Классификация, виды и отличия дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Теоретические основы транспортно-трасологической экспертизы повреждений транспортных средств Расположение транспортных средств после столкновения

Взаимодействие TC при столкновении определяется возникающими в процессе контактирования силами. В зависимости от конфигурации контактировавших частей они возникают на различных участках в разные моменты времени, изменяясь по величине в процессе продвижения TC относительно друг друга.

Поэтому их действие можно учесть лишь как действие равнодействующей множества векторов импульсов этих сил за период контактирования TC друг с другом.

Под воздействием этих сил происходит взаимное внедрение и общая деформация корпусов ТС, изменяются скорость поступательного движения и его направление, возникает разворот TC относительно центров тяжести.

Силы взаимодействия определяются возникающим при ударе замедлением (ускорением при ударе в попутном направлении), которое, в свою очередь, зависит от расстояния, на которое TC продвигаются относительно друг друга в процессе гашения скорости этими силами (в процессе взаимного внедрения).

Чем более жесткими и прочными частями контактировали TC при столкновении, тем меньше (при прочих равных условиях) будет глубина взаимного внедрения, тем больше замедление из-за снижения времени падения скорости в процессе взаимного контактирования.

Среднее значение замедления TC в процессе взаимного внедрения может быть определено по формуле

Точность результатов расчета в значительной мере зависит от точности определения расстояния D, которое может быть установлено только трасологическим путем. Для этого необходимо определить расстояние между центрами тяжести TC в момент первичного контакта при столкновении и расстояние между ними в момент, когда взаимное внедрение достигло максимального значения (до момента выхода соударяющихся участков из контакта друг с другом - при скользящих столкновениях), и найти разность между этими расстояниями.

Определенное таким путем значение замедления является средним. Действительное его значение в отдельные моменты может быть намного выше. Если считать, что нарастание замедления при блокирующем столкновении происходит по закону прямой, конечное значение замедления будет в 2 раза выше среднего расчетного.

Обширность и характер деформаций, а также перемещения TC в процессе столкновения зависят в основном от трех обстоятельств: вида столкновения, скорости сближения и типа столкнувшихся ТС.

Образование деформаций. В зависимости от вида столкновения определяются расположение деформаций по периметру TC и их характер (направление под воздействием контактировавших частей, общие деформации корпуса). При блокирующем столкновении общее направление деформаций совпадает с направлением вектора относительной скорости, при скользящем столкновении оно может существенно отклоняться из-за возникновения поперечных составляющих сил взаимодействия. Относительное смещение центров тяжести TC в процессе образования деформаций при скользящем столкновении может быть значительно больше, чем при блокирующем, что уменьшает силы взаимодействия благодаря большему демпфированию. Кроме того, при скользящем столкновении на образование деформаций затрачивается меньшая часть кинетической энергии ТС, что также способствует, уменьшению сил взаимодействия при столкновении.

На общую деформацию корпуса TC при столкновении влияет эксцентричность удара: при эксцентричном столкновении она более значительна, чем при центральном.

Большое влияние на образование деформаций оказывает скорость сближения TC в момент столкновения, поскольку замедление в процессе образования деформаций пропорционально квадрату скорости сближения. Чем выше скорость сближения, тем существеннее как общая деформация корпуса, так и деформации частей ТС, непосредственно контактировавших при столкновении.

Скорость сближения контактировавших при столкновении участков не следует отождествлять со скоростью сближения центров тяжести TC перед столкновением. В некоторых случаях они могут быть даже противоположными по знаку (например, при ударе легкового автомобиля в заднее колесо тяжелого грузового автомобиля, когда сближение контактировавших при столкновении участков происходило в момент увеличения расстояния между центрами тяжести ТС).

Поскольку повреждения TC при столкновении зависят от прочности и жесткости контактировавших частей и их взаимного расположения, большое влияние на их образование оказывает тип ТС; нередко при почти полном разрушении легкового автомобиля на грузовом, с которым произошло столкновение, имеются лишь незначительные протертости без существенного повреждения его частей.

Изменение скорости. В зависимости от вида столкновения скорость TC после столкновения может резко снизиться (при встречном столкновении), возрасти (при попутном заднем столкновении), может также измениться направление движения (при перекрестном столкновении).

Когда силы взаимодействия при столкновении действуют в горизонтальной плоскости, изменение скорости движения TC и его направления в процессе столкновения определяется условием равенства равнодействующей количества движения двух TC до и после столкновения (закон сохранения количества движения). Поэтому векторы количества движения каждого из двух TC до и после столкновения являются сторожами параллелограммов, построенных на диагоналях, по величине и направлению равных вектору количества движения обоих TC (рис. 1.2).

Для определения направления движения или скорости TC до столкновения очень важно исследовать направление следов колес TC непосредственно после удара, что позволит установить направление смещения центров тяжести каждого TC и скорости их движения (по перемещениям и развороту вокруг центра тяжести за время перемещения) после удара.

Рис. 1.2. Схема определения взаимосвязи между векторами количества движения TC до и после столкновения

При блокирующем эксцентричном столкновении на TC действуют силы взаимодействия, в результате чего происходит разворот TC в направлении возникшего инерционного момента - тем более резкий, чем больше эксцентричность удара. При этом, если столкновение продольное, центр тяжести TC смещается от линии удара и TC к моменту выхода из контакта приобретает новое направление движения. После столкновения TC расходятся под некоторым углом друг к другу, если между ними не произошло сцепления, одновременно разворачиваясь в направлении действовавшего инерционного момента.

При продольном скользящем столкновении равнодействующая импульсов сил взаимодействия может существенно отклоняться от продольного направления в результате «расклинивания» ТС, когда происходит взаимное отбрасывание контактировавших участков в поперечном направлении. При этом TC также расходятся в противоположные стороны от продольного направления, но отбрасывание контактировавших участков вызывает разворот TC в обратном направлении, если равнодействующая векторов импульсов сил взаимодействия проходит впереди центра тяжести ТС, или в том же направлении, если она проходит сзади.

Направление и скорость сближения (относительная скорость) контактировавших при столкновении участков определяются вектором геометрической разности векторов скорости их движения в момент удара (рис. 1.3). Направление этой скорости может быть установлено и трасологическим путем по направлению трасс, возникших на контактировавших частях в первоначальный момент.

Скорость сближения влияет не только на затраты кинетической энергии на деформации деталей ТС, но и на изменение направления и скорости движения TC в процессе контактирования.

Чем выше скорость сближения, тем в большей мере изменяются проекции векторов скорости движения обоих TC на направление этой скорости (в соответствии с законом сохранения количества движения).

Рис. 1.3. Схема определения относительной скорости (скорости встречи) TC при столкновении

Влияние вида столкнувшихся TC на направление и скорость их движения после удара связано с тем, что в контакт вступают части, различные по прочности, расположению по горизонтали и высоте, характеру взаимодействия (деформирующиеся или разрушающиеся, гладкие или сцепляющиеся между собой) и т. и. Это способствует отклонению равнодействующей импульсов сил взаимодействия от направления скорости сближения и по горизонтали, и по вертикали (когда одно TC «подлезает» под другое).

Отклонение равнодействующей в вертикальной плоскости приводит к тому, что изменяются закономерности отбрасывания TC в процессе столкновения. ТС, которое будет прижиматься к опорной поверхности вертикальной составляющей силы взаимодействия, будет испытывать большее сопротивление смещению вследствие возрастания сцепления колес с поверхностью дороги и сместится на меньшее расстояние, чем при горизонтальном направлении этой силы. Другое ТС, подброшенное при ударе вертикальной составляющей силы взаимодействия, наоборот, сместится на большее расстояние. При этом условии отклонение направления движения TC и скорости их движения после столкновения могут несколько не соответствовать закону сохранения количества движения, если не учитывать того обстоятельства, что силы сопротивления смещению в процессе их контактирования могли быть неодинаковыми.

Поэтому при трасологическом исследовании TC после столкновения нужно обращать внимание на признаки, свидетельствующие о набегании одного TC на другое, при котором возникают вертикальные составляющие силы взаимодействия. Такими признаками являются отпечатки или трассы, оставленные частями одного TC на другом на высоте, большей высоты расположения этих частей в нормальном положении ТС; следы на верхних поверхностях деформированных частей одного ТС, оставленные нижними частями другого; следы наезда колесами сверху и т. и.

Разворот TC в процессе контактирования при столкновении происходит при эксцентричных столкновениях, когда равнодействующая импульсов сил взаимодействия не совпадает с центром тяжести TC и под действием возникающего при этом условии инерционного момента TC успевает приобрести угловую скорость.

При блокирующих столкновениях направление удара близко совпадает с направлением относительной скорости контактировавших при столкновении участков ТС, при скользящих - возникающие поперечные составляющие сил взаимодействия отклоняют равнодействующую в сторону, противоположную месту расположения участка, которым был нанесен удар. Направление разворота после столкновения будет зависеть от того, как пройдет равнодействующая относительно центра тяжести ТС.

В экспертной практике это обстоятельство не всегда учитывается, что в некоторых случаях при отсутствии данных об оставленных TC следах в процессе отбрасывания после столкновения может привести к ошибочному заключению о направлении разворота TC и механизме происшествия в целом.

При трасологическом исследовании необходимо выявлять признаки характера столкновения (скользящее или блокирующее). При скользящем столкновении, когда TC выходят из контакта друг с другом до того, как относительная скорость упадет до нуля, возникают продольные трассы, следующие за основными повреждениями, происходит загиб выступающих или частично сорванных частей назад при завершении деформаций; после происшествия в продольном направлении TC располагаются по обе стороны от места столкновения.

Признаками блокирующего столкновения являются наличие следов на контактировавших участках (отпечатков отдельных деталей одного TC на поверхностях другого) и большая глубина взаимного внедрения на ограниченном участке.

Угол разворота за время контактирования, как правило, невелик, если незначительно относительное перемещение TC в процессе взаимного контактирования, при низкой скорости сближения и блокирующих столкновениях, а также при незначительной эксцентричности удара.

Механизм столкновения ТС - это комплекс, связанных объективными закономерностями, обстоятельств, определяющих процесс сближения транспортных средств перед столкновением, их взаимодействие в процессе удара и следующее движение к остановке. Анализ данных об обстоятельствах происшествия создает возможность эксперту установить взаимосвязь между отдельными происшествиями, заполнить недостающие звенья и определить техническую причину происшествия. Формальное решение экспертом вопроса на основании отдельных разрозненных данных, без технической оценки их взаимного соответствия и соответствия определенных объективных данных, без выявления и объяснения противоречий между ними, может привести к неправильным выводам.

При исследовании механизма происшествия признаки, непосредственно позволяющие установить то или иное обстоятельство, могут отсутствовать. Во многих случаях механизм можно определить, исходя из данных о других обстоятельствах происшествия, путем проведения экспертного исследования на основании закономерностей, объединяющих все обстоятельства механизма в одну цепь.

ТРИ СТАДИИ МЕХАНИЗМА СТОЛКНОВЕНИЯ

ТС можно разделить на три стадии: приближение ТС перед столкновением, их взаимодействие при ударе и отбрасывание (движение после столкновения).

Первая стадия - процесс сближения начинается с момента возникновения опасности для дорожного движения, когда для предотвращения происшествия (или уменьшения тяжести последствий) водитель должен немедленно принять необходимые меры, и заканчивается в момент первичного контакта ТС. На этой стадии обстоятельства происшествия более всего определяются действиями ее участников. На следующих стадиях происшествие преимущественно разворачиваются под действием непреодолимых сил, возникающих в соответствии с законами механики. Поэтому для решения вопросов, связанных с оценкой действий участников происшествия, с точки зрения их соответствия требованиям безопасности движения, особое значение имеет определение обстоятельств происшествия на первой ее стадии (скорость и направление движения ТС перед происшествием, их расположение по ширине проезжей части).

Некоторые обстоятельства на первой стадии невозможно установить непосредственно на месте или путем экспертного допроса свидетелей. Иногда их выясняют путем экспертного исследования механизма столкновения на следующих стадиях.

Вторая стадия - взаимодействие ТС - начинается с момента их первичного контакта и заканчивается в момент, когда действие одного транспортного средства на второй прекращается, и они начинают свободное движение.

Взаимодействие ТС при столкновении зависит от вида столкновения, определяется по характеру удара, который может быть блокирующим и скользящим. При блокирующем ударе ТС будто сцепляются отдельными участками, и проскальзывание между ними отсутствует. При скользящем ударе контактирующие участки смещаются относительно друг друга.

Процесс столкновения ТС при блокирующем ударе можно разделить на две фазы.

В первой фазе происходит деформация контактирующих частей вследствие их взаимного проникновения. Она заканчивается в момент падения относительной скорости ТС на участке контакта до нуля и продолжается доли секунды. Огромные силы удара, достигающие десятков тонн, создают большие замедления или ускорения. При эксцентричных ударах возникают также угловые ускорения. Это приводит к резкому изменению скорости, направлении движения ТС и их разворота. Но поскольку время удара ничтожно мало, ТС не успевает существенно изменить свое положение в течение этой фазы, поэтому общее направление деформаций преимущественно почти совпадает с направлением относительной скорости.

Во второй фазе блокирующего удара, после завершения взаимного проникновения контактирующих участков, ТС перемещаются один относительно другого под действием сил упругих деформаций, а также сил взаимного отталкивания, возникающих при эксцентричном ударе.

Размер импульса сил упругих деформаций по сравнению с импульсом сил удара достаточно мал. Поэтому при незначительной эксцентричности удара и глубоком проникновении контактирующих частей силы сцепления между ними могут помешать разъединению ТС, и вторая фаза может закончиться до их отделения.

Скользящее столкновение происходит в случаях, когда скорости на участках контакта не выравниваются и до начала отделения ТС одного от другого, взаимодействие происходит последовательно между различными их частями, расположенными по линии относительно смещения контактирующих участков. При скользящем ударе ТС успевает изменить взаимное расположение при столкновении, что несколько меняет и направление деформаций.

Вторая стадия механизма столкновения связывает первую и третью его стадии, что при определенных условиях создает возможность определить обстоятельства происшествия на первой стадии, на основании результатов исследования дорожной обстановки после происшествия.

Третья стадия - процесс отбрасывания (движение после столкновения) начинается с момента прекращения взаимодействия между ТС и начала их свободного движения, заканчивается в момент завершения движения под воздействием сил сопротивления.

Механизм столкновения на этой стадии определяют по результатам воздействия сил удара на ТС - отбрасыванием ТС, отделением и рассеиванием частей, обломков, разбрызгиванием жидкости. Поэтому наиболее полные данные, необходимые для выяснения механизма столкновения, можно получить при осмотре и исследовании места происшествия.

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 O 0 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. Однако эти допущения не могут дать существенной погрешности при подсчете значения угла а 0 .

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 V 0) 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 нКоэффициент сцепления

Взаимодействие ТС при столкновении определяется возникающими в процессе контактирования силами. В зависимости от конфигурации контактировавших частей они возникают на различных участках в разные моменты времени, изменяясь по величине в процессе продвижения ТС относительно друг друга. Поэтому их действие можно учесть лишь как действие равнодействующей множества векторов импульсов этих сил за период контактирования ТС друг с другом.

Под воздействием этих сил происходит взаимное внедрение и общая деформация корпусов ТС, изменяются скорость поступательного движения и его направление, возникает разворот ТС относительно центров тяжести.

Силы взаимодействия определяются возникающим при ударе замедлением (ускорением при ударе в попутном направлении), которое, в свою очередь, зависит от расстояния, на которое ТС продвигаются относительно друг друга в процессе гашения скорости этими силами (в процессе взаимного внедрения). Чем более жесткими и прочными частями контактировали ТС при столкновении, тем меньше (при прочих равных условиях) будет глубина взаимного внедрения, тем больше замедление из-за снижения времени падения скорости в процессе взаимного контактирования.

Исследования по определению взаимного расположения транспортных средств в момент столкновения непосредственно связаны с решением вопросов о месте первичного контакта и последовательности образования повреждений. Определив место первичного контакта на столкнувшихся ТС, эксперт устанавливает направление деформации контактировавших частей. Это необходимо для того, чтобы ТС при сравнительном исследовании были расположены так же, как в момент происшествия. Прежде всего, на исследуемых ТС определяется место первичного удара, которое предположительно может быть выяснено еще при раздельном исследовании - по характеру и направлению деформаций в повреждениях. Окончательно вопрос решается в ходе сравнительного исследования участвовавших в столкновении автомобилей.

Следы первичного контакта - парные, при встречных столкновениях они обычно локализируются на передних выступающих частях автомобилей на бампере, фарах, крыльях автомобиля, радиатору; при попутных столкновениях - на задних выступающих частях одного автомобиля и передних выступающих частях другого. Так, наличие у одного автомобиля разбитой левой фары, а у другого вмятины по центру капота спереди свидетельствует о том, что эти части первые вступили в соприкосновение и указанные повреждения являются следами первичного контакта. Этот вывод может быть подтвержден, например, наличием краски с капота автомобиля на фаре другого автомобиля и соскоба краски разбитой фары в месте вмятины на капоте. Процесс взаимодействия при контактировании является второй стадией механизма столкновения, который устанавливается в процессе экспертного исследования следов и повреждений на ТС.

Основными задачами, которые могут быть решены при экспертном исследовании следов и повреждений на ТС являются:

• 1) установление угла взаимного расположения ТС в момент столкновения;
• 2) определение точки первоначального контакта на ТС. Решение этих двух задач выявляет взаимное расположение ТС 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 ТС после удара, направление травмирующих сил, действовавших на пассажиров, угол столкновения и др.;
• 4) определение угла столкновения (угла между направлениями движения ТС перед ударом). Угол столкновения позволяет установить направление движения одного ТС, если известно направление другого, и количество движения ТС 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 повреждения, отдельных деталей. Такие задачи решаются, как правило, после изъятия поврежденных деталей с ТС путем комплексного исследования автотехническими, трасологическими и металловедческими методами. Определение угла взаимного расположения ТС по деформациям и следам на ТС с достаточной точностью возможно при блокирующих ударах, когда относительная скорость сближения ТС 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 ТС не успевают заметно изменить своего направления. Поэтому при совмещении контактировавших поверхностей деформированных при столкновении парных участков продольные оси ТС будут расположены под тем же углом, что и в момент первоначального контакта. Следовательно, для установления угла необходимо найти парные, контактировавшие при столкновении участки на обоих ТС (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, если невозможно с достаточной точностью установить их положение на ТС в момент завершения деформации при ударе.

Угол взаимного расположения находится несколькими способами.

1. Определение угла при непосредственном сопоставлении повреждений ТС. Установив на ТС две пары контактировавших участков, расположенных по возможности на наибольшем расстоянии друг от друга, размещают ТС так, чтобы расстояния между контактировавшими участками в обоих местах были одинаковыми.

При непосредственном сопоставлении ТС 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 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.

2). Определение угла по углам отклонения следообразующего объекта и его отпечатка. Нередко после столкновения на одном из ТС остаются четкие отпечатки частей другого - ободков фар, бамперов, участков облицовки радиатора, передних кромок капотов и др.

Замерив углы отклонения плоскости следообразующего объекта на одном ТС и плоскости его отпечатка на другом (углы X 1 и X 2) от направления продольных осей ТС, угол взаимного расположения определяется по формуле:

L o =180+X 1 -X 2

где - L o угол взаимного расположения, отсчитываемый от направления продольной оси первого ТС.

Направление отсчета углов в расчетах принимается против часовой стрелки.

3). Определение угла по расположению двух пар контактировавших участков. В тех случаях, когда на деформированных частях ТС 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 отклонений от продольных осей прямых, соединяющих между собой эти участки на каждом ТС, угол определяется по той же формуле, что и в предыдущем случае.

Когда удар при столкновении носит резко эксцентричный характер, после удара ТС разворачивается на значительный угол, а глубина взаимного внедрения велика, ТС успевает за время деформации развернуться на некоторый угол, который может быть учтен по специальной методике, если требуется высокая точность определения угла.

Следует иметь в виду, что при эксцентричном столкновении ТС могут разворачиваться в разных направлениях. В этом случае углы нужно определять для обоих ТС и поправка равна сумме этих углов.

При развороте ТС 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 определяется только для более мягкого ТС.

Удар при столкновении ТС - сложный кратковременный процесс, длящийся сотые доли секунды, когда кинетическая энергия движущихся ТС затрачивается на деформацию их частей. В процессе образования деформаций при взаимном внедрении ТС в контакт входят различные части, проскальзывая, деформируясь, разрушаясь в разные моменты времени. При этом между ними возникают силы взаимодействия, переменной величины, действующие в разных направлениях.

Поэтому под силой взаимодействия, между ТС при столкновении (силой удара) следует понимать равнодействующую импульсов всех элементарных сил взаимодействия между контактировавшими частями с момента первоначального контакта при столкновении до момента завершения деформации.

Прямая, проходящая по линии действия равнодействующей импульсов сил взаимодействия, называется линией удара. Очевидно, линия удара проходит не через точку первоначального контакта ТС при столкновении, а где-то вблизи от места удара по наиболее прочному и жесткому его участку (колесу, раме, двигателю), в направлении которого распространялись деформации. Установить точку, через которую проходит линия удара, расчетным путем практически не представляется возможным, поскольку невозможно определить величину и направление импульсов сил, возникающих при деформации и разрушении множества различных деталей в процессе столкновения.

Направление линии удара на данном ТС определяется углом, измеряемым от направления его продольной оси против часовой стрелки. Величина этого угла зависит от направления относительной скорости ТС в момент первичного контакта при столкновении и от характера взаимодействия между контактировавшими при столкновении участками.

При блокирующих столкновениях, когда между контактировавшими участками не происходит проскальзывание и относительная скорость их сближения гасится в процессе деформации, направление удара совпадает с направлением относительной скорости ТС (скорости сближения контактировавших участков) и общим направлением смещения деформированных частей.

При скользящих столкновениях, когда между контактировавшими участками происходит проскальзывание и возникают значительные поперечные составляющие сил взаимодействия (сила трения) направление линии удара отклоняется от направления относительной скорости в сторону действия поперечных составляющих сил взаимодействия, что способствует взаимному отбрасыванию ТС от места столкновения в поперечном направлении.

При касательных столкновениях, когда поперечные составляющие сил взаимодействия могут значительно превышать продольные, направление линии удара может резко отклоняться в поперечном направлении, в еще большей степени способствуя взаимному отбрасыванию ТС в поперечном направлении.

Установить расчеты путем отклонения линии удара от направления относительной скорости при скользящих и касательных столкновениях практически невозможно, поскольку нельзя учесть сопротивление относительному проскальзыванию контактировавших участков в поперечном направлении в процессе взаимного внедрения ТС при столкновении.

Приближенно направление линии удара в таких случаях определяется общим направлением смещения деформированных частей ТС, направлением деформации на другом ТС с учетом угла столкновения, направлением разворота ТС после удара с учетом расположения мест нанесения удара по отношению к центрам тяжести.

Направление относительной скорости данного ТС определяется углом, измеряемым от направления его продольной оси против часовой стрелки.

Относительная скорость ТС равна относительной скорости сближения контактировавших при столкновении участков, но не скорости сближения центров тяжести ТС, которая является проекцией относительной скорости ТС на прямую, проходящую через их центры тяжести. Скорость сближения центров тяжести ТС в момент столкновения может быть равна нулю или даже иметь отрицательное значение в зависимости от их взаимного расположения и направления движения.

Для определения величины изменения скорости транспортного средства в результате столкновения и последующей деформации существует методика (патент РФ №2308078 на изобретение «Способ расчета столкновения транспортных средств»), которую удобнее разобрать на следующем примере:

В результате ДТП 1-й автомобиль получил повреждения в правой боковой части;

Для измерения величины поперечной деформации в качестве базы от лючка бензобака до передней верхней части правого переднего крыла автомобиля был натянут шнур белого цвета, как видно на фотоиллюстрации №1 (Приложение А). Шнур был натянут так, что на недеформированном автомобиле он, с учетом выпуклости боковой поверхности автомобиля, заведомо проходил бы «сквозь» автомобиль. Таким образом, величина поперечной деформации в любой точке между стойками, измеренная относительно шнура, заведомо меньше фактической величины деформации в этой точке. Далее на поверхности автомобиля были отмечены 12 точек согласно схеме на рис.1, и величина деформации в каждой из них измерялась с помощью вертикальной рейки, устанавливаемой у шнура, как расстояние от рейки до точки на поверхности автомобиля.

Рисунок 1. Схема измерения величин деформации автомобиля 1.

Полученные измерением величины поперечной деформации приведены в таблице ниже.

Таблица 1. Деформация автомобиля 1.

Из таблицы 1 и фотоиллюстрации №1 (Приложение А) видно, что наибольшие деформации имеют место на высоте порога и выше него, что соответствует месту расположения бампера 2-го автомобиля. - 2 автомобиль получил повреждения в передней части;

Внешним осмотром установлено, что автомобиль 2 имеет повреждения передней части в направлении преимущественно спереди назад. На момент осмотра автомобиль частично разобран, в частности, сняты капот, отсутствует пластиковая облицовка бампера, двери, задний бампер и задние фонари. Силовые элементы передней части, как лонжероны и усилитель бампера находились на месте. Толщина листового материала лонжеронов составляет 1мм. Усталостные трещины или следы коррозии на силовых элементах автомобиля не обнаружены.

На Фотоиллюстрации 2 показан автомобиля 2 спереди справа и схема измерения его деформации. На расстоянии 320см от задней оси автомобиля, где деформации и смещения элементов конструкции автомобиля отсутствовали, на пол уложена рейка. На рейке отмечены 5 точек, расположенные на расстоянии 38 см друг от друга так, что крайние точки соответствуют краям передней части, а средняя точка - продольной оси автомобиля. Нумерация точек показана на фотоиллюстрации. Далее расстояние от каждой точки до передней части автомобиля вдоль продольной оси измерялось рулеткой и составило, см. Таблицу 2.

Таблица 2. Деформация автомобиля 2.

Для последующего анализа и расчета используются результаты краш-теста автомобиля аналога автомобиля 2 на фронтальный удар в жесткий недеформируемый барьер на скорости 56км/ч, произведенного сертифицированной лабораторией в США по программе испытания безопасности автомобилей NCAP, членом которой является и Россия.

Рисунок 2. Фрагмент стр.32 отчета о краш-тесте.

Рисунок 3. Сопоставление деформаций автомобиля 2 и краш-теста.

Видно, что величина деформации передней части автомобиля 2 в ДТП лишь в средней части сопоставима с величиной деформации в краш-тесте, а слева и справа от продольной оси величины деформации существенно превышают деформации в краш-тесте. Фактическая масса лабораторного автомобиля в краш-тесте при испытании составляла 1321кг, а фактическая скорость удара составляла 55.9 км/ч. Следовательно, на деформацию лабораторного автомобиля затрачена энергия:

E = 1/2Чm(V/3,6) 2 = 1/2Ч1321Ч(55,9/3,6) 2 = 159254 Дж;

где Е - энергия затраченная на деформацию, m- масса автомобиля, V- скорость автомобиля. А величина энергии, затраченной на деформацию автомобиля 2 в ДТП, была соответственно больше этой величины.

Жесткость бока автомобиля 1 меньше жесткости передней части автомобиля 2, так как величина деформации автомобиля 1 - 70 см в средней части правого бока больше величины деформации автомобиля 2- 41см в середине передней части в

k = 70 / 41 = 1.7 раз.

В силу равенства действия противодействию величина силы взаимодействия автомобилей в период их деформации была одинакова для обоих автомобилей. Следовательно, величина энергии (работа силы), затраченной на деформацию автомобиля 1, в k раз больше величины энергии E 2 , затраченной на деформацию автомобиля 2, или

E 1 = kE 2 =1.7Ч159254 = 270732 Дж,

Где Е 1 - энергия затраченная на деформацию автомобиля 1, Е 2 - энергия затраченная на деформацию автомобиля 2.

Фактическая величина энергии, затраченной на деформацию автомобиля 1, была больше, так как была больше, чем в лабораторном краш-тесте, величина затрат энергии на деформацию автомобиля 2 в ДТП.

Тогда суммарная величина затрат энергии на деформацию обоих автомобилей в ДТП составляет не менее

E = E 2 + E 1 =159254? + 270732 = 428986 Дж.

Масса автомобиля 2 и водителя в момент ДТП составляла

M 2 = 1315 + 70 = 1385? кг.

Масса автомобиля 1 и двух человек в момент ДТП составляла

M 1 = 985+2Ч70 = 1125? кг.

Отсюда, скорость автомобиля 2 в результате удара в автомобиль 1 изменилась на величину не менее

ДV 2 = 3.6 v(2EM 1 /M 2 (M 2 +M 1)) =

3,6Чv(2Ч428986Ч1125/1385Ч(1385+1125) = 60 км/ч

Скорость автомобиля 1 в результате удара автомобиля 2 изменилась на величину не менее

ДV 1 = 3.6 v(2EM 2 /M 1 (M 2 +M 1)) =

3,6Чv(2Ч428986Ч1385/1125Ч(1385+1125) = 74 км/ч

Данная методика позволяет устанавливать обстоятельства дорожно-транспортного происшествия путем расчета столкновения транспортных средств. Техническим результатом является определение изменений скоростей объектов исходя из затрат их кинетической энергии на деформацию при столкновении. Технический результат достигается тем, что определяют фактические размеры и формы деформированных элементов конструкции, представляют в виде сеточных моделей наружные поверхности столкнувшихся объектов, или внутренние элементы конструкций объектов, или их сочетание, решают физически нелинейную задачу путем многократного решения системы уравнений, вычисляют изменение скоростей объектов исходя из затрат их кинетической энергии на деформацию при столкновении.