Расчет параметров маневра ТС

Встречаются ДТС, в которых, чтобы оценить действия водителя с технической точки зрения, необходимо, пользуясь инженерными расчетами, определить наличие или отсутствие у водителя техничес­кой возможности предотвращения данного ДТП путем экстренного объезда препятствия (маневра) или определить возможность совер­шения такого объезда без нарушения устойчивости (заноса).

Исходные данные, необходимые для решения данного вопроса, содержат характеристики дорожно-климатических условий, авто­транспортного средства и самого препятствия, а критериями оцен­ки возможности предотвращения ДТП путем маневра являются линейные и угловые координаты автотранспортного средства: продоль­ное перемещение, поперечное смещение, курсовой угол (см. рис. 6).

Рис. 6. Схема выполнения маневра при объезде

препятствия автотранспортным средством

Ниже приводится методика расчета для решения вышеуказанного вопроса, основанная на положениях теории автомобиля с использова­нием исходных данных, полученных при проведении расследования (а также осмотра места ДТП) и выбранных из технической и спра­вочной литературы.

Расчетные схемы и основные методические положения были раз­работаны доктором наук, профессором В.А. Иларионовым.

Расстояние, проходимое автотранспортным средством за время маневра, состоит из трех отрезков пути (S_PВ, S_PУ и S_M), каждый из которых характеризуется своими обстоятельствами и параметрами.

На рис. 6 показана схема выполнения маневра водителем авто­транспортного средства при объезде препятствия.

На отрезке пути S_PB, проходимом автотранспортным средством за время реакции водителя, последний оценивает дорожно-транспорт­ную ситуацию и принимает решение о маневре. В конце этого от­резка пути он, воздействуя на рулевое колесо, поворачивает его в сторону предполагаемого маневра, однако в течение времени t_py ав­тотранспортное средство продолжает двигаться прямолинейно на от­резке пути S_py; в этот период происходит выбирание зазоров в руле­вом управлении, сжатие демпфирующих пружин в рулевых тягах, угловая деформация шин в сторону маневра, а у автотранспортных средств с усилителем рулевого управления преодолеваются «зоны нечувствительности» усилителя; на отрезке пути S_M автотранспорт­ное средство совершает непосредственный маневр при объезде пре­пятствия, оно резко меняет первоначальное направление движения.

В настоящее время в водительской практике существуют три наи­более распространенных вида маневра, иллюстрация которых дана на рис. 7 (а, б, в). Эти виды имеют следующие условные названия:

1. Вход в поворот (рис. 7а). При этом виде маневра водитель толь­ко «отворачивает» рулевое колесо для объезда препятствия, не кор­ректируя при этом траекторию движения автотранспортного сред­ства. В результате автотранспортное средство, двигаясь по окруж­ности переменного радиуса, может оказаться в любом месте проез­жей части, расположенной с противоположной стороны от препят­ствия, в случае, если не произошло контакта с препятствием или заноса автотранспортного средства. (При данном виде маневра ав­тотранспортное средство наиболее подвержено заносу (особенно на скользкой дороге) из-за резкого поворота рулевого колеса. Причем направление заноса передней части совпадает с направлением вра­щения рулевого колеса).

2. Вход - выход (рис. 76). При этом виде маневра водитель, по­вернув рулевое колесо на определенный угол, затем (при объезде препятствия) дальнейшим поворотом рулевого колеса в противопо­ложную сторону (в сторону препятствия) возвращает управляемые

колеса в нейтральное положение, т.е. автотранспортное средство в этом случае движется по кривой постоянного радиуса.

3. Смена полосы движения (рис. 7в). При этом виде маневра во­дитель, повернув рулевое колесо в сторону, противоположную мес­тонахождению препятствия (для его объезда) на определенный угол, затем поворачивает его в противоположную сторону до восстанов­ления первоначального прямолинейного движения. В результате этого маневра (в случае отсутствия контакта с препятствием), авто­транспортное средство будет продолжать свое движение по соседней полосе справа или слева от препятствия (в зависимости от того, с какой стороны был совершен объезд).

Рис. 7. Основные виды маневра:

а) маневр типа «вход в поворот» (отворот);

Рис. 7. Основные виды маневра:

б) маневр типа «вход-выход»;

Рис. 7. Основные виды маневра: в) маневр типа «смена полосы движения»

Как отмечалось выше, критериями оценки технической возмож­ности предотвращения ДТП путем маневра являются координаты автотранспортного средства относительно границ проезжей части в конце маневра х_м, y_м, γ _м (см. рис. 6).

Данные критерии имеют следующие определения:

х_м - теоретически необходимое продольное перемещение автотран­спортного средства при совершении маневра, в результате которого оно отклонилось от прямолинейного движения на определенное по­перечное расстояние (смещение), например y _м;

y_м - поперечное смещение автотранспортного средства в конце маневра, т.е. линейное отклонение от прямолинейного движения в конце маневра;

γ _м - курсовой угол автотранспортного средства в конце маневра.

Вышеуказанные критерии связаны между собой зависимостями, показанными на рис. 7 а,б,в.

В этих формулах не учтены следующие факторы: высота центра массы, поперечная упругость шин, конструкция подвески и руле­вого управления, - и по этой причине траектория, определенная по указанным формулам, отличается от действительной. Поэтому для корректировки данных величин вводится коэффициент маневра, равный:

Он показывает, во сколько раз фактическое продольное смеще­ние автотранспортного средства (при определенном поперечном сме­щении γ_Μ) больше теоретически необходимого.

Этот коэффициент зависит главным образом от скорости автотран­спортного средства и сцепных качеств дороги и имеет следующие значения:

для сухого асфальтобетона φ = 0,7 + 0,8; К_м = 1,12 + 0,0013 -V_a;

для мокрого асфальтобетона φ = 0,35 ÷ 0,45;

K_м = 1,05 + 0,0014- V_a;

для обледенелой дороги φ - 0,1 ÷ 0,2; К_ч = 1,0 + 0,01 · V_a.

Ввиду того, что возникающие при движении автотранспортного средства угловые и поперечные колебания подрессоренных масс (ку­зова, кабины) приводят к его «рысканию» на проезжей части, ши­рина полосы движения (динамического коридора), занимаемой им при совершении экстренного маневра, будет всегда шире его габа­ритной ширины. Ширина указанного коридора определяется следу­ющей формулой:

B_дк=B_a+(0,0028 · Z_a + 0,01) - V_a (2)

Здесь же следует отметить, что в данной формуле учитываются психофизиологические качества водителя.

При выполнении экстренного маневра с каждой стороны авто­транспортного средства должен быть сохранен безопасный интервал:

При прямолинейном движении величина этого интервала опре­деляется по формуле:

Входящая в формулы поперечная составляющая коэффициента сцепления φ_у равна 0,8 φ, если автомобиль движется в тяговом или тормозном режиме, а если накатом, то φ_{у =} φ, где коэффициент сцеп­ления φ принимают из справочника НИИАТ для соответствующего дорожного покрытия.

Рассмотрим ниже методику определения технической возможно­сти совершения различных видов маневра.

МАНЕВР «ВХОД В ПОВОРОТ»

Условие безопасного объезда препятствия в этом случае будет следующим:

или, подставляя формулы (1, 2, 3), получим окончательное вы­ражение:

где S_a — удаление автотранспортного средства от препятствия в момент его обнаружения водителем (исходя из объективной воз­можности его обнаружить). В случае, если величина удаления (S_a) будет больше правой ча­сти неравенства (5), то, следовательно, водитель имел техническую возможность совершить объезд препятствия путем маневра «вход в поворот». В случае, если удаление (S_a) будет меньше, то водитель не имел технической возможности совершить объезд препятствия пу­тем маневра «вход в поворот».

Пример. Водитель автомобиля ГАЗ-3110, движущегося со ско­ростью 60 км/ч с ближним светом фар, обнаружил на расстоянии 50 м впереди стоящий на полосе его движения вплотную у правый границы проезжей части автомобиль ЗИЛ-431410; проезжая часть шириной 5 м для одностороннего движения в заданном направле­нии, асфальтированная, горизонтального профиля, в сухом состо­янии. Транспортные средства на встречной полосе отсутствовали. До наезда водитель автомобиля ГАЗ-3110 двигался в тяговом режи­ме. Ширина свободной проезжей части около 3,5 м.

Исходные данные, необходимые для расчета:

j_y = 0,8 j; = 0,8*0,7 = 0,56; t _ру = 0,2 с; t_РВ = 1,4 с*;

К_М= 1,12 + 0,0013 * V_а = 1,198

Решение:

Поскольку удаление автомобиля ГАЗ-3110 (50 м) меньше правой части неравенства (65 м), то, следовательно, водитель автомобиля ГАЗ-3110 не имел технической возможности совершить объезд препятствия путем маневра «вход в поворот», так как в этом случае у водителя было меньшее расстояние до препятствия в момент обнаружения (50 м), чем необходимо для совершения безопасного маневра (65 м).

Здесь следует отметить, что этот вид маневра является наименее безопасным для других участников движения, так как в этом случае водитель только «отворачивает» управляемые колеса в сторо­ну от препятствия, не возвращая их ни в нейтральное положение, ни в положение, обеспечивающее прямолинейное движение автотран­спортного средства, поэтому в результате маневра автотранспортное средство оказывается либо на соседней, либо на встречной полосе, где может произойти другое дорожно-транспортное происшествие.

______________________________________________________________________________

* См. табл. П. 3

** См. Справочник НИИАТ.

МАНЕВР «ВХОД - ВЫХОД»

В этом случае условие безопасного объезда препятствия будет определяться следующим неравенством:

S_a≥ х_ф + S_PB + S_PУ,

B_ПP ≤ y_n - Δ_δ (6)

Или, подставляя в вышеприведенные формулы (1, 2, 3), получим окончательное выражение:

В случае, если величина удаления (S_a) будет больше правой ча­сти неравенства (7), то, следовательно, водитель имел техническую возможность совершить объезд препятствия путем маневра «вход-выход». В случае, если удаление (S_a) будет меньше или равно пра­вой части неравенства, то, следовательно, водитель не имел такой возможности.

Пример. Определим техническую возможность совершения объез­да препятствия путем маневра «вход-выход» при тех же исходных данных, что и в предыдущем примере.

Подставляя значения исходных данных в неравенство (7), получим:

Поскольку удаление автомобиля ГАЗ-3110 (50 м) меньше правой части неравенства (7), то, следовательно, его водитель не имел тех­нической возможности совершить объезд препятствия путем маневра «вход-выход», так как в распоряжении водителя было расстояние, (50 м) меньшее необходимого для совершения этого маневра (56 м).

МАНЕВР «СМЕНА ПОЛОСЫ ДВИЖЕНИЯ*

Ввиду того, что после завершения этого маневра (безопасного для других участников движения) АТС должно двигаться параллельным курсом (по сравнению со своим первоначальным направлением дви­жения), на проезжей части должно быть свободное пространство, позволяющее ему беспрепятственно двигаться в данном направлении.

С этим требованием связано дополнительное условие при опре­делении технической возможности совершения безопасного объез­да препятствия путем маневра «смена полосы движения». Это ус­ловие формализуется при:

В_СВ ≥ В_ДК (8)

Подставляя значение В_ДК, получим:

В_СВ >В_а + (0,0028 · Z_а + 0,01) · V_а, (9)

При исследовании данного вопроса необходимо начинать с про­верки этого условия.

Если ширина свободной от препятствия проезжей части дороги (В_СВ) меньше ширины динамического коридора (В_ДК), то, следователь­но, водитель не имел технической возможности предотвратить на­езд на препятствие путем маневра «смена полосы движения».

Если же ширина свободной от препятствия проезжей части (B_CВ) больше ширины динамического коридора (В_ДК), то исследование по это­му вопросу следует продолжать, исходя из Следующего неравенства:

Sа>х_ф+ S_PB + S_РУ (10)

или, подставляя формулы (1, 2, 3, 4), получим:

Если правая часть неравенства (9) будет меньше или равна ле­вой части (S_a), то, следовательно, водитель автотранспортного сред­ства не имел технической возможности совершить безопасный объезд препятствия путем маневра «смена полосы движения». Если же правая часть неравенства больше левой, то следует сделать проти­воположный вывод.

Рассмотрим пример, основанный на прежних исходных данных. Определим вначале, достаточна ли ширина свободной проезжей ча­сти для совершения маневра «смена полосы движения». Эта вели­чина ставит:

1,82 + (0,0028 - 4,87 + 0,01) · 60 = 3,2 м

Поскольку свободная от препятствия ширина проезжей части дороги (3 м) больше динамического коридора, то, следовательно, она позволяет совершить маневр «смена полосы движения» при объез­де стоящего у правей обочины автомобиля ЗИЛ-431410.

В этом случае необходимо продолжать исследование дальше, исходя из неравенства (11):

Поскольку правая часть неравенства (71 м) больше удаления автотранспортного средства (50 м), то, следовательно, водитель не имел технической возможности совершить безопасный маневр «смена полосы движения».

Отметим, что маневр «смена полосы движения» наиболее распро­странен в водительской практике, так как его можно совершить более безопасным для других участников движения способом, по сравне­нию с предыдущими видами маневров. Это объясняется тем, что после его завершения автотранспортное средство продолжает дви­гаться прямолинейно, но лишь параллельным курсом.

Дата добавления: 2015-08-27