Predkosc i hamowanie.doc

Prędkość i hamowanie - istotny czynnik ryzyka powstania wypadku

O tym, że pojazdu nie można zatrzymać natychmiast wie niemal każdy. Niestety, już znacznie mniej osób ma świadomość długości drogi, jaką przebędzie pojazd do chwili całkowitego zatrzymania. Skutkiem braku tej świadomości jest znaczna część wypadków, a także codzienne przykłady niebezpiecznej jazdy w potokach.

Droga zatrzymania i jej elementy składowe

Droga zatrzymania pojazdu podczas gwałtownego hamowania składa się z drogi reakcji kierowcy oraz drogi hamowania.

Droga reakcji wynika z pewnego stałego czasu, upływającego pomiędzy dostrzeżeniem przeszkody, a naciśnięciem hamulca i nosi nazwę czasu reakcji.
Droga reakcji jest więc wprost proporcjonalna do prędkości.

Droga hamowania zależy już od kwadratu prędkości i dlatego wraz z nią wzrasta bardzo gwałtownie.

Droga całkowitego zatrzymania pojazdu składa się zatem z:

- drogi przebytej w czasie reakcji kierującego pojazdem, czyli od momentu zauważenia przez niego przeszkody, podjęcia decyzji o hamowaniu, aż do chwili uruchomienia hamulców,
- drogi przebytej od momentu uruchomienia hamulców do chwili rozpoczęcia hamowania za pomocą tego układu,
- drogi przebytej przez pojazd w czasie działania hamulców do momentu zatrzymania pojazdu.

Całkowita droga hamowania pojazdu zależy od:

- rodzaju nawierzchni (asfalt, kostka kamienna, beton itp.)
- stanu nawierzchni (sucha, mokra, ośnieżona, gołoledź, posypana piaskiem, grysem)
- stanu technicznego pojazdu (ogumienia, sprawności układu hamulcowego)
- doświadczenia kierującego i jego stanu psychofizycznego (zmęczenie, zażycie leków osłabiających zdolności psychomotoryczne)
- prędkości początkowej

Czas reakcji - sekunda, która decyduje o życiu

Potocznie przyjmuje się, że przeciętny czas reakcji kierowcy na nagłe pojawienie się przeszkody lub istoty żywej na drodze wynosi od 0,7 do 1,0 sekundy. Tylko osoby o szczególnych predyspozycjach psychicznych, wypoczęte i absolutnie skoncentrowane są w stanie skrócić ten czas do około 0,3 sekundy zachowując stałość czasu reakcji. Badaniom takim poddaje się między innymi kierujących pojazdami uprzywilejowanymi.

Widoczność, a zatem warunki atmosferyczne i czystość szyb, stopień spożycia środków odurzających, stan emocjonalny osoby kierującej pojazdem, stopień fizycznego i psychicznego zmęczenia kierującego, jego wiek, ewentualne wady wzroku oraz natężenie ruchu są czynnikami, które mogą w istotny sposób wpływać na wydłużenie czasu reakcji.
Wbrew pozorom, właśnie od czasu reakcji zależy bardzo dużo. Bardzo często jest tak, że chwila zawahania (od momentu zauważenia czegoś, do właściwej reakcji) rzutuje na to, czy reakcja będzie wykonana na czas. Zatem nawet jedna sekunda może decydować o tym, czy przeżyjemy wypadek, czy uda nam się wystarczająco szybko zareagować.

Każdy kierowca musi zdawać sobie sprawę z tego, że zanim podejmie jakąkolwiek decyzję jego pojazd nieuchronnie będzie zbliżać się do przeszkody, a odległość ta będzie topnieć proporcjonalnie do prędkości.

Zanim stanie się cokolwiek, pojazd poruszający się z prędkością 50 km/godz przebędzie drogę od 9,3 do 13,9 m zależnie od czasu reakcji.

Oznacza to, że kierowca, poruszający się z dopuszczalną na obszarze zabudowanym prędkością 50 km/godz, powinien zachować za poprzedzającym pojazdem odległość równą co najmniej drodze pokonywanej w czasie reakcji tj. około 12 m. Rzeczywistość jest jednak zgoła odmienna.

Rys. 1 Droga, jaką przebędzie pojazd w okresie przeciętnego czasu reakcji

Drogę przebywaną w czasie reakcji obliczamy ze znanego wzoru fizycznego:

gdzie V0 - to prędkość początkowa
         tr - to czas reakcji

Droga hamowania

Rozpędzanie samochodu, zwiększanie jego prędkości to umiejętności względnie łatwe do opanowania nawet przez przeciętnego kierowcę. Znacznie trudniej opanować sztukę bezpiecznego zatrzymania rozpędzonego pojazdu. Wielkość siły hamowania zależy od siły tarcia, jaka wytworzy się między kołami samochodu a nawierzchnią jezdni, czyli od siły przyczepności. Wielkość siły przyczepności zależy natomiast od rodzaju i stanu nawierzchni, od rodzaju opon i rzeźby bieżnika oraz od nacisku przypadającego na każdy centymetr kwadratowy powierzchni styku opony z jezdnią.

gdzie V0 - to prędkość początkowa tr - czas reakcji
f - współczynnik przyczepności, g - przyspieszenie zmiemskie

Świadomie pominąłem tu czas niezbędny do uruchomienia hamulców (tzw. bezwładność układu) gdyż przy założeniu sprawności układu ma on najmniejsze znaczenie dla ostatecznego wyniku.
W przedstawionym wzorze istotną dla końcowego wyniku jest zatem prędkość, czas reakcji, a także stan nawierzchni, który charakteryzuje współczynnik przyczepności kół pojazdu.

Wpływ rodzaju i stanu nawierzchni

Najbezpieczniejszą jest nawierzchnia betonowa. Jest gładka, lekko porowata, w czasie deszczu nie staje się zbyt śliska.
Nawierzchnia asfaltowa jest bardzo przyjemna do jazdy, ale tylko wtedy, gdy jest sucho i niezbyt gorąco. W czasie deszczu asfalt staje się śliski i wymaga znacznego ograniczenia prędkości. Bardzo niebezpieczna pułapkę stwarzają pierwsze minuty deszczu. Należy także pamiętać, że w dzień upalny, rozgrzany asfalt jest miękki i nagrzewa opony.

Nawierzchnia z kostki bazaltowej w miarę eksploatacji staje się niebezpiecznie gładka, a podczas deszczu jest bardzo śliska. Kiedy nawierzchnię drogi - obojętnie jakiego rodzaju - pokryje szczelna warstewka śniegu, przyczepność kół do jezdni w znacznym stopniu maleje, a niemal całkiem zanika w przypadku gołoledzi.

Wartość współczynnika przyczepności opon do jezdni dla różnych rodzajów i stanów nawierzchni wynosi:

Warto zapamiętać: w przybliżeniu droga ośnieżona wydłuża drogę hamowania dwukrotnie, a oblodzona - ponad czterokrotnie.

Rys. 2 Droga hamowania dla różnych prędkości i stanu nawierzchni

Co z tego wynika? Pojazd poruszający się z prędkością około 80 km/godz po mokrej nawierzchni asfaltowej potrzebuje na całkowite zatrzymanie około 70 m. Każda przeszkoda, która pojawi się nagle w mniejszej odległości będzie uderzona, o ile kierowca nie posiada dostatecznych umiejętności lub warunków aby bezpiecznie ja ominąć.

Nieco o poślizgu i technice hamowania

Z problematyką rzeczywistej drogi zatrzymania pojazdu wiąże się technika hamowania, którą jedynie zasygnalizuję. Nie wszyscy mogą jeszcze korzystać z dobrodziejstw mikroelektroniki wykorzystywanej do podniesienia bezpieczeństwa czynnego w samochodach. Układy pomiarowe i analizujące robią to szybciej niż kierowca, który posiada nawet wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu auta. Układ ABS, zapobiegający blokowaniu się kół podczas hamowania, został wzbogacony o układ ASR, który ma za zadanie nie dopuszczać do poślizgu kół podczas przyspieszania. Kolejnym krokiem w rozwoju układów hamulcowych, był układ regulacji dynamiki jazdy ESP chroniący przed zboczeniem z zadanego przez kierowcę toru jazdy. W naszych realiach to jednak bardzo często luksus, którego brak trzeba rekompensować świadomą i nienaganną techniką. Najczęstszym błędem kierowcy - w momencie przerażenia - jest gwałtowny, bardzo silny nacisk na pedał hamulca. Zwykle następuje w takim przypadku zablokowanie kół, a samochód sunie po linii, jaką wykreśli wypadkowa działających sił. W takim przypadku wzór na długość drogi hamowania staje się wyłącznie teorią, a rzeczywista droga hamowania ulega wielokrotnemu wydłużeniu. Wyjątek stanowi gwałtowne hamowanie na miękkim piasku lub świeżym śniegu, kiedy blokowanie kół wywołuje korzystny efekt, spowodowany zgromadzeniem się przed oponą _bariery_ z piasku lub śniegu. Bezpiecznej techniki hamowania pulsacyjnego, a przede wszystkim przełamywania barier psychicznych w sytuacji zagrożenia, nie uczy się niestety na kursach podstawowych.

Warto zatem wiedzieć, że do poślizgu, który skutecznie eliminuje ABS, dochodzi wówczas gdy prędkość liniowa pojazdu Vp jest większa od prędkości obwodowej koła Vo. Można go wyliczyć, a jego wartość określa się zwykle w procentach jako stosunek różnicy tych prędkości do prędkości pojazdu.
Spróbujmy:

Vo = ω x r gdzie: ω - prędkość obrotowa koła (np. liczba obrotów na sekundę) , r - promień koła.



Zatem poślizg wyniesie:

p = [(Vp - Vo):Vp]x100%
Najbardziej skuteczny efekt hamowania ma miejsce wówczas, gdy wartość tego poślizgu zawiera się w granicach od 10 do 30% i taką stara się utrzymać wspomniany ABS.

Dlaczego akurat 50 km/godz?

Mówiąc o prędkości i drodze hamowania nie wolno zapominać, że zjawiska te wiążą się bezpośrednio z energią jaką niesie rozpędzony pojazd. To ona decyduje o skutkach zdarzenia i określa naszą szansę na przeżycie. Właśnie dlatego tak dużo mówi się o projektowaniu bezpiecznych stref zgniotu, które w przypadku uderzenia pojazdu w przeszkodę mają pochłonąć jak największą dawkę tej energii.

Jaką strefą zgniotu dysponuje pieszy lub rowerzysta? Niechroniony uczestnik ruchu ma szansę przeżyć zderzenie z pojazdem poruszającym się z prędkością do 30 km/godz, przy 50 km/godz jego szansa przeżycia to niewiele ponad 50%, a przy 60 km/godz _ praktycznie już nie istnieje.

Właśnie dlatego prędkość 50 km/h, jako granica dla obszaru zabudowanego, nie jest liczbą przypadkową. Dwa ważne czynniki _ droga hamowania i energia zderzenia rosną szybciej niż prędkość. Gdy ta zwiększa się dwa razy _ droga hamowania i energia zderzenia rosną czterokrotnie. Tak więc różnica 10 km/h ma znaczenie większe niż się potocznie myśli. Jeżeli pojazd jadący z prędkością 50 km/h już się zatrzyma to jadący równolegle z prędkością 60 km/godz, będzie miał jeszcze w tym momencie prędkość 44 km/h.

Podnoszono wiele argumentów przeciw wprowadzonej nowelizacji. Pierwszym z nich był fakt, że ograniczenia prędkości i tak nie są przestrzegane. Jednak wnioski płynące z analiz prowadzonych na świecie są jednoznaczne _ każdy 1 km/h zmniejszenia prędkości to około 3% ofiar mniej. Zatem jeśli przyjąć nawet słaby i stopniowy poziom akceptacji oraz to, że prędkość obniży się nie o 10 ale tylko o 3 km/h to liczba zabitych na naszych drogach zmniejszy się o 9%. W skali naszego województwa to blisko 30 osób rocznie, a w skali kraju _ blisko pół tysiąca.

Dopóki nie zaakceptujemy takiego rozumowania pozostaniemy krajem, który w zjednoczonej Europie ma najwyższy wskaźnik śmiertelności ofiar zdarzeń drogowych.

Zapamiętajmy - zmniejszenie średniej prędkości tylko o 3 km/godz to w Polsce, w skali roku, około 500 zabitych mniej