Переворот или опрокидывание — это тип дорожно-транспортного происшествия , при котором автомобиль опрокидывается на бок или крышу. Перевороты имеют более высокий уровень смертности, чем другие типы столкновений транспортных средств. [1]
Перевороты транспортных средств делятся на две категории: споткнувшиеся и не споткнувшиеся. Переворот в результате срабатывания может быть вызван силой внешнего объекта, например бордюра или столкновения с другим транспортным средством. Перевороты без опрокидывания являются результатом рулевого управления, скорости и трения о землю. [2] Прицепы, не оснащенные роликовой сцепкой (т. е. те, в которых используется сцепное устройство, а не седельно-сцепное устройство), более склонны к перекатыванию, поскольку у них нет тягача или первичного тягача для дополнительной устойчивости.
Несцепленный опрокидывание происходит, когда силы поворота дестабилизируют автомобиль. Когда транспортное средство поворачивает за угол, на него действуют три силы: силы шин ( центростремительная сила ), инерционные эффекты ( центробежная сила ) и гравитация . Поворотные силы, создаваемые шиной, толкают автомобиль к центру поворота. Эта сила действует на уровне земли, ниже центра масс. Сила инерции действует горизонтально через центр масс автомобиля в направлении от центра поворота. Эти две силы заставляют автомобиль крениться за пределы поворота. Сила веса автомобиля действует вниз через центр масс в противоположном направлении. Когда силы шины и инерции достаточно, чтобы преодолеть силу тяжести, автомобиль начинает переворачиваться.
Наиболее распространенный тип опрокидывания легковых легковых автомобилей происходит, когда автомобиль скользит вбок, а шины ударяются о бордюр, врезаются в мягкую почву или происходит подобное событие, которое приводит к внезапному увеличению боковой силы. Физика аналогична опрокидыванию на поворотах. Согласно отчету за 2003 год, это был наиболее распространенный механизм, на долю которого приходилось 71% опрокидываний одного транспортного средства. [3]
Другой тип опрокидывания происходит из-за столкновения с другим транспортным средством или объектом. Это происходит, когда столкновение приводит к нестабильности транспортного средства, например, когда узкий объект заставляет одну сторону транспортного средства ускоряться вверх, но не другую. Показано, что для этого используются отогнутые вниз концевые секции ограждения . Боковой удар может привести к ускорению автомобиля в сторону. Шины сопротивляются изменениям, и объединенные силы вращают автомобиль. В 1983 году краш-тесты показали, что легкие грузовики склонны к опрокидыванию после столкновения с направляющими рельсами некоторых ранних конструкций. [4]
Переворот также может произойти, когда автомобиль пересекает канаву или склон. Склоны крутизной более 33% (одна вертикальная единица поднимается или опускается на три горизонтальные единицы) называются «критическими уклонами», поскольку они могут привести к опрокидыванию большинства транспортных средств. [5] Транспортное средство может перевернуться при наезде одним из колес на большое препятствие или при маневрировании по неровной местности. Складной нож прицепа может привести к опрокидыванию тягача, если автомобиль споткнулся (мягкий грунт или бордюр).
Сильный ветер может привести к опрокидыванию транспортных средств с высокими бортами, таких как грузовики, автобусы и фургоны. [6] Зонами риска являются прибрежные дороги, равнины и открытые мосты. [7] Транспортные средства, выходящие из тени ветра, могут подвергнуться мгновенным порывам ветра, которые могут повлиять на транспортные средства с высокими бортами.
Все транспортные средства в той или иной степени подвержены опрокидыванию. Как правило, склонность к опрокидыванию увеличивается с увеличением высоты центра масс , сужения колеи оси , чувствительности рулевого управления и увеличения скорости.
Порог опрокидывания легковых автомобилей составляет более 1 g поперечного ускорения. Tesla Model S имеет необычайно низкий риск опрокидывания (5,7%) из-за низкого центра масс. [8] [9] Легкие грузовики переворачиваются при боковом ускорении от 0,8 до 1,2 g. Большие коммерческие грузовики будут переворачиваться при боковом ускорении всего 0,2 g. [10] Грузовые автомобили переворачиваются с большей вероятностью, чем легковые автомобили, поскольку у них обычно более высокие кузова и больший дорожный просвет. Это поднимает центр масс.
Внедорожники склонны к опрокидыванию, особенно те, которые оснащены длинноходной подвеской для бездорожья. Увеличенная высота подвески для увеличения клиренса на бездорожье поднимает центр масс.
Полноразмерные фургоны обычно не имеют внедорожной подвески, но увеличенная высота кузова делает их более склонными к опрокидыванию. Пятнадцать пассажирских фургонов, таких как Ford E-Series (27,9% [11] ), особенно известны тем, что переворачиваются, поскольку их высота увеличивается за счет усиленных подвесок, необходимых для перевозки большого количества людей. Тенденция к опрокидыванию увеличивается, когда транспортные средства сильно загружены. Рекомендуется ничего не загружать на крышу таких фургонов и пользоваться услугами водителей, имеющих опыт или обучение безопасной эксплуатации автомобиля. В таких случаях знание поведения транспортного средства в загруженном и незагруженном состоянии, избегание резких поворотов и снижение скорости при крутых поворотах могут значительно снизить риск опрокидывания, связанный с этими транспортными средствами.
Производители внедорожников часто размещают предупреждения на солнцезащитном козырьке водителя. Среди автомобилей, получивших известность из-за склонности к опрокидыванию, - Ford Bronco II , Suzuki Samurai , Jeep CJ , Mitsubishi Pajero/Montero и Isuzu Trooper .
Военные машины имеют гораздо более широкую колею, чем гражданские внедорожники, что затрудняет их опрокидывание. Однако СВУ в Ираке и Афганистане вызывают опрокидывание, которого не видят гражданские автомобили. Особенно уязвим верхний наводчик башни. [12]
Высокий пассажирский автобус попал в заголовки газет США, когда в 2011 году в Нью-Йорке погибли 15 пассажиров . Автобус свернул, перевернулся на бок и врезался в столб, от которого откололась верхняя часть автомобиля. [13]
Транспортные средства, проданные в США, отсортированы по степени риска по оценке Национальной администрации безопасности дорожного движения США . Нажмите <> для сортировки по другим параметрам.
После опрокидывания автомобиль может оказаться на боку или на крыше, часто блокируя двери и затрудняя эвакуацию пассажиров. Большие пассажирские транспортные средства, такие как автобусы, трамваи и троллейбусы, имеющие двери только с одной стороны, обычно имеют один или несколько способов использования окон для эвакуации в случае опрокидывания. В некоторых есть специальные окна с ручками, которые можно использовать в качестве запасного выхода . У некоторых есть инструменты, позволяющие разбить окна и сделать импровизированный выход. В некоторых автобусах есть двери или люки аварийного выхода на крыше или на противоположной стороне автобуса от обычной входной двери. Некоторые комбинируют два или более из этих методов побега. [ нужна цитата ]
Аварии с опрокидыванием особенно опасны для пассажиров транспортного средства по сравнению с лобовыми, боковыми или задними авариями, поскольку в обычных пассажирских транспортных средствах крыша может обрушиться в сторону пассажиров и вызвать серьезные травмы головы. [45] Использование каркасов безопасности в транспортных средствах сделало бы их намного безопаснее, но в большинстве пассажирских транспортных средств их использование сократило бы грузовое и пассажирское пространство настолько, что их использование нецелесообразно. Jeep Wrangler , короткий, узкий автомобиль, предназначенный для использования на неровной местности, необычен тем, что в стандартной комплектации он оснащен дугой безопасности. [ нужна цитата ]
Снижение популярности кабриолетов в США отчасти было вызвано опасениями по поводу отсутствия защиты при опрокидывании, поскольку у большинства кабриолетов нет никакой защиты, кроме рамки лобового стекла. Некоторые кабриолеты обеспечивают защиту при опрокидывании с помощью двух выступающих изогнутых перекладин за подголовниками. Некоторые кабриолеты Mercedes-Benz имеют выдвижную дугу безопасности, которая срабатывает в случае аварии. Гоночные автомобили почти всегда имеют каркасы безопасности, поскольку гонка с большой вероятностью может привести к опрокидыванию. Кроме того, эффект усиления жесткости шасси, создаваемый каркасом безопасности, обычно рассматривается как преимущество для автомобиля. [ нужна цитата ]
В некоторых странах есть уникальные знаки, предупреждающие о поворотах и других участках с повышенной опасностью опрокидывания грузовиков и других транспортных средств с высоким центром тяжести. Эти знаки могут включать рекомендательную безопасную скорость, позволяющую избежать опрокидывания. Эта скорость обычно устанавливается путем измерения максимальной перегрузки, разрешенной за поворотом, которая остается значительно ниже максимального порога статического крена. [46]
В Великобритании табличка с «неблагоприятным развалом» снабжена предупреждающими знаками, такими как «впереди круговое движение», «впереди поворот», «перекресток на (...) впереди повороте» или «впереди серия поворотов». [47]
В большинстве европейских стран официальная статистика аварийности не содержит информации о катящихся автомобилях, официальные статистические данные может предоставить только Великобритания. Что касается других источников, существует лишь несколько баз данных о происшествиях с опрокидыванием.
- Итоговый публичный отчет о переходе Европейского союза – Приложения (май 2006 г.) [48]
Хотя лишь менее 10% всех дорожно-транспортных происшествий с тяжелыми травмами связаны с опрокидыванием, примерно 25% всех серьезно травмированных пассажиров попали в аварии, когда их автомобиль перевернулся. В настоящее время эти цифры растут, поскольку частота опрокидывания некоторых новых типов транспортных средств, таких как минивэны, внедорожники или минивэны, намного выше, чем у большинства обычных автомобилей.
- Итоговый публичный отчет о переходе Европейского союза – Приложения (май 2006 г.) [48]
В Европейском союзе большинство опрокидываний происходит за пределами проезжей части. Когда пассажир не выбрасывается из автомобиля и автомобиль не сталкивается с какими-либо твердыми предметами, опрокидывание является наименее опасным из всех типов ударов, поскольку замедление происходит дольше и медленнее. [49]
Тем не менее, риск опрокидывания зависит от центра тяжести, характеристик подвески и перевозимой нагрузки. Тяжесть травм зависит от наличия противоаварийных обочин и скорости удара. [50] В большинстве стран Западной Европы для грузовых автомобилей весом более 3,5 тонн скорость ограничена от 80 до 90 км/ч, за исключением Великобритании и Северной Ирландии [51] , а также Италии, Румынии и Болгарии, где скорость грузовых автомобилей ограничена. ограничение до 110 км/ч. Во Франции грузовые автомобили могут достигать скорости 90 км/ч на сети автомагистралей и некоторых других дорогах, но ограничены общим ограничением скорости 80 км/ч для сети местных/второстепенных дорог.
Считается, что электронные программы стабилизации могут способствовать снижению количества аварий, включая опрокидывание. [50]
Автопарки в Европе и США отличаются друг от друга. Например, в США значительно больше внедорожников, минивэнов, пикапов и других транспортных средств с высоким центром тяжести. Дополнительные различия можно обнаружить при рассмотрении дорожной среды, например, наличия и типа барьеров, придорожных объектов, уровня заторов, дорожного покрытия, близости зданий. Более того, уровень износа ремней в США, особенно на автомобилях, склонных к опрокидыванию, ниже, чем в европейских странах. Наконец, существуют различия в законодательстве, которые влияют на конструкцию транспортных средств и/или поведение водителей.
- Итоговый публичный отчет о переходе Европейского союза – Приложения (май 2006 г.) [48]
- Катапультирование пассажиров является важным фактором, особенно если учитывать серьезные травмы.
- Риск травм существенно возрастает, если пассажиры не пристегнуты.
- Большинство опрокидываний происходит вокруг продольной оси автомобиля.
- Большинство переворотов транспортных средств включают один полный переворот или меньше.
- Выброс происходит чаще всего через боковые окна.
- Итоговый публичный отчет о переходе Европейского союза – Приложения (май 2006 г.) [48]
В Европейском союзе считается, что опрокидывание грузового автомобиля обычно не приводит к серьезным травмам. [52]
Некоторые европейские грузовики не имеют ESC. [53]
В Швеции каждый день происходит от одного до двух несчастных случаев с опрокидыванием автомобиля. [54]
Во Франции несколько двухэтажных автобусов совершили опрокидывание, заставив BEATT рекомендовать усовершенствование правил, чтобы сделать ESC обязательным, в то время как ремень безопасности тем временем стал обязательным:
Это привело к принятию европейского регламента (CE) 661/2009 и пересмотра регламента ЕЭК ООН 66 с учетом этого вопроса.
В США смертельные случаи при опрокидывании составляют соответственно 29,1%, 32,4% и 33,3% всех смертельных случаев в 1994, 2003 и 2004 годах. [57]
Смертельные случаи при опрокидывании одного транспортного средства составляют соответственно 82%, 82% и 81% от всех смертельных случаев при опрокидывании в 1994, 2003 и 2004 годах. [57]
Смертельные случаи при опрокидывании составляют соответственно 29%, 32% и 33% всех смертельных случаев в 1994, 2003 и 2004 годах. [57]
Штаты и территории США, где опрокидывание включает в себя большую часть погибших, включают:
Штаты и территории США, в которых опрокидывание включает меньшую часть погибших, включают:
Опытный водитель может остановить опрокидывание, остановив поворот. Водители-каскадеры намеренно используют пандусы, чтобы перевернуться. Автомобили с высоким центром тяжести легко опрокидываются или «перекатываются». За исключением переворота, водители-каскадеры также могут какое-то время управлять автомобилем на двух колесах, но это требует точного планирования и умелого управления водителем. Часто используется специальное защитное оборудование. [ нужна цитата ]
Водитель намеренно выезжает одной стороной своего автомобиля на съезд, в результате чего его автомобиль переворачивается. [58] Победителем становится водитель, который приведет свой автомобиль к наибольшему количеству переворотов. [58]
Обычные тесты NHTSA не смогли заставить автомобиль перевернуться, поэтому агентству пришлось прибегнуть к «специальным средствам». Tesla благодарит за это аккумуляторную батарею седана, которая обеспечивает Model S очень низкий центр тяжести.