Введение

Появившись более 100 лет назад, автомобиль прочно вошел в нашу жизнь, стал одним из наиболее массовых средств передвижения.

В Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года, принятых XXVI съездом КПСС, взят курс на дальнейшее повышение производства автомобилей. Выдвигая большие задачи в области развития автомобильного транспорта, партия и правительство уделяют постоянное внимание решению проблемы повышения безопасности дорожного движения, вопросам совершенствования его организации, предупреждения дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и снижения тяжести их последствий.

В решении комплекса вопросов, связанных с повышением безопасности дорожного движения, важное место занимают мероприятия по совершенствованию конструкций автомобилей. Работы в этом аспекте приобрели международный характер. Достаточно сказать, что разработкой требований безопасности к конструкциям автомобилей активно занимается Группа экспертов по конструкции транспортных средств Комитета по внутреннему транспорту Европейской Экономической Комиссии ООН. Рекомендации этой Группы стали нормативной основой производства автомобилей во всем мире.

Безопасность конструкции автомобиля обеспечивается определенными техническими характеристиками его составных частей и элементов оборудования. Различают активную, пассивную и после- аварийную безопасности.

Активной безопасностью называется совокупность технических характеристик автомобиля, позволяющих предупредить или уменьшить вероятность возникновения ДТП. Она зависит от тормозных и динамических качеств автомобиля, его устойчивости и управляемости, уровней внутреннего и внешнего шума, степени токсичности выхлопных газов, светотехнических характеристик, обзорности с места водителя и др.

Пассивная безопасность - это совокупность технических характеристик автомобиля, позволяющих уменьшить тяжесть последствий ДТП. Пассивную безопасность обеспечивают элементы оборудования автомобиля и его конструкции. К ним относятся деформирующиеся передняя и задняя части кузова, жесткая средняя часть салона, травмобезопасные элементы интерьера и др.

Послеаварийная безопасность - это совокупность технических характеристик автомобиля, способствующих быстрой эвакуации людей из поврежденного автомобиля без причинения им дополнительных травм. Достаточное количество дверей с каждой стороны, величина их проемов, исключение возможности заклинивания дверей после ДТП и другое позволяют обеспечить послеаварийную безопасность.

Повышенное внимание к проблеме безопасности дорожного движения вызвано все возрастающим мировым автомобильным парком и как следствие ростом интенсивности дорожного движения. Так, несмотря на большое количество первоклассных дорог с односторонним, многополосным движением и с пересечениями дорог на разных уровнях, в США ежегодно в результате ДТП погибает более 52 тыс. чел., а около 2 млн. чел. получают ранения, приводящие к потере трудоспособности. Эти цифры высоки и в других развитых капиталистических странах [7]:

Рис. 1. Диаграмма распределения ДТП по видам в различных странах: а - фронтальные; б - боковые столкновения; в - наезды сзади; г - опрокидывания; I - Франция; II - ФРГ; III - Италия; IV - Англия

Негативной стороной бурного развития автомобилизации явилось увеличение количества ДТП и тяжести их последствий. Преобладающими стали фронтальные столкновения, опрокидывания, удары в бок и наезды на движущиеся и стоящие автомобили. На рис. 1 и 2 показано распределение ДТП по видам и пострадавших в них в ряде стран Западной Европы [18]. По данным американских специалистов 70% лиц, погибающих в ДТП, находятся внутри автомобиля.

Рис. 2. Диаграмма распределения погибших по категориям участников движения в различных странах: а - водители и пассажиры легковых автомобилей; б - пешеходы; в - водители и пассажиры мототранспорта; г - водители и пассажиры грузовых автомобилей; I - Франция; II - ФРГ; III - Италия; IV - Англия

По данным французской статистики наибольшее число погибших в ДТП зарегистрировано среди водителей и пассажиров легковых автомобилей (рис. 3) [18]. Наиболее опасными по тяжести последствий и частоте возникновения являются фронтальные столкновения автомобилей. С целью снижения тяжести травм, получаемых водителем и пассажирами в таких ДТП, разработаны и внедрены в конструкцию автомобиля: безосколочное многослойное лобовое стекло типа "Триплекс"; травмобезопасные, имеющие мягкие накладки, панель приборов, обивки дверей, стоек, крыши, противосолнечный козырек; утапливающиеся или изгибающиеся при ударе водителя о рулевое колесо рулевые колонки. Конструкция кузова легкового автомобиля обеспечивает деформацию передней и задней его частей, поглощающих значительную кинетическую энергию при ударе, при сравнительно жесткой конструкции средней части, позволяющей сохранить "жизненное пространство" для водителя и пассажиров (рис. 4).

Рис. 3. Динамика распределения погибших по категориям участников движения во Франции: а - водители и пассажиры легковых автомобилей; б - водители и пассажиры мототранспорта; в - пешеходы; г - водители и пассажиры грузовых автомобилей

Как показали исследования последствий ДТП и испытания по их имитации, основную опасность для людей, находящихся внутри автомобиля, представляют не столько предельные деформации кузова или вторжение узлов и деталей автомобиля внутрь салона, сколько перемещение человека и удары различных частей его тела о внутренние детали в результате резкого изменения скорости движения при столкновении автомобилей или их опрокидывании. Это обстоятельство вызвало поиски новых конструктивных решений по защите водителей и пассажиров от опасных соударений с деталями внутреннего оборудования автомобиля.

Рис. 4. Схемы элементов конструкции легкового автомобиля, снижающих тяжесть травм людей при ДТП: а - внутренний интерьер; б - кузов; - - - - деформирующиеся при ударе передняя и задняя части кузова; ---- - жесткая средняя часть кузова; . - элементы конструкции автомобиля, снижающие тяжесть травмирования водителя и пассажиров

Вначале идея удержания человека на сиденье в момент лобового удара была осуществлена с помощью жесткого, составленного из стальных пластин, пояса безопасности. Но как показали испытания, такой пояс может вызвать травмирование пользователя из-за жесткости своей конструкции. Кроме того, при сильном ударе применение только поясного ремня вызывает эффект "складывания" (резкий наклон головы и плеч человека к ногам) наподобие перочинного ножа. Позднее получил распространение диагональный плечевой ремень, один конец которого закрепляется на полу, а второй - на верхней части стойки кузова, выше плеча пассажира. Среди других видов удерживающих систем можно назвать надувные подушки, выдвигающиеся в момент удара надколенники или опускающиеся сетчатые экраны перед водителем и пассажиром.

Рис. 5. Вид впервые примененных привязных ремней

Опыт показал, что применение в конструкции автомобиля специальных систем, способных удержать тело человека на сиденье в момент ДТП, позволяет предотвратить его от ударов о детали внутреннего оборудования и тем самым исключить или снизить тяжесть травм водителя или пассажиров. Из всех видов, разработанных к настоящему времени удерживающих систем, наиболее приемлемыми с точки зрения стоимости, простоты конструкции и организации серийного производства являются привязные ремни, названные ремнями безопасности из-за их высокой эффективности.

Впервые такие ремни были предложены еще в 1903 г. французом [23] Густавом Дези Лебе для водителя и пассажиров передних и задних сидений (рис. 5).