Может ли так быть, что машина двигаясь со скоростью 100 км/ч, врезается в препятствие и получает повреждения, эквивалентные соударению на скорости в 20 км/ч? Кто-то скажет, что нет и будет не прав. Автомобиль может получить даже меньшие повреждения и не причинить никакого вреда своим пассажирам при соблюдении одного условия. Он должен быть в разы тяжелее других участников движения, с которыми столкнулся.
ДТП по-разному
Американский университет решил проверить, насколько безопасны большие автомобили по сравнению с маленькими хэтчбеками В и С классов. Специалисты провели анализ ДТП, где участвовали рамные пикапы и внедорожники, такие как Dodge Ram, Ford F-150, Cadillac Escalade, а так же автомобили с несущим кузовом Range Rover, Volvo XC60, Audi A6, Toyota Tacoma. Вместе с ними исследовался травматизм людей, попавших в аварии на небольших автомобилях.
Выяснилось, что по количеству травм лидировали компактные автомобили класса С и В, которые очень популярны в Европе. А это такие машины, как Kia Forte, Mitsubishi Galant, Nissan Sentra, Dodge Caliber, Nissan Versa hatchback, Chrysler 200, Nissan Rogue, Ford Fiesta и другие модели.
Примечательно, но рейтинги безопасности у всех машин были примерно одинаковы и составляли 5 звезд по американской и европейской методике оценки. Однако большие и маленькие машины разительно отличались по характеру повреждений и по травматизму у владельцев.
Количество тяжелых травм у владельцев внедорожников было них было в 2-3 раза меньше, хотя в авариях такие автомобили бывали не менее часто, чем компактные машины.
«При увеличении веса машины на 500 кг, транспортное средство становится безопаснее на 19%, рассказывает руководитель группы исследователей Университета Буффало профессор Дитрих Еле. — Если принять во внимание, что большой пикап, да еще и груженый в 2.5 раза тяжелее легковой малины, то он почти в четыре раза безопаснее ее. Если большой пикап столкнется с крошечной малолитражкой класса В или С, то шансов выжить у его пассажиров будут гораздо больше».
Дело в том, что на импульс удара значительное влияние оказывает не только скорость, но и масса. Поэтому при столкновении машины разного веса ведут себя по-разному.
К примеру, представим, что по дороге на встречу друг другу с одинаковой скоростью в 60 км\ч едет два автомобиля с одинаковой массой. Они сталкиваются. При равных условиях их суммарная скорость столкновения составляет 120 км/ч, а эквивалентная скорость повреждений только 60 км/ч. То есть повреждения они получают такие же, как при ударе о неподвижную бетонную стену на 60 км/ч.
Дело в том, что машины развивают равные энергии и в равной степени их поглощают при ударе. Импульс поглощается сразу двумя автомобилями, поэтому в формулу расчета эквивалента скорости повреждения вводится поправочный коэффициент. Для машин одинаковой массы он составляет 0,5.
Для компактной машины и внедорожника: 0.25 и 0,75 соответственно.
Для компактной машины и грузовика: 0.9 и 0.1.
Для внедорожника и грузовика: 0.8 и 0.2.
Внедорожник против малолитражки
Что же происходит в момент фронтального столкновения тяжелой машины и маленькой, к примеру внедорожника массой 2.5 тонны и купе массой 1.3 тонны на скорости в 60 км/ч? Можно высчитать, что импульс удара у внедорожника будет выше, чем у малолитражки в 1.9 раза. То есть он бьет сильнее и наносит гораздо большие повреждения, но сам испытывает меньше нагрузок.
Тем самым, чтобы узнать эквивалент повреждений той и другой машины, их суммарную скорость в 120 км/ч умножают на предложенные Университетом Буффало коэффициенты. Для кроссовера и малолитражки с разными массами коэффициенты составляют 0.25 и 0.75 соответственно.
Последствия столкновения для тяжелого внедорожника Land Rover будут такие же как при столкновении о неподвижную стену на 30 км/ч. А для легковой малолитражки Ford Focus как при столкновении на 90 км/ч. Большой внедорожник отделается повреждением бампера и капота, а легковушка будет смята, как картонная коробка.
Самые безопасные лимузины
Но меньше всего люди калечатся в крупных полноразмерных седанах, таких как Mercedes S-класса, Chevrolet Malibu, в Cadillac CT6 и в других машинах с высокой массой и низкой посадкой. Почему это происходит?
Дело в том, что при ударе о препятствие на силу удара влияет еще и расположение центра тяжести. Если он находится выше плоскости приложения сил, то машина испытывает разворачивающий момент, равный произведению силы на приложенный рычаг.
Чем выше машина, тем выше у нее центр тяжести, отчего пассажиры испытывают хлесткий удар, подбрасывающий всех вверх и опрокидывающий машину вперед. И этот удар причиняет немалые повреждения для внедорожника и людей внутри.
У седана центр тяжести находится в одной плоскости с пассажирами и с двигателем. Поэтому при таранном ударе они не испытывают приложение крутящего момента. Автомобиль таранит препятствие ровно, без подпрыгиваний.
Таким образом, самая безопасная машина должна быть тяжелой и невысокой, чтобы при ударе не создавать паразитный крутящий момент. Этим условиям лучше всего отвечают бронированные лимузины, обладающие большой длиной и массой около 3 тонн.
