Оценка пассивной безопасности.

Для выявления эффективности функционирования систем и подсистем обеспечения ПБ разработана система критериев оценки.

1) Фактор тяжести F_T=N_c/N_p (N_c,N_p – кол-во погибших и раненых). F_T=N_c+N_p/N_дтп (при V_a <14 м/с F_T=0,05, при увеличен. до 35 м/с F_T=0,4). Иногда удобнее применять удельные показатели: --кол-во ДТП на 1 млн жителей, число погибших/число травмирован. на 1000 а\м, на 1 млн а\м, на 1 млн жителей, на 1млн км пробега.

2) Коэффициент опасности Коршакова К_ОП=(K₁N_Л+K₂N_Т+K₃ N_С)/(N_Л+N_Т+N_С+N_О) (K_1,K_2,K₃ - коэффициент тяжести последствий для легких, тяжелых, смертельных травм). К легким относят поврежден. вызывающие заболевания длительностью до 28 дней. Тяжелые – телесные поврежден. с длительностью лечения свыше 28 дней или утратой трудоспособности более чем на 35%. Смертельные – при которых смерть зафиксирована на месте ДТП или не позднее 7 суток с момента аварии.

3) Условный показатель опасности Рейнгольда. V_оп=В₁N₁+B₂N₂+B₃N₃+B₄N₄ (N_1,2,3,4 – число ДТП без нанесения повреждений, с легкими телесными повреждениями, с тяжелыми поврежден., со смертельными ранениями; В₁=1,В₂=5,В₃=70,В₄=130). Средняя тяжесть ДТП V_ср=V_оп/N (N - кол-во ДТП).

4) Для оценки уровня ПБ в салоне были предложены показатели обеспечения безопасности и комплексный показатель ПБ

а) К_с=n_c /N; K_л=N_л/N; K_T=N_T/N (n_с,N_л,N_т – кол-во погибших, легко раненых, тяжело раненых).

б) Комплексный показатель К_о=(N_лB_л+N_тB_т+N_сB_с)/N (В_л =1;В_с =64,5;В_т=23,4).

5) Критерии оценки основных свойств системы обеспечения ПБ. Для оценки эффективности функционирования системы ПБ применяется комплексный показатель К_с=n_c/(K_vn); K_T=n_T/(K_vn) (K_v – коэффиц. тяжести ДТП). ∑К_пб=(К₁∑n_Т+К₂∑n_c)/∑К_v (К₁ =12,2;К₂=65,4 – коэф. тяжести травмирования).

Для оценки эффективности функционирования отдельных подсистем используют следующие коэффициенты а) Для «а\м. - пешеход» K_ПС=n_ПС/(K_vn_п); K_ПТ=n_ПТ/(K_vn_п) (n_п – кол-во пассажиров попавших в ДТП). б) «а\м. – объект соударения», «а\м. – груз – удерживающее средство для груза - человек», «а\м. – человек – удерживающее средство для человека». Коэффициенты смертности и травмирования определяется аналогично. При этом учитываются погибшие и травмированные водит. и пассажиры по причине неоптимальных характеристик оцениваемых подсистем. Вместо числа пешеходов принимается общее число ДТП. В связи с тем, что сложно дифференцированно определить причины травмирования необходимо использовать существующие статистические методы.

25. Внешняя пассивная безопасность как способ повышения БТС.

Пассивная безопасность – свойство АТС снижать тяжесть последствий ДТП.

Основным требованием внешней пассивной безопасности является обеспечение такого конструктивного выполнения наружных поверхностей и элементов автомобиля, при котором вероятность повреждений человека этими элементами в случае ДТП была бы минимальной. Как известно, значительное количество происшествий связано со столкновениями и наездами на неподвижное препятствие. В связи с этим одним из требований к внешней пассивной безопасности автомобилей является предохранение водителей и пассажиров от ранений, а также самого автомобиля от повреждений с помощью внешних элементов конструкции.

Травмобезопасный бампер — смягчает удары автомобиля о препятствия при малых скоростях движения. Конструкция бампера должна обеспечивать необходимое соотношение жесткости и прочности, чтобы при столкновении на небольших скоростях бампер смягчал удар и защищал от повреждения кузов автомобиля и пассажиров, а при столкновении на значительных скоростях бампер и передняя часть автомобиля деформировались бы совместно, поглощая значительную часть энергии удара и защищая водителя и пассажиров от серьезных травм. Известны конструкции бамперов, которые соединены с кузовом посредством упругих резиносодержащих элементов или телескопических амортизаторов. Пределом выносливости перегрузок для чел. является 50—60g. При скоро 50 км/ч энергия превышает допустимую примерно в 10 раз. Следовательно, задача состоит в снижении ускорения тела человека при столкновении за счет продольных деформаций передней части кузова автомобиля, при которых поглощалось бы как мож но больше энергии.

Пассивная безопасность автомобиля определяется его способностью поглощать энергию удара при столкновении. Перегрузки, возникающие при столкновении автомобиля; препятствием, могут быть определены по формуле j =V_a²/(2ΔS) ΔS — величина деформации. Следовательно, чем больше деформация автомобиля и чем дольше она происходит, тем меньшие перегрузки испытает человек.

К внешней пассивной безопасности имеют отношение декоративные элементы кузова, дверные ручки, зеркала и другие детали, закрепленные на кузове автомобиля. На современных а\м применяются утопленные ручки дверей, не наносящие травм пешеходам. Стараются не применять выступающие эмблемы заводов и фигуры на передней части автомобиля. На внешнюю пассивную безопасность влияет, и форма профиля передней части автомобиля в плане. Современные автомобили не имеют захватывающих элементов передней части кузова (выступающих фар, способствующих захвату пешехода при наезде, удержанию его на передней части автомобиля и увеличению числа и тяжести травм). Бамперы некоторых автомобилей имеют пластмассовые боковые части, что способствует снижению тяжести травм пешеходов и повреждений других ТС.

 

26. Внутренняя пассивная безопасность как способ повышения БТС.

Пассивная безопасность – свойство АТС снижать тяжесть последствий ДТП.

Требования к внутренней пассивной безопасности: 1. создание условий, при которых человек мог бы безопасно выдержать значительные перегрузки; 2. исключение травмоопасных элементов внутри кузова (кабины).

Автомобиль при наезде на неподвижное препятствие обладает высокой кинетической энергией удара. Вся эта энергия должна рассеяться в доли секунды. Она превращается в работу деформации кузова автомобиля и его узлов. Пассивная безопасность автомобиля определяется его способностью поглощать энергию удара при столкновении.

Водитель и пассажиры при столкновении после мгновенной остановки автомобиля еще продолжают двигаться, сохраняя скорость движения, которую автомобиль имел перед столкновением. Именно в это время происходит большая часть травм в результате удара головой о ветровое стекло, грудью о рулевое колесо и рулевую колонку, коленями о нижнюю кромку щитка приборов. Мышечные усилия конечностей и силы трения о поверхность сидения невелики по сравнению с инерционными нагрузками и не могут препятствовать перемещению человека. Водитель контактирует с псевдоудерживающими устройствами - происходит вторичный удар. Параметры этого удара зависят от скорости а\м., его замедления, расстояния перемещения человека, массы, а т.ж. от прочности и твердости деталей о которые он ударяется. При высоких скоростях может возникнуть третичный удар – перемещение под действием сил инерции внутренних органов вперед и мозгового вещества. Органы ударяются об элементы костей черепа, скелета. При разработке мероприятий по пассивной безопасности в первую очередь уделяется внимание обеспечению безопасности водителя и пассажира, находящегося на переднем сиденье. Конструкция и жесткость кузова автомобиля выполняются такими, чтобы при столкновениях деформировались передняя и задняя части кузова, а деформация салона (кабины) была по возможности минимальной для сохранения зоны жизнеобеспечения (минимально необходимого пространства, в пределах которого исключено сдавливание тела человека). Меры, снижающие тяжесть последствий при столкновении: --рулевое колесо и колонка должны перемещаться и поглощать энергию удара (телескопировать), а также распределять удар по груди водителя без нанесения ему травм; --должна быть исключена возможность выброса или выпадения пассажиров или водителя (надежность дверных замков); --должны быть предусмотрены индивидуальные защитные и удерживающие средства для всех пассажиров и водителя (ремни безопасности, подголовники, пневмоподушки); --перед пассажирами и водителем не должно быть травмоопасных элементов; --стекла (ветровые, боковые) не должны быть травмоопасными.

Эффективность применения ремней безопасности в сочетании с другими мероприятиями пассивной безопасности подтверждена статистическими данными. Так, использование ремней уменьшает количество травм на 60-75%. Резко снижается также и тяжесть последствий ДТП. При наличии ремней безопасности пассажир перемещается на расстояние, которое может достигать 1 м, благодаря упругим деформациям передних частей автомобиля, а также амортизирующим качествам самого ремня. Одним из эффективных способов решения проблемы ограничения перемещения водителя и пассажиров при столкновении является применение пневматических подушек. Эта система не только эффективна и удобна, так как срабатывает автоматически при ударе и в обычном состоянии и не стесняет движений водителя и пассажиров. Подушки встроены в центральную часть рулевого колеса, в приборный щиток и заднюю часть спинок переднего сиденья. В момент удара срабатывает электронный датчик и происходит наполнение подушки сжатым воздухом в течение 30-40 мс. Человек после столкновения перемещается вперед в сторону наполненной подушки, сжимая находящийся в ней газ, который выпускается через калиброванное отверстие в атмосферу. Таким образом, поглощается кинетическая энергия удара.

 

27. Жизненное пространство а\м, как способ повышения БД.

Для предотвращения травмирования человека вследствие деформаций кузова, в а\м необходимо обеспечить наличие жизненного пространства для водителя и пассажиров. В пределах этого пространства исключается/ снижается вероятность травмирования. Оно д.б. не < объема занимаемого телом человека, а его форма должна соответствовать фиксированному, с помощью защитных удерживающих средств, положение человека. При действии внешних сил характерных для условий ДТП отдельные части тела человека имеют частичную удерживающую связь с элементами удерживающих средств. И занимают такие положения, при которых их связь с защитным удерживающим средством становится удерживающей. В этом положении человек имеет характерную позу – «начальное адаптированное положение человека в а\м».

В процессе ДТП происходит перемещение тела из-за деформации удерживающих устройств. После их деформации, когда скорость а\м =0, тело занимает «конечное адаптивное положение». Жизненное пространство – минимальное пространство в а\м, необходимое для жизнеобеспечения адаптированного, использующего защитные удерживающие средства, человека в условиях ДТП без болевых ощущений в результате его контакта с элементами кузова.

Основные методологические принципы положенные в основу определения жизненного пространства: 1) Определение размеров жизненного пространства должно проводиться с позиции системного подхода к вопросам обеспечения безопасной конструкции а\м. 2) Размеры жизненного пространства должны определяться на основе антропометрических характеристик тела человека и биомеханического анализа возможности адаптации и кинематики перемещения тела в а\м при ДТП. 3) Минимальные размеры жизненного пространства должны нормироваться для отдельных типов ДТП, при которых происходят травмоопасные деформации салона. 4) оценка жизненного пространства должна проводиться для конкретного места в а\м.

При разработке методологии определения жизненного пространства и оценки деформации а\м при фронтальных столкновениях были поставлены и решены след. задачи:

1. Определены начальное и конечное адаптивное положение человека в а\м.

2. Проведены антропометрические измерения с целью уточнения размеров жизненного пространства.

3. Уточнены размеры жизненного пространства по результатам исследований кинематики движения человека при имитации фронтального столкновения в условиях динамических испытаний.

4. Разработана методология оценки деформаций салона и отдельных его элементов при фронтальном. столкновении.

Адаптированное положение человека в а\м при фронтальных столкновениях определяется на основе биомеханического анализа перемещений человека/манекена, закрепленного удерживающим устройством (диагонально-поясные ремни.). В этом случае было доказано, что имеется начальное и конечное адаптированное положение человека при ДТП. Поза человека в начальном адаптированном положении: голова наклонена вперед ≈ 50º, ноги размещены вплотную к сидению, голени перпендикулярно к полу, при этом в сравнении с нормальной посадкой человека в а\м наклон головы требует увеличения жизненного пространства впереди и позволяет несколько уменьшить его сверху. Размещение голени у сиденья позволяет значительно уменьшить пространство впереди, но требует некоторого увеличения пространства в области размещения колен. При определении позы человека в конечном адаптированном положении принято считать, что перемещение за счет растяжения ремней безопасности происходит относительно неподвижных ступеней ног в положении, которое характерно для начального адаптированного положения. Ноги могут занять такое положение по разным причинам: 1) как следствие допустимой деформации передней стенки кузова. 2) в следствии специфической позы человека. В силу антропометрических особенностей человека посадки могут отличаться друг от др.

При ДТП причинами травмирования человека является: перемещение сидений и задней стенки кабины. По результатам проведенных антропометрических исследований были определены зоны возможного перемещения головы, руки, коленного сустава, голени. На основе данных исследований была разработана таблица контрольных точек жизненного пространства при столкновении. Опираясь на табличные координаты жизненного пространства, была разработана методика оценки деформации салона и перемещения отдельных элементов интерьера. В соответствии с данной методикой необходимо –построить графическую схему интерьера салона до и после испытаний; -нанести координаты наиболее выступающих внутрь салона деталей интерьера, расположенных в зоне ограниченной продольными вертикальными плоскостями, отстоящими на 175мм по обе стороны от средней плоскости сиденья; -нанести положение точки R сидений до и после испытаний. Более выступающий внутрь салона интерьера, который располагают в зоне, ограниченной продольными вертикальными плоскостями, отстоящими на 175 мм по обе стороны от средней плоскости сиденья; - построить внутреннюю границу жизненного пространства, принимая за начало координат точку R после испытаний; - построить внешнюю границу жизненного пространства, принимая за начало координат точку R до испытаний; - определить зоны нарушения жизненного пространства и элементы интерьера, нарушившие границу жизненного пространства. Разработанная методика универсальна и обеспечивает возможность оценки деформации и перемещения для любых типов АТС. Аналогично определяются и жизненное пространство при опрокидывании а\м. Для исследований жизненного пространства используются спец. манекены. Проводится crash-тест.