Ένας Αιώνας Αυτοκίνητο

Σχεδίαση - Λειτουργικότητα - Ενεργητική και Παθητική Ασφάλεια

ΘΩΜΑΣ Γ. ΧΟΝΔΡΟΣ

Επίκουρος Καθηγητής

Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Αεροναυπηγών

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Το αυτοκίνητο ξεπέρασε τον ένα αιώνα ζωής, γνώρισε τεράστια επιτυχία σαν προϊόν και επέφερε θεμελιώδεις αλλαγές στην κοινωνία. Είναι εύκολα προσιτό από ευρύτατα κοινωνικά στρώματα και αποτελεί πηγή ευημερίας, απασχόλησης, ελευθερίας κίνησης και ψυχαγωγίας για όλους. Αποτελεί πλέον αναπόσπαστο τμήμα της κοινωνίας και παρά τα σεβαστά χρόνια του βρίσκεται ακόμα στη βρεφική ηλικία. Η τεχνολογική επανάσταση που επηρεάζει την κοινωνία μας επιδρά έντονα και στο αυτοκίνητο. Οι τηλεπικοινωνίες και η πληροφορική διαμορφώνουν ένα νέο περιβάλλον όπου το αυτοκίνητο κινείται με μεγαλύτερη άνεση, ενεργειακή απόδοση, ασφάλεια και αποτελεσματικότητα ενώ ταυτόχρονα μειώνονται τα θύματα των τροχαίων ατυχημάτων, η ρύπανση, η κυκλοφοριακή συμφόρηση και το κόστος παραγωγής. Η σχεδίαση του αυτοκινήτου αποτελεί μια σύνθετη πολυπαραμετρική διαδικασία που για την επιτυχή ολοκλήρωσή της απαιτείται η διατήρηση λεπτών ισορροπιών ανάμεσα στη λειτουργικότητα, την μορφή, την ασφάλεια, ενεργειακές και περιβαλλοντικές παραμέτρους. Στο άρθρο αυτό επιχειρείται η εξέταση των εξελίξεων στη σχεδίαση του αυτοκινήτου σε σχέση με την ασφάλεια των μεταφορών και η διερεύνηση των τάσεων που θα επικρατήσουν στην μελλοντική ανάπτυξή του.

Ο σχεδιασμός του αυτοκινήτου και η οδική ασφάλεια - Ιστορική Αναδρομή

Η μηχανοκίνητη μεταφορά, αν και ήταν ένα παλιό όνειρο του ανθρώπου, δεν μπόρεσε να πραγματοποιηθεί ως το ξέσπασμα της βιομηχανικής επανάστασης που έγινε στα μέσα του 19ου αιώνα. Στην περίοδο αυτή παρουσιάστηκαν επαναστατικές τεχνολογικές ανακαλύψεις, με αποτέλεσμα το όνειρο αυτό να γίνει πραγματικότητα. Μέχρι τότε το ιππήλατο αμάξι ήταν το διαδεδομένο μέσο μεταφοράς. Ο συνδυασμός αλόγου - αμαξιού ήταν πολύ ικανοποιητικός στην εμφάνιση. Το άλογο έδινε την ισχύ κίνησης και το αμάξι με τα χρόνια συνεχούς εξέλιξης έγινε ελαφρό, ανθεκτικό και όμορφο, Σχήμα 1.

Σχήμα 1. Γύρω στα 1880

Σαν τα αμάξια της εποχής το ποδήλατο δίνει την αίσθηση της ελαφριάς κατασκευής και δύναμης. Σε αντίθεση με το αμάξι είναι μηχανισμός. Χωρίς φτερά και κάλυμμα της αλυσίδας το ποδήλατο του 1890 προβάλλει το μηχανισμό κίνησής του, τα πεντάλ, τις οδοντωτές τροχαλίες και την αλυσίδα, Σχήμα 2. Ο μεταλλικός σωληνωτός σκελετός του προετοιμάζει τους ανθρώπους για το πέρασμα στην εποχή των μηχανών. Ένα χαρακτηριστικό του ποδηλάτου που δεν βρίσκει εφαρμογή στα ιππήλατα αμάξια είναι οι τροχοί με συρμάτινες ακτίνες και πνευματικά ελαστικά. Η επίδραση του ποδηλάτου στην εξέλιξη των αμαξιών αλλά και των πρώτων αυτοκινήτων είναι εμφανής.

Σχήμα 2. Ποδήλατο του 1892 (Royal Bicycle) και αυτοκίνητο του 1897 (De Dion).

Το πρώτο μηχανοκίνητο όχημα που κατασκευάστηκε το 1769 από τον Nicholas Joseph Cugnot, Γάλλο αξιωματικό του πυροβολικού, ήταν ατμοκίνητο και θεωρείται ο πρόγονος του σημερινού αυτοκινήτου, Σχήμα 3. Μετέφερε 4 άτομα με ταχύτητα 2,25 μίλια ανά ώρα. Όταν αναποδογύρισε στρίβοντας με αυτή την ταχύτητα στους δρόμους του Παρισιού ο Cugnot βρέθηκε στη φυλακή επειδή έβαλε σε κίνδυνο τον πληθυσμό της πόλης.

Σχήμα 3. Το πρώτο ατμοκίνητο όχημα, φτιαγμένο το 1769 από τον Cugnot.

Το 1876, ο Nikolaus Otto ανακαλύπτει την πρώτη τετράχρονη μηχανή εσωτερικής καύσεως, μετά από πολύχρονη πειραματική εργασία. Μια μεγάλη καινοτομία μετά την ανακάλυψη της μηχανής εσωτερικής καύσης ήταν η εφαρμογή της στο αυτοκινούμενο όχημα δρόμου του Karl Benz, το 1885, που συνετέλεσε στο να αποκτήσει το αυτοκίνητο πρακτική εφαρμογή. Το αυτοκίνητο του Benz που παρουσιάστηκε το 1885 ήταν ένα τρίτροχο όχημα με σωληνωτό ατσάλινο πλαίσιο και ανοιχτό ξύλινο αμάξωμα με δύο καθίσματα για τους επιβάτες. Ο μπροστινός τροχός κατευθυνόταν από ένα πηδάλιο που έπαιξε το ρόλο του τιμονιού, ενώ την κίνηση έπαιρναν οι δύο οπίσθιοι τροχοί μέσω αλυσίδας. Ο κινητήρας ήταν εμβολοφόρος, μονοκύλινδρος, τετράχρονος που έκαιγε βενζίνη και λειτουργούσε με βάση το θερμοδυναμικό κύκλο του Otto. Είχε ηλεκτρική ανάφλεξη, ήταν υδρόψυκτος και είχε τοποθετηθεί οριζόντια πάνω από τον άξονα των πίσω τροχών. Η ιπποδύναμή του ήταν 0.5 HP στις 250 - 300 στροφές ανά λεπτό και έδινε στο όχημα ταχύτητα 13 ως 16 χιλιομέτρων την ώρα. Συνεχίζοντας την εργασία του Otto, αλλά εργαζόμενοι ανεξάρτητα, ο Karl Benz και ο Gottlied Daimler παρήγαγαν τα πρώτα, σε παγκόσμια κλίμακα, αυτοκίνητα με μηχανές εσωτερικής καύσης.

Σχήμα 4. Το αυτοκίνητο του Benz και ο Daimler με το αυτοκίνητό του

Το όχημα του Daimler κατασκευάστηκε το 1886 και ήταν το πρώτο τετράτροχο αυτοκίνητο με μηχανή εσωτερικής καύσης, Σχήμα 4. Έπαιρνε κίνηση από ένα εγκάρσια τοποθετημένο εμβολοφόρο τετράχρονο μονοκύλινδρο κινητήρα, ο οποίος ήταν τοποθετημένος κατακόρυφα. Ο κινητήρας αυτός παρήγαγε ισχύ 1.5 HP στις 900 RPM. Aνάμεσα στις σημαντικότερες βελτιώσεις που έγιναν την εποχή πριν το 1900 και αφορούσαν στο γενικότερο σχεδιασμό του αυτοκινήτου, μπορούμε να διακρίνουμε την εισαγωγή του εξαερωτήρα με πλωτήρα από τον Maybach, το 1892, το τιμόνι, όπως το γνωρίζουμε στη σημερινή του μορφή σαν τροχό από τον Vacheron το 1894, τα ελαστικά με αέρα από τους αδελφούς Michelin, τον άξονα μετάδοσης κίνησης του Lanchester το 1895, την εφαρμογή πολλών κυλίνδρων σε μια μηχανή από τον Mors (4 κύλινδροι σε διάταξη V) ή από τον Daimler (4 σε σειρά) καθώς και τον σύνδεσμο τύπου σταυρού για την μετάδοση της κίνησης από τον διαμήκη άξονα κινήσεως στους άξονες των τροχών, από τον Renault.

Η εξέλιξη του κινητήρα εσωτερικής καύσης μείωσε την έκταση και το ενδιαφέρον για αυτοκίνηση με άλλες μορφές κινητήρων. Μέσα στα επόμενα χρόνια, το αυτοκίνητο αποτέλεσε μια γρήγορα εξελισσόμενη μηχανή που έφθασε να περιλαμβάνει πάνω από 20.000 μηχανικά μέρη, τα οποία συνεργάζονταν αρμονικά μεταξύ τους, για την εξασφάλιση αξιόλογης και αξιόπιστης μεταφορικής ικανότητας. Η τεράστια αυτή ανάπτυξη, είχε σαν αποτέλεσμα πολλές διαφοροποιήσεις στο σχεδιασμό του αυτοκινήτου από κατασκευαστική πλευρά, την εξωτερική μορφή αλλά και τη χρήση του, σαν μέσο μεταφοράς, εργαλείο δουλειάς ή ακόμα και σαν μέσο διασκέδασης και αναψυχής.

Από τον Α' μέχρι τον Β' παγκόσμιο πόλεμο

Μεταξύ των δύο παγκοσμίων πολέμων παρατηρείται η εμφάνιση των πρώτων μεθόδων μαζικής παραγωγής που είχαν σαν συνέπεια σωστά κατασκευασμένα και άνετα αυτοκίνητα με χαμηλό κόστος παραγωγής, που βρήκαν μια “ώριμη” αγορά, η οποία είχε δημιουργηθεί με τις συνθήκες της αφθονίας που επικρατούσε πριν το 1920. 'Έτσι, κατασκευάζεται ένας αριθμός αυτοκινήτων υψηλής ποιότητας και αντοχής που οφείλεται κύρια στη διαφοροποίηση των οικονομικών συνθηκών. Από το 1920 περίπου και μετά, τα αυτοκίνητα αποκτούν πλήρες αμάξωμα, με πόρτες και ανεμοθώρακες και αρχίζουν να γίνονται χαμηλότερα και μακρύτερα για βελτίωση της ευστάθειας, Σχήμα 5.

Σχήμα 5. Tourer 1928, Studebaker 1931

Μια πολύ σημαντική εξέλιξη έγινε στην Ιταλία. Η μέχρι τότε αντίληψη όλων των κατασκευαστών ήθελε το πλαίσιο και το αμάξωμα να αποτελούν εντελώς διαφορετικά τμήματα, ανεξάρτητα μεταξύ τους. Όμως η Lancia, το 1920, δημιουργεί ένα μοντέλο που χρησιμοποιεί ενιαία κατασκευή για το αμάξωμα και το πλαίσιο. Αντί το αμάξωμα να κατασκευαστεί πάνω στο πλαίσιο, ο κύριος σκελετός του αμαξώματος και το πλαίσιο κατασκευάστηκαν σε μια μονάδα από πρεσσαριστό χάλυβα, στην οποία προστέθηκαν στελέχη μικρού ειδικού βάρους. Η Lancia Lamda είναι το πρώτο αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί αυτοφερόμενο πλαίσιο, Σχήμα 6. Η καινοτομία αυτή θα αποδειχτεί πολύ σημαντική καθώς στο μέλλον όλες οι βιομηχανίες θα κατασκευάζουν τα αυτοκίνητα με ανάλογο τρόπο.

Σχήμα 6: Lancia Lamda 1920.

Στην παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία παρατηρούνται δύο κύριες τάσεις: Η Αμερικανική θέλει τα αυτοκίνητα φτιαγμένα με μεγάλες ιπποδυνάμεις και πολυτελή, ενώ η Ευρωπαϊκή δείχνει προτίμηση σε μικρά και λιτά αυτοκίνητα. Κατά την διάρκεια της δεκαετίας του 1930 σχεδιάζονται και διαδίδονται τα αυτοκίνητα κλειστού τύπου, ενώ παρατηρείται και μια εξομάλυνση στις γραμμές του αμαξώματος. Η διάδοση των κλειστών αμαξωμάτων βελτιώνει την λειτουργικότητά τους ενώ τα αυτοκίνητα γίνονται πιο ασφαλή, Σχήμα 7. Το πλαίσιο εξακολουθεί να χρησιμεύει κατά μεγάλο ποσοστό μόνο για την στήριξη των μηχανικών μερών ενώ η βελτίωση της ασφάλειας των αμαξωμάτων είναι μάλλον φυσιολογικό γεγονός που προέρχεται από την γενική πρόοδο του σχεδιασμού. Το αυτοκίνητο μέχρι τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο χρησιμοποιείται αποκλειστικά για τον σκοπό που εφευρέθηκε: την βελτίωση των συνθηκών μεταφοράς. Έτσι οι διάφοροι κατασκευαστές δίνουν προτεραιότητα στη βελτίωση των μηχανικών μερών και δεν ασχολούνται ιδιαίτερα με την ασφάλεια και τη λειτουργικότητα του πλαισίου.

Σχήμα 7. Opel Olympia 1935 και Vauxhall 1937

Η μεταπολεμική περίοδος – στροφή στην ασφάλεια

Όταν μετά τον πόλεμο η παραγωγή επανέρχεται στον κανονικό της ρυθμό τα αυτοκίνητα παρουσιάζονται μακρύτερα, βαρύτερα και απλούστερα, έχουν περισσότερες καμπύλες στο εξωτερικό τους και γενικά είναι πιο κομψά. Ωστόσο, είναι αρκετά όμοια με τα προπολεμικά και περνούν αρκετά χρόνια έως ότου τα εργοστάσια επεξεργαστούν την παραγωγή πραγματικά νέων σχεδίων. Πολλά από τα νέα μοντέλα έχουν ισχυρούς κινητήρες υψηλής συμπιέσεως. Στον τομέα των αναρτήσεων γίνεται σημαντική πρόοδος καθώς εμφανίζεται η ανεξάρτητη ανάρτηση στους μπροστινούς τροχούς. Κατασκευάζονται αμαξώματα χωρίς πλαίσιο(αυτοφερόμενα) και αυτή είναι μια από τις αιτίες που κάνουν τα αυτοκίνητα λιγότερο βαριά. Χρησιμοποιούνται καμπύλα τζάμια εμπρός και ανοίγεται παράθυρο στο πίσω μέρος με συνέπεια τη σημαντική αύξηση της ορατότητας.

Στις Η.Π.Α παρουσιάζονται το 1948 από την εταιρία Goodrich τα ελαστικά χωρίς αεροθαλάμους. Στην δεκαετία του 1950 τοποθετούνται για πρώτη φορά υδραυλικά συστήματα διεύθυνσης, διπλά φώτα και βελτιώνεται η στεγανοποίηση του αμαξώματος με την χρησιμοποίηση ελαστικών παρεμβυσμάτων. Καθιερώνεται το σχήμα των τριών όγκων με ορθογωνικές γραμμές για τα περισσότερα μέσα αυτοκίνητα. Μια σημαντική εξέλιξη γίνεται με την χρησιμοποίηση στην κατασκευή του αμαξώματος της Chevrolet Corvette του 1953 υαλοβάμβακα ενισχυμένου με ρητίνη. Το ίδιο υλικό χρησιμοποιήθηκε το 1955 στην οροφή του Citroen DS 19. Έτσι ελαττώνεται σημαντικά το βάρος και αυξάνεται η αντοχή σε διάβρωση, συγχρόνως όμως ανοίγει ένα νέο κεφάλαιο στην έρευνα για την χρησιμοποίηση άλλων προηγμένων υλικών (αλουμινίου, πλαστικού, συνθέτων υλικών) στην κατασκευή πλαισίων και αμαξωμάτων, Σχήμα 8.

Σχήμα 8. Chevrolet Corvette, 1954, Citroen DS 19, 1954, Panhard Dyna του 1954 με αμάξωμα αλουμινίου

Μετά το 1960 ο σχεδιασμός των αυτοκινήτων επηρεάζεται κατά πολύ από το αυξανόμενο ενδιαφέρον για την ασφάλεια του οδηγού και των επιβατών, καθώς επίσης και για τον περιορισμό της ολοένα αυξανόμενης μόλυνσης του περιβάλλοντος. Γίνεται έτσι επιτακτική η σχεδίαση του πλαισίου και του αμαξώματος με γνώμονα την ασφάλεια. Σε πολλά κράτη θεσπίζονται κανονισμοί και προδιαγραφές που αφορούν στους παράγοντες ασφαλείας αλλά και τον περιορισμό της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Παράλληλα με τις βελτιώσεις αυτές, τα αυτοκίνητα γίνονται πιο άνετα για τους επιβάτες και διευκολύνεται πολύ ο χειρισμός τους.

Η νεώτερη εποχή της ανάπτυξης του αυτοκινήτου

Με την αρχή της δεκαετίας του 1970 το αυτοκίνητο μπαίνει σε μια καινούργια περίοδο της ιστορίας του. Η ανάπτυξη της Ιαπωνικής βιομηχανίας και ο ανταγωνισμός της με την Ευρωπαϊκή και την Αμερικάνικη επιταχύνουν και πολλαπλασιάζουν τις εξελίξεις στο χώρο του αυτοκινήτου. Οι νέες τεχνολογίες, η δημιουργία νέων εργαλειομηχανών και η αυτοματοποίηση της παραγωγής δίνουν την δυνατότητα για την παραγωγή πολλών και διαφορετικών μοντέλων. Η αυτόματη μετάδοση κινήσεως, τα υδραυλικά φρένα και το υδραυλικό σύστημα διεύθυνσης γίνονται συνηθισμένα συστήματα, ενώ θέρμανση και εξαερισμός περιλαμβάνεται στον εξοπλισμό ακόμα και των μικρών, φτηνών αυτοκινήτων. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας βελτίωσε το αυτοκίνητο στους τομείς της άνεσης, της ασφάλειας, της οδικής συμπεριφοράς και των επιδόσεων.

Παράγοντες άγνωστοι μέχρι τότε, όπως για παράδειγμα η αεροδυναμική και η εργονομία, αρχίζουν και παίζουν σημαντικό ρόλο στην σχεδίαση των οχημάτων. Έτσι εμφανίζονται περισσότερο καμπυλόγραμμα περιγράμματα και μια τάση να δοθεί "σφηνοειδής" μορφή. Η εργονομική σχεδίαση είναι δεδομένη για κάθε όχημα που θέλει να έχει φιλοδοξίες στην αγορά. Το πλήθος των νέων μοντέλων δημιουργεί ιδιαίτερες απαιτήσεις στο κοινό, αφού έχει πολλά περιθώρια επιλογής. Οι κατασκευαστές για να διευρύνουν την αγορά δίνουν έμφαση στα αυτοκίνητα ειδικών χρήσεων και δημιουργούν πολλές κατηγορίες που ξεχωρίζουν από τον κυβισμό, το μέγεθος, τον προορισμό, κτλ.

Τα περισσότερα αμαξώματα κατασκευάζονται σε σύγχρονες πρέσες και είναι αυτοφερόμενα. Οι κινητήρες εξελίχτηκαν και παρέχουν σημαντικές ιπποδυνάμεις και έτσι το πλαίσιο απέκτησε ένα επιπλέον δύσκολο ρόλο: να κρατήσει με την βοήθεια των υπόλοιπων μηχανικών μερών (αναρτήσεις, φρένα, ελαστικά) το αυτοκίνητο σε ακριβή τροχιά στο δρόμο. Σχεδιάζονται έτσι πλαίσια και αμαξώματα που συνδυάζουν ικανοποιητικά την ασφάλεια, την λειτουργικότητα και την ποιότητα κατασκευής, Σχήμα 9. Η συνεχής έρευνα στον τομέα των αναρτήσεων οδήγησε σε ενεργητικά συστήματα “έξυπνων” αναρτήσεων που εξασφαλίζουν μεγάλη ενεργητική ασφάλεια διατηρώντας την πρόσφυση των τροχών του οχήματος στον δρόμο. Το ίδιο συμβαίνει και στον τομέα των ελαστικών. Σήμερα τα ελαστικά είναι ικανά να ανταπεξέλθουν στις δυσκολότερες καιρικές συνθήκες αλλά και συνθήκες οδήγησης.

Σχήμα 9. Peugeot 403, 404, 405. Η εξέλιξη της μορφής στις δεκαετίες του 60, 70 και 80.

Στην παραγωγή αυτοκινήτων ο ρυθμός με τον οποίο παράγονται νέα μοντέλα είναι σχεδόν διπλάσιος από αυτόν της προηγούμενης δεκαετίας. Οι νέες τεχνικές σχεδίασης και βιομηχανικής παραγωγής έχουν μειώσει το χρόνο από την απόφαση για παραγωγή ενός αυτοκινήτου μέχρι την ώρα που αυτό ξεκινά για τον καταναλωτή. Το αυτοκίνητο έχει γίνει εξαιρετικά προσιτό στον καθένα. Άμεσες συνέπειες αυτού είναι η υπερβολική αύξηση του αριθμού των αυτοκινήτων που κυκλοφορούν, ιδιαίτερα στα μεγάλα αστικά κέντρα, η αύξηση των τροχαίων ατυχημάτων και η ρύπανση του περιβάλλοντος. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες και οι κυβερνήσεις, προβλέποντας τα προβλήματα αυτά, άρχισαν εδώ και δέκα περίπου χρόνια να δίνουν προτεραιότητα στο σχεδιασμό οχημάτων με έμφαση στην ασφάλεια, την προστασία του περιβάλλοντος και την ποιότητα. Το αυτοκίνητο από την ημέρα που ανακαλύφθηκε μέχρι σήμερα έχει αλλάξει ριζικά. Το αυτοκίνητο αποτελεί ένα σύνθετο τεχνολογικό προϊόν που άλλαξε τον τρόπο ζωής του σύγχρονου ανθρώπου αλλά και τη μορφή της βιομηχανικής παραγωγής και των διαδικασιών.

Η οδική ασφάλεια έχει προσδιορισθεί με διαφορετικούς τρόπους μέσα στα χρόνια, κάθε επόμενη γενιά μηχανικών αντιμετωπίζει το καθήκον να βελτιώνει τις προσπάθειες των προηγούμενων. Στις αρχές της νεώτερης εποχής της αυτοκίνησης η οδική ασφάλεια εθεωρείτο αποκλειστική ευθύνη του οδηγού. Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων πίστευαν ότι είχαν εφοδιάσει τον οδηγό με όλα τα απαραίτητα όργανα για να οδηγεί με ασφάλεια, δηλαδή αξιόπιστα και ανθεκτικά φρένα, σύστημα διεύθυνσης, φώτα, τροχούς και αναρτήσεις. Ο οδηγός είχε τη δυνατότητα να τα χρησιμοποιήσει με τρόπο που να διασφαλίζεται η οδική ασφάλεια του ίδιου και των επιβατών του δικού του αλλά και των άλλων οχημάτων, πεζών και δικυκλιστών.

Τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες έχουν γίνει μεγάλα βήματα προόδου για τη βελτίωση τόσο της ενεργητικής, όσο και της παθητικής ασφάλειας. Χαρακτηριστικά αναφέρονται η χρησιμοποίηση ανδρείκελων δυναμικών δοκιμών συγκρούσεων το 1950. Τα ανδρείκελα αυτά τελειοποιήθηκαν το 1955. Αυτορρυθμιζόμενα ταμπούρα, ασφαλέστερα ελαστικά χωρίς αεροθαλάμους, σπογγώδη καλύμματα του πίνακα οργάνων για την αποφυγή τραυματισμών, δισκόφρενα, ζώνες ασφαλείας, ασφαλιζόμενη διπλή μανδάλωση θυρών, ασφάλεια παιδιών στις πίσω θύρες, αντιθαμβωτικό οπίσθιου παραθύρου, προσκέφαλα εμπρόσθιων καθισμάτων, ταυτόχρονη λειτουργία δεικτών πορείας για ένδειξη κινδύνου, αντιθαμβωτικός εσωτερικός καθρέπτης με δύο θέσεις, κατασκευή δικτύου εθνικών οδών είναι οι κύριες τεχνολογίες για τη βελτίωση της οδικής ασφάλειας κατά τη δεκαετία του 1950. Στη δεκαετία του 1960 και στις δύο πλευρές του Ατλαντικού αρχίζει να διαδίδεται η χρήση του εναλλακτήρα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Με τον εναλλακτήρα παράγεται ρεύμα ακόμη και κατά την ώρα που ο κινητήρας λειτουργεί σε χαμηλές στροφές («ρελαντί»). Εισάγεται ακόμη το διπλό κύκλωμα φρένων, οι ανεμοθώρακες με δύο επάλληλα στρώματα τζαμιού και πλαστική μεμβράνη ενδιάμεσα για την απορρόφηση κρουστικών φορτίων κατά τη σύγκρουση, η τηλεσκοπική στήλη του τιμονιού, η δοκός πλευρικής προστασίας θυρών, τυποποίηση των αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων, ακτινωτά ελαστικά και συστήματα αποφυγής ακινητοποίησης των οπίσθιων τροχών κατά την πέδηση.

Η δεκαετία του 1970 χαρακτηρίζεται από τις διαφωνίες κατασκευαστών και κυβερνήσεων για το πότε και πως θα τοποθετηθούν αερόσακοι. Το 1979 και το 1980 τοποθετούνται αερόσακοι σε 500.000 αυτοκίνητα στις ΗΠΑ. Όμως, μια σημαντική κυβερνητική απόφαση στην Βικτόρια της Αυστραλίας την 1/1/71 όριζε σαν υποχρεωτική τη χρήση της ζώνης ασφαλείας. Αν και δεν δόθηκε μεγάλη σημασία από τον Τύπο της εποχής, τα αποτελέσματα από την εφαρμογή της ήταν εντυπωσιακά. Ελαττώθηκαν τα θύματα κατά 21%. Ακολούθησαν και άλλες Αυστραλιανές πολιτείες και στην Ευρώπη η Γαλλία, η Φιλανδία και η Γερμανία για να ακολουθήσουν και οι υπόλοιπες χώρες. Στις ΗΠΑ θεωρούσαν ότι δεν ήταν δυνατό να υποχρεωθούν οι Αμερικανοί με νόμο να χρησιμοποιούν ζώνες ασφαλείας. Στην πολιτεία της Νέας Υόρκης η χρήση ζώνης ασφαλείας έγινε υποχρεωτική με νόμο μόλις το 1984 για να ακολουθήσουν και οι άλλες πολιτείες. Την ίδια δεκαετία εμφανίζονται ακτινωτά ελαστικά με χαλύβδινους περιφερειακούς δακτυλίους, σφραγισμένοι συσσωρευτές, συστήματα αποφυγής ακινητοποίησης και των τεσσάρων τροχών κατά την πέδηση, ηχητικά και φωτεινά σήματα για την φθορά των φρένων και τη θέση της ζώνης ασφαλείας, φωτιστικά σώματα ισχύος 150.000 cd αντί 75.000 cd με λαμπτήρες αλογόνου

Στη δεκαετία του 1980 αρχίζει η εφαρμογή και οι συζητήσεις για τα παθητικά συστήματα ασφαλείας. Μέχρι το 1985 17 πολιτείες των ΗΠΑ (με το 51% του πληθυσμού) έχουν ψηφίσει νόμους για την υποχρεωτική χρήση ζωνών ασφαλείας. Από το 1985 και μετά εφαρμόζεται ο αερόσακος συνοδηγού, η προένταση των ζωνών ασφαλείας κατά τη σύγκρουση, αντιθαμβωτικό σύστημα πλαϊνών παραθύρων και η εισαγωγή ηλεκτρονικών συστημάτων αποφυγής της ακινητοποίησης των τροχών κατά την πέδηση.

Στη δεκαετία του 1990 δίνεται έμφαση στην πλευρική προστασία των οχημάτων κατά τη σύγκρουση. Αναπτύσσονται συστήματα πλευρικών αερόσακων που φιλοξενούνται στο κάθισμα ή το προσκέφαλο ή την οροφή, χρησιμοποιούνται τα φώτα ημέρας για καλύτερη ορατότητα του οχήματος, Σχήμα 10. Στην προσπάθεια βελτίωσης της οδικής ασφάλειας αναπτύχθηκαν και συνεχίζουν να αναπτύσσονται προηγμένα συ­στήματα υποστήριξης του οδηγού, που λόγω της μεγάλης ανάπτύξης του τομέα των τηλεπικοινωνιών εγκαθίστανται σε μεγάλο αριθμό ακόμα και σε αυτοκίνητα μεσαίων και μικρών κατηγοριών. Χαρακτηριστικές κατηγορίες τέτοιων συστημάτων αναφέρονται σαν:

Σχήμα 10. Ενισχυμένος κλωβός προστασίας επιβατών σε σύγχρονο αυτοκίνητο

Συστήματα Επικοινωνιών

Συστήματα Πλοήγησης

Συστήματα Ελέγχου Τριβής και Πρόσφυσης

Συστήματα Ελέγχου Πορείας

Σύστημα Παρα­κολούθησης της Εγρήγορσης του Οδηγού

Συστήματα Βελτίωσης της Ορατότητας

Συστήματα Νυκτερινής Όρασης

Συστήματα Παρακολούθησης των Πεζών

Συστήματα Παρακολούθησης των "Τυφλών" Γωνιών

Αισθητήρες περιβάλλοντος

Από τα παραπάνω φαίνεται ότι οι οδηγοί απαιτείται να προσλαμβάνουν ένα συνεχώς αυξανόμενο όγκο πληροφοριών. Το πρό­βλημα είναι πως αυτή η επιβάρυνση επιδρά στην ασφαλή οδήγηση. Οι οδηγοί είναι σε θέση να λαμβάνουν πληρο­φορίες προερχόμενες από περιφερειακές συσκευές του αυτοκινήτου χωρίς να μειώ­νεται η προσοχή τους κατά τη διάρκεια της οδήγησης εφόσον εξασφαλισθεί η συστηματική και ενιαία για όλα τα αυτοκίνητα ροή τους. Έτσι, προκειμένου όλες αυτές οι εντυ­πωσιακές νέες υπηρεσίες να αυξήσουν πράγματι την οδική ασφάλεια αλλά και την άνεση του οδηγού, θα πρέπει να αναπτυχ­θούν ολοκληρωμένα συστήματα διασύνδε­σης οδηγού και αυτοκινήτου, ικανά να χει­ρίζονται μεγάλες ποσότητες πληροφοριών ερχόμενες από διαφορετικά συστήματα και αισθητήρες με τέτοιο τρόπο ώστε να ενημε­ρώνουν τον οδηγό, να τον βοηθούν να παίρνει τις σωστές αποφάσεις, και να διορ­θώνει τα λάθη του, διατηρώντας ταυτόχρο­να το φόρτο εργασίας του σε λογικά επίπεδα.

Αυτό μπορεί να γίνει πραγματικότη­τα μόνο με την χρήση κατάλληλων, απλών και εύκολων στην κατανόηση μηνυμάτων που θα ενημερώνουν τον οδηγό με μοναδι­κό τρόπο για όλες τις πιθανές καταστάσεις, και ταυτόχρονα με την ανάπτυξη ενός συστήματος που θα διαχειρίζεται όλο αυτόν τον όγκο πληροφοριών και θα αποφασίζει πότε θα ενημερώνει τον οδηγό και για ποια θέματα, λαμβάνοντας υπόψη του τόσο το φόρτο εργασίας του, όσο και τις συνθήκες οδήγησης την κάθε συγκεκριμένη στιγμή.

ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ ΚΑΙ ΟΔΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ

Το αυτοκίνητο είναι ο πιο δημοφιλής τρόπος μεταφοράς στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Οκτώ στα δέκα ταξίδια θα συνεχίσουν να γίνονται με αυτοκίνητο και περισσότερα από 35 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα θα διανυθούν με αυτοκίνητο από σήμερα μέχρι το 2010. Αν και η ανάπτυξη των τηλεπικοινωνιών και η χρήση του διαδικτύου προβλέπεται να μειώσει σε ποσοστό 6% την κίνηση των αυτοκινήτων και η εξέλιξη στις δημόσιες μεταφορές θα φθάσει στο 10%, η συντριπτική πλειοψηφία των πολιτών στην Ευρωπαϊκή Ένωση θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούν το αυτοκίνητό τους. Στην Ευρώπη περίπου το 70% των μεταφορών ανθρώπων και αγαθών πραγματοποιούνται οδικά, τοποθετώντας έτσι το αυτοκίνητο στο κέντρο των συζητήσεων που αφορούν στις μεταφορές, με ιδιαίτερη έμφαση στα θέματα οδικής ασφάλειας.

Τα τροχαία ατυχήματα αποτελούν ένα πολύ σοβαρό πρόβλημα της σύγχρονης κοινωνίας. Ανά ώρα ο κίνδυνος τραυματισμού σε ένα τροχαίο ατύχημα είναι περίπου τριάντα φορές πιθανότερος από τον κίνδυνο τραυματισμού σε εργατικό ατύχημα. Ο αριθμός των θανάτων από τροχαία ατυχήματα σε παγκόσμια κλίμακα υπερβαίνει τις 500.000 ετησίως και αυξάνεται κάθε χρόνο. Παγκοσμίως εκτιμάται ότι ένας στους δύο ανθρώπους θα νοσηλευθεί τουλάχιστον μια φορά στην ζωή του, εξαιτίας τροχαίου ατυχήματος, ενώ παράλληλα τα τροχαία ατυχήματα οδηγούν σε μείωση της μέσης προσδοκώμενης διάρκειας ζωής κατά τουλάχιστον 6 μήνες.

Η έρευνα σχετικά με τα τροχαία ατυχήματα έχει αποδείξει ότι τα ατυχήματα προκαλούνται ως αποτέλεσμα μιας σύνθετης διαδικασίας που αφορά στην αλληλεπίδραση παραγόντων του οδικού και κυκλοφοριακού συστήματος όπως η οδός, οι κυκλοφοριακές συνθήκες, το όχημα, ο οδηγός, το περιβάλλον και άλλοι αστάθμητοι παράγοντες. Οι παράγοντες που οδηγούν στο τροχαίο ατύχημα συνήθως δεν είναι τυχαίοι, ενώ ο συνδυασμός των παραγόντων αυτών είναι τυχαίος αλλά προβλέψιμος. Όμως, κοιτάζοντας πίσω στα 100 χρόνια της αυτοκίνησης φαίνεται ότι οι σχεδιαστές, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων και οι νομοθέτες έχουν πολλούς λόγους να αισθάνονται ικανοποιημένοι με την οδική ασφάλεια που επιτεύχθηκε στο διάστημα αυτό. Η οδήγηση άλλαξε και από μια περιπέτεια που φαινόταν αρχικά με την οδική ασφάλεια να αφήνεται αποκλειστικά στις ικανότητες του οδηγού, η σημερινή οδήγηση απαιτεί μεν σημαντικές ικανότητες αλλά αυτές συνδυασμένες με τις τεχνολογικές καινοτομίες με τις οποίες εξοπλίζονται τα οχήματα περιορίζουν τον κίνδυνο ατυχήματος και στην περίπτωση που είναι αναπόφευκτο, ελαττώνουν τη σοβαρότητα των τραυματισμών. Τα τελευταία χρόνια η προστασία σε περίπτωση σύγκρουσης όπως και τα συστήματα αποφυγής μιας σύγκρουσης έχουν εξελιχθεί σημαντικά. Σαν αποτέλεσμα αυτής της προόδου ο αριθμός των θανάτων από τροχαία ατυχήματα έχει μειωθεί σημαντικά σε σχέση με τον ρυθμό αύξησης του παγκόσμιου στόλου οχημάτων.

ΕΠΙΛΟΓΟΣ

Τα τελευταία χρόνια ο κλάδος των μεταφορών γνωρίζει σημαντικές αλλαγές. Αυξημένες απαιτήσεις από την μεριά των κυβερνήσεων αλλαγή στις απαιτήσεις των καταναλωτών και μία αυξανόμενη ποικιλία νέων τεχνολογιών. Στη διάρκεια της τελευταίας δεκαετίας στην τεχνολογία των αυτοκινήτων τέθηκαν διάφορα ερωτήματα αεροδυναμικής, εκπομπής καυσαερίων, κίνησης στους τέσσερις τροχούς, συστήματα ελέγχου της ακινητοποίησης των τροχών κατά την πέδηση και ο περιορισμός στα γνωστά παγκόσμια αποθέματα πετρελαίου. Ένα σημαντικό μέρος της τεχνολογικής προόδου που αποκτήθηκε από τότε έχει ήδη μπει στην παραγωγή και η ανακάλυψη νέων αποθεμάτων πετρελαίου έχει περιορίσει τις ανησυχίες που αφορούν στην διαθέσιμη ενέργεια. Σήμερα, καινούργια ερωτήματα κυριαρχούν. Αυτά αφορούν πρωταρχικά στην απότομη αύξηση του αριθμού των αυτοκινήτων. Τα ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν είναι ο έλεγχος της κυκλοφοριακής συμφόρησης, το πρόβλημα της στάθμευσης, η συσσώρευση όζοντος και καπνού πάνω από πυκνοκατοικημένες περιοχές και η ανακύκλωση των παλαιών αυτοκινήτων. Η παραπέρα ανάπτυξη του αυτοκινήτου θα καθοριστεί εκτός από τα βελτιωμένα εξαρτήματα και τεχνικές από τις γενικές τάσεις ανάπτυξης της τεχνολογίας που στην ουσία αποτελούν την καρδιά του προβλήματος. Η πρόοδος στα ηλεκτρονικά, τα νέα υλικά και τεχνικές σχεδιασμού και παραγωγής υποστηριζόμενες από υπολογιστές θα δώσουν σημαντική ώθηση στη σχεδίαση και την κατασκευή αυτοκινήτων στα προσεχή χρόνια.

Τα ηλεκτρονικά θα παίξουν καθοριστικό ρόλο στις μελλοντικές εξελίξεις στον τομέα της τεχνολογίας. Έχουν αντικαταστήσει πολλά μηχανικά συστήματα και κυριαρχούν σε συστήματα ελέγχου, όπου η ακρίβεια και η συνθετότητα είναι καθοριστικά. Τα ηλεκτρονικά κάνουν το βήμα προς τα εμπρός, από μια απλή λειτουργία ελέγχου σε ένα κλειστό κύκλωμα ελέγχου. Τα ηλεκτρονικά των αυτοκινήτων του μέλλοντος θα αφιερωθούν ακόμη περισσότερο στην πληροφόρηση του οδηγού και έτσι τα ηλεκτρονικά θα αναπτυχθούν πιο περά από το μεμονωμένο αυτοκίνητο. Θα περιλαμβάνουν πληροφόρηση για ότι σχετίζεται με την κυκλοφορία και θα προσφέρουν ανάλυση των συνθηκών κυκλοφορίας και προτάσεις για το ταξίδι.

Όμως, υπάρχουν καινούργιες απαιτήσεις για τις ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου των συστημάτων στα αυτοκίνητα. Χρειάζεται πιο συστηματική συγκρότηση, μεγαλύτερη ολοκλήρωση με τα συστήματα του αυτοκινήτου, ακόμα μεγαλύτερη αξιοπιστία και μικρότερη ευαισθησία στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Πρέπει να αναπτυχθούν μέθοδοι αλληλεπίδρα­σης του οδηγού με το αυτοκίνητο που να λαμβάνουν υπόψη τις πραγματικές ανάγκες του οδηγού και να χρησιμοποιούν τους πιο κατάλληλους και απλούς τρόπους για να του δίνουν πληροφορίες.