Universelle Dezimalklassifikation 656.13.08; 656.13.13
FORSCHUNG
VON VERLETZUNGSMECHANISMEN BEI EINER FRONTKOLLISION EINES AUTOS MIT
EINEM FUßGÄNGER
Е. Kartaschov, Е. Еleskin
Anmerkung.
Die Merkmale der Mechanismen zur Verletzung eines Fußgängers bei einem Frontalzusammenstoß mit einem Auto in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Position des Fußgängers zur Verbesserung der Methoden zur Rekonstruktion von Verkehrsunfällen werden untersucht.
In der Biomechanik von
Verkehrsunfällen (Traffic Accidents) wird unter dem
Mechanismus der Verletzung von Fahrern, Passagieren und
Fußgängern die Art der Bewegung von
Körperteilen verstanden, die Folge der Schäden, die
sie bei einem Verkehrsunfall erleiden. Trotz der Vielzahl von
Unfällen sind die Mechanismen zur Verletzung von Fahrern,
Passagieren und Fußgängern mit den gleichen Arten
und Arten von Unfällen ähnlich. Daher kann die
Kenntnis der Verletzungsmechanismen für Fahrer,
Fahrgäste und Fußgänger mit verschiedenen
Arten und Arten von Unfällen dazu beitragen, die
Zuverlässigkeit des technischen Fachwissens für
Kraftfahrzeuge zu erhöhen.
Das Problem der Erhöhung der Zuverlässigkeit des
automobiltechnischen Fachwissens wird gegenwärtig aufgrund
einer starken Zunahme der Anzahl von Fahrzeugen, einer
Änderung ihrer Konstruktionsmerkmale und einer zunehmenden
Anzahl von Unfällen mit Menschenopfern besonders relevant.
Es gibt verschiedene Methoden zur Untersuchung der
Verletzungsmechanismen bei Verkehrsunfällen - die
experimentelle, rechnerische und rechnerisch-experimentelle Methode. Im
Zusammenhang mit der aktiven Einführung der
Computertechnologie in die Praxis des automobiltechnischen Fachwissens
haben die rechnerischen Methoden zur Untersuchung der
Verletzungsmechanismen derzeit einen hohen Stellenwert erlangt.
Derzeit sind eine Reihe von Computerpaketen auf dem globalen Markt
für Unfallrekonstruktionssoftware weit verbreitet: CarSim,
TruckSim, PC-Crash, CARAT, VirtualCrash usw. Softwarepakete, die auf
der Verwendung der Finite-Elemente-Methode basieren, wie Abaqus,
LS-DYNA usw., sollten ebenfalls in diese Kategorie aufgenommen werden.
Mit diesen Paketen können Sie sowohl die Bewegung eines
einzelnen Fahrzeugs oder eines einzelnen Abschnitts in den Phasen
„Annäherung - Kontakt - Erweiterung“ als
auch die gesamte Verkehrssituation simulieren, die der Experte
betrachtet. Sie ermöglichen es Ihnen, den Recherche- und
Rekonstruktionsprozess so weit wie möglich zu automatisieren,
die Genauigkeit der Schlussfolgerungen zu erhöhen und die
Schlussfolgerungen des Experten sichtbarer zu machen.
Gegenwärtig wird angenommen, dass es drei Phasen einer
Kollision eines Personenkraftwagens gibt [1, 2]. Die erste Phase einer
Kollision wird als Moment des Kontakts des Körpers des
Fußgängers mit der Oberfläche des Autos bei
einer Frontalkollision bezeichnet, bei der das Opfer einen Schlag
erhält. Infolge der möglicherweise verlangsamten
weiteren Bewegung des Autos fällt die verletzte Person, als
würde sie vom Auto verhakt, auf die Motorhaube, da der Schlag
auf den Fußgänger unter den Schwerpunkt einer im
Bereich des vierten Lendenwirbels befindlichen Person fällt.
Dies ist die zweite Phase der Kollision. Die dritte Phase der Kollision
ist der Sturz des Opfers auf die Fahrbahn oder die Bordsteinkante aus
der Höhe der Motorhaube des Autos. Ein Personenkraftwagen kann
zu diesem Zeitpunkt anhalten oder, bevor er Zeit zum Bremsen hat,
in bewegung bleiben.
Die Art der in der dritten Phase entstandenen Schäden
hängt weitgehend von den Eigenschaften der Fahrbahn ab. Wenn
die Straße glatt und die Oberfläche hart ist
(Asphalt, Beton), ist die Art des Schadens extrem schwer und die Anzahl
ist maximal. Wenn es auf weichen Untergrund fällt, darf es
nicht beschädigt werden.
Die drei genannten Phasen einer Fußgängerkollision,
die bei Verkehrsunfällen mit anderen Fahrzeugen
(Lastkraftwagen, Busse usw.) erwähnt werden, sind nicht so
klar nachvollziehbar, und die Kollision selbst weist ihre eigenen
Merkmale und verschiedene Optionen auf. Wenn ein Personenkraftwagen
einen Fußgänger trifft, wird die verletzte Person
von dem nach vorne vorstehenden Teil (Teil) des Fahrzeugs getroffen:
der vorderen Stoßstange, der Kühlerauskleidung, der
Vorderkante der Motorhaube, der Kante des vorderen Kotflügels
oder dem vorderen Scheinwerfer. In diesem Fall treten
Knochenbrüche der unteren Extremitäten auf, die
sogenannten Stoßfängerbrüche des
Oberschenkels oder Unterschenkels, Brüche der Beckenknochen
oder Brüche der Scham- und Iliosakralgelenke, oft in
Kombination mit einer Schädigung der Urogenitalorgane.
Gleichzeitig mit diesen Verletzungen entsteht ein Schaden durch eine
durch einen Schock verursachte allgemeine Gehirnerschütterung.
Gewöhnlich äußern sich
Schockphänomene morphologisch in Blutergüssen der
Bauchhöhle oder des Brustkorbs in Form von parietalen oder
intraorganischen Blutungen, Rissen oder Rupturen von Parenchymorganen
usw.
Wenn der anfängliche Kontakt einer Person mit der
Oberfläche eines Autos unterhalb des Schwerpunkts des
Körpers einer Person im Bereich des vierten Lendenwirbels
erfolgt, wird der Körper des Opfers auf die Motorhaube
geworfen. Beim Auftreffen auf eine Motorhaube, eine Windschutzscheibe
oder die vorderen Säulen eines Autos erleidet der Verletzte
zusätzliche Körperverletzungen in Form eines
Rippenbruchs und vor allem eine zusätzliche traumatische
Hirnverletzung.
Um den Mechanismus der Personenbeförderung bei einem
Frontalzusammenstoß mit einem Auto zu untersuchen, wurde das
Programm PC-Crash verwendet [3]. Mit seiner Hilfe wurde der Prozess der
Frontalkollision eines Autos mit einem Fußgänger
simuliert. Es wurde angenommen, dass ein Personenkraftwagen (VAZ-2110)
eine geradlinige Bewegung mit einer Bremsgeschwindigkeit von 50, 40,
30, 20 und 10 km / h ausführt. Der
Fußgänger bewegte sich mit einer konstanten
Geschwindigkeit von 5 km / h. Bei der Modellierung wurde ein
Fußgänger durch einen Dummy mit einer
Repräsentativität von 50% dargestellt. Die
Simulationsergebnisse sind in Abb. 1-3. Sie ermöglichten es,
den Mechanismus der Fußgängerverletzung bei einer
Kollision mit einem Auto bei folgenden Geschwindigkeiten zu
identifizieren:
- mit einer Geschwindigkeit von 10 km / h - ein
Fußgängerknie auf den hervorstehenden Teil des Autos
(Stoßstange), das Opfer fällt auf die Fahrbahn,
stützt sich auf die Motorhaube, rutscht vom Auto,
fällt auf die Knie auf die Fahrbahn, stößt
mit dem Kopf gegen die Motorhaube (Abb. 1, a );
- bei einer Geschwindigkeit von 20 km / h - ein
Fußgängerknie auf den hervorstehenden Teil des Autos
(Stoßstange) klopft, der Fußgänger legt
seine Hand auf die Motorhaube, trifft das Hüftgelenk und dann
die Brust und den Kopf auf die Motorhaube. Der Körper wird in
einem Abstand von 2,4 m von der ursprünglichen Position des
Fußgängers nach vorne geschleudert. Beim Wegwerfen
werden die unteren Gliedmaßen verletzt, dann das
Hüftgelenk und die Brust, dann der Kopf (Abb. 1, b);
- bei einer Geschwindigkeit von 30 km / h - ein
Fußgängerknie auf den hervorstehenden Teil des Autos
(Stoßstange) klopft, der Fußgänger legt
seine Hand auf die Motorhaube, trifft das Hüftgelenk und dann
die Brust auf die Motorhaube. Der Kopf berührt die
Windschutzscheibe, dann wird der Körper 6,5 m von der
ursprünglichen Position des Fußgängers nach
vorne geschleudert. Beim Verwerfen werden Hüftgelenk und Brust
verletzt, danach werden Kopf und Beine verletzt (Abb. 2, a);
- bei einer Geschwindigkeit von 40 km / h - ein
Fußgängerknie auf den hervorstehenden Teil des Autos
(Stoßstange) klopft, der Fußgänger legt
seine Hand auf die Motorhaube, trifft das Hüftgelenk und dann
mit der Brust auf die Motorhaube. Dann gibt es einen Schlag auf den
Kopf gegen die Windschutzscheibe, und der Kopf gleitet die Motorhaube
hinunter. Es gibt eine Rolle des Fußgängers, wonach
die Beine auf das Dach des Autos schlagen. In diesem Fall befindet sich
der Kopf unten vor dem Auto. Dann wird der Körper des
Fußgängers in einem Abstand von 10 m von der
ursprünglichen Position des Fußgängers
verworfen. Bei der Entsorgung werden Kopf und Brust verletzt, danach -
das Hüftgelenk und die Beine (Abb. 2, b);
- mit einer Geschwindigkeit von 50 km / h - ein
Fußgängerknie auf den hervorstehenden Teil des Autos
(Stoßstange) klopft, der Fußgänger legt
seine Hand auf die Motorhaube, trifft das Hüftgelenk und dann
mit der Brust auf die Motorhaube. Der Körper des
Fußgängers rollt, woraufhin die Beine auf das Dach
des Autos prallen und die Knie die Windschutzscheibe berühren.
Es gibt einen Schlag des Hüftgelenks auf die Motorhaube und
einen Schlag der Hand auf die Windschutzscheibe, wonach der Kopf auf
die Motorhaube des Autos trifft. Dann wird der Körper des
Fußgängers in einem Abstand von 15,3 m von der
ursprünglichen Position des Fußgängers
verworfen. Die Karosserie gleitet über die 4,6 m lange
Fahrbahn, die 0,85 s dauert (Abb. 3).
Abb. 1. Der Mechanismus der Fußgängerverletzung bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 10 km/h (a) und 20 km/h (b)
Bei Frontalzusammenstößen wird die Schwere der Verletzung einer Person im Auto hauptsächlich durch Verletzungen des Kopfes, der Brust und der Hüftgelenke bestimmt.
Abb. 2. Der Mechanismus der Fußgängerverletzung bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 30 km/h (a) und 40 km/h (b)
Wenn zum Zeitpunkt einer Kollision zwischen einem Auto und einem Fußgänger die Geschwindigkeit des Autos auf unbedeutend abfällt, nämlich auf 10 km / h, oder wenn das Auto vollständig anhält, bleibt das Opfer meistens nicht auf der Motorhaube, sondern fällt ab, als würde es auf der Fahrbahn von ihm abfahren und erhält ein zusätzliches eine Verletzung. Hierbei kommt es in der Regel zu einer Schädigung des Kopfes und der oberen Extremitäten.
Abb. 3. Fußgängerverletzungsmechanismus bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 50 km/h
Wenn das Auto jedoch nicht anhält, wird das Opfer weit zur Seite und nach vorne in Richtung des Autos geworfen. Bei einem Autounfall in Bereichen nahe dem Schwerpunkt des menschlichen Körpers wird ein Teil der Energie des sich bewegenden Fahrzeugs auf den Körper des Opfers übertragen. Nachdem das Opfer im Bereich des Kontakts mit dem Auto einen Primärschaden erlitten hat, fliegt es mehrere Meter durch die Luft und fällt auf den Straßenbelag. Es ist charakteristisch, dass der durch das Auftreffen auf die Fahrbahn verursachte Schaden auf der dem Aufprall des Fahrzeugs entgegengesetzten Seite lokalisiert ist.
So wurde festgestellt, dass der Mechanismus der Fußgängerverletzung bei einem Frontalzusammenstoß mit einem Auto bei Geschwindigkeiten von 10, 20, 30, 40, 50 km / h unterschiedlich ist, und dies sollte bei der Durchführung einer automobiltechnischen Prüfung berücksichtigt werden.
Referenzliste
1. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий в примерах и задачах : учеб. пособие для вузов / Ю. Я. Комаров, С. В. Ганзин, Р. А. Жирков и др. – М. : Горячая линия, Телеком, 2012. – 290 с.
2. Солохин, А. А. Судебно-медицинская
экспертиза в случаях автомобильной травмы / А. А. Солохин. – М. : Медицина, 1968. – 237 с.
3. Crash,
P. C. A Simulation program for Vehicle Accidents. Operating Manual
/ P. C. Crash. – Linz : Dr. Steffan Datentechnik, 2001.
– 291 p.
UDK 656.13.08;
656.13.13
Кartaschov, Е.
Untersuchung von Verletzungsmechanismen bei einem
Frontalzusammenstoß eines Autos mit einem
Fußgänger
Е. Kartaschov, Е. Eleskin, 2013. № 2 (6). S.
157–163
Kartashov Ekaterina Dmitrievna, Ingenieurin, Abteilung Transportfahrzeuge,
Penza State University, e-mail:katrina89@yandex.ru
