Analiza Si Modelarea Coliziunilor de Tip Autovehicul Motocicleta
Proiect de diplomă
Analiza și modelarea coliziunilor de tip autovehicul – motocicletă
Introducere
Lucrarea ,,Analiza și modelarea coliziunilor de tip autovehicul – motocicletă” prezintă problematica ale accidentelor rutiere de tip autovehicul-motocicletă, și funcția importantă ce o purta expertul tehnic în realizarea expertizei tehnice, din care rezultă modul cum s-a întâmplat accidentul rutier (cauzele și vinovății).
În prima parte a lucrării sunt prezentate bazele teoretice, ipotezele, teoriile utilizate în expertiza tehnică de accidente rutiere, și o serie de factori pe care expertul trebuie să ia în considerare pentru elaborarea unei expertize.
Partea a doua a lucrării se ocupă cu parametrii caracteristici ale coliziuniile de tip autovehicul-motocicletă. Sunt prezentate probleme, situații speciale ale accidentelor autovehiculelor cu două roți, experimentele realizate cu motociclete care au avut scopul de a elimina deficiențe din domeniul respectiv. Pe lângă aceste, în partea a doua sunt perzentate sistemele de siguranță al motocicletelor, sistemele care împiedică sau reduc șansa de rănire al conducătorilor de motociclete.
În ultima parte este prezentat un studiu de caz despre un accident în care a fost implicat o motocicletă și un autoturism. În prima parte a studiului de caz este prezentat o expertiză tehnică clasică, adică analize fotografice, măsurători, și calcule făcute pentru reconstituirea evenimentului rutier. În partea a doua a studiului de caz este prezentat o reconstruire modernă, cu ajutorul softului de simulare a accidentelor PC-Crash 9.1. Sunt prezentate etapele de lucru în programul respectiv, precum și rezultatele obținute în urma simulării.
Din rezultatele obținute prin metoda clasică de investigare, combinănd cu simularea în PC-Crash 9.1, se poate observa o bună corespondență între valorile rezultate din simulare și cele reale.
În final am ajuns la concluzia că pentru o reconstituire cât mai acceptabilă, trebuie să asigurăm ca datele de intrare să fie măsurate, evaluate și acceptate cu mare atenție pentru a se evita transformarea generală a simulării. Metodele de reconstituire computerizate, ajută la formularea cât mai precisă a expertizelor, expertizele au devenit mult mai fiabile.
Prologue
“Analysis and modelling of motorcycle-vehicle collisions” presents the problems of the road accidents between motorcycle and vehicle, the important role of the expert in elaboration of the technic expertise wich is ensue the mode of the accident (causes and guilt).
The first part contains theoretical bases , hypotheses used in the technical expertise of the road accidents, and a number of factors which the expert must take on account.
The second part deals with the characteristic parameters of the car-motorcycle collisions. It is presented special problems and cases of the two-wheeled motor vehicles accidents and some important motorcycle experiments. Besides these, the second part contains the safety systems of the motorcycles, which role is to prevent or reduce the chance of injury of the motorcycle drivers.
The last part presents a case study of an accident, between a motorcycle and a car. In the first part of the case study is presented the classical technical expertise, which includes photographic analysis, measurements and calculations made to reconstruct the road accident. In the second part of the case study is presented a modern reconstruction of the road accident, with an accident simulation software called PC-Crash 9.1, contain the steps in the software and the results obtained from the simulation.
From the results obtained by the classical method of investigation, combining with PC-Crash simulation 9.1, it can be observe a good correlation between the values of simulation and the actual results.
Finally we can conclude: for an acceptable reconstitution, we must ensure that input data is measured, evaluated and supported with great care to avoid the overall transformation of the simulation.
Computerized reconstruction methods helps to formulate more precise surveys, and with the utilization of these softwares the surveys became more reliable.
Accidente rutiere, cauze, statistici
Un accident rutier poate fii definit ca o întâmplare neașteptată, care modifică situația vehiculelor implicate, ca și situația pasagerilor sau a pietonilor.
Statisticile arată că cauza principală a accidentelor rutiere în România, este reprezentat de comportamentul nepotrivit al participanților la trafic, de exemplu pietonii, care se traversează prin loc nepermis, sau conducătorii auto, care se deplasează cu o viteză peste limita legală, depășesc neregulamentar, sau sunt sub influența băuturilor alcoolice atunci când se află la volan.
Un alt factor favorizant al accidentelor rutiere îl reprezintă, starea infrastructurii (drumuri în reparații, reconstrucție, modernizări de drumuri, gropi, șosele înguste, semnalizare neadecvată, intersecții amenajate necorespunzător, lipsa parcărilor și implicit ocuparea unei benzi de circulație care îngreunează traficul etc.).
Fig. 1.1 Factori ai accidentelor rutiere
Fig. 1.2 Cauzele accidentelor rutiere
La bună desfășurare a circulației rutiere trebuie să participe toți factorii componenți ai sistemului – autovehicul, calea rutieră, conducătorul auto, bicicliștii, pietonii – cunoașterea și modelarea acestor factori din punct de vedere a securității rutiere se rezolvă de către uzinele producătoare și unitățile de reparații și întreținere ale autovehiculelor, întreprinderile constructoare și cele de întreținere ale drumurilor, instituțiile și factorii răspunzători de pregătirea conducătorilor auto, factorii cu atribuții pe linia educației rutiere, precum și organele de stat care răspund de coordonarea și controlul circulației rutiere.
În Uniunea Europeană, este semnificativ numărul ridicat de decese și vătămări grave suferite de participanții la traffic vulnerabili, cum sunt utilizatorii de motociclete, motorete, bicicliștii și pietonii. În 2008, aceștia reprezentau 45% din numărul total al deceselor în accidente rutiere, iar statisticile arată că nu s-a acordat suficientă atenție acestei categorii de participanți la traffic (figura 1.3).
Fig. 1.3 Evoluția accidentelor mortale
După cum indică și graficul din figura 1.4, reducerea accidentelor mortale în cazul motocicliștilor este mai mică decât în cazul celorlalte categorii de participanți la trafic, între 2001 și 2008, de exemplu, procentul de reducere a deceselor în cazul utilizatorilor de vehicule motorizate cu două roți a fost doar 4%, față de 35% în cazul pasagerilor și șoferilor de autoturisme.
Fig. 1.4 3 Evoluția numărului de decese
Bazele teoretice ale coliziunilor autovehiculelor
Un conflict rutier este alcătuit de următoarele faze:
antecoliziunea;
coliziunea;
postcoliziunea.
Antecoliziunea este perioada de dinaintea producerii accidentului, corespunde perioadei dintre conturarea stării critice (pericol iminent) și momentul primului contact al unui vehicul cu celălalt participant la trafic. Iminența pericolului de accident poate fi indicată de manevrele critice de conducere, cum ar fi frânarea intensă și bruscă, derapările, virarea bruscă.
Coliziunea corespunde perioadei în care cele două autovehicule sunt în contact. În acest interval are loc deformarea caroseriei, proces prin care o parte din energia cinetică inițială se transformă în energie de deformație.
Postcoliziunea are loc din momentul desprinderii celor două autovehicule până la oprirea lor. În anumite cazuri au loc coliziuni multiple, adică un corp vine în contact de mai multe ori cu alte corpuri (de exemplu, după o ciocnire frontală o motocicletă lovește un stâlp, sau un alt vehicul.)
Perioada coliziunii are o durată foarte scurtă (de ordinul milisecundelor), ca urmare, la studiul acestei perioade se va apela la relațiile specifice din teoria ciocnirilor. În cursul fazei de antecoliziune și a celei de postcoliziune se pot aplica metodele cunoscute din mecanica teoretică pentru determinarea parametrilor mișcării corpurilor rigide. La studiul acestor faze se caută de obicei determinarea ecuației de mișcare a autovehiculelor implicate în coliziune.
Teoriile impactului, generalități
Scopul aplicării teoriei ciocnirii corpurilor elastice în cazul coliziunii vehiculelor este acela de evaluarea a forțelor maxime de impact și a duratei impactului, cu ajutorul legii elasticității materialelor enunțate de Hook.
Teoria Galilei, Huygens și Newton
Aplicarea acestei teorii este recomandată în cazul aprecierii vitezei de ieșire din coliziune, pe baza vitezei de intrare în coliziune.
Bazele mecanicii și reconstituirii sunt teoriile impactului enunțate de Newton (cele trei legi fundamentale ale mecanicii):
Prima lege de mișcare a lui Newton:
Orice obiect în mișcare uniformă, tinde să-și păstreze această stare de mișcare, chiar și dacă asupra lui intervin forțe exterioare.
Legea a doua de mișcare a lui Newton:
Relația între masa m a unui obiect, accelerația lui a, și forța F dezvoltată de acel obiect este
Legea a treia de mișcare a lui Newton:
Forța de acțiune este egală și de sens contrar cu forța de reacțiune.
Newton definește impactul prin două faze: cea de comprimare și cea de restituire.
In cazul unui impact „total”, la finele fazei de comprimare, vitezele ambelor obiecte (vehicule) intrate în coliziune, în punctul de impact, sunt identice. Datorită elasticității fiecăruia dintre obiectele intrate în coliziune, vehiculele se vor separa din nou.
Reconstituirea unui accident se bazează pe cele trei legi ale fizicii (legea conservării energiei, legea conservării impulsului și legea a doua a lui Newton), ce trebuie folosite pentru definirea unor parametri, cum ar fi viteza de intrare în coliziune și cea de ieșire din coliziune. Aceste legi pot fi folosite separat (dacă se cunoaște numai o variabilă), sau combinat (dacă mai multe variabile sunt necunoscute).
Legea conservării energiei
Legea conservării energiei afirmă că energia totală a unui sistem fizic izolat rămâne nemodificată în timp, indiferent de natura proceselor interne ce au loc în sistem.
Energia nu poate fi nici distrusă, nici creată, ceea ce se poate exprima prin egalitatea între energia cinetică înainte de impact și cea de după impact, la care se adaugă pierderea de energie cinetică (ΔE):
m – masa totală a vehiculului;
v – viteza vehiculului înainte de impact;
v’- viteza după impact;
i și j – vehiculele implicate în coliziune;
E – energia cinetică pierdută. {4}
Energia cinetică pierdută E se poate datora:
deformațiilor plastice produse vehiculelor intrate în coliziune;
rotirii vehiculelor în planul căii de rulare;
frecării roților pe calea de rulare;
sunetului ce se degajă la impact.
Energia cinetică pierdută datorată deformațiilor este cea mai importantă valoare, cantitatea ei fiind cu mult mai mare decât alte categorii de pierderi.
Principiul momentului liniar (al cantității de mișcare)
Momentul liniar al unui obiect (cantitatea de mișcare) este produsul masei m cu viteza sa v. Pe durata impactului, cantitatea de mișcare a obiectului se conservă.
2.3
Metoda este aplicabilă coliziunii dintre automobile cu mase comparabile (coliziunea de tip motocicletă – camion nu se pretează acestei metode).
Principiul conservării momentului unghiular
Momentul unghiular este tendința de rotire a obiectelor pentru a păstra viteza unghiulară de rotație la aceeași valoare, în jurul aceleiași axe de rotație:
2.4
Ipoteze amendament
Ipoteza coeficientului de restituire (Newton)
Coeficientul de restituire descrie comportamentul plastic și elastic al corpurilor. El se definește ca raport între impulsul de restituire SR și impulsul de comprimare SC:
Valorile limită ale acestui coeficient sunt 1 (impact perfect elastic) și 0 (impuls perfect plastic).
Ipoteza direcției (Marquard 1962):
Direcția impulsului este cea dată de direcția vitezei relative a centrului de greutate în punctul primului contact și esde reacțiune.
Newton definește impactul prin două faze: cea de comprimare și cea de restituire.
In cazul unui impact „total”, la finele fazei de comprimare, vitezele ambelor obiecte (vehicule) intrate în coliziune, în punctul de impact, sunt identice. Datorită elasticității fiecăruia dintre obiectele intrate în coliziune, vehiculele se vor separa din nou.
Reconstituirea unui accident se bazează pe cele trei legi ale fizicii (legea conservării energiei, legea conservării impulsului și legea a doua a lui Newton), ce trebuie folosite pentru definirea unor parametri, cum ar fi viteza de intrare în coliziune și cea de ieșire din coliziune. Aceste legi pot fi folosite separat (dacă se cunoaște numai o variabilă), sau combinat (dacă mai multe variabile sunt necunoscute).
Legea conservării energiei
Legea conservării energiei afirmă că energia totală a unui sistem fizic izolat rămâne nemodificată în timp, indiferent de natura proceselor interne ce au loc în sistem.
Energia nu poate fi nici distrusă, nici creată, ceea ce se poate exprima prin egalitatea între energia cinetică înainte de impact și cea de după impact, la care se adaugă pierderea de energie cinetică (ΔE):
m – masa totală a vehiculului;
v – viteza vehiculului înainte de impact;
v’- viteza după impact;
i și j – vehiculele implicate în coliziune;
E – energia cinetică pierdută. {4}
Energia cinetică pierdută E se poate datora:
deformațiilor plastice produse vehiculelor intrate în coliziune;
rotirii vehiculelor în planul căii de rulare;
frecării roților pe calea de rulare;
sunetului ce se degajă la impact.
Energia cinetică pierdută datorată deformațiilor este cea mai importantă valoare, cantitatea ei fiind cu mult mai mare decât alte categorii de pierderi.
Principiul momentului liniar (al cantității de mișcare)
Momentul liniar al unui obiect (cantitatea de mișcare) este produsul masei m cu viteza sa v. Pe durata impactului, cantitatea de mișcare a obiectului se conservă.
2.3
Metoda este aplicabilă coliziunii dintre automobile cu mase comparabile (coliziunea de tip motocicletă – camion nu se pretează acestei metode).
Principiul conservării momentului unghiular
Momentul unghiular este tendința de rotire a obiectelor pentru a păstra viteza unghiulară de rotație la aceeași valoare, în jurul aceleiași axe de rotație:
2.4
Ipoteze amendament
Ipoteza coeficientului de restituire (Newton)
Coeficientul de restituire descrie comportamentul plastic și elastic al corpurilor. El se definește ca raport între impulsul de restituire SR și impulsul de comprimare SC:
Valorile limită ale acestui coeficient sunt 1 (impact perfect elastic) și 0 (impuls perfect plastic).
Ipoteza direcției (Marquard 1962):
Direcția impulsului este cea dată de direcția vitezei relative a centrului de greutate în punctul primului contact și este independentă de forma corpurilor în punctul de impact.
Modelul clasic de impact Kudlich-Slibar (1966):
Viteza relativă tangențială dintre corpuri este nulă dacă acțiunea impulsului se situează în interiorul suprafeței conice definite de inecuația T ≤ μ N .
Ipotezele impactului de alunecare:
În anumite situații de coliziune, cele două obiecte (vehicule) nu pot realiza vreodată viteze identice în punctul de impuls pe durata impactului. În astfel de cazuri trebuie stabilit un plan de „alunecare” pentru cele două viteze (plan în care cele două corpuri alunecă unul față de celălalt). Punctul de impuls este înlocuit deci de acest plan. Pentru rezolvarea acestor situații sunt necesare ipoteze simplificatoare, cum sunt:
nu există mișcare relativă între ambele corpuri intrate în coliziune în punctul de impuls la finele fazei de comprimare pe direcția normală planului de contact (de alunecare);
direcția momentului este limitată de frecarea dintre corpurile intrate în coliziune, caracterizată de coeficientul de frecare μ.
media momentului de restituire și a celui de comprimare se definește prin coeficientul de restituire.
Aprecierea corectă a fazei de impact pretinde definirea corectă a suprapunerii corpurilor (caroseriilor vehiculelor) în momentul modificării forțelor (trecerii de la comprimare la restituire).
Coliziunea cu alunecare (Böhm, Hörz 1968):
În coliziunile caracterizate de alunecări relative, cele două corpuri nu ating aceeași viteză în punctul de impuls pe durata impactului. Se definește un plan de contact ce conține vectorii viteză ai fiecăruia dintre cele două corpuri, astfel că punctul de impuls se deplasează în acest plan. Pentru acest caz se fac ipotezele:
între cele două corpuri (vehicule) nu au loc mișcări relative în punctul de impuls corespunzător momentului de final a fazei de comprimare, pe direcția normală planului de contact;
direcția momentului de transfer este limitată de coeficientul de frecare, μ, dintre cele două corpuri;
raportul între impulsul de comprimare și cel de restituire este definit de coeficientul de restituire.
Pe baza noțiunilor teoretice ale ciocnirilor se pot determina unii parametri cinematici și dinamici care caracterizează mișcarea autovehiculelor în timpul impactului. Primele încercări de modelare a accidentelor au avut loc încă din anii 1960 – 1970.
Pentru o reconstrucție ale acestora cât mai reală a accidentelor este necesară determinarea precisă a parametrilor cinematici și dinamici care le descriu. Numărul mare de factori care influențează variația acestor parametrii fac imposibilă determinarea lor cu metodele obișnuite. Din această cauză se utilizează calculatoare, aplicând diferite metode numerice.
Reconstituirea, aspecte generale
Reconstituirea accidentelor autovehicul – motocicletă se efectuiază retrospectiv, pornind de la poziția finală a autovehiculelor spre locul coliziunii sau introspectiv, pornind din locul coliziunii spre poziția finală.
În practica curentă se utilizează în special metoda retrospectivă datorită existenței urmelor materiale rezultate în urma accidentului.
În această activitate este foarte importantă culegerea cât mai fidelă a datelor din scena accidentului. În mod normal, organele de poliție sunt cele abilitate să dispună “conservarea scenei accidentului”, când cel puțin doi specialiști (numiți „accidentologi”) consemnează, în principal, informațiile referitoare la:
vehiculele implicate (presiune in pneuri, starea de curățenie a geamurilor, reglarea parasolarelor, a oglinzilor retrovizoare, starea echipamentelor lor – funcționarea ștergătoarelor de parbriz, de faruri, starea de uzură a anvelopelor, starea sistemului de frânare, a celui de iluminare și semnalizare, existența GPS, a radioului, starea centurilor de siguranță, zone de contact a pasagerilor cu suprafețe interne gradul de încărcare, gradul de deformare);
starea infrastructurii (planul cotat, urmele de rulare, frânare, derapare, punct de șoc, pozițiile finale ale vehiculelor);
condițiile atmosferice, de iluminare, referitoare la aderență;
partenerii de trafic, declarațiile martorilor.
Fotografiile sunt absolut necesare pentru evaluarea deformațiilor imprimate autovehiculelor și a pozițiilor reciproce post impact. Pentru expertul ce nu se poate deplasa la locul accidentului, fotografiile trebuie să permită formarea imaginii clare asupra scenei accidentului, cu atât mai mult cu cât scena accidentului nu poate fi conservată mult timp.
Reconstituirea accidentelor are două faze:
estimarea unor variabile (de regulă, vitezele asociate diferitelor faze ale accidentului, fiecare fază fiind caracterizată de „viteză de debut” și „viteză de final”). Cei mai mulți experți pornesc de la faza post coliziune (de la ieșirea din coliziune, până la oprire), folosind relații specifice mișcării uniform încetinite, pentru care se adoptă o decelerație medie (egală cu produsul gφ, unde g – accelerația gravitațională și φ – coeficient de aderență), urmată de analiza fazei coliziunii și apoi de cea a pre coliziunii;
simularea numerică a accidentului.
Metodele de reconstituire a accidentelor au evoluat în pas cu progresele din domeniile conexe, cum sunt metodele moderne de investigare a scenei accidentului, care au preluat tehnici din topometrie, din activitatea de mentenanță a vehiculelor, supravegherea din satelit, biomecanică, etc. Actualmente se beneficiază de posibilitățile de fotografiere aeriană, filmare cu camere digitale, măsurarea distanțelor cu aparatură laser, examinarea locului accidentului cu aparatură care poate da valoarea coeficientului de aderență, examinarea atentă a vehiculelor implicate în accident, prin fotografierea atentă a interiorului și exteriorului lui, prin testarea eficacității sistemului de frânare pe standuri specializate, prin utilizarea informațiilor furnizate de blocurile electronice de monitorizare a funcțiilor de frânare, de declanșare a sistemelor „air bag” și de pretensionare a centurilor de siguranță, de modelarea cu ajutorul computerelor a „dinamicii” accidentului.
Rezultatele obținute cu aceste moderne facilități au început să răstoarne importanța declarațiilor martorilor, care puteau aprecia direcțiile de deplasare ale vehiculelor, dar nu puteau aprecia vitezele de deplasare ale acestora.
Investigarea scenei accidentului
Culegerea datelor de pe locul desfășurării unui accident de trafic rutier are o însemnătate deosebită pentru calitatea și precizia reconstituirii accidentului.
Cu cât durata dintre desfășurarea evenimentului rutier și investigare va fi mai scurtă, cu atât mai bine se vor conserva urmele și cu cât investigarea va fi mai profundă (detaliată), cu atât vor fi mai ușor depistate „evidențele” referitoare la accident. În lipsa urmelor „evidente”, nu se pot efectua reconstituiri. Urmele evidente trebuie culese de pe drum, de pe vehiculele implicate și de pe persoanele care au suferit vătămări.
Vechile metode de investigare a scenei accidentului se bazau pe examinarea fotografiilor scenei și pe măsurătorile personale făcute de expertul tehnic cu instrumente clasice (rulete, rareori teodolit). Cea mai cunoscută metodă recomandată celor îndreptățiți legal să culeagă datele de pe locul (scena) accidentului este cea denumită „metoda coordonatelor de bază” (metoda liniei de referință), în care toate cotele pe direcția longitudinală se măsoară pe direcții perpendiculare pe o linie „de bază” (paralelă cu direcția transversală). Evoluția tehnicii de filmare a permis achiziționarea de către experți a unor camere de luat vederi digitale la prețuri relativ mici, a unor teodolite electronice și a unor instrumente cu laser pentru măsurarea distanțelor.
Fazele accidentelor
Fazele modului „impact”
Prima etapă (faza inițială) a acestui mod este denumită faza pre-impact, ce corespunde perioadei dintre conturarea stării critice (pericol iminent) și momentul primului contact al unui vehicul cu celălalt participant la trafic (fig. 3.1). Iminența pericolului de accident poate fi indicată de manevrele critice de conducere, cum ar fi frânarea intensă și bruscă, derapările, virarea bruscă.
Cea de a doua fază este denumită „perioada derulării”, aceasta conținând „reacția conducătorului auto”, și timpul scurs până la primul contact.
Cea de a treia fază este caracterizată de consumarea deformațiilor reciproce, însoțite de fenomenele de „cuplaj” și de ieșirea din contact, până la oprirea vehiculului, ori până la lovirea unui nou obstacol.
Fig. 3.1 Fazele modului “impact”
Fazele modului „global”
Faza de pre-impact a acestui mod caracterizează starea conducătorului auto în momentele imediat premergătoare accidentului: starea de atenție, de nervozitate, de satisfacție, sau de insatisfacție, etc (fig. 3.2).
Cea de a doua fază este faza de impact, corespunzătoare perioadei dintre primul contact, până la oprire. După oprirea tuturor participanților la coliziune, debutează cea de a treia fază, care include toate activitățile de asigurare a scenei accidentului, de mobilizare a celor ce pot salva viețile omenești, a organelor de poliție, etc.
Fig. 3.2 Fazele modului global
Noțiunile de bază cu care trebuie să opereze expertul
„punctul de posibilă percepere” ca poziție a locului din care o persoană cu concentrare normală poate să sesizeze (anticipativ) o situație periculoasă (acest punct poate să coincidă, sau să preceadă „punctul de percepere”);
„punctul de percepere”, ca poziție a locului în care este, de fapt, conducătorul vehiculului, sau pietonul sesizează o situație (posibil) periculoasă;
„neregula” (încălcarea legilor de trafic) constă în deplasarea unui vehicul, sau pieton într-un alt culoar decât cel care îi este alocat (exemplu: depășirea marcajului longitudinal continuu al drumului);
„debutul acțiunii evazive”, ca primă acțiune (manevră) declanșată de un participant la trafic cu scopul evitării coliziunii;
punctul „fără scăpare”, ca fiind acel loc și/sau moment după care coliziunea nu mai poate fi evitată prin nici o manevră. Poziția acestui punct poate varia considerabil în cadrul lanțului de evenimente corespunzătoare accidentului;
„momentul primului contact”, ca loc și/sau moment corespunzător producerii unor daune apreciabile, vătămări;
„contactul inițial”, ca primă atingere accidentală de către o „unitate de trafic” (vehicul, pieton, ciclist) aflată în mișcare;
„angajamentul maxim”, ca deformarea maximă produsă unității de trafic (cea mai adâncă deformație a perimetrului vehiculului);
„restituirea” (desprinderea,), ca separare a unității de trafic (anterior coliziunii, aflată în mișcare) de obiectul cu care a intrat în coliziune;
„oprirea și poziția finală” ca loc al stabilizării deplasării finale (post coliziune).
Revenind la cele trei mari categorii cu care operează modul impact, se subliniază următoarele caracteristici ce trebuie analizate de către expert:
Pre impactul:
capacitatea participantului la trafic de a lua decizii corespunzătoare;
calitățile de percepere și de reacție ale șoferului/pietonului;
anticiparea corectă a situației ce conduce la evitarea coliziunii;
anticiparea corectă a situației ce conduce la oprire.
Impactul:
gradul de avariere a vehiculelor;
gradul de vătămare a persoanelor;
vitezele și modificarea vectorilor viteză;
evaluarea pagubelor obiectelor implicate în accident.
Post impactul:
aprecierea traiectoriilor de deplasare a vehiculelor până în poziția de oprire;
traiectoria centrului de greutate al pasagerilor/pietonilor, deplasarea segmentelor corpului pasagerilor (corelate cu gradul de vătămare), modul de reținere a lor.
În investigarea unui accident sunt considerate patru elemente de bază :
– analiza scenei accidentului (urme de derapare, zgârieturi în carosabil, puncte de impact, moloz desprins de pe elementele de caroserie, pagube generate elementelor de decor, balustradelor, fixarea reperelor din mediul înconjurător);
– analiza pagubelor materiale produse vehiculelor (fotografierea din față și lateral a zonelor deformate, stabilirea „direcției principale a forțelor” de impact, depistarea defecțiunilor mecanice, a pagubelor suferite de sistemul de rulare – jante și anvelope – a corespondenței părților metalice și a altor elemente ale vehiculelor, cu urmele imprimate pe carosabil și pe alte elemente de decor, sau de vehicule/pietoni cu care au intratn în coliziune);
– analiza vătămărilor pasagerilor/pietonilor (determinarea vătămărilor șoferului, pasagerilor/pietonilor, folosirea ulterioară a rapoartelor medicale, evaluarea direcțiilor de impact și implicit, a direcțiilor de proiectare a corpurilor pasagerilor);
– analiza factorilor de risc, a constrângerilor de trafic, de vizibilitate, de stare a vremii, de calitatea carosabilului, de posibilitatea vizualizării factorilor de risc (deficiențe de geometrie – raze de curbură trasate la limită, sens giratoriu cu rază prea redusă – deficiențe privind calitatea suprafeței drumului, amplasarea necorespunzătoare a indicatoarelor de trafic, dimensiuni reduse a acestora, detalieri privind condițiile generale de trafic – debit de vehicule, ambuteiaje – modul de iluminare a căii de rulare și aprecieri asupra deficiențelor de iluminare stradală, drum în reparație, distanțele de la care se pot vizualiza anumite obstrucționări, etc).
Urmele evidente de pe scena accidentului sunt cele rezultate din scuturarea noroiului de pe elementele de caroserie puternic solicitate la impact, zgârieturile imprimate îmbrăcămintei asfaltice, urmele de pe părțile laterale ale drumului (amprente pe acostament, deformarea balustradelor), urmele datorate scurgerilor de lichide (lichid de răcire, combustibil, uleiuri, lichid de frână) și urme imprimate de anvelopele vehiculelor implicate. Aceste urme sunt cu importante deoarece dau indicii asupra locului impactului și a traiectoriilor post impact. O importanță aparte revine urmelor imprimate de anvelope, cu ajutorul cărora se pot efectua aprecieri asupra vitezei de deplasare a vehiculelor.
O primă clasificare a acestora folosește criteriul modului de generare a lor:
urme imprimate (întipărite);
urme datorate alunecării (derapării);
urme de frecare (tocire a materialului anvelopei).
Interpretarea urmelor accidentului
Se recomandă culegerea a cât mai multe imagini, în special de la vehiculele avariate, deoarece profilul pagubelor nu se mai poate reproduce după repararea sau distrugerea lor. Imaginile trebuie să rețină nu doar exteriorul, ci și elemente relevante din interior, cum ar fi pedalele, podeaua, volanul, air bag – urile, planșa bord, precum și oricare altă zonă ce poate prezenta interes.
Urmele materializate pe autovehicul
Urmele imprimate pe un vehicul ce a participat la o coliziune pot să provină de la unul sau mai mulți „oponenți”, care ar putea fi un vehicul, o bicicletă, o motocicletă, o locomotivă, o persoană, un obstacol de pe drum sau de marginea drumului, un gard, o locuință, etc (fig. 4.1). Aceste urme permit determinarea direcției de circulație, a pozițiilor reciproce de impact. Viteza de impact se determină prin calcul, cel mai adesea, prin aprecierea profunzimii urmelor.
Fig. 4.1 Urme imprimate
Urme materiale
Urmele materiale desemnate în sensul urmelor culese din scena accidentului, sunt reprezentate de amprente pe autovehicul, în interiorul lui, ori pe persoane. Urmele de pe exteriorul automobilului pot fi simple concavități, sau pot prezenta exfolieri de lacuri/vopseluri, urme de frecarea suprafețelor conjugate în timpul coliziunii, iar în interior pot fi colectate textile, urme de sânge, de păr, cioburi provenite din oglinda retrovizoare, din cotiere de plastic, etc. (materiale provenite evident din interiorul autovehiculului, si/sau de la ocupanții habitaclului, sau de la persoane, ușor de recunoscut în formă și structură, ce au penetrat spațiul habitaclului.
Urmele materiale servesc la precizarea locului impactului și chiar la identificarea persoanelor implicate. Aceste urme materiale trebuie căutate pe bara de protecție față, pe aripi, pe uși, pe oglinzile exterioare. Spargerea subansamblurilor echipamentului de iluminare trebuie consemnată cu atenție (uneori, desprinderea filamentului lămpii de far dă indicii asupra vitezei de impact).
Urme de frecare lustruire
Acest tip de urme apar pe suprafețele vehiculului de care s-a frecat un articol, un alt vehicul, o persoană, ori un animal cu care acesta a venit în contact pe durata coliziunii.
Pe suprafețele exterioare (inclusiv pe suprafața podelei) se vor imprima particule de murdărie, sau praful (fig. 4.2 ). Repartizarea urmelor de frecare-lustruire depinde de caracteristicile de forma și de înălțimea față de sol a articolului cauzator, astfel că examinarea lor poate da indicii asupra corpului care a efectuat apăsarea pe elementul de caroserie.
Urme amprentate
Urmele amprentare apar pe suprafețele specifice ale unor eșantioane ce provin de la anumite articole și sunt transmise pe suprafețele cu care vin în contact, îndeosebi dacă acestea din urmă sunt suprafețe acoperite de praf, particule de murdărie.
Urmare a contactului barei de protecție față stanga și a materialului textil al îmbrăcămintei conducătorului ATV-ului, pe bară s-au imprimat urmele texturii (fig. 4.3)
Figura 4.4 prezintă imaginea texturii provenite de la pantalonii conducătorului ATV – ului, imprimate pe colțul stânga al barei față de protecție a autoturismului impactor.
Fig. 4.3 Urme amprentate Fig. 4.46 Urme amprentate
Urme de frecare și abraziune
Urmele de abraziune sunt rezultatul frecării a două corpuri (articole) ce vin în contact, ori între două vehicule, ori între vehicul și persoană/obiect din decor. Cele mai multe dintre urmele de abraziune de pe vehicule se imprimă pe lacuri/vopsele (fig. 4.5), dar ele pot reprezenta și transfer de sânge, păr și fibre textile imprimate pe părți de plastic și cauciuc din habitaclu.
Aceste urme dau informații despre direcția de mișcare, cursul mișcării, poziția vehiculelor sau persoanelor implicate în accident pe durata coliziunii.
Suplimentar, părți materiale provenite de la persoanele ce au imprimat urme pot să furnizeze informații referitoare la identitatea acestor persoane.
Fig. 4.5 Urme de frecare
Urme biologice
Urmele biologice imprimate pe automobilele sau pe persoanele participante (sau desprinse de pe aceste persoane) pe durata unui eveniment rutier ce se investighează sunt materiale, sau părți ce provin de la diferite organisme animale sau vegetale.
În contextul unui accident acestea pot fi sânge, excremente, urină, vomă, păr, penaj, țesătură, secreții, masă craniană, părți de corp, sau de oase, părți din plante. Urmele biologice de pe/din autoturisme, sau de pe persoane dau informații despre procesul accidentului și despre locul în care se găseau persoanele implicate în accident (fig. 4.6, fig. 4.7). Urmele biologice pot furniza date despre identitatea persoanelor implicate în accidente și permit determinarea poziției acestora pe locurile ce le ocupau anterior accidentului.
Fig. 4.6 Urme biologice Fig. 4.7 Urme biologice
Urme imprimate pe centurile de siguranță pentru pasageri
Ca o primă măsura de protecție în examinarea interiorului unui automobil care a suferit o coliziune puternică, se recomandă investigatorului purtarea mânușilor, deoarece eventualele contacte cu porțiuni metalice deformate, cu cioburi din parbriz, sau din geamuri laterale, pot produce răni ale pielii mâinilor, urmate de atingerea petelor de sânge ale pasagerilor, ceea ce poate genera contaminarea cu boli transmisibile.
Centura de siguranța este dispozitivul care preia forța de inerție a părții superioare a corpului pasagerului, pe durata decelerării suferite de automobil în timpul coliziunii.
Urmare a accidentelor, pe textura materialului textil al centurii, ca și pe inelul în forma literei „D” și a „limbii” metalice de cuplare a centurii cu punctul fix de pe șasiu se vor imprima urme specifice și se vor degaja mirosuri specifice maselor plastice încinse. Astfel de urme vor apărea numai dacă în sistemul centurilor se vor produce forțe de intensitate mare, sau în condiții normale de exploatare a autovehiculului, când forțele de valori mari vor genera forțe exagerate de frecare, la rândul lor generatoare de cantități mari de căldură. Pe lângă importanța forței de inerție manifestate asupra pasagerului reținut de centură, trebuie subliniată și importanța „direcției principale a forței” de impact, deoarece aceasta sugerează zona de interes ce se va investiga amănunțit.
Dacă inspectarea centurii ce a fost purtată în timpul impactului se face la câteva zile după accident, iar materialul textil a devenit rigid, modificarea vitezei (ΔV) la impact a fost de minimum 20 km/h. Rigiditatea centurii purtate de șofer trebuie comparată cu cea a centurilor care nu au fost solicitate în coliziune (acestea din urma fiind pliabile cu multă ușurință). Centura rigidă din cauza impactului își va pierde rigiditatea prin repetarea manipulărilor (unele texturi se rigidizează în timp datorită expunerii îndelungate la soare și rămân rigide și după repetarea manipulărilor).
Examinarea texturii trebuie să urmărească zonele lustruite datorită frecării (sau topirii locale) de inelul de forma literei D (denumit inel D), cu forțe mari, sau cu pielea (hainele) persoanei reținute de centură. Unii experți caută suprafețe ondulate ale texturii, ce se pot datora forțele mari de întindere. Examinarea țesăturii materialului textil cu ajutorul unei lupe poate releva o modificare a densității țesăturii, ca urmare a unor solicitări de vârf. Astfel de urme trebuie căutate și în zona de lângă dispozitivul de limitare a forței de pretensionare. Aceste urme fiind cauzate de forțele de inerție ale corpului pasagerului, vor fi mai accentuate cu cât masa acestuia este mai mare. Figuriile 4.8 a și 4.8 b evidențiază zone de polizare și respectiv de micro șanțuri imprimate inelului D urme ce ar putea fi atribuite unui accident, dar în cazul prezentat acestea provin de la uzura imprimată de folosirea uzuală a centurii de către șofer. Dacă astfel de urme sunt datorate unui accident, este obligatoriu să se verifice dacă pe textura centurii s-au imprimat urme materiale provenite de la inelul D.
În figuriile 4.8 c și 4.8 d, materialul centurii prezintă „îndoituri” în inelul „D”, iar figura 4.8 e, arată urme de textură imprimate pe inelul „D”. Aceste urme relevă faptul că forța dezvoltată în centură nu a fost foarte mare, iar impactul nu a fost unul sever. Figura 4.8 f este una de tip microscopic a zonei de „cutare” a texturii. Figuriile 4.8 g, și 3.6 h, arată urme de material textil pe inelul D, iar fig. 3.6 i și 3.6 j arată striațiuni pe curea, ceea ce infirmă o eventuală declarație falsă a pasagerului (care ar declara că centura nu a fost folosită în timpul impactului). Urmele datorate cioburilor provenite din geamul spart (cioburi căzute în habitaclu) sunt cele prezentate în figurile 4.8 k, și 3.6 l.
Fig. 4.8 Urme imprimate pe centurile de siguranță pentru pasageri
Pe țesătura curelei se imprimă multe tipuri de urme datorate accidentelor sau uzurii normale. În figura 4.9, fotografiile a și b arată urme ce se datorează pătrunderii nedorite a centurii între ușă și rama ei (fig. 4.9 b este detaliul zonei dreptunghiulare din fig. 4.9 a). Acest tip de urme trebuie să semnaleze faptul că expertul trebuie să fie foarte atent asupra stabilirii semnificațiilor urmelor de pe centuri. O folosire incorectă a centurii, de tipul celor din fig. 4.9 c și d conduce la imprimarea unor urme specifice.
În figuriile 4.9 e și f centura a rămas „împănată” în inelul D, datorită utilizării incorecte a ei. Striațiunile de pe centura din fig. 4.9 g sunt datorate frecării centurii de verighetă, sau de un ceas de mână, ci nu contactului cu îmbrăcămintea, cum este cazul imaginii din fig. 4.9 h, care arată clar urme de „scame” de îmbrăcăminte.
Fig. 4.9 Urme imprimate pe centurile de siguranță pentru pasageri
Dacă nu sunt martori care să declare persoana ce conducea automobilul, se poate pune problema identificării șoferului. Devine astfel obligatorie investigarea amănunțită a scaunului șoferului, zona volanului, a planșei de bord, a covorului de pe podea, pentru a identifica urme materiale ce ar putea proveni de la șofer.
Fibre textile provenite din îmbrăcămintea șoferului se pot imprima pe diferite părți ale tapițeriei habitaclului. Astfel de urme pot fi imprimate de îmbrăcămintea și corpurile celorlalți pasageri, pe banchetele ocupate anterior impactului. Dacă au fost declanșate dispozitive „air – bag”, pe „saci” se imprimă urme provenite de la ocupanți, iar examinarea centurilor poate da informații referitoare la starea lor de utilizare sau neutilizare pe durata impactului. Astfel de urme, precum și urme biologice se pot imprima pe geamuri și pe interiorul plafonului.
Urme pe scena accidentului
Cele mai importante urme pe zona în care s-a desfășurat accidentul sunt cele datorate interacțiunii roților cu calea de rulare și cu acostamentele. Pe lângă urmele datorate roților vehiculelor există o altă categorie de urme, care poartă denumirea urmele imprimate în carosabil.
Interacțiunea roată-drum
Coeficientul de aderență
Lucrările de specialitate definesc coeficientul de aderență în mod similar coeficientului de frecare dintre planul de alunecare și corpul solid alunecător.
In Mecanică, in situația tractării (rostogolirii) cu o anumită viteză a unui corp pe o suprafață plană, se definește coeficientul de frecare μ dintre un corp solid și acea suprafața, drept raport între forța tangențială Ff (conținută în planul de reazem) și forța normală pe planul de reazem al corpului, notată N (fig. 4.10 ).
În cazul particular al suprafeței plane orizontale, corpul de masă m, dezvoltă o forță normală echivalentă greutății corpului, , unde g este accelerația
gravitațională, conținută într-un plan vertical. Forța tangențială (paralelă cu suprafața plană, de fapt, conținută în acest plan) ce apare la roata frânată este notată Ff și reprezintă „forța de frânare la nivelul interacțiunii roții cu drumul”. Termenul „frânare” poate fi explicat prin aceea că sensul forței transmise de calea de rulare anvelopei este contrar sensului deplasării corpului (în figură, contrar vitezei corpului).
Expresia forței Ff este deci:
(4.11)
Pentru regimul de tracțiune (specific roții motoare) se definește un coeficient specific tracțiunii (aderență), iar pentru roata frânată, se vorbește despre un coeficient de aderență de frânare. Reconstituirea accidentelor rutiere pretinde, îndeosebi, cunoașterea coeficientului de aderență specific procesului de frânare.
În situația drumului orizontal, coeficientul de aderență (notat ) are expresia:
(4.12)
Valoarea coeficientului de aderență depinde de o multitudine de factori, dintre care cei mai importanți sunt cei ce țin de calitatea drumului (materialul îmbrăcămintei drumului, starea umedă, sau cea uscată), calitatea anvelopei roții (materialul, starea de uzură, presiunea din pneu), viteza de deplasare v, forțele laterale ce acționează asupra anvelopei.
Componentele forțelor tangențiale datorate aderenței sunt clasificate sumar drept interferențe mecanice (abrazive), deformații viscoelastice și atracții moleculare.
Componentele abrazive se dezvoltă între micro neregularitățile suprafeței drumului și suprafața anvelopei, care permite transmiterea unor forțe tangențiale după un mecanism asemănător „angrenării danturilor”.
Componentele viscoelastice apar ca urmare a trecerii unor zone ale anvelopei din starea comprimată (în fața zonei de contact cu drumul), în starea de destindere (după trecerea de zona de contact cu drumul), sau chiar a unor tranziții de la o stare de destindere, către o stare de comprimare și invers, în aceeași porțiune a anvelopei, datorate variației în timp).
Forțele de atracție moleculară sunt rezultatul atracției naturale dintre suprafețele alăturate.
În mod normal, expertul apreciază valoarea coeficientului de aderență în conformitate cu datele consemnate în documentele întocmite de organele legale ce efectuează investigarea primară (referitoare la calitatea îmbrăcămintei drumului, a stării uscate, sau umede), completate cu date culese cu instrumente relativ simple, de tip „dinamometru”. Cele mai mari complicații le introduce situația drumului acoperit cu gheață sau/și zăpadă. Amănunte referitoare la existența unor zone de nisip (sau de sare) dispersate de cei ce întrețin drumurile, trebuie să fie amănunțit descrise, deoarece contează chiar uniformitatea dispersiei acestor materiale; suplimentar, e necesară considerarea echipării automobilului cu anvelope de iarnă, sau cu lanțuri antiderapante, temperatura ambientală, existența unui strat de gheață acoperit cu un strat proaspăt de zăpadă, grosimea stratului de zăpadă, etc.
Influența vitezei automobilului
Literatura de specialitate menționează faptul că sporirea vitezei de alunecare a automobilului pe calea de rulare de tip asfalt uscat conduce la reducerea valorii coeficientului de aderență (deși alte lucrări dau indicații contrare). Relația matematică este valabilă numai pentru viteze mari și are expresia:
(4.13)
0 – coeficientul de aderență corespunzător vitezelor reduse de alunecare;
V – viteza de alunecare, în km/h;
– coeficientul descreșterii vitezei, cu valoarea cuprinsă în intervalul 0,0027…0,008 h/km.
Interacțiunea dintre roată și drum
Roțile autovehiculului sunt componente ale unui sistem dinamic, acestea fiind legate pe de o parte de transmisia automobilului, iar pe de altă, de calea de rulare. Forțele transmise căii de rulare de către roți, sunt descompuse în forțe verticale, suma lor pe toate roțile fiind egală cu greutatea totală a autovehiculului, și în forțe orizontale, tangențiale planului de contact, acestea fiind forțe de tracțiune, sau de frânare (pe direcția longitudinală a autovehiculului), sau forțe de derapare, care destabilizează traiectoria autovehiculului (pe direcția transversală a autovehiculului). Forțele tangențiale sunt limitate de condițiile aderenței dintre drum și roți.
Pentru evitarea fenomenelor de alunecare (patinare), forța tangențială maximă de tracțiune (sau de frânare) ce se poate disponibiliza (funcție de proprietățile căii de rulare și ale anvelopei) trebuie să fie mai mare decât forța tangențială pretinsă, adică decât acea forță transmisă roților (de către motor, în regim de tracțiune, sau de către inerția automobilului, în regimul de frânare), iar aceasta pretinde un coeficient de frecare dintre roată și drum, cât mai mare. Pentru evitarea accidentelor prin manevra de frânare (prin reducerea distanței necesare opririi), este necesar un coeficient de frecare cât mai mare, care să preîntâmpine alunecarea pe suprafața căii de rulare a automobilului cu roțile blocate.
Coeficientul de aderență necesar evitării alunecării (patinării) crește cu creșterea vitezei automobilului, când valoarea aderenței disponibile scade. Astfel, și din acest punct de vedere viteza devine un factor major în privința siguranței traficului rutier.
Interacțiunea automobilului cu drumul se produce prin forțele de frecare dintre calea de rulare și anvelope.
Se consideră că acest transfer prin frecare e datorat în principal celor două fenomene inseparabile:
– frecarea de histerezis (datorată frecării generate de interpătrundere cauciucului anvelopei cu micro asperitățile suprafeței drumului), ce se manifestă preponderent în cazul suprafețelor umede;
– frecarea de aderare (datorată atracției moleculare), preponderentă în valoarea globală a coeficientului de aderență pe carosabil uscat.
Urmele roților la scena accidentului
Urmele imprimate de anvelope furnizează date foarte importante necesare investigațiilor. Tipologia (forma), lungimea, poziția raportată la coordonatele suprafeței căii de rulare, permit aprecieri referitoare la comportamentul șoferului, la punctele ce caracterizează coliziunea, la direcția deplasării automobilului, la poziția vehiculului în raport cu drumul, la viteza minimă în momentele premergătoare coliziunii.
Analiza urmelor anvelopelor permite identificarea tipului anvelopelor implicate în accident. Atributele unei urme de anvelopă imprimate pe calea de rulare a vehiculului sunt puternic influențate de textura suprafeței căii de rulare. Denivelările suprafeței căii de rulare sunt macroscopice, dar au și o latură microscopică. Distribuția probabilistică a dimensiunilor, a poziționării spațiale, a configurației geometrice și a rugozității particulelor agregate în textura drumului, dau în mod frecvent o mare varietate de „micro texturi de îmbrăcăminte” a drumului. Astfel de întrețesături aleatoare ale texturilor de pavaj conduc la îngreunarea distingerii de către ochiul omului între striațiunile de culoare deschisă și cele de culoare închisă (imprimate de anvelope).
Detalieri ale urmelor roților sunt necesare în cazul accidentelor soldate cu decesuri, sau cu vătămări grave ale unor persoane. Pentru un prim grad de precizie a aprecierii urmelor roților, doi investigatori (polițiști, de regulă) fixează poziția amprentelor anvelopelor față de anumite puncte de referință ale scenei accidentului, precum și limitele laterale ale acestor amprente și a caracterului striațiunilor lor (striațiuni paralele cu conturul lateral, sau striațiuni specifice pivotărilor). Aprofundarea examinării pentru a obține un grad de precizie superior primului presupune legătura cu tehnica fotografierii, procesarea imaginii ce permite extragerea caracteristicilor anvelopei fiind incontestabilă în ceea ce privește atribuirea apartenenței urmelor unui anumit automobil suspectat.
Caracterul amprentelor roților depinde de tipul texturii pavimentului drumului, astfel că devine necesară corelarea caracteristicilor roților cu cele ale calităților drumului. Condițiile impuse prelucrării automate a imaginilor amprentelor roților sunt: poziționarea lor în raport cu coordonatele drumului, segmentarea urmelor, gradul de conformare a urmelor cu caracteristicile anvelopei automobilului investigat.
Toate metodele automate de prelucrare necesita încă măsurări manuale pe scena accidentului pentru furnizarea datelor de intrare a programelor computerizate.
Urmele imprimate de anvelope se clasifică în „urme imprimate” și „urme de frecare – alunecare”. Urmele imprimate rețin caracteristicile profilului anvelopei, de aceea se folosesc pentru identificarea tipului de anvelopă (ce se compară cu anvelopa automobilului suspectat), pe când urmele de frecare includ patinarea, pivotarea, deraparea.
Urme de derapare – alunecare
Imprimarea urmelor de derapare – alunecare însoțesc aproape întotdeauna coliziunea. Desfășurarea accidentului din punctul de vedere al traiectoriilor și pozițiilor inițiale la impact poate fi complet arbitrară.
Cel mai frecvent, aceste urme imprimate pe locul impactului sunt arce de curbă, urma imprimată de o anvelopă poate să difere mult de urma imprimată de roata pereche a punții, iar aceeași urmă poate să arate foarte diferit pe o anumită porțiune, comparativ cu altă porțiune.
În figuriile 4.15 și 4.1614 sunt prezentate urme de tipul „de frecare” imprimate prin blocarea roților frânate, a motocicletelor, ce debutează cu contur mai puțin contrastant, după care devin mult mai „conturate”.
Automobilele frânate intens (dar care nu au echipare ABS) vor imprima pe suprafața căii de rulare, cel mai ades, patru urme a celor patru roți blocate (frânare e însoțită de derapare).
Urme transversale de alunecare
Urmele transversale de derapare sunt rezultatul rezistenței porțiunii crestei anvelopei la deformația introdusă de forța centrifugă ce apare la deplasarea automobilului într-o curbă. Autovehiculul se află la limita reținerii pe traiectoria curbilinie dictată de șofer, fără a trece la starea de derapare laterală. Dacă se depășește această limită de rezistență la deraparea impusă de forța centrifugă, automobilul va efectua o mișcare de rotație în jurul unei axe verticale, traiectoria rezultantă fiind efectul combinării cu noua componentă, ce se suprapune mișcării inițiale de deplasare pe traiectoria curbilinie pretinsă de șofer.
Urmele de derapare pot furniza date referitoare la viteaza, direcția de deplasare, deplasarea vehiculului după impact, poziția finală, etc.
Proprietățile antiderapante depind de anvelope și de calea de rulare. Anumite calități de cauciuc dau anvelopelor proprietăți foarte bune de frecare cu calea de rulare, comparativ cu altele.
Urmele imprimate de anvelope pot da informații relevante asupra parametrilor pre și post coliziune.
Glisările și pivotările care imprimă urme pe suprafața căii de rulare după producerea accidentului pot ajuta expertul să găsească derularea evenimentelor ce au precedat accidentul și modul în care a evoluat accidentul (deraparea poate să apară la o anumită viteză, corelată cu aderența, înclinarea transversală a drumului, etc). Este foarte important să se stabilească dacă urmele roților sunt rezultatul blocării roților (frânarilor), ori a roților neblocate. Cea mai dificilă problemă din punctul de vedere al reconstituirii accidentului în care este implicat un autovehicul modern o ridică sistemul de frânare care previne blocarea roților (ABS). Folosirea acestor sisteme reduce distanța de frânare, dar mai aduce avantajul suplimentar al evitării impactului prin manevre de ocolire, automobilul fiind în situația de a răspunde manevrelor de virare. Roțile neblocate la mișcarea de rotație nu vor imprima urme de frecare detectabile cu ochiul liber pe suprafața căii de rulare, fapt ce conduce la imposibilitatea consemnării unui parametru care să permită folosirea relației de determinare a vitezei inițiale a automobilului. Numai în anumite condiții se pot înregistra urmele de frânare ale automobilelor echipate cu sisteme de frânare de tip ABS.
Pivotarea (fig. 4.17) este denumirea mișcării de rotație a automobilului în planul suprafeței drumului, în jurul unei axe normale planului acesteia, astfel că automobilul își pierde „stabilitatea deplasării” (fie a stabilității „rectilinii”, fie automobilul devine „sub virator”, fie „supra virator”); cu alte cuvinte, automobilul nu răspunde manevrelor dictate de mecanismul de direcție. În cazul deplasării rapide pe o traiectorie curbă, momentul cinetic de
valoare mare imprimat roților, tinde să păstreze direcția de deplasare paralelă cu planul roților, (direcție aproximativ tangentă la traiectoria dorită), iar dacă forța la roată ce revine acestui moment depășește valoarea forței de aderență, roțile vor „aluneca” spre exterior, imprimând urme de alunecare specifice „pivotării”.
O urmă de pivotare este urma unei roți ce se rostogolește pe o suprafață pe care alunecă, pe direcție apropiată de direcția paralelă cu planul roților.
Situațiile obișnuite de producere a urmelor pivotărilor sunt cele ce se datorează momentelor în care puntea spate influențează traiectoria pe care trebuie să o impună puntea față. Pivotarea poate apărea când automobilul rulează pe o suprafață alunecoasă (udă, acoperita cu polei sau zăpadă), sau acoperită cu nisip, ori criblură.
Urmele de pivotare se pot imprima pe suprafața drumului și ca urmare a alunecării unei roți ce nu se rostogolește, automobilul fiind încă în deplasare. Aceste urme pot fi ușor confundate cu urmele de frânare. Automobilul tinde să se rotească în jurul axei de tangaj, pe măsură ce repartiția masei pe punți se modifică datorită decelerării automobilului.
Aceste urme de pivotare sunt curbate, în timp ce urmele de frânare sunt aproximativ rectilinii.
Frânările foarte intense de la viteze mari imprimă urme cu mult material desprins de pe anvelopă ce poate deveni aproape „plată” pe zona pe care s-a „târât” (anvelopa capătă contur „poligonal”).
Urmele de frânare (cu roțile blocate), cel mai adesea, au striațiuni dispuse paralel cu direcția longitudinală a acestora, pe când urmele imprimate de alunecarea roților neblocate prezintă striațiuni dispuse „lateral” acestor urme, chiar dacă roțile s-au rotit în jurul axei proprii.
În figura 4.18 se arată o fotografie a urmei de roți care evidențiază chiar zona de trecere de la un tip de urme, la celălalt. Intrarea în funcțiune a mecanismului de direcție pare să declanșeze starea de tranziție. Pentru a arăta că se pot imprima urme curbate de anvelope, fără ca deraparea să se manifeste, în figura 4.19 se arată o urmă imprimată de o roată directoare ce se află în regim de tracțiune (accelerare).
Fig. 4.18 Urme de derapare Fig. 4.1916 Urmă de tracțiune
De regulă, urmele datorate unei pivotări se manifestă prin nesuprapunerea amprentelor roților spate cu cele ale roților față, în figura 4.20 este prezentat o urmă la care urmele roții spate, nu se suprapun urmei roții față .
Urme imprimate
Urme de deplasare (imprimate de roți neblocate): Urmele imprimate pe zăpadă, pe acostamentul drumului, pe pământ reavăn, de regulă, sunt bine conturate și permit stabilirea corespondenței lor cu profilul. Amprenta din sol trebuie comparată cu mulajul realizat prin
turnarea unui plastifiant topit pe conturul exterior al anvelopei, în vederea stabilirii corespondenței anvelopei suspectate, cu urmă.
O altă categorie de urme de deplasare a roților neblocate este cea a urmelor rezultate din procesul de alunecare a roților (patinare, derapare) ce se frânează, fără a ajunge la viteza nulă de rotație în jurul axei proprii.
Urme de “laminare” (figura 4.21): Urmele denumite “de laminare” sunt rezultatul frecării cu calea de rulare a unei anvelope în interiorul căreia presiunea a fost extrem de redusă față de presiunea nominală, sau aceasta a fost complet depresurizată. Dacă o astfel de urmă apare în faza anterioară impactului, roata care a imprimat o astfel de urmă denotă o astfel de caracteristică (aproape complet dezumflată), și poate fi chiar cauza accidentului. Dacă urma de laminare apare în faza ulterioară producerii impactului, aceasta ar însemna că anvelopa a pierdut presiunea urmare a coliziunii. Cel mai ades, aceste urme apar în cazul coliziunii dintre două sau mai multe automobile, iar nu ca urmare a impactului unui automobil cu un pieton. La limită, când presiunea e nulă, rularea roții de face prin contact cu janta, urma de rulare având aspectul a două microșanțuri, distanța între ele fiind egală cu lățimea jantei (figura 4.21).
Urme imprimate de roți blocate: Roțile blocate prin frânare alunecă pe suprafața drumului. Dacă autovehiculul are viteză superioară valorii de 100 km/h, anvelopele pot suferi deteriorări care impun înlocuirea lor (figura 4.22).
Urmele interacțiunii roților (blocate sau neblocate) cu drumul pot fi imprimate:
pe drum de asfalt, prin efect de polizare generat de particule solide dure imprimate în anvelopa și prin polizarea cauciucului anvelopei;
pe suprafețele plastifiate ale anvelopei, cu atât mai pronunțate cu cât cauciucul este mai ușor de ”plastifiat” prin încălzire;
pe nisip, suprafețe pietruite sau acoperite cu iarba, prin simpla trecere peste, sau prin virare, pe suprafețe de drum neamenajate;
pe suprafețe acoperite cu bitum, prin plastifierea învelișului de bitum al drumului, dacă alunecarea rotii conduce la încălzirea excesivă a căii de rulare, sau prin patinare intense însoțită de o rostogolire, când se produce o desprindere de cauciuc de pe anvelopa supra încălzită.
Fig. 4.22 Urmă imprimată de roată blocată
Urme de roți imprimate pe victime
Expertul trebuie efectuaeză examinarea atentă a fotografiilor victimelor (motociclist, pieton) după urme de anvelope pe îmbrăcăminte, casca de protecție, sau pe piele.
Urmele imprimate în carosabil
Pe lângă urmele datorate roților vehiculelor există o altă categorie de urme. Între acestea se enumeră cele mai uzuale: alveole (scobituri) în calea de rulare, sau pe acostamente, zgârieturi pe suprafața căii de rulare, moloz desprins de pe barele de protecție, sau de pe aripile interioare, lichide specifice vehiculelor. Centralizarea acestor urme este prezentat în tabelul 4.23.
Tabel 4.23 Urmele imprimate în carosabil
Urmare a coliziunilor vehiculelor, unele elemente ce provin de la piese casante se sparg și sunt proiectate sub forma unui „covor de cioburi”(figura 4.24). Acestea provin, în special, din lămpi de semnalizare, faruri, parbriz, lunetă, geamuri laterale.
Fig. 4.24 Covor de cioburi
Se mai desprind bucăți din barele parașoc, ștergătoare de parbriz, sau de faruri, oglinzi retrovizoare laterale. Dacă autovehiculul implicat în coliziune a răspândit cioburi provenite din parbrizul spart, dar și din lămpile de far, și/sau semnalizare, e dificil de stabilit proveniența lor. De asemenea, scena accidentului este traversată de alte automobile, sau de către pietoni, de aceea, cioburile pot fi deplasate față de locul în care au fost inițial proiectate. Diferențe esențiale între cioburile provenite din lămpi comparativ cu cele provenite din parbriz nu pot fi apreciate cu ușurința. „Covorul de cioburi” reprezintă evidența impactului și nu se situează la distanță mare de locul impactului.
Situații speciale:
Unul dintre obiectivele raportului de expertiză este „stabilirea locului accidentului”, prin care se cere, de fapt, stabilirea locului „primului contact dintre vehicule (sau dintre vehicul și pieton).
Martorii „oculari” sunt de cele mai multe ori martori „auditivi”, dacă se ține seama că aceștia aud că s-a produs o coliziune, după care își îndreaptă privirea către zona de impact, văzând doar ultimele etape ale coliziunii (desprinderea din contact, deplasarea vehiculelor către zonele de oprire). O parte dintre martori realizează acest aspect, dar alți martori „intuiesc” ceea ce s-ar fi putut întâmpla în fazele pre impactului, ceea ce este adesea incorect. Prin această anticipare a fazei pre impact, martorii pot deveni – în oarecare măsură – coautorii raportului de expertiză, dacă expertul admite ca ipoteză o astfel de declarație și imaginează un scenariu conform acesteia.
Obligația unui expert imparțial este aceea de a verifica scenariul martorului, dar și acela de stabilire a coincidenței situațiilor oferite de probele materiale de pe scena accidentului.
În cazul când în zona coliziunii s-au înregistrat urme de frânare cu roți blocate pentru ambele vehicule, este facil să se poziționeze vehiculele pe aceste urme, locul impactului fiind mai simplu de găsit (urmele de moloz, frângerea urmelor anvelopelor, etc. fiind elemente de precizare a locului impactului). Situația se complică în cazul vehiculelor dotate cu sisteme de frânare ABS la care urmele de frânare sunt aproape nedetectabile, iar aceste situații devin din ce în ce mai frecvente.
Un exemplu de situație complicată este cel al unui impact frontal dezaxat între o motocicletă și un autoturism, caracterizat de lipsa informațiilor martorilor, singurele probe fiind fotografiile din dosarul cazului (figura 4.25, 4.26).
Fig. 4.26 Urme pe scena accidentului
În acest caz lucrurile se clarifică prin examinarea restul fotografiilor din dosar (figura 4.27, 4.28), adică urmele imprimate în carosabil (zgârieturi și scobituri în îmbrăcămintea asfaltică), care oferă informații despre locul impactului, viteză de impact, desfășurarea accidentului etc.
Fig. 4.28 Urme pe scena accidentului
Coliziunea autovehicul-motocicletă
Motocicletele reprezintă un caz special, datorită masei mult mai mici decât cea a automobilului cu care intră în coliziune, precum și a faptului că motociclistul este adesea proiectat, desprinzându-se de motocicletă, după câteva interacțiuni cu automobilul.
Efectul constă în sensibilitatea mare – fie a vitezei pre impact, fie a celei post impact – la aprecierea eronată a unghiului de desprindere. O problemă suplimentară este cea a aprecierii unghiului de desprindere, deoarece, pe lângă motocicletă, apare desprinderea motociclistului. Dacă în accident sunt implicate trei corpuri, este complicat definirea traiectoriei, și vitezei, pentru cel de al treilea corp.
Coliziunile motocicletă-automobil au particularități comune datorită unor aspecte precum:
în momentul inițial al impactului, motociclistul este parte comună cu motocicletă, ca pe parcursul evoluției coliziunii să se separe de ea;
masele motociclistului și motocicletei sunt apropiate ca valoare, ceea ce influențează evoluția coliziunii: inițial participă suma maselor, iar apoi, din cauza desprinderii motociclistului, impactul este susținut numai de masa motocicletei; în consecință se produce o coliziune cu un corp a cărui masă este variabilă cu timpul;
în mod obișnuit coliziunea dintre un automobil și o motocicletă are loc la viteze relativ mari, urmată de deplasări ale motocicletei pe o traiectorie care poate influența major gravitatea accidentului;
severitatea accidentului este influențată și de viteza relativă a celor două autovehicule care astfel reprezintă o caracteristică importantă a impactului;
de regulă ocupanții motocicletei sunt expuși la trei coliziuni: impactul inițial (principal) cu automobilul, impactul secundar, la căderea pe carosabil (sol) și un ultim impact (auxiliar), cu obiecte sau componente ale drumului.
Urmările unei ciocniri dintre motocicletă și un automobil depind de o serie de factori, printre cei mai importanți fiind tipul și masa automobilului, locul, direcția, și sensul impactului, caracteristicile drumului și mediul din jurul său etc.
Dintre accidentele cu motociclete, ponderea cea mai mare și cu o gravitate avansată revine coliziunilor cu autoturisme (figura 5.1), motiv care a impulsionat și cercetările științifice aferente.
Fig. 5.1 Tipuri de acidente de tip motocicletă-autoturism
Pentru a sintetiza un număr mare de date extrase din accidente reale s-au definit șase tipuri de coliziuni, de tip:
frontal autoturism – lateral motocicletă;
frontal autoturism – frontal motocicletă;
lateral autoturism –frontal motocicletă;
în colțuri autoturism – frontal motocicletă;
în spate autoturism – frontal motocicletă;
frontal autoturism – spate motocicletă.
Parametrii caracteristici al coliziunilor de tip autovehicul-motocicletă
Lucrările cele mai potrivite în studiul coliziunii motocicletei cu autoturismul sunt cele publicate de Severy ș.a. la începutul anilor 1970. Formula de bază cu care s-a apreciat distanța totală de proiectare d, este cea propusă de Searle, dedusă pe baza aruncării unui obiect pe direcție înclinată cu un “unghi de proiectare”, θ, față de paralela cu suprafața drumului, obiectul fiind situat la înălțimea h în raport cu suprafața drumului. Considerând distanța totală de proiectare ca fiind compusă din „distanța de zbor”, dz (corespunzătoare spațiului ce revine intervalului de timp dintre momentul desprinderii obiectului din contactul cu automobilul, până la momentul atingerii solului) și „distanța de alunecare” (glișare pe sol, până la oprire), da, se pot scrie formulele:
f- coeficientul de frecare a obiectului cu solul
După aranjări convenabile, se găsește o expresie de forma, care este o ecuație de gradul al doilea, variabila fiind distanța de zbor, dz:
Această distanță totală nu ia în considerație porțiunea aferentă perioadei de timp ce decurge din momentul primului impact al motocicletei cu automobilul, până la momentul apariției „zborului” corpului motociclistului, considerată a fi extrem de scurtă (de circa 0,145 s).
Pentru situațiile accidentelor reale, unde nu se cunoaște valoarea unghiului θ, acesta se adoptă ca fiind 45○ (pentru care și ), iar relația se simplifică, devenind:
Graficul din figura 5.6 dă o imagine a valorii unghiului de zbor în funcție de viteza de deplasare a autoturismului care lovește motocicleta (model propus de Searle).
Fig. 5.6 Unghiul de zbor a motociclistului în funcție de viteza de deplasare a autoturismului
Datorită pașilor uriași în construcția motocicletelor, nu mai corespund dimensiunile, masele, sau caracteristicile mecanice ale jantelor roților, cadrului, furcii, cu parametrii corespunzători motocicletelor testate de Severy. În consecință, orice paralelă cu vechile motociclete riscă să introducă abateri mari de rezultate ale procesului de reconstituire a accidentului.
Date mai recente au fost disponibilizate de Rogers și Zellner (1998) care au efectuat teste cu autoturisme moderne și motociclete „sport”. O cantitate limitată de date a fost
disponibilizată experților în 2001, datorită preocupărilor manifestate de Comitetul Internațional de Coordonare al Grupurilor de Experți din țările membre OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development). Rularea diferitelor programe de simulare (smac, Crash3, PC-Crash) au arătat că fiecare metodă are limitările ei, dar pentru anumiți parametri, comparativ cu rezultatele testelor experimentale.
Un progres major a fost considerat apariția standardelor de testare a acestui tip de coliziuni, denumit ISO13232, care recomandă efectuarea a șapte tipuri de coliziune autoturism – motocicletă (figura 5.7). Codul fiecărui tip de coliziune este compus dintr-un număr de trei cifre, care caracterizează configurația coliziunii (îndeosebi, unghiul de contact între cele două vehicule) după care urmează liniuța și un raport de două numere, primul reprezentând viteza (în m/s) de deplasare a automobilului (nulă, sau 6,7 m/s), iar celălalt, viteza de deplasare a motocicletei (nulă, în primul tip de coliziune și de 13,4 m/s în celelalte șase tipuri de coliziuni).
Fig. 5.7 Codificarea tipurilor de coliziuni necesare testelor de impact
Primele testări efectuate cu manechine au servit operațiunilor de calibrare a simulărilor efectuate cu diferite softuri dedicate. Manechinele au fost instrumentate cu traductoare de accelerație la nivelul capului, toracelui, centurii pelviene, femurului.
Determinarea vitezei de deplasare a motocicletelor pe baza distanței de alunecare laterală
Reconstituirea accidentelor de trafic în care a fost implicată o motocicletă presupune, de cele mai multe ori, determinarea vitezei inițiale de deplasare a acesteia. În majoritatea accidentelor de acest gen, motocicleta implicată va cădea la un moment dat pe suprafața de rulare și va aluneca pe o anumită distanță.
Acuratețea calculului vitezei motocicletei înainte de răsturnare depinde de evaluarea energiei disipate de aceasta în timpul alunecării, astfel încât distanța de alunecare a motocicletei este adesea utilizată ca o bază de calcul pentru estimarea vitezei acesteia în momentul răsturnării.
Determinarea coeficientului de aderență la alunecare laterală
Calculul energiei consumate în timpul alunecării depinde de coeficientul de aderență la alunecarea laterală a motocicletei.
Literatura specială accentuează anumite date legate de coeficientul de aderență al motocicletelor care alunecă pe părțile laterale. De exemplu, Day și Smith au scris despre coeficienții de aderență la alunecarea laterală ai motocicletelor în 1984. Ulterior, diverse manuale de reconstituire a accidentelor, au preluat materialul acestora sau au publicat valori similare din alte teste.
Acest coeficient de aderență este cuprins între 0,35 și 0,75 pentru suprafețe din asfalt și între 0,65 și 1,1 pentru suprafețe mai moi cum sunt iarba, pietrișul sau nisipul.
O privire de ansamblu a datelor publicate este sintetizată în tabelul 5.8.
Tabel 5.8 Datele experimentului
În 1997, Medwell, McCarthy și Shanahan au efectuat teste de alunecare cu o motocicletă Kawasaki model ZX-7, fabricată în 1992, având capacitatea cilindrică de 750 cm3, pe care se va prezenta succint în cele ce urmează. Modelul ales este o motocicletă de stradă, stilul sport, cu carenă aerodinamică pe ambele părți, roți de aluminiu cu pneuri relativ late și cu ghidoane joase, fiind echipată cu o singură tobă de eșapament pe partea dreaptă.
Testul a fost astfel conceput, încât să se poată reconstitui cât mai bine posibil dinamica unei motociclete care cade din poziție verticală. Motocicleta a fost așezată vertical pe o platformă montată în partea dreaptă a unei camionete (figura 5.9). Înălțimea platformei a fost reglată, astfel încât partea sa inferioară să fie cât mai apropiată de suprafața carosabilă. S-a ajuns astfel la o înălțime a petei de contact a anvelopei motocicletei de 90 mm deasupra părții carosabile. Motocicleta a fost ținută în poziție verticală de către un asistent amplasat în remorca camionetei. În momentul în care camioneta a ajuns la viteza constantă de testare, acesta a eliberat motocicleta, care a căzut pe partea laterală alunecând pe șosea.
Fig. 5.9 Mudul de desfășurare a experimentului
Suprafața drumului pe care s-au efectuat testele a fost din asfalt uscat, lățimea părții carosabile de circa 6,5 m, fiind mărginită pe ambele părți de acostamente din iarbă.
Testele au fost efectuate de la o viteză de 80 km/h, viteză monitorizată cu o precizie de 1 km/h de radarul aflat pe camionetă.
După ce motocicleta a alunecat până la oprire, a fost măsurată distanța de alunecare. Măsurătorile au fost făcute de la locul unde a existat prima urmă că motocicleta a atins suprafața carosabilă și până în centrul poziției finale a motocicletei. S-au efectuat patru teste, trei pe partea dreaptă a motocicletei și unul pe stânga.
Rezultatele testului nr. 1:
În timpul testului nr. 1 camioneta a fost condusă paralel cu șoseaua, și motocicletei i s-a dat drumul într-un loc situat în zona axului drumului. Primele urme identificate la locul căderii motocicletei au fost cele create de pedala din dreapta și axul roții din față, precum și cele de vopsea verde de pe carenă. Cu excepția roții din față, motocicleta a alunecat lin pe suprafața asfaltului. Pneul roții din față având mai multe contacte succesive cu asfaltul a imprimat urme specifice pe suprafața drumului.
Traiectoria urmată de motocicletă după cădere a făcut un unghi de circa 4°….5° față de direcția de deplasare a camionetei, motiv pentru care după parcurgerea unei distanțe de
41 m pe asfalt, motocicleta a părăsit suprafața carosabilă pătrunzând pe iarbă, unde a continuat să mai alunece încă 15 m până la oprire.
Rezultatele testului nr. 2.
La testul nr. 2 traiectoria urmată de motocicletă după cădere a fost similară cu cea de la primul test. Distanța totală de alunecare a fost de 63 m, din care 43 m pe asfalt și 20 m pe zona situată între asfalt și iarbă, astfel încât în poziția finală de oprire ghidonul și roata din față au rămas pe asfalt, iar restul motocicletei pe iarbă.
Urmele contactului motocicletei cu asfaltul au fost similare cu cele de la testul nr. 1, cu excepția faptului că pneul roții din față a imprimat o urmă vizibilă pe aproape toată distanța de alunecare pe asfalt. Au existat suficiente urme pentru a se putea identifica cu precizie începutul alunecării, direcția urmată, locația interferenței dintre asfalt și iarbă și distanța de alunecare pe zona dintre asfalt și iarbă.
Rezultatul testului nr. 3.
Pentru ca procesul de alunecare al motocicletei să se desfășoare în totalitate pe suprafața asfaltată, în cadrul testului nr. 3 camioneta a fost condusă, în momentele anterioare eliberării motocicletei, pe o traiectorie rectilinie care formează un unghi de 4°….5° cu axul drumului, spre stânga, astfel încât motocicleta să urmeze o traiectorie paralelă cu axul șoselei.
Această metodă a condus la o alunecare a motocicletei pe o distanță de 69,5 m, urmele specifice contactului motocicletă-asfalt fiind similare cu cele din testele anterioare. De menționat este faptul că urma pneului roții din față a fost vizibilă pe întreaga distanță de alunecare.
Rezultatele testului nr. 4.
Ultimul test a fost efectuat prin eliberarea motocicletei pe partea sa stângă. Lipsa tobei de eșapament de pe această parte a motocicletei a expus o mai mare suprafață din plastic a carenei la contactul cu carosabilul, permițând astfel axului roții din spate să ajungă în contact cu asfaltul și să creeze urmele specifice acestui contact.
Ca și la testul nr. 3, camioneta a fost condusă într-un anumit unghi cu axul șoselei, astfel încât întreaga distanță de alunecare a motocicletei a fost situată pe asfalt, lungimea totală de alunecare fiind de 86,3 m.
Analiza testelor
Pornind de la o viteză de eliberare de 80 km/h și o lungime a alunecării de 56 m, coeficientul de aderență mediu, la testul nr. 1, a fost de 0,45, fiind evident faptul că decelerația motocicletei a fost mult mai mare pe iarbă decât pe asfalt.
În cadrul testului nr. 2, de la aceeași viteză de testare de 80 km/h, distanța de alunecare a fost de 63 m, coeficientul de aderență calculat fiind de 0,4. Diferența se datorează în mare parte faptului că interacțiunea motocicletei cu iarba a fost mult mai mică, practic motocicleta nu a fost niciun moment în întregime pe iarbă.
La testul nr. 3 motocicleta a alunecat pe asfalt pe o distanță de 69,5 m, coeficientul de aderență calculat fiind de 0,36.
Motocicleta a alunecat pe o distanță de 86,3 m pe asfalt în timpul testului nr. 4, obținându-se un coeficient de aderență de 0,29. Acest coeficient de aderență mai scăzut, s-a datorat cel puțin absenței tobei de eșapament de pe partea stângă, fapt ce a făcut ca cea mai mare parte din greutatea motocicletei să se sprijine pe componentele din plastic ale carenei în timpul alunecării.
Centralizarea acestor date este prezentat în tabelul 5.10.
Tabel 5.10 Centralizarea detelor experimentului
Conform rezultatelor acestor teste, coeficientul de aderență la alunecarea laterală a motocicletei este situat undeva între valorile 0,28 și 0,38, dacă luăm în considerare scenariul unui accident tipic cu căderea motocicletei, în care sunt evidențiate urme de adâncime pe asfalt de dimensiuni reduse și o poziție finală a motocicletei pe asfalt sau la limita acestuia.
Când urmele de adâncime au dimensiuni mai mari (atât în lungime cât și în adâncime), sau atunci când deformațiile elementelor componente ale motocicletei sunt semnificative, pot fi garantate valori ale coeficientului de aderență mai ridicate. De asemenea, acolo unde componentele de plastic ale carenei suportă cea mai mare parte din greutatea motocicletei în timpul alunecării, vor apărea probabil valori mai reduse ale coeficientului de aderență.
Totodată, mai trebuie specificat faptul că – așa cum era de așteptat – există și o dependență a coeficientului de aderență de macrostructura suprafeței pe care alunecă motocicleta, astfel încât valorile coeficientului de aderență nu pot fi luate în considerare fără a se ține seama și de rugozitatea suprafeței carosabile.
Distanța de alunecare laterală a motocicletei
În ceea ce privește distanța de alunecare laterală a motocicletei după răsturnare, situația cea mai favorabilă din punct de vedere al expertizei este, desigur, atunci când, de-alungul întregului spațiu de alunecare, există fie o urmă de pneu, fie una de adâncime în carosabil, așa cum s-a întâmplat și în cazul testului nr. 3 descris anterior, unde pneul roții din față a imprimat o urmă vizibilă pe întreaga distanță de alunecare.
Însă, de multe ori se identifică doar o serie de urme de adâncime (zgârieturi, scobituri) intermitente, cu lungimi relativ reduse, dar care au aproximativ aceeași direcție, respectiv cea pe care a alunecat motocicleta după răsturnare.
Cu privire la acest gen de urme, menționăm că, la calculul vitezei de deplasare a motocicletei, nu se vor însuma, în niciun caz, lungimile individuale ale urmelor, ci se va lua în calcul întreaga distanță de alunecare a motocicletei, respectiv cea cuprinsă între prima urmă identificată, care demonstrează contactul motocicletei cu suprafața de rulare în momentul răsturnării, și poziția finală a motocicletei.
Calculul vitezei de deplasare a motocicletei
Calculul este similar cu cel utilizat, în mod obișnuit, la determinarea vitezei vehiculelor pe baza urmelor de frânare, în care singurele variabile utilizate sunt coeficientul de aderență la alunecare (f ) și distanța de alunecare (S).
Astfel, formula folosită pentru determinarea vitezei inițiale este:
Este recomandat ca în practica de expertiză criminalistică aceste date să fie aplicate cu precauție, respectiv doar atunci când există date certe cu privire la traiectoria post impact și distanța de alunecare a motocicletei, natura suprafeței pe care s-a produs alunecarea, precum și avariile înregistrate de motocicletă.
Determinarea vitezei motocicletei în cazul coliziunilor laterale cu automobile
În primul rând se calculează distanța parcursă de motociclist din momentul începerii proiectării până la căderea lui pe sol (distanța de proiectare a motocicliștilor), (figura 5.12 și figura 5.13):
Vmo – viteza inițială a motociclistului [m/s];
α – unghiul între traiectoria inițială a motociclistului și drum [grad];
h – înălțimea centrului de greutate al motociclistului în momentul începerii proiectării [m];
g – accelerația gravitațională [m/s2].
Fig. 5.12 Coliziune laterală între o motocicletă și un automobil
Distanța parcursă de motociclist până la atingerea înălțimii (figura 5.14):
Fig. 5.14 Distanța parcursă de motociclist până la atingerea înălțimii maxime
Timpul scurs din momentul începerii proiectării până la atingerea înălțimii maxime (figura 5.16):
Înălțimea maximă a traiectoriei motociclistului (figura 5.18):
Fig. 5.18 Înălțimea maximă a traiectoriei motociclistului
Pentru determinarea timpului scurs din momentul începerii proiectării motociclistului până la căderea lui pe sol se utilizează relația (figura 5.20):
Componența pe verticală a vitezei motociclistului în momentul căderii pe sol (figura 5.22):
Fig. 5.22 Componența pe verticală a vitezei motociclistului în momentul căderii pe sol
Ciocnirea motociclistului cu solul se face fără ricoșeu. Viteza rezultantã cu care începe să se deplaseze corpul său după căderea pe sol se calculează astfel (figura 5.24):
Fig. 5.24 Viteza rezultantă cu care începe să se deplaseze corpul motociclistului după căderea pe sol
Distanța de alunecare pe sol si timpul aferent parcurgerii acestei distanțe rezultă din condițiile mișcării uniform decelerate a motociclistului, utilizând relațiile (figura 5.26 și figura 5.27):
Fig. 5.27 Timpul aferent parcurgerii distanței de alunecare
În final se determină timpul total de mișcare și distanța de proiectare ale motociclistului cu relațiile (figura 5.30 și figura 5.31):
Fig. 5.31 Distanța de proiectare a motociclistului
Determinarea vitezei inițiale după urmele de frânare
Timpul de întârziere la frânare este considerat timpul aferent proceselor fiziologice pentru a percepe și a acționa, la care se adaugă și timpul de reacție al frânei. Modul global în care se tratează acest timp se datorează faptului că, în majoritatea cazurilor, calculele din expertizele tehnice auto utilizează acest timp cumulat cu timpul necesar inițierii frânării și creșterii decelerației la valoarea maximă.
Procesul de frânare este prezentat în figura 5.34.
Fig. 5.34 Procesul de frânare cu timpii consumați
A – evenimentul ce determină frânarea poate fi observat;
A … B – timp necesar perceperii evenimentului;
B – evenimentul este perceput;
B … C – timp necesar înțelegerii evenimentului;
C … D – timp necesar judecării situației;
D – situația este înțeleasă;
D … E – timp necesar elaborării deciziei de acțiune;
E – decizia este luată, începe acțiunea;
E … F – timp necesar pentru începerea acțiunii de frânare; ridicarea mânei de pe mânerul de accelerție, punerea piciorului pe pedala de frânare, punerea mânei pe maneta de frânare, consumarea cursei libere a pedalei respectiv manetei de frânare;
F – începerea efectului de frânare;
F … G – creșterea decelerației până la valoarea maximă ;
G – eficacitatea frânării este maximă – decelerația maximă;
G … H – timpul în care frânarea se execută cu decelerație maximă;
H – efortul de frânare depășește limita optimă, roțile se blochează, decelerația scade;
H … I – timpul de frânare cu roțile blocate și decelerația scăzută;
I – motocicleta se oprește.
Timpul de percepere – reacție la frânare este cuprins în intervalul A-F.
Procesul de frânare se produce în două etape distincte:
prima etapă începe din momentul în care apare decelerația și până în momentul imprimării urmelor de frânare pe îmbrăcămintea drumului.
etapa a doua începe în momentul apariției urmelor de frânare și se termină odată cu oprirea autovehiculului sau încetarea procesului de frânare.
Pentru ca valoarea vitezei calculate să fie cât mai aproape de valoarea reală, se recomandă diferite relații de calcul.
Eficacitatea frânării depinde de coeficientul Ke, în raport de tipul mijlocului de transport și de încărcătură, valoriile coeficientului Ke sunt prezentate în tabelul (5.35).
Tabel 5.35 Valoriile coeficientului fânării
Determinarea vitezei inițiale, frânare cu toate roțile, urmele de frânare continui, profilul longitudinal al drumului înclinat
Calculul vitezei inițiale în această situație se face în ipoteza că autovehiculul este oprit după parcurgerea spațiului de frânare. Pe baza urmelor de pneuri se pot afla în afară de traiectoria și poziționarea autovehiculului, viteza acestuia.
Relația clasică prin care se calculează viteza este:
tm – durata în care frânarea ajunge la valoare constantă, raportată la coeficientul de eficiență al frânării Ke;
g – accelerația gravitațională;
fmax – coeficientul maxim de aderență al pneurilor la carosabil;
fred – coeficientul redus de aderență al pneurilor la carosabil;
Spat – lungimea urmelor de frânare;
Ke – coeficientul de eficacitate al sistemului de frânare.
În cazul derapării formula devine:
Timpul de oprire
Procesul de oprire începe din momentul când apare necesitatea obiectivă care determină oprirea vehiculului și se termină cu oprirea acestuia.
Acest proces cuprinde următoarele durate de timp:
tîf – durata întârzierilor fiziologice;
tîm – durata întârzierilor mecanice;
Pe baza acestor elemente se poate determină timpul scurs în cadrul duratei întârzierilor involuntare:
t3 – reprezintă timpul scurs de la începerea procesului de frânare și până la blocarea roților.
Valoarea acestui coeficient depinde de tipul și încărcătura autovehiculului, precum și de valoarea coeficientului de aderență.
Timpul scurs din momentul începerii procesului de frânare până în momentul opririi, cunoscându-se viteza autovehiculului în km/h este dat de relația :
Timpul scurs între momentul începerii procesului de frânare și momentul producerii evenimentului rutier reprezintă un element esențial în cadrul raționamentelor de interpretare a dinamicii desfășurării unui accident. Un element esențial din cadrul raționamentelor de interpretare a dinamicii desfășurării unui accident rutier este reprezentat de timpul total de oprire.
Prin timpul total de oprire se înțelege timpul scurs din momentul apariției pericolului de producere a unui eveniment rutier sau al necesității de a frâna până în momentul opririi autovehiculului sau al terminării procesului de frânare.
Spațiul de oprire
Cunoscându-se viteza inițială de deplasare corespunzător elementelor stabilite anterior, se poate determina spațiul parcurs în cadrul întârzierilor fiziologice și spațiul parcurs în cadrul întârzierilor involuntare.
Spațiul total de oprire poate fi calculat cu relația:
Sisteme de siguranță la motociclete
Pasagerii unei motociclete sunt expuși la un risc mai mare în timpul accidentelor sau impacturilor în comparație cu cei ai unei masini. Elemente de siguranță și modul în care acestea funcționează, pentru a evita și de a minimiza leziuni echipajului sunt diferite față de elementele folosite la autovehicule.
Elemente de siguranță pasivă
Principalul scop al elementelor de siguranță pasivă este de a evita sau minimiliza leziunile ocupanțiilor în momentul unui accident. Principalele zone pentru a îmbunătăți siguranța pasivă la motociclete includ:
sac de protecție;
airbag;
elementele care direcționează mișcarea corpului în timpul unei coliziuni;
absorbție a energiei de către roata din față;
vesta de siguranță.
Atunci când o motocicletă se izbește în partea laterală a unei mașini, de obicei capul motociclistulului se lovește de partea laterală a mașinei (s-au dovedit în testele de impact) și nu în zona de ghidon. Sacul de protecție nu poate îndeplini rolul său și nu este în măsură de a evita supraîncărcarea extremă a capului șoferului și zona gâtului în mod eficient, și, prin urmare, acest element de siguranță nu este frecvent utilizat.
Fig. 6.1 Elemente de siguranță a unei motociclete
Fig. 6.2 Elemente de siguranță active și pasive la motocicletă
Airbagul:
Este conceput special pentru motociclete conduce mișcarea corpului după accident, și în mod eficient previne părți ale corpului de la un contact cu mașina. Cel mai mare risc de un traumatism major, există în timpul contactului primar dintre motociclist și mașina. În cursul impactului secundar al corpului motociclistului cu drumul, leziunile majore (în cazul unui motociclist cu echipament bun) nu sunt foarte frecvente. În prezent, airbagul este cel mai eficient mijloc de prevenire a accidentărilor in cazul unei coliziuni al motocicletei cu alte vehicule sau bariere.
Elementele de siguranță direcționează mișcarea corpului motociclistului după accident, asigurându-se că întreg corpul trece peste mașină; cu toate acestea, acest lucru nu este întotdeauna posibil deoarece dinamica depinde de mai mulți factori (deformarea mașinii sau motocicletei, înălțimea autovehiculului, înălțimea motociclistului, etc).
Vesta de protecție:
Rolul vestei de protecție: o centură cu trei prinderi pe interiorul vestei se ajustează în primul rând pe corpul șoferului și apoi fixate într-un singur loc. Fixarea în mod corect este foarte importantă, în scopul de a preveni slăbirea sau pierderea completă a vestei în timpul unui accident.
Declanșatorul atașat pe partea interioară a vestei conectează cheia motocicletei de un cablu. În timp ce pilotul cade de pe motocicletă, în timpul unui accident, cheia de siguranță în formă de minge este eliberată. Un rezervor de gaz mic umflă supapele de aer din vestă imediat și aceste tuburi rămân umflate la presiunea maximă timp de aproximativ șase secunde. Vesta se umflă in partea cea mai expusă (gâtul) pe direcția pieptului, spate și în jurul taliei. Gazul este apoi eliberat din valve. În termen de aproximativ 30 de secunde vesta este complet dezumflată. Dacă vesta nu este deteriorată în accident poate fi reutilizată prin înlocuirea recipientului de gaz.
Centura cu trei prinderi cu fixare ușoară într-un punct, asigură o fixare strânsă și de încredere de vesta. Mecanismul de umflarea al vestei este declanșat de un cablu, care conectează siguranța din rezervorul de gaz comprimat de motocicleta. Multe mărimi ale cablului sunt disponibile pentru a se potrivi cu înălțimea șoferului. După ce pilotul urcă pe motocicletă, cablul trebuie conectat ferm, și trebuie să fie deconectat din nou când se dă jos.
Mecanismul central din interiorul vestei îndeplinește toate funcțiile. După ce este scoasă cheia în formă de bilă, gazul (CO2) va fi lansat – similar cu funcționarea spray-urilor și stingătoarelor. Vesta este, de obicei, acoperită cu un strat reflectorizant. În prezent, mai multe tipuri de veste sunt disponibile. De exemplu, o vesta cu camere de inflație duble este disponibilă pentru expunerile cele mai severe sau de o vestă cu mânecă lungă pentru condiții climatice nefavorabile.
Fig. 6.4 Vesta de protecție
Elemente de siguranță activă:
Scopul principal al elementelor de siguranță activă este evitarea unor situații de accident.
Posibilitățile de îmbunătățire a elementelor de siguranță active:
Pentru control:
Operațiune simplă de frâne;
Modificarea sistemului de frânare, în scopul de a simplifica modul de funcționare a frânelor independente (față și spate);
Cutie de viteză automată sau semi-automată;
Ambreiaj cu servo.
b.) Vizibilitate și recunoaștere:
Îmbunătățirea vizibilității motocicletelor de către alți participanți la trafic (ex: cu o cască de reflecție, componente de reflecție pe motocicletă);
Dezvoltarea în continuare a căști integrate cu o vizieră mai usoară și mai puternică (scut) și o audiere mai bună;
Dezvoltarea de scuturi puternice cu absorbție mare de energie;
Oprirea automată a sistemului de iluminare, pentru toate tipurile de motociclete.
c.) Comfort:
Dezvoltarea unui climat si circulări mai bune de oxigen în interiorul căștii;
Protejarea motociclistului de vânt, apă și murdărie printr-un echipament;
Reducerea vibrațiilor care afectează aderența mâinii și piciorului ;
Impunerea unei limite asupra puterii motorului mai ales pentru începători;
Teste riguroase pentru a determina calificare motociclistului de a merge cu motociclete mai grele.
d.) Caracteristicile de conducere:
Introducerea unor sisteme eficiente Anti-Dive fără blocarea suspensiei;
Creșterea rigidității cadrului și suspensiei roții pentru a preveni motocicleta de a nu oscila în toate direcțiile;
Prevenirea roții din față de a nu oscila – suspensie de direcție;
Introducerea de sisteme ABS independente pentru roata din față și din spate;
Introducerea eventuală a sistemelor de frânare integrale.
Sistemul de acționare al airbagului la motocicleta Honda Gold Wing:
Honda a început cercetarea și dezvoltarea cu privire la airbagul motocicletei în 1990. Pentru primii ani accentul a fost pus pe problemele de bază, cum ar fi dimensiunea și forma corespunzătoare pentru airbag, precum și mijloacele de a asigura o motocicleta. În 1996, un sistem de airbag, incluzând senzori a fost instalat pe motocicleta de turism Gold Wing (1500 cm3), și a fost inițiat un program de teste de impact concepute pentru a evalua eficacitatea airbag-urilor la motociclete. Teste suplimentare au fost realizate pe un scuter mare, cu scopul de rafinare a tehnologiei pentru airbaguri și extinderea gamei de vehicule pe care ar putea fi instalate. O motocicletă și un manechin au fost introduse pentru a ajuta la evaluarea airbagului și inginerii de la Honda au reprodus o gamă largă de accidente din lumea reală, generând evaluări foarte precise ale nivelurilor de leziuni, folosind tehnologie Honda de simulare de calculator.
Componența sistemului și funcționalitate:
Sistemul de airbag al motocicletei este alcătuit din următoarele componente principale: Modulul airbag, conține airbagul și un dispozitiv de umflare, poziționat în partea din față a motociclistului, ECU airbagului, poziționat în partea dreaptă a modulului de airbag, care analizează impactul și determină dacă umfla sau nu airbagul, patru senzori de impact, atașați pe ambele părți ale furcii din față pentru a detecta schimbări în accelerație cauzate de impactul frontal.
Modul Airbag:
Este stocat în fața motociclistului, și este format din următoarele componente:
airbagul;
compresorul, pentru umflarea airbag-ului;
un capac, care acoperă celelalte componente stocate în modulul airbag și care se deschide atunci când airbagul este activat;
cutie de reținere, care conține și asigură airbagul și dispozitivul de umflare.
Fig. 6.5 Componentele modulului airbag
Sistemul de operare al airbagului:
Atunci când se produce o coliziune frontală, senzorii de impact transmit datele pe care le generează la UCE (Unitatea de Control Electronic) arbagului, care determină dacă a avut loc o coliziune și dacă este sau nu este necesar declanșarea airbagului. În cazul în care calculele efectuate de UCE indică că deschiderea airbag-ului este necesară, UCE trimite un semnal electronic la dispozitivul pirotehnic, care răspunde instantaneu prin eliberarea unui gaz de azot pentru a umfla airbagul.
Pentru a ajuta airbagul umflat sa absorbă o parte din impulsul de înaintea motociclistului, gazul este lăsat să se elibereze încet prin două orificii, unul pe fiecare parte a airbagului. Acest lanț de evenimente durează aproximativ 0,15 secunde de la început până la sfârșit.
Fig. 6.6 Secvențele de operare ale sistemului airbag
Studiu de caz
Generalități
Un autoturism Dacia Solenza, cu numărul de înmatriculare BV-00-000, condus pe DN1, la intersecția cu DN73B, efectuând virajul la stânga, către DN73B, a fost lovit de motocicleta Yamaha XTZ 750, cu numărul de înmatriculare IS – 0000. Din accident a rezultat rănirea gravă a conducătorul motocicletei, rănirea conducătoarei autoturismului și avarierea severă a vehiculelor implicate.
Conducătoarea autoturismul Dacia Solenza, este cercetată penal sub acuzația de rănire gravă, din culpă.Accidentul a avut loc în perioada de vară, înainte de transformarea intersecției în intersecția cu sens giratorie.
Intersecția DN1 DN73B este semnalizată cu indicatoare rutiere, o ușoară curbă spre dreapta, sunt 2 benzi de circulație pe fiecare sens cu o a treia bandă pentru virajul la stânga pe sensul Brașov – Sibiu, lățimea părții carosabile 20 m, schema drumului în profil – drept fără declivități în pantă sau rampă – îmbrăcămintea asfalt uscat, trafic normal.
Fig. 6.1 Locul accidentului
Fig. 6.2 Locul accidentului
Obiectivele expertizei
Dinamica producerii accidentului;
Vitezele celor două autovehicule în momentul impactului;
Posibilitățile de evitare a accidentului de către cele două părți;
Descrierea sectorului de drum pe care a avut loc accidentul.
Constatări ale organului de poliție
Analizând procesul verbal întocmit de organele de poliție am reținut următoarele informații pentru rezolvarea obiectivului expertizei:
Pe DN1, la intersecția cu DN73B în localitatea Ghimbav s-a produs un accident rutier;
Conducătoarea auto, în timp ce conduce autovehiculul Dacia Solenza din direcția Brașov spre Ghimbav, la intersecția DN1 cu DN73B nu a acordat prioritate de trecere a conducătorului motocicletei Yamaha XTZ 750, care circula dinspre Codlea spre Brașov intrând în coliziune cu aceasta;
Din accident a rezultat rănirea gravă a conducătorul motocicletei;
Conducătorul motocicletei nu posedă permis de conducere corespunzător categoriei de autovehicul pe care îl conducea în data accidentului;
Alcoolemia conducătoarei autoturismului, și a conducătorul motocicletei la data accidentului a fost zero (0 %o).
Din declarația conducătoarei autoturismului Dacia Solenza, rezultă următoarele:
„…Am încetinit, m-am încadrat pe banda a treia destinată virajului la stânga și am oprit în dreptul semnului (marcajului) de pe asfalt. Am observat că din direcție opusă se apropia un alt autoturism, motiv pentru care am așteptat și am cedat trecerea, m-am asigurat din nou, am observat că pe contrasens nu mai venea nici un vehicul și m-am angajat în virajul la stânga, având privirea orientată spre înainte.”;
„Am parcurs în viraj o distanță pe care nu mi-o mai amintesc, după care am observat în geamul lateral dreapta față un motociclist venind de pe contrasens, am frânat și în aceeași fracțiune de secundă motociclistul a intrat în aripa dreapta față a automobilului meu.”;
„După ce mi-am revenit din șoc, mi-am dat centura jos, mi-am scos cioburile din mâini și am coborât din mașină ducându-mă spre motociclist care era întins pe asfalt la o distanță apreciabilă.”;
„Presupun că motociclistul avea o viteză foarte, deoarece în momentul în care m-am asigurat pentru a efectua virajul nu am observat nici un vehicul pe contrasens până în prima curbă de la intrarea în or. Ghimbav adică de unde nu mai aveam vizibilitate.”.
Din declarația dată de conducătorul motocicletei trebuie reținut:
„…am plecat de la domiciliul din mun. XY cu motocicleta IS-0000 pe care am condus-o pe DN1 din direcția Codlea spre Brașov.”
„Ajungând în or. Ghimbav la intersecția DN1 cu DN73B, în timp ce circulam pe banda a II-a cu o viteză de aproximativ 100 km/h am observat un autoturism de culoare roșie marca Dacia Solenza, care se afla în fața mea la aproximativ 100-150 m al cărui conducător auto în momentul în care m-am apropiat de acesta, nu mi-a acordat prioritate de trecere, a efectuat un viraj la stânga. Nu am frânat, întrucât eram prea aproape de acel autovehicul.”
„Am intrat în coliziune cu acesta proiectându-mă pe carosabil. În urma impactului am suferit vătămări corporale ce au necesitat pentru vindecare un număr de 80-90 zile de îngrijiri medicale.”;
„Menționez faptul că posed permis de categoria „B” ….și nu posed permis de categoria „A”.”.
Din declarația martorul 1 rezultă:
„În data de, … , aflându-mă în drum spre serviciu, deplasându-mă din Brașov spre Ghimbav la serviciu pe drumul național DN1 la service XY unde lucrez, după ce am trecut de Metro aflându-mă în intersecție, în zona de preselecție pentru a vira la stânga în fața noastră se afla autoturismul marca Dacia Solenza nr. BV-00-000 care la fel intenționa să vireze la stânga.”
„În momentul în care autoturismul mai sus menționat se afla în viraj din sens opus a venit o motocicletă marca YAMAHA care a intrat în partea dreapta a Daciei Solenza, din impact proiectând motociclistul pe carosabil.”.
Din declarația martorul 2 rezultă:
„În data de, … , aflându-mă în drum spre servici, deplasându-mă dinspre Brașov spre Ghimbav la serviciul XY unde lucrez după ce am trecut de Metro aflându-ne la intersecție care permite accesul prin viraj stânga către Cristian în autoturismul BV-00-001 în care mă aflam cu colegul meu martor 1 în fața noastră intenționând să vireze la stânga ca și noi se afla un autoturism marca Dacia Solenza de culoare roșie cu numărul de înmatriculare BV-00-000.”
„În momentul în care autoturismul mai sus menționat cu nr. BV-00-000 aflându-se deja în viraj către stânga dorind să intre în intersecție, nu a observat că din sensul opus se află o motocicletă a cărei viteză nu o pot estima, dar nu era normală și a intrat în coleziune cu aceasta motocicleta intrând în partea dreapta a autoturismului Dacia Solenza cu numărul BV-00-000 proiectându-l pe carosabil pe conducătorul motocicletei.”
Datele tehnice ale autovehiculelor implicate în accident
Autoturism Dacia Solenza
Tabel 6.1 Date tehnice, Dacia Solenza
Motocicletă Yamaha XTZ 750
Tabel 6.2 Date tehnice, Yamaha XTZ 750
Rezolvarea obiectivelor expertizei
Dinamica producerii accidentului
Dinamica accidentului poate fi elucidată dacă se au în vedere informațiile conținute în imaginile realizate la data și ora accidentului.
Fig. 6.342 Scena accidentului
Fig. 6.4 Scena accidentului
Schița dinamicii accidentului este prezentată în figura 6.5.
Momentul în care apare pericolul accidentului este acela în care autoturismul Dacia Solenza începe manevra de virare la stânga, concomitent cu apropierea motocicletei pe
traiectoria din figura 6.5, foarte aproape sau chiar dincolo de axul drumului (de pe contra-sens).
Aceste afirmații ca și indicarea poziției impactului inițial pe schema dinamicii accidentului din figura 6.5, sunt bazate pe următoarele argumente:
Existența urmelor de lichid provenind de la autoturism (lichid spălare parbriz sau lichid de răcire) care indică sensul de deplasare laterală a autoturismului Dacia Solenza în faza postimpact (fig. 6.6);
Deformarea pavilionului în zona ramei parbrizului (fig. 6.7) care furnizează informații despre intensitatea impactului și direcția principală a acestuia;
„Descălțarea” – extragerea anvelopei de pe roata stânga față a autoturismului (fig.6.8) manifestată ca efect al aceleiași deplasări laterale post-impact a autoturismului.
Poziția impactului inițial este prezentată în figura 6.5. Ea este justificată și de probabilitatea ca motocicleta să fie circulat, în momentele premergătoare impactului, la distanță mică de spatele autovehiculului căreia conducătoarea autoturismului Dacia Solenza, afirmă că i-a acordat prioritate, în momentele premergătoare accidentului.
Fig. 6.6 Urme de lichid
Fig. 6.8 Descălțarea anvelopei
Determinarea vitezei motocicletei se poate face considerând aruncarea pe oblică a motociclistului pe o distanță de aproximativ 19 m, -prezentat în figura 6.11 desenat în AutoCad la scară-, care a fost măsurat pe scena accidentului, fiind distanța dintre autoturism și pata de sânge pe asfalt (fig. 6.5).
Viteza de aruncare a motociclistului de pe șaua motocicletei ținând cont de distanța de aruncare măsurată la locul accidentului și de factorii geometrici privind determinarea unghiului de aruncare pe oblică a motociclistului.
Distanța de aruncare pe oblică:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
Unghiul de aruncare pe oblică:
Viteza de aruncare din șa:
Utilizând relația și valorile de mai sus se obține valoarea vitezei motocicletei în momentul impactului: vmoto 81 km/h.
Viteza autoturismului Dacia Solenza, în momentul impactului, dată fiind pornirea de pe loc și distanța parcursă a fost de aproximativ 8 km/h.
O parte din energia cinetică a motocicletei s-a transmis prin suprastructura de rezistență a autoturismului, prin stâlpul A de pe partea dreaptă și a deformat pavilionul (Fig. 6.7), iar cealaltă parte s-a disipat prin deformarea elementelor de suspensie și infrastructura de rezistență a mașinii și deplasarea acesteia într-o mișcare de rotație cu centrul instantaneu de rotație pe roata din stânga spate a autoturismului (Fig. 6.15).
În urma analizei imaginilor luate de Poliție se observa existența unor urme de lichid care s-au scurs (trei dâre) urme care provin din vasul de expansiune sau din vasul cu lichid spălător de parbriz (Fig. 6.6). În fotografie nu este surprinsă zona unde aceste urme încep, ele fiind importante în stabilirea distanței pe care autovehiculul a fost deplasat de la locul impactului, până in poziția finală.
În cazul În care urmele de lichid scurs provin de la vasul de expansiune, lucrul mecanic pentru deplasarea autoturismului este mai mare deoarece vasul de expansiune este amplasat pe partea șoferului, adică pe stânga.
Demonstrare ca motocicleta avea suficientă energie pentru a deplasa autovehiculul pe direcție laterală în urma impactului:
Unghiul de impact între motocicletă și autoturism:
din analiza fotografiilor de la fața accidentului se alege varianta cea mai defavorabilă pentru invinuit.
Energia cinetică a motocicletei:
Energia pentru deformrea longitudinală a mașinii:
Energia pentru deplasarea mașinii în laterală și pentru deformarea laterală a acesteia:
Lucrul mecanic pentru deplasarea în laterală a mașinii:
Energia cinetică a motocicletei din energia cinetică a autovehiculului:
Energia cinetică a unui autoturism Dacia Solenza în cazul unui impact frontal de tip offset, când apare deformația pavilionului. În acest caz la impact se deformează și partea frontală, până la elementele suspensiei autovehiculului (Bară parașoc, traversa frontală superioară și inferioară, radiatorul si motorul. Aceste elemente de rezistență preiau o mare parte din energia totală de impact). În cazul impactului nostru aceste elemente nu s-au deformat, ci doar de la elementele suspensiei înspre ansamblul stâlpului A și dublura acestuia, deci energia necesară deformației este mai mică. Oricum energia cinetică a motocicletei reprezintă 89,5 % din energia cinetică a autovehiculului, în cazul unui impact când apare deformația pavilionului.
Fig. 6.22 Avariile Dacia Solenza
Fig. 6.2344 Deformarea capotei
Fig. 6.2444 Deformarea elementele suspensiei
Fig. 6.25 Deformația pavilionuli
Vitezele celor două autovehicule în momentul impactului
Viteza motocicletei Yamaha, cu numărul de înmatriculare IS-0000, în momentul impactului, a fost de aproximativ 81 km/h.
Viteza de deplasare a autoturismului Dacia Solenza, cu numărul de înmatriculare BV-00-000, în momentul impactului, de aproximativ 8 km/h.
Posibilitățile de evitare a accidentului de către cele două părți
Conducătorul motocicletei cu numărul de înmatriculare IS-0000 ar fi putut evita accidentul dacă nu ar fi condus motocicleta fără permis valabil pentru respectiva categorie de autovehicul.
Conducătorul motocicletei ar fi putut, de asemenea, evita accidentul dacă nu ar fi circulat cu viteza de aproximativ 81 km/h, în localitate, pe banda a II-a foarte aproape de axul drumului sau chiar pe contra-sens.
Este posibil ca conducătorul motocicletei să fie circulat la o distanță prea mică față de un probabil autovehicul din față, situație în care ar fi avut o foarte proastă vizibilitate spre înainte (vezi figura 6.11 – vizibilitate posibilă peste Dacia Solenza).
Conducătoarea autoturismului Dacia Solenza cu numărul de înmatriculare BV-00-000 ar fi putut probabil evita accidentul dacă s-ar fi asigurat mai cu atenție observând inclusiv circulația de pe axul drumului sau de pe contra-sens.
Descrierea sectorului de drum pe care a avut loc accidentul
Sectorul de drum pe care s-a produs accidentul este prezentat în figura 6.5 . O mențiune legată de respectiva intersecție este legată de lipsa unei semnalizări clare pentru intrarea respectiv ieșirea în (din) orașul Ghimbav.
De asemenea, vizibilitatea conducătorilor autovehiculelor care circulă prin zonă poate fi perturbată în anumite momente ale zilei și ale anului prin poziția respectivei intersecții față de punctele cardinale (lumină solară).
Simularea computerizată folosind programul PC-Crash 9.1
Introducerea scenei acidentului
Scena accidentului a fost luat, de la schema dinamicii accidentului (Planșa nr. 1), desenat la scară în programul AutoCAD 2014 Student Version, prin exportare în format *.pdf, apoi transformat în format *.PNG.
Scena accidentului se introduce cu ajutorul meniului File/Import/Bitmap (fig 6.26).
Scalarea schemei importat
Scalarea schemei se specifică: Bitmap/Scale Bitmap sau apăsând butonul Scale bitmap (fig. 6.27).
Orientarea schemei
Schema accidentului se orienteză, în poziție orizontală, cu ajutorul meniului Bitmap/Rotate (fig. 6.28).
Introducerea autovehiculelor
În acest caz trebuie să introducem trei autovehicule:
Autoturismul Dacia Solenza, participant în coliziune;
Motocicleta Yamha XTZ 750, participant în coliziune;
Autocamionul, care deplasează în fața motocicletei, care nu participă în coliziune.
Autovehicule se introduc din meniu Vehicle/Vehicle Database, sau cu butonul Load Vehicle , după care selectăm autovehiculele necesare pentru simularea accidentului.
Introducerea caroseriilor 3D
Introducerea caroseriilor autovehiculelor se face cu ajutorul barei de instrumente Explorer Toolbar/3D Vehicles după care selectăm caroseria respectivă. Caroseriile 3D introduse nu au nici o relevanță la rezultatul simulării.
Setarea autovehiculelor
Setarea se face în meniul Vehicle/Vehicle Settings fig. (6.33), unde putem seta geometria autovehicului, proprietățiile suspensiei, încărcătura vehiculului, forța de frânare a roții spate, proprietățiile remorcii, forma autovehicului, parametrii de impact, programul electronic de stabilitate (ESP – Electronic Stabilty Program).
Fig. 6.33 Setarea autovehiculelor
Identificarea și trasarea deformațiilor
Identificarea deformațiilor se realizează prin analiza fotografiilor făcute pe scena acidentului de către organele de poliție.
Trasarea deformațiilor se face cu ajutorul meniului Vehicle/Vehicle DXF/New, selctăm autoturismul Dacia Solenza, după care desenăm deformația autovehiculelor (fig 6.35).
Poziționarea autovehiculelor în poziția de impact
Se poziționează autovehivulele cu ajutorul butonului .
Prezentarea autovehiculelor în poziția finală
Autovehiculele se poziționează cu ajutorul meniului Impact/Rest Positions, după care punem mouse-ul pe vehiculu respectiv, și poziționăm în poziția finală (fig. 6.37).
Trasarea traiectoriilor
Trasarea traiectoriilor se face cu ajutorul barei de instrumente: .
Introducerea secvențele, și vitezele autoturismului și autocamionului
Secvențele, și vitezele autovehiculelor se introduc în meniul Dynamics/Sequences (fig 6.40). Secvențele autovehiculelor sunt următoarele: rezistența la înaintare, accelerare, fânare, reacție.
Simularea coloziunii
Simularea se face cu ajutorul barei de instrumente:
.
După ce cele două vehicule au fost poziționate în pozițiile de impact și după ce vitezele din pre-impact au fost estimate se poate începe simularea actuală a ciocnirii.
Toți parametri coliziunii pot fi schimbați de utilizator (optimizarea coloziunii).
Simularea coloziunii cu Multibody
Setarea parametrii corpurilor (motociclist+motocicletă) se realizează cu ajutorul meniului Vehicle/Multibody System (fig. 6.45).
Tabel 6.47 Secvențele coliziunii, simulare multibody
Concluzii
În urma simulării al accidentului rutier în programul PC-Crash 9.1, se poate determina următoarele:
Din urma simulării a rezultat că viteza motociclistului a fost de 85km/h (în capitolul 7.5 a fost calculat o viteză a motociclistului 81 km/h.);
conducătorul motocicletei ar fi putut, evita accidentul dacă nu ar fi circulat cu viteza de aproximativ 85 km/h, în localitate, pe banda a II-a foarte aproape de axul drumului sau chiar pe contra-sens;
motocicleta nu a circulat la o distanță prea mică față de un probabil autovehicul din față, situație în care ar fi avut o foarte proastă vizibilitate spre înainte (vezi figura 6.41);
conducătoarea autoturismului Dacia Solenza ar fi putut evita accidentul dacă s-ar fi asigurat mai cu atenție observând inclusiv circulația de pe axul drumului sau de pe contra-sens(fig. 6.46).
Folosind programele de reconstrucție a evenimentelor rutiere, utilizatorul poate transforma rezultatele simulării efectuate datorită numărului mare de parametrii ce sunt luați în considerare.
Simularea computerizată dovedește faptul că rezultatele acesteia depind într-o mare măsură de parametrii introduși.
Pentru a asigura corectitudinea rezultatelor obținute trebuie ca datele de intrare să fie măsurate, evaluate și acceptate cu mare atenție pentru a se evita transformarea generală a simulării mai ales în cazul în care se efectuează probarea dinamicii declarate de conducătorii auto sau de martorii din diverse spețe.
Erorile care apar pot fi rezultatul necesității de aproximare a unor parametri (coefi cientul de aderență, poziția roților autovehiculelor în faza post coliziune, masele autovehiculelor, timpii de reacție, poziția autovehiculelor etc.)
Se observă însă o foarte bună corespondență între valorile rezultate din simulare și cele reale.
Se poate concluziona că, în situația în care, în urma cercetării la fața locului și a constatărilor expertului, se dispune de un set de parametrii de intrare cunoscuți și nu apreciați, determinarea vitezelor de impact ale autovehiculelor se poate realiza într-un interval de încredere de ± 10%.
Intersecția în care a avut loc accidentul a fost o intersecție foarte complicată din care rezultă că putem să luăm și ca această o cauză a accidentului. Transformarea intersecției respective în intersecția cu sens giratoriu a rezolvat apariția unor situații rutiere asemănătoare.
Bibliografie
Cărți:
Ispas, N. ș.a. – EXPERTIZA si dinamica accidentelor rutiere – Editura Universității din Oradea, 2011;
Cristea – Reconstituirea accidentelor, aspecte generale – 2009-2011;
Comisia Europeană, – Comunicare a Comisiei către Parlamentul European, Consiliu, Comitetul Economic și social European și Comitetul Regiunilor, Pentru un spațiu european de siguranță rutieră: orientări pentru politica de siguranță rutieră 2011-2020 -, Bruxelles, COM(2010) 389/3.
PC-Crash, – SPRING WORKSHOP 2012 -, Linz, Austria, 2012;
Dr. Johannes Priester, – Motorradunfall 1 -, Graz;
Todoruț A., Brarbás I., ș.a. – RECONSTRUCȚIA ACCIDENTELOR RUTIERE MOTOCICLETĂ-AUTOMOBIL – A X-a Conferință Națională multidisciplinară, Sebeș, 2010;
Searle, John A. and Angela, – The Trajectories of Pedestrians, Motorcycles, Motorcyclists, etc., Following a Road Accident -, SAE Technical paper #831622;
Sibian D., – DETERMINAREA VITEZEI DE DEPLASARE A MOTOCICLETELOR PE BAZA DISTANȚEI DE ALUNECARE LATERALĂ – Timișoara;
Lambourn, Richard F., – The Calculation of Motorcycle Speeds from Sliding Distances – , SAE, Technical Paper, 910125;
Medwell, Christopher J., McCarthy, Joseph R., Shanahan, Michael T., – Motorcycle Slide to Stop Tests – , SAE, Technical Paper, 970963;
Gaiginschi R., – Reconstrucția și expertiza accidentelor rutiere – București, Editura tehnică, 2009;
Todoruț A., – Dinamica accidentelor de circulație -, Cluj-Napoca, Editura U.T.PRESS, 2008;
Ispas N., – EXPERTIZĂ TEHNICĂ – , Brașov;
ACCIDENT RECONSTRUCTION – TECHNOLOGY AND ANIMATION – VI -SAE SP-1150 –1996;
J. F. Mitchell – INTERNATIONAL GUIDE BOOK FOR TRAFFIC ACCIDENT RECONSTRUCTION – ACTAR, Canada, 2002;
Gaiginschi R., Filip I. – EXPERTIZA TEHNICĂ A ACCIDENTELOR RUTIERE – Editura Tehnică, București, 2002;
Nistor N., – Expertiza tehnică a accidentelor de circulație- Editura Militară, 1987.
Wojciech Wach – Simulation of Vehicle Accidents using PC-Crash – Institute of Forensic Research Publishers, Krakow, 2011;
PC-Crash 9.1 Technical Manual.
Site-uri internet
http://www.ipa.ro/AMTRANS/ceex2007/simpozion/PARTEA-I/34-Lucrare-X2C36.pdf
http://www.east.utcluj.ro/mb/mep/files/titul/CAP%201.%20INTRODUCERE.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Conservation_of_energy
http://www.criminologie.ro/SRCC/CDs/2008/2008-04/Rccp4_2008%20pag%20195-207.DOC
http://crashadvice.com/vehicle-crash-reference-photos
http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2013/641/pdf/_7_HONDA1.PDF
http://www.airbagjacket.eu/airbag_jacket.html
Bibliografie
Cărți:
Ispas, N. ș.a. – EXPERTIZA si dinamica accidentelor rutiere – Editura Universității din Oradea, 2011;
Cristea – Reconstituirea accidentelor, aspecte generale – 2009-2011;
Comisia Europeană, – Comunicare a Comisiei către Parlamentul European, Consiliu, Comitetul Economic și social European și Comitetul Regiunilor, Pentru un spațiu european de siguranță rutieră: orientări pentru politica de siguranță rutieră 2011-2020 -, Bruxelles, COM(2010) 389/3.
PC-Crash, – SPRING WORKSHOP 2012 -, Linz, Austria, 2012;
Dr. Johannes Priester, – Motorradunfall 1 -, Graz;
Todoruț A., Brarbás I., ș.a. – RECONSTRUCȚIA ACCIDENTELOR RUTIERE MOTOCICLETĂ-AUTOMOBIL – A X-a Conferință Națională multidisciplinară, Sebeș, 2010;
Searle, John A. and Angela, – The Trajectories of Pedestrians, Motorcycles, Motorcyclists, etc., Following a Road Accident -, SAE Technical paper #831622;
Sibian D., – DETERMINAREA VITEZEI DE DEPLASARE A MOTOCICLETELOR PE BAZA DISTANȚEI DE ALUNECARE LATERALĂ – Timișoara;
Lambourn, Richard F., – The Calculation of Motorcycle Speeds from Sliding Distances – , SAE, Technical Paper, 910125;
Medwell, Christopher J., McCarthy, Joseph R., Shanahan, Michael T., – Motorcycle Slide to Stop Tests – , SAE, Technical Paper, 970963;
Gaiginschi R., – Reconstrucția și expertiza accidentelor rutiere – București, Editura tehnică, 2009;
Todoruț A., – Dinamica accidentelor de circulație -, Cluj-Napoca, Editura U.T.PRESS, 2008;
Ispas N., – EXPERTIZĂ TEHNICĂ – , Brașov;
ACCIDENT RECONSTRUCTION – TECHNOLOGY AND ANIMATION – VI -SAE SP-1150 –1996;
J. F. Mitchell – INTERNATIONAL GUIDE BOOK FOR TRAFFIC ACCIDENT RECONSTRUCTION – ACTAR, Canada, 2002;
Gaiginschi R., Filip I. – EXPERTIZA TEHNICĂ A ACCIDENTELOR RUTIERE – Editura Tehnică, București, 2002;
Nistor N., – Expertiza tehnică a accidentelor de circulație- Editura Militară, 1987.
Wojciech Wach – Simulation of Vehicle Accidents using PC-Crash – Institute of Forensic Research Publishers, Krakow, 2011;
PC-Crash 9.1 Technical Manual.
Site-uri internet
http://www.ipa.ro/AMTRANS/ceex2007/simpozion/PARTEA-I/34-Lucrare-X2C36.pdf
http://www.east.utcluj.ro/mb/mep/files/titul/CAP%201.%20INTRODUCERE.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Conservation_of_energy
http://www.criminologie.ro/SRCC/CDs/2008/2008-04/Rccp4_2008%20pag%20195-207.DOC
http://crashadvice.com/vehicle-crash-reference-photos
http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2013/641/pdf/_7_HONDA1.PDF
http://www.airbagjacket.eu/airbag_jacket.html
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Analiza Si Modelarea Coliziunilor de Tip Autovehicul Motocicleta (ID: 161861)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.