Аўтамабільныя крэслы: падрабязны агляд дызайну, камфорту і тэхналогій

Аўтамабільныя крэслы, напэўна, з’яўляюцца найбольш недаацэненым кампанентам любога транспартнага сродку. Мы звяртаем увагу на магутнасць рухавіка, эканомію паліва і мультымедыйныя сістэмы — аднак большасць з нас мала думае пра тое, у чым мы насамрэч сядзім тысячы гадзін свайго жыцця. Калі б кіроўцы сапраўды разумелі, колькі намаганняў укладаецца ў праектаванне крэслаў, такія словы, як «крэсла» ці «мэбля», здаваліся б смешна недастатковымі. Пад тым абіўкай хаваецца адно з самых складаных спалучэнняў дызайну, біямеханікі, матэрыялазнаўства і інжынерыі бяспекі ва ўсім аўтамабілі.

Чаму аўтамабільныя крэслы важнейшыя, чым вы думаеце

Крэслы займаюць значную частку салона і надзвычай важныя — як для дызайнераў, так і для людзей, якія карыстаюцца імі кожны дзень. Для кіроўцы крэсла з’яўляецца асноўным каналам фізічнага ўзаемадзеяння з аўтамабілем: прыкладна трэцяя частка паверхні цела пастаянна знаходзіцца ў прамым кантакце з ім.

Разгледзім некаторыя лічбы:

Сярэдні еўрапейскі аўтамабіліст праводзіць у аўтамабілі прыкладна 22 000 гадзін на працягу жыцця.
Нягледзячы на значнае паляпшэнне якасці крэслаў, каля 75% кіроўцаў паведамляюць пра той ці іншы боль у спіне, звязаны з кіраваннем аўтамабілем.
Сярод частых скаргаў таксама — боль у шыі, парушэнне кровазвароту і перадчасная стомленасць.
Страта канцэнтрацыі ўвагі з-за стомленасці з’яўляецца прычынай адной трэці сур’ёзных дарожна-транспартных здарэнняў у Еўропе.

Паколькі аўтамабільнае крэсла з’яўляецца адначасова цяжкім і дарагім кампанентам, яму надаецца значна больш увагі ў інжынерыі і вытворчасці, чым у рэкламе ці прэс-аглядах. І ўсё ж яго ўплыў на здароўе і бяспеку надзвычай вялікі.

Кароткая гісторыя дызайну аўтамабільных крэслаў

Сучасныя аўтамабільныя крэслы прайшлі доўгі шлях ад сваіх вытокаў у мэблевай вытворчасці. Вось як развівалася тэхналогія на працягу больш чым стагоддзя:

Пачатак 1900-х: першыя безконныя экіпажы выкарыстоўвалі пружынныя крэслы, запазычаныя непасрэдна ад мэблі, — скручаныя металічныя спружыны, пакрытыя скурай з мінімальнай набіўкай.
1900–1920-я: набіўка палепшылася дзякуючы выкарыстанню натуральных валокнаў, у тым ліку жывёльнай поўсці, какосавых нітак і гумаваных матэрыялаў.
1930-я: з’явілася латэксная пена, якая зрабіла вытворчасць крэслаў значна танней у параўнанні з канструкцыямі на аснове спружын.
З 1960-х: паліурэтанавая пена — больш даступная і шматфункцыянальная — стала галіновым стандартам і па-ранейшаму шырока выкарыстоўваецца сёння.
На пачатку 1990-х: эканамічныя меркаванні фактычна паклалі канец класічнай «дыванной» канструкцыі, якая спалучала пружынны каркас і адліты пенны корпус. Спружыны прысутнічаюць і сёння, аднак спрошчаны да базавага S-падобнага дроту ў якасці пасіўнага апорнага элемента.

Анатомія сучаснага аўтамабільнага крэсла

У аснове кожнага сучаснага аўтамабільнага крэсла ляжыць несучы каркас з металу або кампазітных матэрыялаў. Трываласць гэтых каркасаў рэзка вырасла за апошнія дзесяцігоддзі пад уплывам усё больш жорсткіх нарматываў пасіўнай бяспекі. Сучасныя крэслы павінны адпавядаць строгім патрабаванням, у тым ліку:

Інтэграцыя мацавання рамянёў бяспекі і ў шматлікіх выпадках бакавых падушак бяспекі.
Выпрабаванні на трываласць па шырокім спектры параметраў удару.
Адпаведнасць стандартам пасіўнай бяспекі, якія фактычна стандартызавалі канструкцыю крэслаў ва ўсіх вытворцаў.

Гэтыя жорсткія патрабаванні мелі непрадбачаныя наступствы: яны амаль поўнасцю выцеснілі рынак дапрацаваных або індывідуальных крэслаў для звычайных дарожных аўтамабіляў. Нават культавы брэнд Recaro, які заваяваў рэпутацыю дзякуючы спартыўным крэслам, каля дзесяці гадоў таму спыніў самастойную вытворчасць крэслаў для грамадзянскіх аўтамабіляў, перадаўшы ліцэнзію на сваё імя старонім вытворцам.

Як прафесійна ацэньваюцца аўтамабільныя крэслы

Камфорт крэсла ацэньваецца ў двух асобных этапах:

Статычны камфорт — імгненнае ўражанне, якое фарміруецца ў першыя 10–15 секунд пасля таго, як вы сядаеце, як быццам вы з’яўляецеся пакупніком у аўтасалоне. Ключавыя пытанні: ці ўскладняе крэсла пасадку і высадку? Яно занадта жорсткае ці мяккае? Ці не цесна ў ім? Наколькі добра яно трымае цела? І галоўнае — як рэактыўныя сілы ад ціску цела размяркоўваюцца па абіўцы? Апошні пункт — гэта тое, што аўтамабільныя журналісты называюць «профілем» крэсла.
Дынамічны камфорт — ацэньваецца падчас паездкі не менш за адну-дзве гадзіны. У руху ўсе статычныя фактары па-ранейшаму актуальныя, але дадаюцца дадатковыя параметры, і найважнейшы з іх — здольнасць крэсла гасіць шырокі спектр вібрацый. Камфорт язды — гэта не толькі функцыя падвескі, але і трыадзінства шын, кузава і крэслаў, якія працуюць разам.

Навука аб камфорце і эрганоміцы крэслаў

Сур’ёзныя навуковыя даследаванні ў галіне дызайну крэслаў пачаліся толькі ў 1940-х гадах, і яшчэ два-тры дзесяцігоддзі спатрэбілася, каб гэтыя вынікі аказалі значны ўплыў на масавую вытворчасць. Сёння дадзеных дастаткова — хоць яны не заўсёды паслядоўныя. Найбольш дыскусійным пытаннем застаецца тое, як нагрузка ад цела павінна размяркоўвацца па паверхні крэсла.

Існуюць дзве асноўныя навуковыя школы:

Раўнамерная мяккасць: меншасць даследчыкаў сцвярджаюць, што раўнамерна мяккая паверхня — падобная да старых французскіх аўтамабільных крэслаў — дастатковая для камфорту.
Пераменная жорсткасць: большасць навукоўцаў падтрымліваюць зонавы падыход, пры якім шчыльнасць крэсла змяняецца, паколькі розныя часткі цела нясуць розныя нагрузкі. Больш жорсткая падтрымка пад сядалішчнымі буграмі («косткамі для сядзення») і паяснічнай вобласцю зніжае ціск на больш уразлівыя мяккія тканкі.

Іншыя ключавыя эрганамічныя прынцыпы ўключаюць:

Вугал паміж падушкай сядзення і спінкай павінен прадухіляць сслізгванне акупанта наперад, якое дадавала б зрух тканак да кампрэсійнага напружання.
Акупанты павінны мець магчымасць мяняць пазіцыю падчас доўгіх паездак, не змяняючы істотна размеркавання ціску.
У ідэальным становішчы сядзення кожны асноўны сустаў знаходзіцца прыкладна ў сярэдзіне свайго дыяпазону руху.
Усе эрганамічныя разлікі ажыццяўляюцца адносна H-point (кульшавога пункта) — цэнтра кульшавога сустава, які з’яўляецца ўніверсальным арыенцірам у інжынерыі крэслаў.

З пункту гледжання вібрацый, каркас крэсла, эластычныя элементы і пена сумесна павінны пазбягаць рэзанансу ў найбольш праблемным частотным дыяпазоне ад 4 да 8 Гц. Рэзананс у ніжнім дыяпазоне ад 0,1 да 0,6 Гц выклікае кінетозу — расслабляльнае пагойдванне, знаёмае кожнаму, хто ездзіў на заднім сядзенні старога буйнагабарытнага аўтамабіля. Адмова ад рамак з вітымі спружынамі значна дапамагла людзям з адчувальнай вестыбулярнай сістэмай, паколькі натуральныя частоты сучасных крэслаў значна вышэйшыя — але не настолькі высокія, каб жорстка перадаваць дарожныя вібрацыі.

У сярэднім абіўка крэсла сціскаецца на 4–5 см пад вагой цела і да 8 см у звышмяккіх канструкцыях. Вышыня крэсла — вызначаная як становішча H-point над падлогай — адыгрывае важную ролю ў камфорце сядзення, аднак вытворцы павінны ўлічваць велізарны дыяпазон тыпаў цела. Стандартны галіновы дыяпазон праектавання ахоплівае ад 5-га жаночага працэнтылю (прыкладна 1,53 м) да 95-га мужчынскага працэнтылю (прыкладна 1,87 м), аднак нават у гэтым дыяпазоне вытворцы могуць цалкам задаволіць толькі каля 90% пакупнікоў.

Дадатковая складанасць: людзі становяцца вышэйшымі. Амерыканцы і еўрапейцы ў сярэднім вырастаюць прыкладна на адзін сантыметр за кожнае дзесяцігоддзе. У выніку дыяпазоны падоўжнай рэгулёўкі крэслаў — калісьці стандартызаваныя DIN на мінімуме 160 мм — цяпер нярэдка набліжаюцца да 300 мм. Вышынная рэгулёўка звычайна прадастаўляе 60–70 мм ходу.

Правільны догляд за салонам: рэгулярная чыстка скураных аўтамабільных крэслаў ад бруду

Правільны догляд за салонам: рэгулярная чыстка скураных крэслаў ад бруду

Мікраклімат крэсла і матэрыялы абіўкі

Паколькі прыкладна трэцяя частка цела знаходзіцца ў кантакце з крэслам, абіўка адыгрывае важную ролю ў цеплавым камфорце. Аптымальная тэмпература паверхні крэсла складае 23°C незалежна ад пары года і часу сутак. Крэслы з падагрэвам даступныя з 1966 года, калі Cadillac першым прапанаваў іх у якасці опцыі — аднак цеплаабмен з’яўляецца двухбаковым працэсам. Крэсла таксама павінна паглынаць прыкладна 75 Вт/м² цеплавой энергіі, якую выпраменьвае чалавечае цела, а значыць, паветрапранікальнасць не менш важная, чым цяпло.

Вось як распаўсюджаныя матэрыялы абіўкі параўноўваюцца з пункту гледжання паветрапранікальнасці і цеплавога рэгулявання:

Штучная скура (экаскура): найгоршы паказчык паветрапранікальнасці. Яна затрымлівае цяпло і вільгаць, ствараючы дыскамфорт пры доўгіх паездках у цёплых умовах.
Натуральная скура: крыху лепш — яна «дыхае» ў абмежаванай ступені. Глыбокая тэкстура паверхні дапамагае мікрадрэнажу. Аднак пад ціскам яна ўсё роўна становіцца амаль непранікальнай, асабліва ў слоі пены пад ёй.
Тканіна (тэкстыль): нават самая простая тканінная абіўка пераўзыходзіць абодва тыпы скуры па цепласаддачы ва ўмовах звычайнай эксплуатацыі. Гэта найбольш паветрапранікальны стандартны варыянт.
Перфараваная скура з вентыляцыяй: у спалучэнні з актыўнымі вентылятарамі (якія звычайна працуюць на выцягванне паветра, а не на яго нагнятанне) перфараваная скура можа дасягнуць або набліжацца да тканіны па цеплавой эфектыўнасці. Гэтая сістэма дэбютавала на Saab 9-5 у 1997 годзе.

У перспектыве невялікія цеплавыя помпы, убудаваныя непасрэдна ў крэслы і якія працуюць на тым жа прынцыпе хладагента, што і сістэмы кандыцыянавання паветра, як чакаецца, стануць наступным крокам у тэхналогіі кліматычнага кантролю крэслаў.

Будучыня тэхналогій аўтамабільных крэслаў

Інавацыі ў галіне аўтамабільных крэслаў імкліва паскараюцца, і тэндэнцыі развіваюцца ў двух напрамках: глыбокая персаналізацыя і інтэлектуальная інтэграцыя з сістэмамі транспартнага сродку.

Персаналізацыя і рэгулёўка:

Крэслы індывідуальнага фармавання — даўно стандартныя ў маторспорце і свеце спартыўных аўтамабіляў — дасягаюць люксавых дарожных аўтамабіляў. Ferrari прапаноўвае дарожныя аўтамабілі з крэсламі трох памераў ужо некалькі гадоў, тады як Porsche забяспечвае індывідуальнае фармаванне ў трох узроўнях жорсткасці для трэкавых варыянтаў 911 і 718.
Lincoln усталяваў арыенцір масавай рынкавай рэгулёўкі ў 2017 годзе, прапанаваўшы крэслы з 15 незалежна рэгулюемымі параметрамі, у тым ліку індывідуальным кіраваннем даўжынёй і вуглом кожнай апоры для сцёгнаў — прадаваліся ў ЗША як крэслы «з 30-ю рэгулёўкамі» (кожны параметр рэгулюецца ў двух напрамках).
Функцыя масажу цяпер стала агульнадаступнай — яна даступная на такіх папулярных аўтамабілях, як пікап Ford F-150.

Інтэлектуальныя тэхналогіі крэслаў:

Базавыя біясэнсары, убудаваныя ў крэслы, у хуткім часе дазволяць у рэжыме рэальнага часу кантраляваць частату сэрцабіцця кіроўцы з апавяшчэннем пра зніжэнне пільнасці.
Прасунутыя датчыкі картаграфавання ціску будуць адсочваць «карту» кантакту цела па абіўцы, карысную не толькі для аптымізацыі рэгулявання крэсла, але і для каліброўкі актыўных сістэм бяспекі.
Тая ж тэхналогія адчування ціску можа нават выкарыстоўвацца ў біяметрычных сістэмах супраць крадзяжу — распазнаючы ўнікальны адбітак ціску цела аўтарызаванага кіроўцы.

У не такой аддаленай будучыні паведамленне на прыборнай панэлі накшталт «Сядалішчныя бугры распазнаны — шчасліваю дарогай» можа і не быць навуковай фантастыкай.