Вездеходы на шинах низкого давления

ЧАСТЬ V. ДИЗАЙН

Следует, видимо, напомнить, что под дизайном сегодня понимают художественное конструирование, целью которого является создание красивых, удобных в эксплуатации изделий, полезных для человека и общества, а также результаты творческой деятельности художников-конструкторов (дизайнеров).

Главное отличие вездеходов состоит в том, что на них применяются колеса с шинами увеличенных габаритов. К тому же такие машины предназначены преимущественно для использования в условиях тундры, лесотундры и им подобных, где возможно эксплуатировать транспортные средства, лишь снабженные закрытыми кабинами. Снегоболотоходы должны также обладать способностью преодолевать вброд или вплавь водные преграды.

К главным вопросам, требующим решения при художественном конструировании вездехода, относятся: обеспечение удобства эксплуатации и достижение эстетической выразительности машины.

Общие вопросы, связанные с созданием оптимальных условий и необходимых удобств для человека, выполняющего трудовые функции (например, управляющего транспортным средством), изучает и разрабатывает наука, получившая название эргономики. Эргономические требования к машине разрабатываются на основе результатов исследования деятельности человека-оператора в системе «человек - машина - среда». В их структуру входят: соответствие машины, формы и размеров элементов ее конструкции антропометрическим показателям человека; соответствие машины физиологическим, психофизиологическим и психологическим показателям человека-оператора, его физическим, зрительным, слуховым возможностям, практическим навыкам; соответствие среды, в которой находится оператор, гигиеническим нормам по уровню температуры, влажности, запыленности и загазованности воздуха, шума, вибрации, освещенности.

Требованиям эргономики должно прежде всего удовлетворять рабочее место водителя: сиденье, органы управления машиной, контрольно-измерительные приборы, средства обзорности, устройства для защиты водителя от неблагоприятных воздействий среды. Должно быть уделено внимание и созданию необходимых удобств для пассажиров.

Расположение сидений, их размерные параметры определяются при компоновке машины с использованием схематических изображений «стандартного» человека, шаблонов и манекенов. Основные данные, необходимые для проектирования мест для водителя и пассажиров в автомобиле-вездеходе, снабженном закрытой кабиной, приведены на рисунках 1 и 2.

Органы ручного и ножного управления машиной должны располагаться в зонах досягаемости соответственно рук и ног водителя и по возможности в поле его зрения. Перемещения органов управления должны согласовываться с естественными направлениями движения рук и ног водителя, а также соответствовать задаваемому изменению курса (например, вращение рулевого колеса вправо приводит к правому повороту, а влево - к левому повороту машины). Усилия на органах управления должны изменяться в согласии с поведением объекта (например, усилие на педали тормоза должно ассоциироваться с усилием торможения машины).

Если эти требования выполнены, то водитель «чувствует» машину.

Большое значение для водителя имеет информация о режимах движения машины и работы отдельных ее узлов и систем, даваемая средствами индикации - указателями и сигнализаторами. Конструктивно они оформляются в виде панели контрольно-измерительных приборов, размещаемой на передней стенке кабины, или в виде блока приборов, монтируемого на рулевой колонке. Число приборов должно быть минимально необходимым, а даваемая ими информация - легко воспринимаемой водителем.

К характерным органам управления автомобилем относятся: замок зажигания; рулевое колесо; педали акселератора, сцепления, рабочего (ножного) тормоза; рычаги стояночного (ручного) тормоза, декомпрессора, топливного корректора, коробки передач, реверс-редуктора, механического пускового устройства двигателя (кикстартера); тумблеры, кнопки электростартера, звукового сигнала, указателя поворота, переключателя света фар, центрального переключателя света. В состав контрольно-измерительных приборов автомобиля и сигнализаторов входят: спидометр со счетчиком пройденного пути; амперметр-вольтметр; указатель уровня топлива в баке; контрольные лампы указателя включения электросистемы, указателя поворотов, указателя нейтрального положения рычага переключения передач, указателя включения отопителя.

Органы управления подразделяются на те, что используются постоянно, часто и редко. Усилия на постоянно используемых органах управления (педали акселератора, рулевом колесе) не должны превышать 3 кгс; на часто используемых (педали муфты сцепления, рычаге коробки передач, педали тормоза при плавных торможениях) - 6 кгс и на редко используемых (педали тормоза при экстренных торможениях) - 12 кгс. При более высоких усилиях вождение машины становится утомительным.

Эстетические и технические проблемы, возникающие при создании предметов, совместно изучает и решает наука, получившая наименование технической эстетики.

Эстетичность - обобщенное требование к изделию. В его структуру входят частные требования, которые конкретизируются для изделий определенного типа и назначения. Эстетические требования базируются как на чисто эстетических свойствах, исходящих из закономерностей формообразования, так и на потребительских свойствах, основанных на внутренней структурно-функциональной сущности предметов.

Форма вездехода, отвечающего требованиям технической эстетики, должна соответствовать его функциональному назначению, быть информативной, композиционно совершенной, гармоничной.

Информативность формы требует наличия в ней таких признаков, которые позволяют видеть в изделии его назначение, тип, возможные варианты функционирования: вездеход должен выглядеть вездеходом. В общем облике такой машины выделяются ходовые органы (колеса с пневматиками низкого давления), выражающие тяговую мощь и проходимость машины по бездорожью. Их главенствующая роль должна активно поддерживаться всеми остальными формообразующими элементами машины.

Под композицией понимают строение, соотношение и взаимосвязь частей и целого в объемно-пространственной структуре объекта. В основе композиции лежат две идеи: первая (главная) выражает эстетическую закономерность построения - архитектуру формы предмета; вторая - конструктивную основу (тектонику) формы.

Упорядочение элементов формы вездехода, создающее впечатление целостности, завершенности конструкции машины, может быть достигнуто двумя основными приемами: построением компоновочной схемы из одного или двух центров композиции (рис. 3) и построением компоновочной схемы на одинарной или двойной сетке, образованной пересекающимися (под прямым или косым углом) линиями (рис. 4). Изменяя положение центра (или центров) композиции, выделяя некоторые элементы формы, вводя дополнительные скосы, можно зрительно усилить те или иные эксплуатационные особенности вездехода: его тяговую мощь, скоростные возможности и прочее. Композиция, построенная на сетке, позволяет обратить внимание на увеличенную пассажире- и грузовместимость вездехода. Угловатые формы машины делают ее композицию жесткой, скругленные - пластичной.

Под гармоничностью формы подразумевают пропорциональность основных размеров объекта и его составных частей, обеспечивающую зрительное восприятие объекта как единого целого.

При проектировании изделий простой формы удается получить для всех сопоставляемых размеров постоянную или близкую к постоянной величину коэффициента пропорциональности. Часто его принимают равным 0,618, что соответствует отношению размеров человеческого тела и «золотого сечения», получаемого геометрическим построением. У объектов сложной формы величина коэффициента К пропорциональности размеров изменяется в определенных, сравнительно узких для каждого типа изделий пределах. При художественном конструировании автомобилей-вездеходов на пневматиках низкого давления можно принять К~0,4...0,6.

В качестве примеров на рисунках 5 и 6 показаны композиционные схемы двух-и трехосного автомобилей-вездеходов. Числовые значения коэффициента пропорциональности их размеров находятся в рекомендуемом интервале:

Здесь: L_габ, B_габ, H_габ - габаритные размеры вездехода (длина, ширина, высота); L_баз - колесная база; D - наружный диаметр колеса; X₁ и Х₂, У₁ и У₂ - координаты точки О, принадлежащей наибольшим сечениям машины по вертикали и горизонтали.

В самодеятельном творчестве конструкторов, создающих вездеходы на пневматиках низкого давления, начинают складываться определенные технические направления: «архангельское», «надымское», «минское» и другие. Это является основанием для постановки вопроса о целесообразности группового художественного конструирования вездеходов, стилизации их формы. Носителями стиля являются линии, образующие контур (силуэт) предмета и его основополагающих частей (рис. 5 и 6). Воплощение единого эстетического образа во всей создаваемой группе машин позволяет зрительно выделять их из множества машин одинакового назначения.

Овладение приемами и методами художественного конструирования позволит самодеятельным конструкторам создавать машины, отвечающие требованиям эргономики и технической эстетики. Художественное конструирование должно стать органической составной частью общего процесса проектирования перспективных вездеходов. Любительские вездеходы по показателям основных потребительских свойств, в том числе эргономических и эстетических, должны подойти вплотную к машинам промышленного производства, разрабатываемым профессиональными конструкторами и дизайнерами.