Особенности посадки водителей в легковых автомобилях различных типов, влияющих на биомеханику движения тела в условиях экстренного торможения

Специальное экспериментальное изучение травмы водителей на манекенах, выполненное А.А. Матышевым [3], показало, что в момент лобового столкновения они выталкиваются вперед и вверх и ударяются нижними конечностями о щиток приборов управления, а головой - в потолок кабины или ветровое стекло. Грудь и живот ударяются о рулевое колесо.

По данным Л.Е. Роенко [4], на механизм и характер повреждений пассажиров и водителей автомашины влияет ряд факторов: тип, марка, конструктивные особенности автомашины, положение тела потерпевшего внутри салона в момент происшествия.

Современный автомобильный ряд транспортных средств (ТС) значительно различается как по размерам, так и по компоновке кузова и салона. «Легковой класс»  - класс автомобилей, который подразделяется на несколько типов ТС, среди которых наиболее часто встречаются «седаны», «кроссоверы» и «минивэны». Поза, занимаемая водителем в указанных типах ТС, имеет определенные особенности, что может оказывать влияние на характер смещения частей тела при дорожно-транспортном происшествии (ДТП). У водителей местами фиксации являются стопы, опирающиеся на педали и пол, и кисти рук, опирающиеся на руль, спина, ягодицы и бедра, контактирующие соответственно со спинкой и сиденьем. Взаимное расположение точек фиксации определяет особенности положения сегментов тела относительно друг друга.

В соответствии с данными Ю.С. Сидорова [5], реконструкция механизма образования повреждений в салоне автомобиля, движущегося с различными скоростью и угловыми ускорениями, в случаях внезапного торможения и изменения направления движения может быть осуществлена с учетом законов механики. Тело человека имеет массу, центр тяжести и условные оси: сагиттальную, фронтальную и вертикальную, образующиеся от пересечения трех взаимно перпендикулярных плоскостей: горизонтальной, сагиттальной и фронтальной. Локализация, характер, последовательность и объем причиняемых повреждений определяются направлением первичного удара относительно центра тяжести и плоскостей тела с учетом травмирующих факторов элементов салона автомобиля.

Цель исследования - определение средних значений углов между сегментами тела водителей, находящихся за рулем автомобилей с различными типами посадки, в момент, предшествующий экстренному торможению. Были поставлены следующие задачи:

- определить углы между сегментами тел водителей трех ростовых групп, согласно условной рубликации В.Ф. Маленкова;

- сравнить углы между сегментами тел водителей автомобиля типа «седан» и автомобилей типа «кроссовер» и «минивэн»;

- проанализировать полученные результаты статистическими методами [5, 6].

Для установления особенностей взаимного расположения частей тела водителей в салонах ТС перед его экстренным торможением, имитирующим фронтальный удар, статисты трех ростовых групп занимали рабочее место водителя в автомобилях. Использовали легковые ТС с тремя типами посадки водителя: «седан», «кроссовер» и «минивэн». Статисты располагались на месте водителя и с помощью органов управления добивались удобной функциональной позы. Эта поза фиксировалась на цифровую камеру Nikon D90 (объектив AF-S Nikkor 18-105 мм f/3.5-5.6G ED VR). Полученные данные обрабатывали в графическом редакторе, после чего измерялись углы между основными сегментами тела статиста. Методом ранговой корреляции определяли коэффициент корреляции углов при сравнении однотипных углов между сегментами тела статистов в автомобилях с исследуемыми типами посадки. Установлены углы в сегментах тела с низкой и умеренной степенью связи: туловище-правое бедро, туловище-левое бедро, правое бедро-правая голень, левое бедро-левая голень.

При статистической обработке полученных данных рассчитывали среднюю арифметическую, среднее квадратичное отклонение, среднюю ошибку. Достоверность разницы полученных величин определяли по таблице Стьюдента.

В ходе эксперимента измеряли углы между основными сегментами тела статиста (табл. 1).

Как видно из данных табл. 1, средние значения углов между сегментами тела водителей при нахождении в салонах сравниваемых автомобилей неодинаковые (p<0,01).

По данным исследования, у водителей экспериментальной группы автомобиля типа «седан» в начальную фазу торможения отмечены наибольшие средние показатели измеренных углов по отношению к показателям у водителей контрольной группы в автомобилях типа «кроссовер» и «минивэн».

Изучение достоверности различий полученных результатов в основной и контрольной группах свидетельствует о том, что различие значений средних углов между туловищем и нижними конечностями, а также в области сгибания нижних конечностей у водителей, находящихся в транспортных средствах типа «седан» и «кроссовер», наблюдаются между правым бедром и правой голенью (разность считается достоверной (p<0,01) при числе наблюдений 30, если коэффициент Стьюдента не менее 2,6) (табл. 2).

Выявлена существенная разница показателей всех средних углов исследованных сегментов тела у водителей экспериментальной группы, находящихся в автомобиле типа «седан», и контрольной группы в автомобилях типа «минивэн» (p<0,01). Наибольшая достоверность различий отмечена в сегментах между правым бедром и правой голенью (коэффициент Стьюдента 6,5) и левым бедром и левой голенью (коэффициент Стьюдента 5,4) (табл. 3).

Рассчитывали также средние показатели изучаемых углов у водителей в момент экстренного торможения (табл. 4).

Между средними показателями сегментов тела экспериментальной группы водителей, находящихся в автомобиле типа «седан», и контрольной группы водителей, находящихся в автомобиле типа «минивэн», выявлена достоверность различий. Одним из более значимых показателей, отображающих достоверность различий, является сегмент тела водителей между правым бедром и правой голенью (коэффициент Стьюдента 4,1) (табл. 6).

Проведенное исследование позволило установить следующее.

1. Рабочие позы водителей в автомобилях типа «седан», «минивэн» и «кроссовер» достоверно различаются между собой.

2. Посадка водителей в автомобиле типа «седан» существенно отличается от посадки водителей в автомобиле типа «минивэн». В автомобиле типа «седан» средние показатели измеренных углов оказались наибольшими, чем у водителей автомобилей типа «минивэн» и «кроссовер». У водителей всех типов автомобилей достоверно различие средних значений углов между правым бедром и правой голенью.

3. Наибольшая достоверность различий отмечена в показателях сегментов правое бедро-правая голень и левое бедро-левая голень в автомобиле типа «седан» и «минивэн».

4. Между средними показателями сегментов тела водителей автомобиля типа «седан» в конечной фазе торможения и водителей автомобиля типа «минивэн» выявлена достоверность различий. Одним из более значимых показателей, отображающих достоверность различий, является сегмент тела водителей правое бедро-правая голень.

5. Особенности посадки водителя в различных фазах экстренного торможения зависят от типа автомобиля и обусловлены определенной конструкцией элементов рабочего места водителя в автомобиле, а именно особенностями положения кресел водителя, влияющих на удаленность частей его тела от элементов управления и на углы между сегментами тела водителя. Выявленные различия оказывают влияние на биомеханику движения тела водителя и определяют механизм причинения повреждений при ДТП.