Сидіння, мабуть, найбільш недооцінена частина автомобіля. Ми любимо влаштовуватися комфортно, але не знаємо, як вони працюють. Якби ми були добре обізнані, то навряд чи вживали б такий примітивний жаргон, як «меблі» або «стільці». Найскладніший дизайнерський, інженерний і технологічний шедевр іноді ховається під непрозорою оббивкою. Оскільки це дуже дорогий і важкий елемент автомобіля, йому приділяють набагато більше уваги при проектуванні та виробництві, ніж у рекламі чи репортажі про журналістський тест-драйв.
Сидіння, які займають значну частину салону, надзвичайно важливі для дизайнерів. Для водія сидіння є основним каналом фізичного спілкування з автомобілем: з ним стикається третина поверхні тіла. Європейські дослідження показують, що в середньому автомобіліст проводить в автомобілі близько 22 тисяч годин протягом свого життя. І хоча сьогодні не часто можна зустріти сидіння дуже поганої якості, близько 75% водіїв в тій чи іншій мірі скаржаться на проблеми зі спиною. А також біль у шиї, проблеми з кровообігом, передчасна втома… Втрата концентрації внаслідок останнього є причиною третини серйозних ДТП у Європі. І після всього цього ви просто називаєте їх «стільцями».
Хоча починалося все з меблевих технологій. До початку 20 століття безкінні екіпажі оснащувалися пружинними сидіннями, як бабусин диван: набір кручених металевих пружин обтягувався шкірою з невеликою м’якою підкладкою. Починаючи з 1900-х років саме цей шар удосконалювали, використовуючи натуральні волокна від шерсті тварин до кокосових ниток, у тому числі прогумованих. У 1930-х роках з’явився пінопласт, перший латекс. Це здешевило сидіння порівняно з пружинними. З 1960-х років в автомобільну промисловість увійшов ще більш доступний пінополіуретан з різними похідними.
Ще 30 років тому вважалося, що найкращі автокрісла поєднують пружинний каркас і формовану пінопластову оболонку, але економічні міркування звели нанівець дизайн «дивана» на початку 1990-х років. Пружини сидінь все ще використовуються сьогодні, але їх спростили до S-подібного дроту як непомітної опори для піни.
У будь-якому випадку основою служить каркас з металу або композитів. Його міцність за останні десятиліття зросла в рази, насамперед за рахунок посилення вимог пасивної безпеки. До сидінь тепер кріплять принаймні фіксатори для ременів або навіть надувні подушки, а самі сидіння мають перевіряти на міцність за різними параметрами. Ці стандарти, а також розвиток наукового підходу до проектування стандартних сидінь ледь не вбили ринок тюнінгованих. Навіть знаменита компанія Recaro, яка починала з них, сама вже близько десяти років не випускає цивільні автокрісла, лише «торгуючи ім’ям» збоку.
Автокрісла прийнято професійно оцінювати двічі. Первинне сприйняття статичне, буквально протягом перших 10-15 секунд вашого перебування на сидінні, як клієнт в автосалоні. Чи заважає сидіння процесу посадки в автомобіль? Наскільки це важко? Вам не тісно? Чи добре тримається? А головне ― як розподіляються реактивні сили від тиску тіла людини на оббивку. Простіше кажучи, який «профіль» сидіння часто згадується в автомобільних тестах?
Тоді під час поїздки хоча б на годину-дві формується картина динамічного комфорту. Усі ці фактори, хоча сприйняття їх може змінюватися під час руху, також включають те, як сидіння гасить широкий діапазон вібрацій. Адже за плавність ходу відповідає не тільки підвіска, а й тріумвірат шин, ходової та сидінь.
Говорячи науковою мовою, каркас, пружні елементи, піна разом і окремо повинні уникати резонансів у найнеприємнішому діапазоні частот від чотирьох до восьми герц. Резонанси на частотах від 0,1 до 0,6 Гц викликають заколисування ― пам’ятаєте заколисуюче заднє сидіння «Волги» вашого дідуся? Відмова від рамок на кручених пружинах значно полегшила життя людям зі слабким вестибулярним апаратом. Власні частоти вібрації сучасних сидінь набагато вищі. Але вони також не повинні бути занадто жорсткими, щоб не передавати вібрації.
Як зробити ідеальне сидіння? Наукові дослідження на цю тему почалися лише в 1940-х роках, і знадобилося два-три десятиліття, перш ніж результати помітно вплинули на масове виробництво, і то не всюди. Але зараз даних не бракує, і, здається, ніхто не працює на примху чи методом проб і помилок. Численні дослідження іноді навіть суперечать одне одному. Зокрема, в найголовнішому питанні — як має розподілятися навантаження від тіла на сидіння.
Меншість вчених вважає, що цього достатньо, щоб зробити сидіння рівномірно м’якими, як, наприклад, у старих французьких автомобілях. Більшість вчених – що жорсткість повинна бути різною, тому що різні частини тіла не однаково несуть навантаження. Знизити тиск на вразливі тканини можна, зробивши сидіння більш щільним у місцях контакту з найбільш витривалими частинами тіла. Це сідниці під сідничними буграми і область попереку.
Кут між подушкою і спинкою сидіння підбирається так, щоб людина не «ковзав» по подушці, тому що тоді до напруги від стиснення в нижній частині тіла додасться зміщення тканин. У той же час ті, хто сидить, повинні мати можливість змінювати своє положення в далекій дорозі, не змінюючи істотно карту тиску. У найбільш зручному для людини положенні кожен із суглобів знаходиться приблизно в середині діапазону свого обертання. Всі розрахунки проводяться відносно центру кульшового суглоба, так званої точки H (hip-point, але деякі інженери використовують індекс R).
Враховується, що під вагою тіла оббивка деформується в середньому на 4-5 см. У надм’яких сидіннях – приблизно на 8 см. Комфортність положення сидіння залежить від його висоти, тобто положення точки Н над підлогою кузова автомобіля. Проблема в тому, що всі люди різні. Досить згадати частку огрядних жителів США або статистично низький середній зріст китайців.
Традиційний діапазон між так званим п’ятим жіночим процентилем (жінка зростом близько 1,53 м) і 95-м чоловічим (1,87 м) відрізняється від ринку до ринку. Але навіть у цих рамках виробникам вдається задовольнити лише 90% клієнтів. Їм доводиться вибирати, для кого в основному випускається машина, адже навіть мільйон налаштувань не може повністю компенсувати різницю в статурі. Але сидіння повинно не тільки приймати, зручно розташовувати тіло, але і фіксувати його.
А також є докази того, що люди стають вищими: американці та європейці стають на сантиметр вищими кожні десять років. Не дивно, що діапазони регулювання передніх сидінь по довжині, колись визначені стандартами DIN як мінімум 160 мм, сьогодні інколи сягають майже 300. Ракетка регулювання висоти зазвичай становить 60-70 мм.
Мікроклімат – це окрема історія. Оскільки третина нашого тіла стикається з сидінням, його роль у забезпеченні теплового комфорту величезна. Оптимальна температура поверхні 23 ºС в будь-який час доби і року. Як не дивно, підігрів сидінь з’явився ще в 1966 році як опція для автомобілів Cadillac. Але теплообмін — процес двосторонній. Оббивка повинна поглинати приблизно 75 Вт/м² теплової енергії людського тіла. Простіше кажучи, він повинен пропускати повітря і піт.
За винятком додаткових чохлів з авторинку, оббивка зі штучної шкіри в цьому плані є найгіршим варіантом. Натуральний хоч трохи, але «дихає» – хоча бажано надати йому глибоку текстуру, щоб забезпечити мікродренаж. При цьому формувальна піна в будь-якому випадку повинна бути товстою, оскільки при стисненні більш ніж на 80% вона стає практично непроникною.
Проте тканина, навіть найдешевша, краще. Шкіряна оббивка може зрівнятися з нею по ефективності тепловідведення тільки в разі дорогої перфорації і ще дорожчої вентиляції. Як правило, вентилятори працюють на витяжку повітря. Так було з 1997 року, коли подібна система дебютувала на Saab 9-5. Швидше за все, скоро в сидіння будуть вбудовані більш ефективні невеликі теплові насоси. У них використовується принцип кондиціонування повітря – відбір або виділення тепла при зміні агрегатного стану холодоагенту.
Серед актуальних тенденцій – максимальна індивідуалізація під конкретну людину з використанням особистих ложементів, як це вже давно зроблено в автоспорті та індустрії спортивних автомобілів. Коли Ferrari вже давно продає три розміри сидінь для дорожніх автомобілів, Porsche вже пропонує індивідуальне формування «ковшів» трьох ступенів жорсткості для трекових версій моделей 911 і 718.
Що стосується серійних автомобілів, то виробники намагаються збільшити кількість регулювань. Рекордсменом став бренд Lincoln, який з 2017 року пропонує сидіння з 15 параметрами регулювання, включаючи індивідуальну зміну довжини і кута нахилу подушок кожного стегна. На американський манер їх називають сидіннями з 30 регулюваннями, тобто всі розміри можна змінювати в двох напрямках.
Масаж не дивує, він є навіть для пікапів Ford F-150. Прості датчики, вбудовані в сидіння, незабаром дозволять водієві контролювати його пульс і попереджають про петлю пильності. Напевно, в серії також будуть передові датчики навантаження на сидіння, які контролюють «карту» тиску людини на оббивку. Це корисно не тільки для оптимізації регулювань самого сидіння, а й для налаштування систем активної безпеки. І навіть для протиугінних систем! Таким чином, ми можемо легко прочитати щось на кшталт «ваші сідничні бугри розпізнано, гарної дороги» на панелі приладів найближчим часом.
Оригінал можна прочитати тут: https://www.drive.ru/technic/5ed0dcc6ec05c4ac13000157.html
