Встроенные защитные средства при столкновениях в легковых автомобилях

Введение

Автомобили являются непременными участниками подавляющего количества дорожно-транспортных происшествий. Согласно данным полиции, в 1995 г. водители и пассажиры автомобилей составили 72% от общего количества лиц, травмированных на дорогах в Норвегии. Реальная доля травмированных несколько ниже, поскольку ДТП, в которых механические транспортные средства не вовлечены, реже докладываются в полицию, чем ДТП с участием механических транспортных средств. Тем не менее, водители и пассажиры автомобилей являются той группой участников дорожного движения, которая чаще фигурирует в сводках дорожно-транспортных происшествий, чем какая-либо другая категория.

За последние 30 лет встроенные защитные средства на автомобилях стали значительно эффективнее. Изучение тяжести дорожно-транспортных происшествий, отраженных в отчетах полиции в течение длительного времени, показало, что в период 1966-1991 гг. в Норвегии возросла доля легко травмированных лиц - с 56% в 1966 г. до 85% в 1991 г. (Elvik, 1993). Согласно тем же сводкам полиции, в этот же период доля лиц, погибших в результате ДТП, снизилась с 4,7% до 2,7%. Сведения, взятые из статистики, свидетельствуют также о том, что все большее количество ДТП ведет лишь к повреждению материальной части автомобилей.

Но интерьер автомобиля попрежнему является важнейшим фактором травматизма для водителей и пассажиров автомобилей. Британские и американские исследования (Harms, 1992; National Highway Traffic Safety Administration, 1995; Thomas og Bradford, 1995) показывают, что важнейшими частями автомобиля, ведущими к травмам при лобовых столкновениях, являются рулевое колесо, приборная панель, лобовое стекло и дверные стойки. Встроенное средство защиты при столкновении является собирательным наименованием ряда улучшений внутренней конструкции автомобиля с целью сокращения степени травматизма при ДТП.

Встроенное средство защиты включает в себя все изменения в конструкции автомобиля, которые преследуют цель сократить размер травматизма для тех, кто находится в автомобиле во время ДТП.

Описание мероприятий

Встроенные защитные средства включают в себя ряд конструктивных решений. В этом параграфе рассматриваются следующие:

• податливая рулевая колонка;
• ламинарное ветровое стекло;
• улучшение способа крепления ветрового стекла;
• обивка и измененная форма приборной панели;
• подголовники;
• более надежные дверные замки;
• подпорные дверные балки;
• подпорка крыши;
• стандартизация требований мощности при испытании на столкновение.

В дополнение к этим элементам пассивной безопасности конструкции автомобиля часто дополняются передний и задний бамперы автомобиля в качестве встроенного средства защиты. Влияние этих средств защиты рассматривается в п. 4.19, где речь идет о массе автомобиля, поэтому этот вопрос не освещается в этом параграфе. Ремни и надувные подушки безопасности также описывается в отдельных параграфах (см. п. 4.12 и п. 4.14).

Податливая рулевая колонка в качестве стандартного оборудования применяется на американских автомобилях с конца 1960-х годов и ее использование является обязательным требованием для всех автомобилей. Податливая рулевая колонка сконструирована таким образом, что она не вдавливается в салон автомобиля при лобовом столкновении. Например, она может быть снабжена отсечным шарниром, который разваливается при сильном давлении или действует по принципу телескопа, когда различные звенья входят друг в друга.

Ламинарное ветровое стекло изготовлено из нескольких более тонких слоев стекла, наклеенных друг на друга. Это позволяет укрепить его таким образом, чтобы при ДТП голова легче проникала через ветровое стекло. Поскольку голова продавливается через ветровое стекло, то это может привести к очень серьезным травам (таким образом можно получить серьезную травму шеи).

Лучшее крепление ветрового стекла преследует цель воспрепятствовать его выпадению во время ДТП. В случае выпадения ветрового стекла сильно возрастает опасность того, что водитель и пассажир на переднем сиденье могут быть выброшены из автомобиля, что увеличивает риск получения серьезных травм.

Обивка и измененное размещение приборной панели заключают в себе наполнение рулевого колеса и приборной доски пенорезиной или другими относительно мягкими материалами с одновременным размещением приборной панели и отдельных приборов таким образом, чтобы уменьшить вероятность того, что водитель или пассажир могут удариться об на них в случае ДТП, чтобы возможные точки соприкосновения причиняли как можно меньше травм.

Подголовники представляют из себя или регулируемые подушечки, или удлиненные спинки сидений. Цель установки подголовников - ослабить эффект неконтролируемого движения головы вперед и назад при ДТП из-за другого транспортного средства сзади и таким образом уменьшить вероятность травмы шеи при подобных ДТП.

Установка более надежных дверных замков означает изменение их формы с целью воспрепятствования самопроизвольному открыванию дверей при ДТП. В случае открывания дверей увеличивается вероятность выпадения из автомобиля с последующим получением более тяжких телесных повреждений, чем при закрытых дверях.

Подпорные балки в дверях автомобиля призваны защитить лиц, находящихся в салоне, при боковых столкновениях. Такие балки повышают стойкость дверей к деформации, уменьшая таким образом риск их проникновения в салон.

Подпорка крыши призвана воспрепятствовать ее сдавливанию, когда автомобиль опрокидывается на крышу.

Стандартизация требований мощности при испытании на столкновение представляет собой максимальные границы для ГС-нагрузок на различные части тела, которая по американским нормам требуется при обязательном испытании новых автомобилей на столкновение. Проще говоря, под ГС-нагрузкой подразумевается: где и каким нагрузкам подвергается тело при внезапных и интенсивных изменениях движения автомобиля. ГС-нагрузка соотносится с силой гравитации (ГС), или ускорению силы тяжести (9,8 метра на сек2). Большая ГС-нагрузка означает большое ускорение, которое в свою очередь означает быстрые и интенсивные изменения движения. Все новые автомобили в США должны проходить серию испытаний на столкновение. Испытания проводятся с манекенами, которые снабжены измерительными приборами. Эти приборы измеряют ГС-нагрузку на различные части тела при заданном типе ДТП на заданной скорости.

Влияние на травматизм

Те меры, которые рассматриваются в этом параграфе, способствуют уменьшению травматизма при ДТП. Можно сказать, что они изначально не направлены на предотвращение ДТП, а лишь способствуют сокращению травматизма при ДТП, являясь элементами пассивной безопасности конструкции автомобиля. Проведен ряд исследований о влиянии на безопасность встроенных средств защиты в легковых автомобилях при столкновении. Большинство исследований проведено в США. Результаты, которые представлены здесь, основываются на следующих исследованиях:

Lindstrom og Cichowski, 1969 (США, податливая рулевая колонка).
Nahum, Siegel og Brooks, 1970 (США, податливая рулевая колонка).
Levine og Campbell, 1971 (США, податливая рулевая колонка).
O'Day og Creswell, 1971 (США, податливая рулевая колонка).
New York State Department, 1973 (США, податливая рулевая колонка).
McLean, 1974 (США, податливая рулевая колонка).
Kahane, 1981 (США, податливая рулевая колонка).
Mackay, Siegel og Hight, 1970 (Великобритания, ламинарное ветровое стекло).
Kahane, 1985 (США, ламинарное ветровое стекло, улучшенное крепление ветрового стекла).
Kahane, 1988 (США, приборная панель).
O'Neil l и др., 1972 (США, подголовники).
States и др., 1972 (США, подголовники).
McLean, 1974 (США, подголовники).
Cameron og Wessels, 1979 (Австралия, подголовники).
Kahane, 1982 (США, подголовники).
Nygren, Gustafsson og Tingvall, 1985 (Швеция, подголовники).
Friedel, Glaeser og Krupp, 1992 (Германия, подголовники).
McLean, 1974 (США, подпорные дверные балки).
Kahane, 1982 (США, подпорные дверные балки).
Huelke, Lawson og Marsh 1977 (США, подпорки крыши).
Kahane, 1984 (США, другие меры).
Kahane, 1989 (США, дверные замки и подпорки крыши).
Kahane, 1994 (США, мощности при испытании на столкновение).
Moffatt og Padmanaban, 1995 (США, подпорки крыши).

На основании этих исследований можно оценить в цифрах, которые даны в табл. 4.16.1, влияние различных мер пассивной безопасности на степень повреждений при ДТП.

Таблица 4.16.1. Влияние встроенных средств пассивной безопасности в легковых автомобилях на количество травм при ДТП

Типы ДТП	Процентное изменение количества травмированных
Степень повреждений в авариях	Лучшая оценка	Неуверенность во влиянии
Податливая рулевая колонка (по сравнению с неподатливой)
Лобовое столкновение	Погибшие	-12	(-15; -8)
Все травмированные	-24	(-29; -19)
Ламинарное ветровое стекло по сравнению с жестким ветровым стеклом
Лобовое столкновение	Погибшие	-20	(-24; -17)
Серьезно травмированные	-30	(-32; -29)
Легко травмированные	-9	(-10; -8)
Ветровое стекло с улучшенным креплением к автомобилю
Выбрасывание из автомобиля	Погибшие	-15	(-19; -12)
Все травмированные	-55	(-63; -46)
Контакт с ветровым стеклом	Все травмированные	-4	(-6; -2)
Обивка и измененная форма приборной панели
Лобовое столкновение	Все травмированные (легковые автомобили)	-22	(-35; -6)
Все травмированные (другие автомобили)	-18	(-40; +14)
Подголовники (по сравнению с автомобилями без них)
ДТП в результате наезда другого транспортного средства сзади	Погибшие (все типы повреждений)	+12	(+1; +24)
Травмы шеи (регулируемые)	-14	(-17; -11)
Травмы шеи (закрепленные)	-25	(-34; -17)
Более надежные дверные замки
ДТП с опрокидыванием автомобиля (выбрасывание)	Погибшие	-13	(-18; -8)
Подпорные дверные балки
Боковые столкновения	Погибшие	-1	(-4; +2)
Все травмированные	-16	(-18; -13)
ДТП без участия других лиц и транспортных средств (съезд в кювет с полотна дороги)	Погибшие	-19	(-22; -17)
Все травмированные	-21	(-26; -16)
Подпорки крыши
ДТП с опрокидыванием автомобиля	Погибшие	-75	(-79; -72)
Все травмированные	-35	(-36; -32)
Результат (хороший/плохой) при испытании на столкновение со специфическими требованиями мощности
Испытанные типы ДТП	Погибшие	-20	(-29; -10)

Податливая рулевая колонка уменьшает вероятность получения травмы при лобовом столкновении на 20%. Влияние на количество погибших, повидимому, будет несколько меньше, но не известно по какой причине. Ламинарное ветровое стекло уменьшает вероятность гибели на 20%, вероятность получения серьезных травм на 30% и вероятность легких травм на 10%.

Ветровые стекла, которые лучше укреплены, значительно уменьшают вероятность выбрасывания водителя и пассажира из автомобиля. Напротив, количество травм, полученных в результате контакта с ветровым стеклом, уменьшается незначительно. Обивка и измененное размещение приборной панели уменьшает вероятность получения травм при лобовых столкновениях на 20%. Подголовники, повидимому, имеют отношение к увеличению числа погибших в результате ДТП, связанных с наездом другого транспортного средства сзади. Не ясно, чем это можно объяснить, но многие регулируемые подголовники установлены слишком низко. Поэтому при ДТП они действуют скорее как "шееломатели", а не вспомогательное средство для предохранения от травмы шеи. Регулируемые подголовники уменьшают количество травм шеи при наезде сзади на 15%, зафиксированные подголовники сокращают такие травмы на 15%. Регистрация в связи с проведением агитационной кампании "Соблюдай дистанцию", которую проводило Норвежское общество автомобилистов каждый год с 1991 по 1995 гг., показала, что 60-66% водителей имели правильно установленные подголовники, 29-33% имели неправильно установленные подголовники и около 2-3% вообще не имели подголовников (Gjensidige, 1995). Частой ошибкой является низкая установка подголовников.

Влияние более надежных дверных замков подтверждено только статистикой погибших при ДТП, связанных с опрокидыванием автомобиля. Дверные замки, которые отвечают требованиям Federal Motor Vehicle Safety Standard 206 (США) уменьшают риск гибели в ДТП, связанных с опрокидыванием автомобиля, на 13%, чем дверные замки, которые не отвечают этим требованиям.

Подпорные дверные балки уменьшают вероятность получения травм при боковых столкновениях и при ДТП, происшедших без участия других лиц и транспортных средств, когда первый удар пришелся в дверь водителя автомобиля. Уменьшение вероятности получения травм составило здесь 15-20%.

Подпорки крыши уменьшают вероятность получения травм в ДТП, связанных с опрокидыванием автомобиля. Результаты, которые приведены, грубо говоря, показывают разницу между состоянием крыш автомобилей после ДТП- крыша, которая при ДТП вдавливается на 12 см и менее и крышей, которая вдавливается глубже. Те требования, которые были предъявлены к жесткости крыши автомобилей, не привели к увеличению ее жесткости и, таким образом, не учтены.

Автомобили, которые достигли хороших результатов при испытаниях на столкновение, на 20% реже попадали в ДТП со смертельным исходом, чем автомобили, показавшие плохие результаты при испытаниях. Обозначение "хорошие" и "плохие" результаты соотносятся с величинами ускорения манекена, который находится в автомобиле при испытании на столкновение.

Влияние на пропускную способность дорог

Не установлено влияние на пропускную способность дорог элементов пассивной безопасности конструкции автомобиля, которые описаны выше.

Влияние на окружающую среду

Принимаемые отдельные меры по повышении пассивной безопасности конструкции автомобиля увеличивают вес автомобиля. Это касается дверных подпорных балок и подголовников. Увеличение веса автомобиля увеличивает расход топлива и выброс отработанных газов, которые непосредственно связаны с расходом топлива.

Затраты

Имеется небольшое количество данных, касающихся стоимости тех мер, которые предлагаются в этом разделе. Kahane (1981) оценивает установку податливой рулевой колонки в 8,41 долл. (в долларах 1978 г.) на один автомобиль, плюс увеличение веса автомобиля на 0,5 кг. В пересчете на норвежские кроны по курсу 1995 г. это составило около 170 крон на один автомобиль. Увеличение расходов на топливо в связи с увеличением веса автомобиля в расчет не принималось. Kahane (1985) оценивает установку ламинарного ветрового стекла в 6 долл. на один автомобиль в ценах 1982 г. В пересчете на норвежские кроны по курсу 1995 г. это соответствует приблизительно 100 кронам на автомобиль. В том же самом докладе Kahane отмечает, что улучшение крепления ветрового стекла позволит сэкономить около 15 долл. на автомобиль (около 260 норвежских крон по курсу 1995 г.).

Kahane (1982) оценивает стоимость установки подголовников в ценах 1981 г. в 24,33 долл., плюс увеличение веса на 4,7 кг на автомобиль для регулируемых подголовников и 6,65 долл., плюс увеличение веса на 1,7 кг на автомобиль для фиксированных подголовников. В Норвегии обычно пользуются регулируемыми подголовниками. В пересчете на норвежские кроны по курсу 1995 г. стоимость составит около 430 крон на автомобиль. Увеличение расходов на топливо в связи с увеличением веса в расчет не принималось.

Средние общественно-экономические расходы на топливо для легковых автомобилей в Норвегии в 1995 г. составляли 0,28 крон на километр пути (Statens Vegvesen, руководство 140, 1995). Средний ежегодный пробег для легкового автомобиля составляет около 14.000 км. По нынешней оценке, общественно-экономические расходы на топливо при пробеге автомобиля в течение всей его "жизни", составляющей 200.000 км на автомобиль (15 лет) составляют около 35.700 крон на автомобиль.

На основании технических данных 48 моделей автомобилей (Opplysningsradet for veitrafikken /Просветительный совет дорожного движения/, 1993) подсчитано, что расход бензина, из расчета количества литров на милю при скорости 90 км/ч, увеличивается на 0,0004 литра при увеличении собственного веса автомобиля на 1 кг. Увеличение веса, например, на 5 кг увеличивает расход топлива на милю на 0,002 литра. Средний расход бензина на милю для легковых автомобилей в Норвегии составляет около 0,78 литра (Rideng, 1996). Следовательно, увеличение веса, например, на 5 кг, дает увеличение расхода топлива на 0,26%.

Дата добавления: 2015-06-27