Возможности инженерно-технической прочностной экспертизы при реконструкции обстоятельств ДТП (В.Н. Никонов, "Адвокат", N 6, июнь 2007 г.)

Возможности инженерно-технической прочностной экспертизы
при реконструкции обстоятельств ДТП

Адвокатам, занимающимся защитой по делам о дорожно-транспортных происшествиях (далее - ДТП), хорошо известны возможности традиционных методик транспортно-трасологической и автотехнической судебных экспертиз, применяемых экспертными учреждениями МЮ и МВД РФ. Однако мало кому известны результаты современных разработок в области механики и их возможности в реконструкции обстоятельств ДТП. Научный анализ использующихся в мировой практике экспертных методик и применение современных методов механики позволил разработать и апробировать в судебной практике новую методику - методику инженерно-технической прочностной экспертизы (ИТПЭ), позволяющую как существенно восполнить пробелы традиционных методик, так и расширить экспертные возможности.

Традиционные методики основаны на анализе следов, оставленных транспортными средствами или препятствиями друг на друге и на дороге. Однако возможность количественной оценки параметров движения транспортных средств ограничена простой математической моделью, лежащей в основе этих методик. Например, для определения скорости автомобиля используется закон сохранения энергии в части учета затрат кинетической энергии движущегося автомобиля на работу сил трения его колес о дорогу. При этом затраты энергии на деформацию конструкций транспортных средств и препятствий, которые могут быть весьма существенными, традиционными методиками не определяются. Но такая возможность ожидалась их авторами достаточно давно. Еще в 1988 г. Ю.Г. Коруховым указано*(1), что пока многие основополагающие данные трасологии еще не нашли должной разработки и обоснования на базе теоретической механики, сопротивления материалов и других технических наук.

Возможность экспертной методики реконструкции обстоятельств движения и удара транспортного средства прямо определяется математическими моделями, лежащими в основе методики. Как отмечено выше, в основе традиционной методики автотехнической экспертизы лежит модель движения транспортного средства при его торможении. Научность и простота этой модели и определяет способность получения методикой категоричных выводов. Однако модели удара традиционная методика не содержит, что сильно ограничивает ее возможности.

Попытки ввести модели удара в экспертные методики предпринимались достаточно давно. Так, в 1966 г. Г. Кудлихом*(2) и А. Слибаром*(3) предложена гипотеза, упрощающая физический механизм удара автомобилей. Гипотезой полагается, что удар происходит в течение времени, равного нулю, и в некоторой общей для столкнувшихся автомобилей "импульсной" точке, находящейся на поверхности их раздела. Суть гипотезы - замена изменяющейся по величине и направлению силы взаимодействия импульсом, который одинаков для столкнувшихся автомобилей по величине и противоположен по направлению. Не учитываемый при этом момент импульса компенсируется подбором экспертом точки импульса и направления импульса так, чтобы максимально точно обеспечить фактическую траекторию движения автомобилей после удара. Погрешность, возникающая из-за этих упрощений законов механики, не контролируема и может быть оценена только статистически. Но в общем случае уравнений законов сохранения импульса и его момента недостаточно для решения задачи удара. Поэтому в модель удара вводится дополнительное уравнение, содержащее коэффициент восстановления скорости после удара, значение которого может выбираться экспертом субъективно на основе его опыта или статистических данных.

Коэффициент восстановления скорости, по сути, является мерой потери кинетической энергии столкнувшихся автомобилей на деформацию их конструкций при ударе. Для определения величины затрат кинетической энергии на деформацию транспортных средств и препятствий при их ударе в 1976 г. была введена еще одна математическая модель, вновь базирующаяся на гипотезе - гипотезе трехсторонней унифицированной жесткости, ставшей известной под аббревиатурой CRASH*(4) (от Calspan Reconstruction of Accident Speeds on the Highway- реконструкция скоростных столкновений на дорогах корпорации Calspan). Гипотеза унифицированной жесткости основана на предположении, что для каждой модели автомобиля достаточно определить три величины жесткости - жесткость передней части, жесткость задней части и жесткость боковых сторон автомобиля. Предполагается, что эти жесткости могут быть определены на основе данных краш-теста автомобиля на фронтальный или боковой удар о жесткий барьер. Гипотезой игнорируется, что на сторонах автомобиля всегда имеются места, где жесткость существенно отличается от средней жесткости соответствующей стороны автомобиля. Игнорируется, что во время деформации автомобиля сила сопротивления конструкции постоянно изменяется и не по линейному закону, откуда следует, что жесткость стороны автомобиля не постоянна, а является функцией его деформации. Игнорируется, что краш-тесты проводятся для условий фронтального или бокового удара автомобиля о барьер, а фактические столкновения в ДТП могут происходить под произвольными и изменяющимися углами.

Научный анализ гипотез Кудлиха-Слибара и унифицированной жесткости, лежащих в основе указанных выше математических моделях удара, показал, что математические модели, основанные на этих гипотезах, по своей природе являются экстраполяционными и недопустимы в качестве доказательства в судебном процессе*(5). Термин "экстраполяционная математическая модель" означает, что простых натурных физических экспериментов по определению внутренних свойств автомобиля по деформации его оболочки, т.е. краш-тестов, недостаточно для распространения их результатов на общий случай. При несовпадении условий ДТП с условиями краш-теста из-за сложной внутренней структуры автомобилей имеет место существенно иное напряженно-деформированное состояние элементов их конструкции, а затраты энергии на деформацию автомобилей определяются не только его конечной деформированной формой, но и путем, которым эта форма получена. Но на разных путях развития деформаций имеет место и разный расход энергии. Поэтому удовлетворительный результат на основе гипотезы унифицированной жесткости может быть получен лишь в случае близости или соответствия условий ДТП условиям краш-тестов, когда возможна корректная интерполяция результатов экспериментов.

Природа математических моделей, построенных на гипотезах, не дает иного способа оценки погрешности моделей, кроме статистического анализа инсценированных в лабораторных условиях столкновений автомобилей. По данным ее разработчиков*(6) гипотеза трехсторонней унифицированной жесткости дает в отдельных экспериментах более чем 40-процентную погрешность определения скорости ТС. Использование же этой гипотезы в сочетании с гипотезой Кудлиха-Слибара может приводить и к множеству возможных решений, когда одинаковое движение автомобилей после удара может определяться широким спектром сочетаний возможных параметров их движения в момент столкновения*(7). Поэтому результаты экспертных методик, основанных на экстраполяционных математических моделях, являются вероятными, а не категоричными, а сами такие методики предложено классифицировать как инженерные (см. сноску 5), т.е. приближенные.

Однако вероятность результатов инженерных методик не исключает их использование в судебном процессе в качестве источника версий ДТП. Но если условия задачи и объем исходных данных позволяет эксперту сделать категоричные выводы с помощью инженерной методики, то это должно обосновываться им в каждом конкретном случае. В странах Запада использование инженерных методик является стандартным приемом для моделирования механизма ДТП и его визуализации, что дает возможность не только всесторонне производить исследование, но и более понятно и наглядно представить его результаты*(8). Сами же методики реализованы в виде множества компьютерных программ, как, например, наиболее известные в России CARAT и PC-Crash.

Таким образом, в общем случае вероятный результат инженерных экспертных методик не удовлетворяет требованиям Российского законодательства к доказательствам и не может быть положен в основу решения суда*(9). Задачу замены в математической модели удара гипотез Кудлиха-Слибара и трехсторонней унифицированной жесткости на научно-обоснованную интерполяционную модель решила разработка методики ИТПЭ*(10), основанной на прочностных расчетах деформаций автомобилей при ударе численными методами механики и являющейся представителем нового поколения экспертных методик - численных методик. Результатом ИТПЭ являются расчетная форма деформированной конструкции автомобиля, зависимости величин и направлений сил, точек их приложения, геометрических характеристик конструкции, затрат энергии на деформацию от величины деформации конструкции. Эти данные дают возможность полностью восстановить обстоятельства ДТП от момента столкновения до момента разделения автомобилей и их остановки*(11), или скорость автомобиля в момент наезда на пешехода*(12).

В отличие от инженерных методик, где математическая модель строится "сверху", путем исследования при ударе автомобиля как целого с попыткой перенесения его внутренних свойств на свойства его оболочки, математическая модель ИТПЭ строится "снизу" - путем определения механических свойств материалов элементов конструкции автомобиля, поврежденных в ДТП. Геометрическая модель конструкции или части конструкции условно разбивается на малые области - конечные элементы. Тогда механические свойства каждого конечного элемента известны, а любые его возможные деформации во времени или пространстве могут быть описаны методами механики деформируемого твердого тела с вычислением затрат энергии на возможную деформацию и величин сил сопротивления. Это сразу делает математическую модель сугубо "интерполяционной"- при любых возможных деформациях ансамбля конечных элементов выход за пределы эксперимента просто невозможен. Данный метод расчета разработан более 60 лет назад, широко апробирован мировой научной и инженерной практикой, называется методом конечных элементов (МКЭ) и имеет в России нормативную базу в виде двух государственных стандартов*(13). МКЭ обладает двумя замечательными свойствами, позволяющими широко применять его в судебной экспертизе. Первое свойство- сходимость метода. Как любой математический численный метод, МКЭ имеет внутреннее свойство определения собственной ошибки расчета. Ошибку расчета всегда можно определить или произвести расчеты с заранее заданной точностью. Второе свойство - при заданных фактических деформациях элементов конструкции расчетные деформации иных элементов конструкции, деформации которых неизвестны, будут такими, что обеспечат возможные наименьшие расчетные затраты энергии на деформацию конструкции.

Объединение модели движения, содержащейся в традиционной автотехнической экспертизе или инженерных экспертных методиках, с моделью удара, основанной на прочностных расчетах, и составляет суть ИТПЭ. Выводы ИТПЭ при этом категоричны, так как математические модели, на которых она базируется, не содержать гипотез и интерполяционные по своей природе. В судебном процессе ИТПЭ эффективно используется как самостоятельный вид экспертизы, так и в составе комплексных судебных экспертиз совместно с автотехнической и транспортно-трасологической экспертизами*(14).

Основная проблема, решаемая ИТПЭ, - установление затрат энергии на производство фактических деформаций транспортных средств и препятствий при столкновении. Это дает возможность установить скорость транспортных средств перед началом их торможения или в момент столкновения как с учетом затрат их кинетической энергии при торможении или заносе до и после удара, так и с учетом затрат кинетической энергии на деформацию конструкций транспортных средств и препятствий. В ряде случаев ДТП этого достаточно. Однако в практике часто встречаются случаи, когда требуется определить не только скорости, но и иные обстоятельства происшествия, имеющие существенное значение для правильного рассмотрения дела.

Суть прочностного расчета больших пластических деформаций конструкции состоит в установлении зависимостей величин и направлений сил взаимодействия автомобилей, координат точек приложения этих сил, положений центров масс автомобилей и моментов их инерции от некоторого параметра, как, например, величина деформации каждого автомобиля. Из теоретической механики известно, что эти данные являются исчерпывающими для расчета таких параметров движения автомобилей, как их скорости поступательного и вращательного движения, и в момент столкновения, и после него вплоть до полной остановки*(15). Поэтому, кроме установления скоростей движения транспортных средств в момент столкновения или начала торможения, ИТПЭ дает возможность исследовать вопросы о последствиях удара транспортных средств - изменил ли автомобиль направление и характер своего движения в результате удара или действий его водителя, где находится место столкновения автомобилей, как были ориентированы автомобили в момент удара относительно краев дороги, мог ли водитель управлять автомобилем после удара или движение автомобиля уже не зависело от управляющих воздействий со стороны водителя, двигался автомобиль в момент удара прямолинейно или поворачивал, двигался или стоял автомобиль в момент удара, был автомобиль заторможен в момент удара или двигался в тяговом режиме, какова была скорость автомобиля в момент наезда на пешехода.

ИТПЭ, кроме реконструкции обстоятельств ДТП, приобрела большую роль с введением ОСАГО*(16). Мошенничество в области ОСАГО в виде имитаций ДТП или указания их участниками иных обстоятельств происшествия, чем фактические, с целью максимизации страховой выплаты привело к разработке в ИТПЭ набора приемов, позволяющих проверить соответствие обстоятельств, указанных его участниками, полученным автомобилями деформациям*(17). Это проверка соответствия сил сопротивления конструкций столкнувшихся автомобилей при получении ими фактических деформаций, проверка соответствия характера фактической деформации условиям ее получения, проверка соответствия траектории движения автомобиля и величины его отброса в результате удара, прогноз повреждений не представленного на осмотр автомобиля и другие приемы. Применение ИТПЭ в спорых случаях по ОСАГО или КАСКО позволяет не только противодействовать мошенничеству, но и защитить страхователей, которым страховая компания необоснованно отказала в выплате страхового возмещения.

Стоит отметить, что для производства ИТПЭ требуется более высокое качество осмотра поврежденного автомобиля. Кроме словесного описания повреждений и фотографий, как это делается экспертами-оценщиками, требуются результаты измерения величин наружных деформаций и деформаций внутренних силовых элементов. Эти требования особенно высоки при расследовании обстоятельств наезда на пешехода.

В споре с экспертом в суде адвокату подчас не просто противостоять техническим знаниям эксперта. Приведенный выше обзор и классификация экспертных методик реконструкции обстоятельств ДТП по виду базовой математической модели должен помочь адвокату разделить результат доказательных исследований эксперта от его суждений, имеющих заведомо вероятностный характер и нередко выходящих за пределы компетенции специалиста. Эксперт, использующий конкретную экспертную методику, не может выйти за рамки математической модели этой методики. Приведем такой пример выхода за пределы математической модели. Все средства массовой информации, говоря о гибели в ДТП губернатора Алтайского края М. Евдокимова, сообщали, что губернаторский "Мерседес " по касательной врезался в переднее крыло "Тойоты" О. Щербинского и, изменив от удара траекторию движения, вылетел с дороги. Но в методике автотехнической экспертизы нет понятия величины силы, а следовательно, нет возможности установить величину силы удара и результат этого удара. Поэтому утверждение, что траектория движения более тяжелого и имеющего большую скорость автомобиля была изменена от удара, являлось не более чем предположением, так как результаты удара не были отделены от маневра рулем водителя "Мерседеса".

Методика ИТПЭ - развивающаяся. Ее наукоемкость и необходимость для эксперта иметь обширные знания в высшей математике, механике, численных методах, материаловедении, динамике и науках о прочности пока не позволяет ее использовать государственным экспертам. Сейчас нет возможности организовать в государственных судебно-экспертных учреждениях России производство всех родов и видов экспертиз, и обычно там проводятся экспертизы, наиболее часто востребуемые судебной и следственной практикой, наиболее распространенные*(18). Однако в России достаточно специалистов в динамике и прочности машин, способных восполнить этот пробел в качестве негосударственных экспертов.

В.Н. Никонов,

ведущий научный сотрудник Института механики

Уфимского научного центра РАН, кандидат технических наук, доцент

"Адвокат", N 6, июнь 2007 г.

-------------------------------------------------------------------------

*(1) Транспортно-трасологическая экспертиза по делам о ДТП (диагностические исследования). Вып. 1 / Под ред. Ю.Г. Корухова. - М.: ВНИИСЭ при МЮ СССР, 1988. С. 100.

*(2) Kudlich H. Beitrag zur Mechanik des Kraftfahreug-Verkehrsunfalls. Dissertation TU-Wien. 1966.

*(3) Slibar A. Die mechanischen Grundsдtze des StoЯvorganges freier ung gefьhrter Kцrper und ihre Anwendung auf den StoЯvorgang von Fahrzeugen // Archiv fьr Unfallforschung, 2. Jg., H. 1. 1966.

*(4) McHenry R.R. User's Manual for the CRASH Computer Program // NTIS, Pb. N 252115. 1976.

*(5) Никонов В.Н. Допустимость математических моделей ДТП в судебном процессе // Материалы международной научно-практической конференции "Теория и практика судебной экспертизы в современных условиях". - Москва, МГЮА. 2007.

*(6) Crash-3 Technical manual // U.S. Department of Transportation. National Highway Traffic Safety Administration. National Center for Statistics and Analysis Accident Investigation Division. 1986.

*(7) Cliff W.E., Moser A. Reconstruction of Twenty Staged Collisions with PC-Crash's Optimizer // SAE Paper N 2001-01-05-07.

*(8) Митунявичус В. К вопросу о точности расчетов и категоричности выводов при производстве автотехнических экспертиз // Доклад на международной научно-практической конференции "Проблемные вопросы развития современных методологий экспертного анализа ДТП. Возможности экспертных исследований в установлении фальсификации ДТП". DEKRA (Германия) и ДЕКРА Эксперт (Украина). - Киев, 2006.

*(9) Россинская Е.Р. Судебная экспертиза в гражданском, арбитражном, административном и уголовном процессе. - М.: Норма, 2005. С. 656.

*(10) Никонов В.Н. Судебная инженерно-техническая прочностная экспертиза при расследовании мошенничеств в области автострахования // Уголовный процесс. 2005. N 9. С. 56-63; Он же. Прочностные расчеты при расследовании обстоятельств ДТП и противодействии мошенничествам в области ОСАГО // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции по криминалистике и судебной экспертизе "Криминалистические средства и методы в раскрытии и расследовании преступлений". Т. 2. - М.: ЭКЦ МВД РФ, 2006. С. 117-121.

*(11) Халиков А.Н. Выявление и расследование преступлений в сфере автострахования, совершенных с участием сотрудников ГИБДД // Законность. 2006. N 1. С. 22-25.

*(12) Никонов В.Н. Подготовка исходных данных и производство ИТПЭ при расследовании обстоятельств наезда на пешеходов // Законность. 2006. N 7. С. 17-19.

*(13) ГОСТ Р50-54-42-88 "Расчеты и испытания на прочность. Метод конечных элементов и программы расчета на ЭВМ пространственных элементов конструкций в упругопластической области деформирования". ГОСТ ISO 10303-104:2000 "Системы промышленной автоматизации и интеграция. Представление данных о продукции и обмен данными. Часть 104. Интегрированный прикладной источник: анализ конечных элементов".

*(14) Гибадатов Р.А., Никонов В.Н. Комплексная судебная экспертиза в расследовании ДТП // Вестник юстиции. 2004. N 4. С. 16-20.

*(15) Никонов В.Н. Расчет параметров столкновения двух тормозящих автомобилей с учетом деформаций их конструкций // Мехатроника, автоматизация, управление. 2004. N 4. С. 40-44.

*(16) Никонов В.Н. Прочностные расчеты при расследовании обстоятельств ДТП и противодействии мошенничествам в области ОСАГО. С. 117-121.

*(17) Никонов В.Н. Приемы применения прочностных расчетов при выявлении мошенничеств в области автострахования // Страховое дело. 2006. N 6. С. 22-28; Он же. Прочностные расчеты как инструмент противодействия мошенничествам в области автострахования // Юридический вестник Росгосстраха. 2006. N 5. С. 28-34.

*(18) Москвина Т.П., Россинская Е.Р. Сертификация методического обеспечения судебных экспертиз - реальный путь совершенствования негосударственной судебно-экспертной деятельности // Российская юстиция. 2006. N 3.