и гашения относительной скорости сближения продольные оси TC не успевают заметно изменить своего направления. Поэтому при совмещении контактировавших поверхностей деформированных при столкновении парных участков продольные оси TC будут расположены под тем же углом, что и в момент первоначального контакта.
Следовательно, для установления угла ао необходимо найти парные, контактировавшие при столкновении участки на обоих TC (вмятины на одном ТС, соответствующие конкретным выступам на другом, отпечатки характерных деталей). Следует иметь в виду, что выбранные участки должны быть жестко связаны с ТС.
Расположение участков на частях ТС, смещенных, сорванных в процессе движения после удара, не позволяет определить угол ао, если невозможно с достаточной точностью установить их положение на TC в момент завершения деформации при ударе.
Угол взаимного расположения ао находится несколькими способами.
Определение угла ао при непосредственном сопоставлении повреждений ТС. Установив на TC две пары контактировавших участков, расположенных по возможности на наибольшем расстоянии друг от друга, размещают TC так, чтобы расстояния между контактировавшими участками в обоих местах были одинаковыми (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Схема определения угла взаимного расположения TC при столкновении по двум парам контактировавших участков
При непосредственном сопоставлении TC легче и точнее можно определить контактировавшие точки. Однако сложность доставки в одно место обоих ТС, когда они нетранспортабельны, и трудность их размещения относительно друг друга в некоторых случаях могут сделать нецелесообразным использование этого способа.
Способ измерения угла O0 зависит от характера деформаций корпуса ТС. Он может быть измерен между бортами ТС, если они не повреждены и параллельны продольным осям, между осями задних колес, между специально проложенными линиями, соответствующими недеформированным частям корпуса ТС.
Определение угла ао по углам отклонения следообразующего объекта и его отпечатка.
Нередко после столкновения на одном из TC остаются четкие отпечатки частей другого — ободков фар, бамперов, участков облицовки радиатора, передних кромок капотов и др.
Замерив углы отклонения плоскости следообразующего объекта на одном TC и плоскости его отпечатка на другом (углы Xi и х?) от направления продольных осей ТС, определим угол по формуле
где
— угол взаимного расположения, отсчитываемый от направления продольной оси первого ТС.
Направление отсчета углов в расчетах принимается против часовой стрелки.
Определение угла ао по расположению двух пар контактировавших участков. В тех
случаях, когда на деформированных частях TC отсутствуют отпечатки, позволяющие замерить углы отклонения плоскости контактирования от продольной оси, необходимо найти, по крайней мере, две пары контактировавших участков, расположенных как можно дальше друг от друга.
Замерив углы отклонения от продольных осей прямых, соединяющих между собой эти участки на каждом TCl, угол ао определим по той же формуле, что и в предыдущем
случае. 
Когда удар при столкновении носит резко эксцентричный характер, после удара TC разворачивается на значительный угол, а глубина взаимного внедрения велика, TC успевает за время деформации развернуться на (некоторый угол Да, который может быть учтен, если требуется высокая точность определения угла ао.
Приближенно величина поправки Да может быть определена путем следующего расчета:
Эта формула приближенная; она выведена из условий равномерного снижения до нуля относительной скорости сближения центров тяжести TC при столкновении и равномерного уменьшения до нуля угловой скорости TC к моменту остановки.
Следует иметь в виду, что при эксцентричном столкновении TC могут разворачиваться в разных направлениях. В этом случае углы Да нужно определять для обоих TC и поправка равна сумме этих углов.
При развороте TC одного типа (имеющих близкие по значению массы) в одном направлении поправка представляет собой разность углов и является очень незначительной, поэтому проведение расчета нецелесообразно.
При столкновении ТС, имеющего большую массу, с более легким угол Да определяется только для более легкого ТС.
Относительную скорость (скорость встречи V0) проще всего определить графоаналитическим путем, построив треугольник по двум сторонам и углу между ними (см. рис. 1.3). Можно определить ее и с помощью расчетов:
Пример. В результате удара левая фара автомобиля № 1 была развернута влево под углом 
к продольной оси. Отпечаток фары на облицовке радиатора автомобиля № 2 развернут вправо на угол 
Скорости автомобилей перед столкновением
Взаимное внедрение автомобилей в направлении удара 0,8 м.
После удара автомобиль № 1 сместился без разворота, автомобиль № 2 развернулся на угол її 2= 180°, продвинувшись к месту остановки н
Коэффициент сцепления
Источник статьи: http://scicenter.online/kriminalisticheskaya-metodika-scicenter/ustanovlenie-ugla-vzaimnogo-raspolojeniya-163633.html