И только в самое последнее время к обеспечению обзора с места водителя подходят более или менее разумно, на основе изучения особенностей зрительного восприятия и реальных условий движения автомобиля.
Предметы и явления, находящиеся и происходящие в поле зрения водителя, можно подразделить на четыре группы. Первая — дорога, автомобили, пешеходы и все, что может выскочить на дорогу, — некоторые водители утверждают, что это делают иногда и телеграфные столбы, — знаки и указатели, световые сигналы. Вторая группа — пейзаж, строения и т. п., иногда используемые в качестве ориентиров; сюда же нужно отнести детали автомобиля, которые его водителю желательно видеть при маневрировании в тесном пространстве, но они не должны заслонять прочие. Третья группа — это как раз прочие видимые предметы (например, небо или верхние этажи домов), они, в общем-то, безвредны, но, увеличивая объем информации, мало-помалу утомляют водителя. Напомним, что глаз человека отчетливо воспринимает одновременно пять-семь отдельных объектов. Яркий закат или грозовое облако могут оказаться тем объектом, из-за которого «лишним» станет сигнал светофора. Наконец, явно вредная информация — слепящие лучи солнца и фар встречных автомобилей, яркие рекламы, хромированные детали стеклоочистителя, орнаменты на капоте и «броская» его окраска, отражение руля и других светлых предметов в ветровом стекле, солнечные зайчики от стекол и блестящих деталей других автомобилей.
Выходит, что нужно защитить водителя от информации, идущей от объектов двух последних групп. Верный способ защиты — устранение источников информации: переключение света фар (на дорогих автомобилях — автоматическое), удаление орнаментов с капота и его окраска в матовый черный цвет, расположение выключенных стеклоочистителей вне поля зрения водителя (например, под кромкой капота) и матовая их поверхность, черные рулевое колесо и верхняя панель щита приборов, козырьки над приборами, затененное стекло.
Второй способ защиты — ограничение сектора обзора до оптимальных пределов. Здесь нередко встречаются неудачные решения. В погоне за внешним эффектом художники-конструкторы подвели верхнюю кромку ветрового стекла под самый край крыши некоторых автобусов и троллейбусов. Защищаясь от солнца, уличных фонарей и реклам, водители вынуждены закрашивать часть стекла или закрывать ее бумагой. Дело доходит до абсурда: стекло сначала ставят на машину, а потом на заводе же закрашивают белой краской. Другой пример самодеятельности водителей — занавески с помпонами. Полбеды, когда занавеска ограничивает вертикальный сектор обзора (хотя раскачивающиеся помпоны отвлекают внимание), но уж совсем бессмысленны и даже вредны помпоны, обрамляющие стекло с боков! Глядя на некоторые автомобили с занавесками на окнах, так и ждешь, что увидишь за ними горшок с геранью. Наносит вред и слишком низко расположенный подоконник. Мелькание уносящейся под автомобиль дороги утомляет водителя. Между тем уже на скорости в 30 километров в час нет необходимости в наблюдении за ближайшей частью дороги, а при медленном движении водитель может, если нужно, ненадолго отклониться от своего привычного положения, чтобы увидеть дорогу. Не разумнее ли строго регламентировать верхнюю и нижнюю границы стекла? А в Правила дорожного движения ввести запрет на самовольное изменение водителями угла обзора?
Важное средство информации — зеркала заднего вида. Они стали с некоторых пор обязательными, и число их множится, делаются попытки заменить их перископами.
Здесь затронуто далеко не все, что относится к обзорности и тем более к информации вообще. Например, ничего не сказано о звуковых сигналах, о работе стеклоочистителя и многом другом. Но главная задача конструкторов — устранение бесполезной и вредной для водителя информации и облегчение восприятия им нужной.
А начинается выполнение этой задачи в момент, когда конструктор «устанавливает» сиденье на чертеже компоновки и определяет границы окон будущего автомобиля.
Теперь об информации, исходящей от автомобиля. Когда-то единственным ее источником был номер автомобиля, который если и сообщал что-то полезное, то после того, как шофер, совершив проступок, пытался ускользнуть от ответственности.
Потом в правилах езды появились параграфы о жестах водителя. Ему предписывалось делать руками выразительные условные движения, сигнализирующие о замедлении хода (рука вверх!), поворотах (вытягивание руки прямой или полусогнутой), а также о том, что он понял намерения другого водителя (взмах руки сзади-вперед). К этому же времени (начало XX века) впервые относится установка на автомобилях заднего фонаря для освещения номерного знака с обращенным назад красным предупреждающим стеклом.
На дорогих автомобилях ставили также боковые габаритные фонарики каретного типа.
Но жесты достигали цели, пока автомобили были открытыми. С распространением закрытых кузовов началась стадия механизации и электрификации сигналов. Кстати, к этому времени в связи с введением электрозапуска двигателя возросла мощность аккумуляторной батареи. На рулевом колесе смонтировали кнопку звукового электросигнала (клаксона), а на стойках кузова — солидные светящиеся стрелы-семафоры указателей поворота. Любопытный штрих; когда появились автомобили с тормозным приводом на четыре колеса, то на кузов наносили особый знак — цифра «четыре» над кружком, чтобы водители прочих машин (с приводом только на задние тормоза) держались от резко тормозящих «новичков» подальше. После повсеместного распространения тормозов на всех колесах нужда в знаке отпала. А сигнальные фонари получили дальнейшее развитие. Стоп-сигнал стал двойным, указатели поворотов — мигающими, габаритные фонари — обязательными на всех автомобилях, появились фонари заднего хода. Автопоезда и специальные автомобили оснастили знаком прицепа, дополнительными фонарями на боковинах, ярко-полосатыми буферами-шлагбаумами, «фирменными» (такси) и маячковыми фонарями на крышах кузовов.
Изобилие сигналов потребовало стандартизации их расположения, размеров, цвета, силы света сначала в национальных масштабах, а затем и в международном.
Условия современного движения диктуют необходимость дальнейшего совершенствования источников информации на автомобиле. Ожидается введение ряда новых приборов: передних стоп-сигналов, ориентирующих пешеходов и встречных водителей; особых задних фонарей для сигнализации об ускорении (зеленый свет) и замедлении хода (до начала торможения!), а также для различных условий внешнего освещения (сильный свет для дневной езды и тумана, ослабленный — для темноты); приемных устройств спереди автомобиля для автоматического восприятия сигналов машины-лидера.
Все это нужно разместить на автомобиле. И не после того, как его образец уже сделан, но именно в процессе разработки его компоновки.
— Как же конструктор «усаживает» водителя в автомобиль, если он знает, что за его рулем может оказаться и миниатюрная девушка, и гигант-баскетболист?
— У конструктора есть нормы. В Советском Союзе существуют даже государственные стандарты на рабочее место водителя.
В вопросах посадки водителя, устройства сиденья, расстояний от него до руля, рычагов и педалей, даже в том, на какой рост водителя нужно рассчитывать автомобиль, — во всем этом нет единодушия, хотя, казалось бы, и «устройство» человека, и удобная мебель были известны задолго до появления автомобиля. Случается услышать и такие мнения, что, мол, чем меньше автомобиль, тем теснее может быть посадка! Если это в известной степени применимо к пассажирским сиденьям (по экономическим соображениям), то водитель нуждается в оптимальных условиях работы, какой бы машиной он ни управлял.
«Средний человек» — это самостоятельная тема, тоже вызывающая бурные дискуссии («в разных странах люди разные», «какой только не бывает комплекция», и т. д.), но все-таки ученые сошлись на единственно разумном решении: установить исходные размеры и положение сиденья по отношению к рулю, рычагам и педалям, рассчитанные на человека ростом около 172 сантиметров, а требования людей выше или ниже среднего роста обеспечивать регулировкой положения сиденья. При выборе диапазона регулировок исходят из необходимости удовлетворять 95 процентов людей, так как приспособление всех сидений к немногим очень высоким или малорослым людям привело бы к значительному увеличению объема кузова и сложности регулировочных устройств. Все же некоторые размеры устанавливают «с запасом», например, от подушки сиденья до потолка; на легковых автомобилях, однако, этим иногда пренебрегают, чтобы сделать машину низкой и обтекаемой, зато нередко увеличивают пределы регулировок в расчете на водителей-женщин. Зарубежные специалисты учитывают, что на большегрузных автомобилях и автобусах водителями работают исключительно мужчины, подчас плотного телосложения, и соответственно увеличивают ряд размеров, но уменьшают пределы регулировок.
Что и насколько регулировать — это тоже предмет нескончаемых споров, и не только в связи с различиями в росте людей. Тут спор ведут уже не специалисты, а водители. Прислушиваясь, специалисты (точнее сказать, коммерческие отделы зарубежных автомобильных фирм), бывает, идут навстречу спорщикам. Например, делают сиденье мягким, хотя знают, что полужесткое, облегающее тело, так называемое анатомическое, на автомобиле более уместно. Иногда снабжают сиденье дюжиной регулировочных устройств, хорошо поддающихся рекламе, хотя иная регулировка нарушает удобства посадки водителя.
Почему многих привлекают мягкие пружинные сиденья?
Первая причина — исторически сложившееся представление о комфортабельности эластичного сиденья, о том, что оно поглощает тряску, его поверхность приспосабливается к телу человека и тем самым обеспечивает малое удельное давление на поверхность тела (масса тела распределяется на большой площади). Все это было верно в пору ранних автомобилей, когда шины и подвеска колес были жесткими, амортизаторы — несовершенными, скорости — невысокими, мостовые — булыжными. У современных же автомобилей собственная частота колебаний кузова находится в пределах 50–80 колебаний в минуту, что примерно соответствует привычной для человека частоте ходьбы. Введение пружин в конструкцию сидений изменяет эту частоту. Если она уменьшается, возможно укачивание седоков; если увеличивается, происходит то, что можно наблюдать, например, на некоторых автобусах при езде по неровной дороге: масса кузова плавно покачивается на рессорах, а водитель и пассажиры подскакивают на сиденьях.
Этого можно избежать, заменив пружины слоем губчатого материала, что и сделано в новейших конструкциях сидений. Если слой достаточно толстый, то губка облегает тело человека, обеспечивая малое удельное давление. Но толстая подушка имеет и недостатки — она тяжела и дорога, занимает много места в кузове. Поэтому все чаще применяют чашеобразное анатомическое сиденье, которое повторяет форму тела «среднего» человека, а покрывающий «чашу» тонкий слой губчатого материала дополнительно снижает удельное давление и обеспечивает «регулировку» применительно к разным комплекциям людей. Достоинство анатомического сиденья и в том, что края «чаши» обеспечивают хороший боковой упор, необходимый для противодействия центробежной силе на поворотах. На грузовых автомобилях и автобусах, где необходимая частота колебаний кабины не всегда достигается, «чашу» устанавливают на пружинной подставе с амортизатором. Таким образом сохраняется анатомический характер сиденья, но предотвращается его излишняя тряска.
Убедительным доказательством преимуществ анатомического сиденья служит его широкое применение на автомобилях, участвующих в соревнованиях, где водителю приходится много часов без перерыва сидеть за рулем.
Существует мнение, что нужно дать водителю «свободу изменять позу» для отдыха. Но как согласовать это требование с единственным для каждого человека положением, обеспечивающим удобство работы за рулем? Ведь это положение задают с точностью до миллиметров. Оказывается, анатомическое сиденье решает и эту проблему. Сама по себе удобная посадка в нем не вызывает у водителя частой потребности в изменении позы. А если потребность все же возникает, то ничтожное перемещение тела водителя, не нарушающее точности управления, дает необходимый эффект.
Советский ГОСТ на рабочее место водителя грузового автомобиля разрешает регулировку положения не только сидений, но и педалей, рекомендует сравнительно высокую посадку, постоянный угол между подушкой и спинкой и допускает жесткую установку сиденья! Эти положения нередко оспариваются, но в них заложен глубокий смысл.
Дело в том, что необходимо предотвратить сжатие или растяжение внутренних органов и мускулов водителя. На многих низких автомобилях из-за большого наклона подушки угол между подушкой и спинкой уменьшен, что вызывает у водителя потребность в откидывании спинки, при этом ухудшается обзор дороги, водитель отдаляется от «баранки» и, сам того не замечая, тянется к ней, теряет опору, снова откидывается, и так далее. Высокая посадка и постоянный угол исключают все эти неприятности и к тому же улучшают обзор, ведут к упрощению конструкции.
Распространенная перестановка сидений по полозкам дает большой диапазон регулирования, но не лишена дефектов. Так, отодвигаясь от педалей, водитель высокого роста отдаляется и от руля, а низкорослый, наоборот, придвигается и оказывается зажатым между рулевым колесом и спинкой сиденья. Нежесткое крепление сиденья таит опасность в случае резкого торможения, наезда. Наконец, для передвижения сиденья нужно соответственно удлинять кабину или кузов, чтобы не стеснять пассажиров заднего сиденья.
Всех этих недостатков лишена регулировка педалей при жесткой установке сиденья. Ее внедрение ныне облегчается распространением гидравлических приводов и подвесных педалей. Заметим, что на ранних автомобилях, где сиденья были закреплены, нечто подобное уже было: площадки педалей можно было устанавливать винтом в желательное положение.
— Я бы регулировал еще и длину рулевой колонки. К сухопарому водителю его можно подвинуть ближе, а от полного отодвинуть. Рулевое колесо — это ведь самый главный орган управления.
— Я уже высказал свою точку зрения насчет «главного». Но о рулевом колесе стоит поговорить. А заодно и о рычагах.
Рулевое колесо прошло длинный путь развития от полукольца с ручками («рено», 1898) и маховичка станочного типа с пятью-шестью спицами до легкого обруча с единственной упругой поперечиной. Менялось положение колеса — от горизонтального при маховичке до вертикального на некоторых автомобилях 20-х годов. Диаметр рулевого колеса до недавнего времени все возрастал, что уменьшало усилие, которое водитель должен прилагать к колесу. Теперь диаметр, положение и форма «баранки», можно сказать, стабилизировались.
В основу этой стабилизации положен учет анатомии и физиологии человека.
Если водитель вытягивает руку при поворачивании руля, то в работе участвуют только мышцы кисти и предплечья, а при полусогнутой руке — в основном мощные мышцы плеча, что облегчает работу. Руки совершают более точные, но менее сильные движения по вертикали, чем по горизонтали. Значит, плоскость рулевого колеса должна быть тем ближе к горизонтальной и диаметр его тем больше, чем больше усилия требуется к нему приложить. Поэтому на грузовых автомобилях и автобусах с тяжелым управлением, не снабженных гидравлическим или пневматическим усилителем, рулевую колонку ставят почти вертикально, а сиденье — высоко и с небольшим наклоном; диаметр рулевого колеса достигает полуметра и более. На спортивных и «малых» автомобилях с легким, но требующим точности управлением колонку располагают почти горизонтально, а диаметр колеса сводят к минимуму.
Попытки заменить рулевое колесо маховичками отдельно для правой и левой руки, рукоятками или средним качающимся рычагом пока не дали положительных результатов. Цели этих попыток — сделать управление более точным, освободить место перед сиденьем, устранить угрозу удара руля в грудь водителя в случае наезда.
При сохранении «баранки» эти цели тоже могут быть достигнуты. Колесо, штурвал, по-видимому, является все еще наиболее удобным и оправдавшим себя рулевым устройством. И не только на автомобилях. Оно привилось и на судах, и на рельсовом транспорте, и в станкостроении. Оно может быть не совсем круглым для увеличения расстояния от него до сиденья и для образования на его ободе удобных «захватов» (на переходе от круглой части к сплющенной). Опасная жесткая связь «баранки» с находящимся в уязвимой передней части автомобиля рулевым механизмом уже устранена введением телескопических элементов и шарниров на рулевом валу. Последние дают возможность установить рулевое колесо точно в желательное положение независимо от того, где закреплен рулевой механизм, допускают откидывание рулевого колеса для облегчения доступа к сиденью.
Теперь о рычаге перемены передач.
На ранних автомобилях он своим нижним концом передвигал шкивы или ремни трансмиссии под полом кузова-пролетки. Далеко ли до рычага, удобно ли им пользоваться, об этом еще не задумывались. Водителя обрекали на ежеминутные акробатические движения.
Но автомобилей становилось все больше, и уже не все водители были способны и согласны на акробатику, а возросшая скорость требовала быстрого, точного управления. Казалось, что нужно сосредоточить рычаги в одном месте, поближе к рукам водителя. Таким местом избрали вертикальную рулевую колонку. Рядом с ней провели валик, рукоятка на его верхнем конце и рычажок на нижнем служили для управления передачами, теперь уже шестеренными.
Однако скопление рычагов не облегчило работу водителя, а создавало неудобства и путаницу. Часть рычагов заменили педалями, другие перенесли за борт кузова.
Так было, пока кузова строились открытыми, да и на закрытых отделение водителя еще оставалось незастекленным. Когда же кузов застеклили, то его борты раздвинули: рычаги передач и тормоза очутились внутри кузова, но загораживали вход в него.
Не перенести ли рычаг передач на середину кузова, непосредственно на коробку передач? Так и сделали.
В 30-х годах в США возникла новая ситуация. Во-первых, кузов расширили настолько, что переднее сиденье можно было сделать трехместным (если бы не рычаг!). Во-вторых, коробку передач снабдили синхронизаторами, и усилие, необходимое для перемены передач, уменьшилось. В-третьих, на дорогих машинах установили автоматические трансмиссии, для (редкого) управления которыми служила маленькая рукоятка или набор кнопок под рулем или на щите приборов. Тогда-то и зародилась идея — на автомобилях с обычной коробкой передач еще раз перенести рычаг с пола под рулевое колесо! Сиденье превратилось в обширный диван, на котором пассажир мог находиться и с краю и посередине. Фирма же могла назвать это сиденье трехместным, а автомобиль — шестиместным и заработать на этом сотню-другую долларов. Кроме того, даже на самом дешевом автомобиле, где автоматикой и не пахло, под рулем красовался рычажок — гордость владельца, — похожий на рукоятку автоматической трансмиссии. И на этом фирмы опять зарабатывали доллары.
Рычаг на рулевой колонке и впрямь казался хорошим. Он появился на всех автомобилях в США и почти на всех — в Европе.
Однако ненадолго. Своим нынешним возвратом в напольное положение он обязан ряду событий, не совсем относящихся к его прямым функциям, — перемене передач. Так, трехместный диван оказался мало кому нужным, ведь обычная загрузка легкового автомобиля — один-два человека. Увеличилась и скорость прохождения поворотов, теперь водителю и каждому пассажиру понадобилась боковая опора для противодействия центробежной силе; диван разделили на два «анатомических» кресла с закраинами. Далее, в городских условиях возросли требования к быстрому разгону автомобиля, а тяги от рулевой колонки к коробке передач с неизбежными люфтами в сочленениях замедляли переключение передач. Речь, правда, идет о долях секунды, но они существенны, если разгон с места до 60–80 километров в час длится не более десятка секунд! Возникла также мода на «молодежный», спортивный стиль управления автомобилем, а ведь у гоночных машин рычаг установлен на полу.
Не грозит ли рычагу новый круг странствий? Маловероятно. Ведь даже на автомобилях с автоматической передачей его теперь ставят на полу. Кстати, напольный рычаг одинаково пригоден для автомобилей любых схем.
— Я, кажется, могу сформулировать интересную мысль. Удобства, которые создаются внутри автомобиля для водителя и пассажиров, полезны чрезвычайно и для пешеходов, и для других машин: они уменьшают вероятность аварии из-за неудобной конструкции.
— Мысль правильная. Вы оцените собственную сообразительность еще больше, если узнаете, что девиз конструктора развивался так: работоспособность машины, комфорт, эстетика. Сейчас это безопасность движения.
Трудно поверить, что книга, написанная неспециалистом, может вызвать крутой поворот в обширной области техники, затронуть многие связанные с ней стороны общественной жизни. Но такой факт теперь вписан в историю автомобиля. Произошло это в 1965 году.
Изучив американскую автомобильную действительность, юрист Р. Найдер пришел в ужас: пятьдесят тысяч ежегодных смертей от автомобильных аварий; сотни тысяч калек; тысячи тонн копоти, дыма и окиси углерода в атмосфере; ужасный шум в городах от работы автомобильных двигателей. Р. Найдер стал искать выход из положения. И рассказал об этом в книге под названием «Опасен на любой скорости». Давно, со времен борьбы автомобиля за свое существование, не было в печати таких ожесточенных нападок на него.
Первопричиной всех бед Р. Найдеру представилось несовершенство конструкций автомобилей. Он избрал предметом критики «Дженерал моторс», а главной уликой против этой корпорации — аварии, случавшиеся с автомобилями марки «Шевроле», модель «Корвайр», той самой, архитектура которой вызвала много подражаний. Мол, конструкция задней подвески «корвайра» неминуемо вызывает опрокидывание машины.
Книга бойко написана и в своей основе справедлива. Она стала бестселлером и вызвала цепную реакцию.
Но вот что писал еще раньше Р. Найдера на эту тему один из виднейших конструкторов Америки, У. Дорвин-Тиг:
«Сетуют на острые углы щита приборов, смертельно опасные рулевые колонки, плохое изготовление механизмов. Все эти замечания справедливы, но не учитывают самого важного. Большое число аварий в нашей стране — результат того, что каждый автомобилист старается переплюнуть других размерами и мощностью своей машины. Это стремление воспитывалось автомобильными фирмами, оно стало основным соображением при покупке автомобиля. И вот постоянно устраиваются гонки, которые создают опасную обстановку на дорогах и вызывают аварии. Утверждают, что тяжелые автомобили устойчивы. Это чушь. Столкновение двух больших автомобилей опаснее столкновения малых. Это то же самое, что сравнивать столкновения локомотивов с автомобильными. Нас же интересует возможность предотвращать столкновения. Но 350-сильным чудовищем трудно управлять. А комфорт в сочетании с плохой маневренностью представляет дополнительную опасность. Водитель, едущий со скоростью 70 миль (115 километров) в час с включенным магнитофоном или радио, обдуваемый кондиционером, физически и морально не подготовлен к реакции на опасность. До тех пор, пока публику будут заставлять видеть в автомобиле символ престижа или средство разрядки путем воинственного вождения, количество смертей на дорогах будет расти. Необходимо вернуться к автомобилям, которые сами по себе обеспечивают безопасность, экономичность, доставляют удовольствие от вождения, легко маневрируют и слушаются руля».
К кому должна была прислушаться американская общественность? Обстоятельства сложились так, что прислушались к Р. Найдеру. Конкуренты «Дженерал моторс» поддержали его. Началась война в печати и в судах. Корпорация проиграла ряд процессов, уплатила огромные суммы пострадавшим в авариях, бесплатно исправила подвеску проданных сотен тысяч автомобилей.