Виды маневров

При возникновении опасной дорожной ситуации все участники движения должны принимать меры для ее ликвидации и предотвращения назревающего ДТП. Один из способов его предотвращения, которыми рас­полагает водитель, заключается в объезде опасной зоны путем поворота рулевого колеса и смещения автомобиля в поперечном направлении. В сложившейся экспертной практике возможность объезда до последнего времени рассматривалась довольно редко. Это объясняется, с одной стороны, громоздкостью формул, рекомендуемых теорией для расчета криволинейного движения автомо­биля. С другой стороны, Правила дорожного движения на протяжении многих лет предписывали водителю снижение скорости в качестве единственного средства ликвидации опасной обстановки. И только согласно последней редакции Правил (1987 г.) водитель «при возникновении препятствия или опасности для движе­ния... должен принять меры к снижению скорости вплоть до остановки транспортного средства или безопасного для других участников движения объезду препятствия» (п. 11.1). Кроме того, до сих пор не разработана надеж­ная и простая методика обучения водителя, которая позволяла бы ему автоматически выбирать прием управ­ления, наиболее целесообразный в данной ДТС.

Рис. 6.3. Объезд неподвижного пре­пятствия

Вместе с тем наблюдения за дорожным движением свидетельствуют, что до 90% опасных ситуаций, воз­никающих на дороге, водители предотвращают не путем торможения, а при помощи маневра. В некоторых же случаях (например, при отказе тормозной системы) маневр является единственным средством сохранения безопасности.

Отсутствие надлежащих указаний в Правилах дорож­ного движения о возможности применения маневра в опасной обстановке неправомерно сужало диапазон действий водителя по предотвращению ДТП и снижению тяжести его последствий. Эксперты в своих заключениях вынуждены были ограничиваться указаниями типа:

«Правила дорожного движения не рекомендуют маневр как средство предотвращения ДТП, но в то же время и не запрещают его».

Рассмотрим процесс объезда автомобилем неподвиж­ного препятствия, не конкретизируя вид последнего (рис. 6.3). В точке А водитель прямолинейно движуще­гося автомобиля замечает на своей полосе движения препятствие. На пути S₁ (за время реакции водителя) он оценивает обстановку и принимает решение о маневре.

В конце этого периода (точка В) водитель начинает поворачивать рулевое колесо, однако автомобиль неко­торое время t_2р продолжает двигаться прямо (отрезок BC=S_2p). Время t_2р необходимо для выбирания зазоров в рулевом управлении, сжатия демпфирующих пружин в рулевых тягах, угловой деформации передних шин. У автомобилей с усилителем в рулевом управлении нужно также время для преодоления «зоны нечувстви­тельности» усилителя. Время t_2p называют временем запаздывания рулевого управления. В точке С автомо­биль изменяет направление движения, начиная дви­гаться криволинейно.

Время реакции водителя при маневрировании де­тально не изучалось, хотя по некоторым данным оно может на 10—20% превышать время t₁ при торможении. Увеличение времени реакции вызвано, по-видимому, необходимостью выбора наиболее рационального вида маневра и в некоторых случаях отсутствием нужного навыка. Подробное исследование этого вопроса весьма желательно. В экспертной практике время реакции при маневрировании принимают таким же, как и при тор­можении.

Время t_2p также изучено недостаточно. По имеющимся экспериментальным данным в зависимости от конструкции и технического состояния оно колеблется от 0, 2—0, 4 с у легковых автомобилей до 0, 8—1, 2 с у грузовых автомо­билей с пневматическим усилителем рулевого управ­ления.

Чтобы избежать столкновения с препятствием, води­тель может применить различные маневры. В наиболее простом случае он резко поворачивает рулевое колесо, угол 0 беспрерывно увеличивается и автомобиль все время движется по дуге уменьшающегося радиуса (рис. 6.4, а). Курсовой угол в конце такого маневра довольно велик, значительна также и ширина свобод­ного пространства, необходимого для движения авто­мобиля (маневр «вход в поворот»).

Водитель может также, повернув рулевое колесо на максимальный угол 0_м в одну сторону, затем вернуть его в нейтральное положение (рис. 6.4, б — маневр «вход—выход»). Первая часть траектории АВ— дуга уменьшающегося радиуса, а заключительная — дуга увеличивающегося радиуса. На промежуточном участке ВС водитель меняет направление вращения рулевого колеса.

Рис 6 4 Типы маневров а — «вход в поворот», б — «вход — выход», в — «смена полосы движения»

Для этого необходимо некоторое время, примерно равное t_2р, для выбирания зазоров рулевого управления в обратном направлении и изменения деформации упругих элементов. Угол поворота передних колес за время t_2р остается постоянным и можно считать, что автомобиль на участке ВС движется по дуге постоян­ного радиуса. Начиная с точки С, водитель поворачи­вает передние колеса в обратном направлении, угол 0 уменьшается и на участке CD автомобиль движется по дуге увеличивающегося радиуса. В точке D колеса занимают нейтральное положение, угол 0=0, и автомо­биль движется прямолинейно под некоторым углом ₂ к прежнему направлению движения. Если водитель пово­рачивает рулевое колесо в обоих направлениях с одина­ковой скоростью, а временем t_2р можно пренебречь, то параметры, характеризующие положение автомобиля в конце маневра «вход — выход», следующие:

Сравнивая маневры «вход в поворот» и «вход — выход», видим, что движение автомобиля вдоль оси Ох можно в обоих случаях считать равномерным, поэтому путь x_в2 вдвое больше пути х ₁. Поперечное смещение автомобиля в фазе выхода автомобиля из поворота растет быстрее, чем при входе, и к началу прямолиней­ного движения автомобиля в 6 раз превышает смеще­ние у_в1 в конце входа в поворот.

Оба рассмотренных маневра не требуют от водителя высокого мастерства (один-два резких поворота рулевого колеса), но их можно выполнить только на широкой дороге. Кроме того, двигаясь по окончании маневра по новому направлению, автомобиль может через короткий промежуток времени встретить на своем пути другое препятствие (столб, дерево, кювет, группу пешеходов). Это приведет к возникновению еще одной опасной обста­новки. Вряд ли можно от водителя, только что пере­жившего стресс, требовать готовности к немедленной реакции на новую опасность. Поэтому применять маневры «вход в поворот» и «вход — выход» можно только в том случае, если впереди автомобиля имеется достаточное пространство, обеспечивающее свободу его перемещения в поперечном направлении, например городская площадь, широкий перекресток, или же возможен беспре­пятственный выезд автомобиля за пределы дороги.

Гораздо чаще при выполнении маневра автомобиль должен оставаться на проезжей части, которая имеет ограниченную ширину. В этом случае водитель сначала поворачивает колеса в одну сторону на угол 0_м (рис. 6.4, в), затем в другую на угол — 0_м, переводя их через нейтральное положение, после чего снова возвра­щает в исходное положение. В этом случае траектория автомобиля состоит из шести отрезков: двух дуг умень­шающегося радиуса, двух дуг увеличивающегося ра­диуса и двух дуг окружности. В конце маневра авто­мобиль движется параллельно прежнему направлению и курсовой угол равен нулю.

График зависимости угла 0 от времени при маневре смены полосы движения имеет трапециевидную форму (см. рис. 6.4, в). Ширина дороги, потребная для смены полосы движения, в несколько раз меньше, чем при маневрах типа «вход в поворот» или «вход — выход».

При экстренном маневрировании можно считать, что направление поворота передних колес изменяется мгновенно (переход от+ 0 к — 0 обратно) и време­нем t_2р можно пренебречь. В случае такого допущения, мало отражающегося на параметрах траектории авто­мобиля, график 0=0 (t) приобретает форму, показанную на рис. 6.5.

Чтобы ликвидировать опасную ситуацию, не давая ей перерасти в аварийную, водитель должен повора­чивать рулевое колесо как можно быстрее. Однако макси­мальная угловая скорость 0˚ ограничена психофизиоло­гическими возможностями водителя. Согласно имею­щимся экспериментальным данным при маневрировании на сухом асфальтобетоне она находится в пределах 0, 3...0, 5 рад/с для легковых автомобилей и 0, 15...0, 35 рад/с для грузовых автомобилей и автобусов. Кроме того, угловая скорость 0˚ не может быть особенно большой по соображениям безопасности.

Рис 6.5 Закон поворота перед­них колес автомобиля при манев­ре «смена полосы движения»

Выполняя маневр, водитель должен обеспечивать безопасность других участников движения, избегать за­носа и опрокидывания своего автомобиля. В экспертных расчетах обычно исходят из условия отсутствия заноса. Потеря поперечной устойчивости наиболее вероятна в тот момент, когда угол поворота передних колес и кривизна траектории максимальны, т. е. при 0= 0_м. В момент начала поперечного скольжения шин по дороге центро­бежная сила Р_ц достигает значения силы сцепления:

где R_min — минимальное значение радиуса (при 0_м)

Максимальный угол поворота передних колес яв­ляется функцией угловой скорости 0˚ и времени ₁: 0_м=0˚ . Следовательно, U²_a 0˚ =gL _y. Отсюда скорость поворота передних колес, максимально допустимая по условиям заноса, 0˚ =gL /(U²_a ).

Из материалов уголовного дела эксперту обычно известно не время , а расстояние x_м, необходимое для выполнения маневра. Тогда полное время движения автомобиля в процессе маневра =х_м/U_а.

Время , необходимое для поворота передних колес на угол 0_м, зависит от типа маневра. Так, при «входе в поворот» это время равно всему времени маневриро­вания при «входе — выходе» — его половине, а при маневре «смена полосы движения» — четвертой части. Соответственно получаем три различные формулы для допустимой угловой скорости 0˚ (табл. 6.2).

Объезжая препятствие со сменой полосы движения, водитель должен за короткий промежуток времени сде­лать больше движений и точнее их рассчитать, чем при маневрах других типов Поэтому такой маневр является наиболее сложным и требует высокого мастерства, особенно на узких дорогах Зато в конце такого маневра автомобиль оказывается в соседнем ряду и движется параллельно прежнему направлению, а не под углом к нему.

Проведя аналогичные предыдущим расчеты, можно получить для всех рассматриваемых типов маневров формулы для расчета параметров х_м, у_м, _м, характе­ризующих положение автомобиля в конце маневра (см. табл. 6.2).

Таблица 6.2. Формулы для расчета параметров маневра автомобиля

Эти выражения получены на основе ряда упрощающих предположений, принятых при их выводе. В формулах не учтены влияния высоты центра тяжести автомобиля, поперечной упругости шин, конструкций подвески и рулевого управления, а также мастерства водителя. В результате фактическая траектория автомобиля при маневре может отличаться от вычисленной.

Чтобы приблизить результаты расчетов к экспери­ментальным данным, воспользуемся поправочным эмпи­рическим коэффициентом маневра К_м, который пока­зывает, во сколько раз фактический путь маневра x_ф больше теоретического пути x_м, вычисленного по фор­мулам: K_м=x_ф /x_м> 1.

Введение коэффициента маневра наряду с интерва­лом безопасности, с одной стороны, компенсирует не­достатки расчетной модели, а с другой — различие в приемах управления у водителей, имеющих разную квалификацию и уровень водительского мастерства.

Коэффициент маневра

(6.12)

где а _м и b_м — эмпирические коэффициенты, зависящие от состояния дорожного покрытия:

Сухой асфальтобетон ( x=0, 7...0, 8) Мокрый асфальтобетон ( x =0, 35...0, 45) Обледенелое ( x=0.1...0.2)

1, 12 1, 05 1.0

0, 0050 0, 0050 0.0035

Значения К_м получены в результате небольшого числа экспериментов на ограниченном числе моделей автомо­биля. Уточнение этих значений весьма желательно, особенно с учетом новых требований Правил дорожного движения.