Под пассивной безопасностью (ПБ) подразумевают комплекс эксплуатационных свойств транспортного средства, обеспечивающих снижение тяжести последствий ДТП. Пассивная безопасность вступает в действие, если водителю не удалось избежать аварии, и обеспечивает уменьшение инерционных нагрузок на водителя и пассажиров, ограничение перемещения их в кабине, защиту от травм, увечий при ударе, устранение возможности выбрасывания из кабины или салона транспортного средства в момент столкновения. Различают внутреннюю и внешнюю пассивную безопасность.
Внутренняя пассивная безопасность – свойства транспортного средства, снижающие тяжесть последствий ДТП для водителя и пассажиров, находящихся в транспортном средстве.
Внешняя пассивная безопасность — свойства транспортного средства, позволяющие снизить тяжесть последствий для других участников ДТП (пешеходов, водителей и пассажиров других транспортных средств).
Система обеспечения ПБ комплекса ЧАДС (человек-автомобиль-дорога-среда) включает пассивную безопасность автомобиля (А), дороги (Д), и человека (Ч). На рис 1 приведена схема структуры системы ПБ автомобиля..
Рисунок 1. Структура системы пассивной безопасности автомобиля
Уровень ПБ автомобиля характеризуется ударно-прочностными свойствами и возгораемостью. В таблице 1. даны критерии оценки основных свойств системы ПБ., принятые с учетом функционирования системы и подсистем.
Таблица 1. Критерии оценки основных свойств системы обеспечения ПБ
При оценке ударно-прочностных свойств используются три основных измерителя
- перегрузки человека (автомобиля) Nч
- деформации (перемещения) автомобиля Qа
|
|
- вероятность выбрасывания человека из автомобиля Рэч
Перегрузки человека и автомобиля изменяются в процессе ДТП
, где t – время процесса столкновения.
Деформации автомобиля возникают и изменяются в процессе ДТП и оцениваются значением Qа для i-го элемента, способного вызвать нарушение жизненного пространства или затруднить эвакуацию человека из автомобиля.
Вероятность выбрасывания человека из автомобиля Рэч зависит от угловой скорости 
и изменения поступательной скорости автомобиля 
.
Возгораемость автомобиля измеряется вероятностью его воспламенения при ДТП и характеризуется изменениями в процессе ДТП.
К комплексу пассивной безопасности относятся:
- свойства:
демпфирующие свойства передней и задней части автомобиля, бамперов;
надежность закрывания замков дверей;
- конструктивные особенности:
- безосколочное ветровое стекло; энергопоглощающая рулевая колонка; системы ограничения перемещения человека в салоне — ремни безопасности, подголовники, пневматические подушки;
- отсутствие острых и жестких выступающих внутренних панелей салона и ручек органов управления;
- средства защиты пешеходов выступающими снаружи деталями кузова автомобиля.
Эффективным средством обеспечения безопасности водителя и пассажиров автомобиля являются ремни безопасности. При столкновении автомобиля на скорости 50 км/ч человек, не пристегнутый ремнями, ударяется с силой, в 30 — 60 раз превышающей его собственный вес.
По статистике, риск серьезных ранений для пассажиров, пристегнутых ремнями безопасности на заднем сиденье, снижается в 2,86 раза. Кроме того, непристегнутый пассажир, находящийся на заднем сиденье, подвергает риску не только себя, но и тех, кто сидит спереди.
|
|
При резких фронтальных ударах пассажиры автомобиля полу чают ускорение до (40 — 50)g. Если имеется надежное амортизиру ющее средство, подобные ускорения могут быть перенесены без значительных травм. Для защиты водителя и пассажиров при фронтальных ударах применяют системы пневматических подушек, автоматически срабатывающих за короткий промежуток времени от момента удара автомобиля о препятствие до момента удара тела человека о рулевое колесо или элементы интерьера (0,03...0,04 с). При срабатывании пневматических подушек рассеивается до 90 % кинетической энергии удара.
По результатам исследований, проведенных в США, пневматические подушки снижают риск смертельного исхода для водителей: на 31 % при прямом лобовом столкновении; 19 % при всех лобовых столкновениях; 11 % при любом другом столкновении.
При испытаниях на лобовое столкновение легковых автомобилей, оборудованных пневматическими подушками, принимая в расчет их массу, были получены следующие результаты снижения риска гибели водителя:
• легкие автомобили (вес до 1 260 кг) — на 31 %;
• средние автомобили (вес 1 260... 1 420 кг) — на 25 %;
• тяжелые автомобили (вес более 1 420 кг) — на 39%. Надежность защиты водителя и пассажиров от получения травм различной степени тяжести и гибели увеличивается при комбинировании разных систем ограничения перемещения человека в салоне.
Так, в случае использования пневматических подушек снижение риска получения травм, угрожающих жизни человека, достигает 40%, травм средней тяжести — 10%, а при совместном использовании пневматических подушек и ремней безопасности соответственно 64 и 66 %.
|
|
В случае бокового столкновения водитель и пассажиры получают серьезные ранения от удара о дверь. Для того чтобы снизить тяжесть таких ранений, для дверей используют специальные заполнители и современные композитные материалы, хорошо поглощающие энергию удара. Некоторые производители оборудуют свои автомобили системами защиты от удара о боковые элементы автомобиля, а именно боковые пневматические подушки (от удара о двери) и пневматические шторы (от удара о наддверную часть потолка). Такие системы постепенно становятся обязательным атрибутом новых автомобилей, их задача — поглощение энергии удара головы и грудной клетки человека о потолок, дверь и внешние объекты (например, дерево, столб или другое транспортное средство). Боковые пневматические подушки могут устанавливаться в двери, сиденье или балке автомобильной рамы.
Важный элемент внутреннего обустройства автомобиля — сиденья. Использование сидений специальной конструкции можетсущественно повысить безопасность водителя и пассажиров, чтодостигается применением амортизаторов, усилением креплений сидений, фиксацией спинок передних сидений защелками, ограничением перемещения головы в момент удара при помощи подголовников. В последние годы серьезное внимание стали уделять надежному креплению подушки заднего сиденья и его спинки. При фиксации спинок сидений с помощью защелки пассажиры на заднем сиденье не ударяются о детали интерьера передней части салона.
Большое внимание должно уделяться пассивной безопасности детей. Детей массой до 9 кг обязательно следует перевозить в детском кресле с обратной посадкой, установленном на заднем сиденье и пристегнутом ремнями безопасности. Заднее сиденье всегда безопаснее переднего, даже оборудованного пневматической подушкой.
Детей массой более 9 кг следует перевозить в детском кресле с посадкой лицом вперед, а затем в детском удерживающем устройстве. В любом случае дети в возрасте до 12 лет должны находиться только на заднем сиденье и быть пристегнутыми ремнями безопасности. По результатам исследований, для ребенка, сидящего на заднем сиденье, риск гибели при лобовом столкновении на 36 % ниже, чем для ребенка на переднем сиденье.
Многие производители автомобилей начали оборудовать свои модели сиденьями нового стандарта, которые облегчают установку детского кресла и повышают безопасность ребенка.
Большое внимание уделяется исследованию влияния рулевой колонки на безопасность водителя при ДТП. При хорошо сконструированной и правильно расположенной рулевой колонке опасность травмирования водителя уменьшается на 30...40%. Имеются разные конструкции безопасного рулевого колеса, например снабженные предохранительной мягкой накладкой, рулевое колесо с гибким ободом.
Снижение тяжести последствий ДТП для других участников дорожного движения является неотъемлемой характеристикой современного автомобиля.
Испытания автомобилей показывают:
конструкция автомобиля определяет тяжесть ранения пешехода и степень повреждения другого автомобиля в случае ДТП. Например, изменение конструкции капота таким образом, чтобы между крышкой капота и верхними элементами двигателя находилось не менее 50...80 мм пустого пространства, уже позволяет значительно снизить тяжесть травм пешехода в случае ДТП;
алюминиевый капот лучше поглощает энергию удара, поэтому снижает тяжесть последствий ДТП для пешехода;
при наезде на пешеходов до 55 % всех травм пешеходов вызвано ударом о бампер. Тяжесть травм коленей пешеходов возрастает, если бампер автомобиля расположен на высоте 0,5...0,53 м от поверхности дороги. Если бампер расположен на уровне половины тела человека, пешеход получает еще более тяжелые травмы тазовых костей. Таким образом, чем ниже расположен бампер, тем меньше вероятность травм коленей и тазовых костей, а чем меньше жесткость бампера, тем меньше тяжесть этих травм.
Вопросы для самоконтроля
1. Дайте определение пассивной безопасности автомобиля.
2. Охарактеризуйте критерии оценки ПБ автомобиля.
3. Расскажите об элементах внутренней и внешней безопасности автомобиля.