Forrude eller vindskærm - en gennemsigtig afskærmning installeret foran køretøjets kabine for at beskytte føreren ( piloten ) og passagererne mod den modkørende luftstrøm, insekter og lignende.
Derudover er forruden et element, der yder et væsentligt bidrag til dannelsen af den aerodynamiske strømning omkring en bil, et fly (AC) og så videre, og designet af dens åbning har en væsentlig indflydelse på stivheden af bilens krop , flyet som helhed. Udviklingen af forruden på en bil, og specifikt på biler til generelle formål, diskuteres nedenfor. Man skal huske på, at det var langsommere på lastbiler .
De første biler havde et åbent karrosseri og behøvede, ligesom åbne hestevogne , ikke ruder. Imidlertid tvang stigningen i hastigheder hurtigt designerne til at tænke på at beskytte føreren og passagererne mod den modkørende luftstrøm. Desuden begyndte der at dukke lukkede karrosserier op, hvor forruden var en nødvendig del.
Den allerførste version af forruden var et rundt gennemsigtigt skjold, fastgjort overfor føreren på ratstammen . Beskyttelsen, den gav, var tæt på symbolsk, men dens tilstedeværelse har allerede gjort det muligt at gøre kørslen mere komfortabel og sikker.
I begyndelsen af det 20. århundrede havde mange modeller en forrude (og versioner med lukkede kroppe også bag og side) lavet af det samme materiale som almindeligt vinduesglas, men sådant glas var skrøbeligt, og fragmenterne af sådant glas var store, skarpe og farlige., og som et resultat begyndte de straks at lave hærdet glas , hvilket øgede styrke og sikkerhed markant . Imidlertid splintres hærdet glas i fragmenter selv med en ikke særlig stærk påvirkning , så denne teknologi var kun egnet til en forrude med forbehold.
På åbne karrosserier blev forruden lavet om at folde helt eller i to halvdele, og på lukkede karrosserier blev den normalt hængt på de øverste hængsler og kunne foldes udad for at forbedre indvendig ventilation (derfor var viskerakslerne placeret oven på glasset) . Dette var forruden indtil midten af 1930'erne, ændringerne påvirkede kun glassets form; desuden begyndte de at gøre det kun i et stykke, uden opdeling i to halvdele og ventilationsåbninger . I 1920'erne dukkede vinduesviskere op med et elektrisk, mekanisk (manuelt eller fra motorakslen) eller pneumatisk (fra vakuum i motorens indsugningsmanifold ) drev.
Nogle modeller af åbne biler (almindeligvis kaldet "dual-cowl phaeton", de havde to separate passagerkabiner) havde to forruder, adskilt for de forreste og bageste passagerrum. Sandsynligvis den sidste bil af denne type var Chrysler Imperial Parade Phaeton produceret i USA i 1952 til deltagelse i forskellige officielle begivenheder.
Så tidligt som i begyndelsen af det 20. århundrede opfandt den franske kemiker Edouard Benedictus glas af typen " triplex " - fra to lag glas og et lag kollodiumfilm lagt mellem dem. Sådant glas brød ikke som sædvanligt i stykker ved sammenstød og smuldrede ikke i små fragmenter med stumpe kanter, som hærdet glas, men revnede og blev tilbage på filmen, hvilket yderligere øgede den passive sikkerhed (ulykker i det motoriserede Amerika i slutningen af 1910'erne og begyndelsen af 1920'erne var ikke ualmindelige). Triplex som forrude dukkede første gang op på 1919 Ford T- modellen. Denne innovation spredte sig over hele landet, og dermed skiftede USA til triplex før nogen anden. Filmen af de første tre-lags glas blev hurtigt gul.
Forrude "skjold" på en 1913 Ford T.
Ford model 40 (1934) med forruden på klem.
En Hispano-Suiza fra 1924 med en Dual-Cowl Phæton krop - to forruder i foldbare rammer.
1924 Studebaker Light Six med forrudesektioner på klem.
Allerede i midten af 1930'erne fremkaldte udviklingen af bildesign en vigtig ændring i designet af forruder. Som et resultat af populariseringen af en række forskeres værker, for eksempel den tyske Edmund Rumplerog ungarske Paul Jaray[1] , i området med luftstrøm rundt om bilen bliver kroppens form mere afrundet, hvilket bedre opfylder kravene til aerodynamik. Under sådanne forhold passede en flad forrude i ét stykke, monteret lodret eller næsten lodret, ikke længere designerne.
Imidlertid eksisterede teknologien til masseproduktion af buet glas endnu ikke i disse år. Udgangen var V-formede forruder fra to flade halvdele, som passede godt ind i de afrundede konturer af karosserier i anden halvdel af 1930'erne. Opdelingen af glasset i to dele forbundet med en skillevæg med en tætning, placeret i en vinkel i forhold til hinanden, tvang installationen af to vinduesviskere, da man ikke kunne rense begge halvdele af det V-formede glas (selvom viskeren på passagersiden var oprindeligt en mulighed).
Et af de første eksempler på en sådan løsning var Chrysler Airflow- modellen , skabt som et resultat af fortsat forskning i den retning, som Yarais tidligere arbejde [2] satte . Det er mærkeligt, at denne bils krop er klassificeret af moderne forskere som "falsk-strømlinet", da det faktiske fald i luftmodstanden ikke oversteg 25%. [2]
V-formet glas begyndte at blive placeret i en vis vinkel i forhold til lodret (oprindeligt var det lille og udgjorde omkring 20-35 °), hvilket ikke kun gjorde det muligt at forbedre den ydre opfattelse af bilen, for at gøre den visuelt mere dynamisk, men også i praksis for lidt at forbedre effektiviseringen af kroppene.
Af sikkerhedsmæssige årsager bliver folde- og foldevinduer, som var populære i den tidligere æra, gradvist opgivet - til skade for indvendig ventilation, som nu blev udført gennem et system af roterende eller glidende "vinduer" og/eller elruder ( som optrådte i sidedørenes ruder) (som dukkede op allerede i slutningen af 1920- x år). Forruden på alle typer karosserier begynder at blive installeret inde i en kraftig åbning ved hjælp af en gummitætning. Med et kraftigt slag af førerens eller passagerens hoved på et sådant glas fløj det helt ud af åbningen og slukkede stødenergien. Biler med fast forrude i åbningen kunne ofte kendes på den nederste position af viskerakslerne – tidligere skulle de placeres ovenpå, så de lænede sig tilbage med glasset.
Disse designinnovationer blev almindelige i løbet af anden halvdel af 1930'erne og 1940'erne. De eneste undtagelser var nogle åbne biler, for eksempel havde militæret Willys MB (1941) en flip-down forrude i en let ramme.
I disse år så de første forsøg på at forbedre førerens udsyn ved at skabe et panoramaglas, samtidig med at forbedre strømliningen af bilen en smule, og i højere grad - give den et mere strømlinet udseende.
Da teknologien til fremstilling af buet glas af denne størrelse stadig manglede, blev forruden samlet af flere flade mindre, adskilt af søjler [3] ( i illustrationen til venstre ).
Efter krigen begyndte formen på karosserierne at ændre sig hurtigt, dog forblev glasset stadig V-formet. I slutningen af 1940'erne og 1950'erne blev proportionerne af karosserierne revideret, højden på siderne af karosseriet faldt, og rudearealet øgedes, hvilket gjorde, at forrudens areal også blev større [4] ( i illustrationen på højre ).
Øgede krav til den optiske kvalitet af forruden i lang tid gjorde det ikke muligt at bøje den, selvom de bagerste vinduer blev lavet buede længe før det; for eksempel på "Victory", mestret i produktion i 1946, var der en buet bagrude. I dette tilfælde viste det sig ikke at være særlig vellykket - glasset var lille i størrelsen, desuden var fabrikationsfejl ikke ualmindelige [5] , og på grund af ufuldkommen produktionsteknologi havde glas ikke de nødvendige optiske egenskaber - lige skinner igennem så den stærkt buet ud [6] . Bagglasset fra ZIM (1949) [7] var også bøjet , og på dette tidspunkt var det muligt at løse teknologiske problemer, og glassets størrelse var betydeligt forøget sammenlignet med Pobeda. Forruden på disse biler forblev en V-formet af to flade halvdele [7] .
Den første buede forrude på en produktionsbil dukkede op i 1934 på de dyreste varianter af Chrysler Airflow -modellerne , men vandt ikke popularitet. På massemodeller begyndte buede forruder først at dukke op i begyndelsen af 1950'erne. Selvfølgelig passer de endnu bedre end de V-formede ind i de glatte afrundede konturer af disse års biler. I mellemtiden havde de fra et praktisk synspunkt mange ulemper - de blev mindre rengjorte med en glasrens, de var sværere og dyrere at fremstille, og de gloede i solen. Derudover eksisterede teknologien til fremstilling af buet glas som "triplex" ikke i nogen tid, og efter dets udseende var de dyre, så oprindeligt bøjet glas blev tvunget til at blive gjort simpelt hærdet, selvom teknologien til fremstilling af flad "triplex" var godt mestret allerede før krigen. I USA lærte de at lave bøjede "triplexer" tilbage i halvtredserne, men i Europa og USSR begynder deres udbredte brug først i begyndelsen af 1970'erne (i USSR blev triplexglas for første gang brugt på GAZ -A , da bilen var en licensudgave af den amerikanske Ford A ).
Oprindeligt blev buede forruder lavet af to halvdele, ligesom de tidligere V-formede. Disse forruder blev introduceret på Cadillac - biler allerede i 1948-modellen. Noget senere dukkede buede forruder op på biler fra andre amerikanske producenter (på Buicks - i 1949, på Chevrolets - i 1950, på Dodges og Plymouths - i 1951, Fords - i 1952, og i ét stykke osv.). Bagruden begynder også at blive bøjet. Skiver med manuel, vakuum eller elektrisk drev begynder at dukke op, først som ekstraudstyr.
Senere er buede forruder fordelt over hele verden. Det første bøjede glas i USSR blev installeret på Moskvich-402 og Volga GAZ-21 (1956).
Arealet af forruden, såvel som ruder generelt, er løbende blevet øget i løbet af det næste årti, både ved at øge dens højde og bøjning og på grund af den større hældning, som har forbedret sigtbarheden væsentligt og dermed den aktive bilens sikkerhed. Det øgede rudeareal har ført til, at det indre af bilen er blevet mere synligt for en udefrakommende iagttager - dette førte designerne til behovet for en mere grundig undersøgelse af dens stil, der bringer den i overensstemmelse med karrosseriet. Især i 1950'erne blev saloner populære, der matchede finishens farve til kroppen, eller tværtimod dannede en specielt udvalgt behagelig kontrastkombination med den. Hertil kom den seneste udvikling inden for kunstige materialer - plastik, kunstlæder, stoffer med lurex og så videre.
Toppen af den teknologiske udvikling i 1950'erne inden for bilglasproduktion var panoramaforruder. Cadillac blev igen en pioner her - i 1953 dukkede en panoramaforrude op på Eldorado -modellen, hvis hjørner var bøjet på karosseriets sidevægge, og søjlerne var lodrette. I disse år virkede dette meget usædvanligt, og teknologierne til fremstilling af sådanne briller var netop blevet udviklet. Men i 1954 havde alle Cadillac-modeller allerede sådan en forrude. Og i 1955 sluttede de fleste amerikanske producenter sig til dem. Bagruderne begynder også at blive lavet panoramaudsigt, først i tre dele.
Toppen af udviklingen af "panoramaer" var 1958 og 1959 modelår. I denne periode dukkede forruder op med omvendt skrånende søjler "strøet" tilbage, forskelligt buede søjler osv. Mercury tilbød biler med en forrude, der havde en kurve i den øverste del, der gik til taget og angiveligt gav dig mulighed for bedre at se trafiklys i byen. I de samme år blev tonede ruder, forruder med mørklagt overdel, udbredt i USA ; selv de såkaldte atermiske briller dukkede op , det vil sige, at de ikke lader varme ind i bilens interiør og forhindrer den i at varme op fra solens stråler (selvom deres udbredelse ikke var høj i disse år).
Måske den mest ekstreme version af ruder på en produktionsbil i disse år var måske Cadillacs og Buicks af 1959-modelåret bag på "fire-dørs hardtop": de havde ikke kun en enorm panoramaforrude med bakgear. hældning af søjlerne, men også en meget bred panoramabag af den såkaldte "Vista" type, derudover et helt fladt tagpanel understøttet af meget lette søjler. Udseendet var fremragende, men dette tagdesign viste sig at være farligt, da bilen væltede, og blev udgået efter et år.
Amerikanske konceptbiler fra disse år havde endnu større panoramaforruder, for eksempel på Ford Nucleon atombilprojektet skulle et enkelt panoramaglas langt ud til sidevæggen. Andre konceptbiler sørgede endda for udskiftning af det glasbelagte cockpit med en fuldglasset kaleche af flytypen eller endda to separate lygter (til højre og venstre halvdel af kabinen), men i praksis blev det ikke til det.
I Europa blev nyheden imidlertid behandlet med mere tilbageholdenhed - især da det tekniske niveau i Europa haltede bagefter det nordamerikanske, og V-formede briller blev stadig installeret på mange biler i disse år (inklusive den indenlandske Pobeda GAZ-M- 20 og ZIMe ), eller endda solide flade (" Moskvich-400 ", gamle modeller af Fiat og Renault, Lloyd 600 / Alexander og mange andre stadig produceret ). På mere moderne biler - såsom Volga , BMW 501 eller Mercedes-Benz Ponton - var der allerede installeret bøjede forruder og bagruder, men de fleste producenter har endnu ikke tænkt på at introducere "panoramaer" efter amerikansk model (i Tjekkoslovakiet i 1956) , som en del af udviklingen af en ny model til at erstatte overgangstypen Škoda 440 , blev der lavet en prototype af forhjulstrækket Škoda 976 med en næsten lodret frontstolpe; den gik ikke i serie på grund af umuligheden af at udføre egen produktion af CV-led uden at købe licens). Europæiske firmaer tæt knyttet til den amerikanske bilindustri - Facel-Vega , Opel og Vauxhall Motors - forsøgte i slutningen af halvtredserne at bringe modeller med panoramavinduer af "amerikansk type" på markedet, men på en bil i europæisk størrelse - meget mere kompakt end de fleste amerikanske - dette design førte beslutningen til et kraftigt fald i størrelsen af døråbningerne og vanskelig landing i kabinen, hvilket forårsagede ret rimelig kritik. Mere praktiske europæere valgte nem ind- og udstigning frem for prangende design. Som et resultat blev panoramavinduer i Europa brugt sjældent, og som regel i den mindst ekstravagante version - minimalt til sidevæggen og med traditionelt strøede bagsøjler. Disse var forruderne på den indenlandske "Seagull" og ZIL-111. Størstedelen af de europæiske bilproducenter er derimod ganske enkelt "smuttet igennem" panoramarudernes relativt korte storhedstid.
I slutningen af 1950'erne viste det sig, at den lodrette - og i øvrigt med en omvendt hældning - forrudestiver (i USA kaldtes en sådan stiver for den karakteristiske bøjning "hundeben" - hundeben ) forstyrrer indstigning og ud af bilen, svækker kroppen og forårsager overdreven deformation under en ulykke [4] . Selve panoramaglasset er heller ikke fejlfrit - det blænder kraftigt, forvrænger billedet. Endelig førte selve udviklingen af amerikansk design allerede i begyndelsen af 1960'erne til fremkomsten af biler med mere firkantede, "hakkede" konturer, i det ydre af hvilke panorama- og endda semi-panoramiske vinduer ikke passede godt. Som et resultat gik USA tilbage til den buede forrude. I flere år eksisterede semi-panoramaglas, som havde små bøjninger i den nederste del og en buet åbningsstolpe, men i midten af årtiet var de helt forsvundet.
Selv i USA blev panoramabrillernes historie faktisk reduceret til en relativt kort periode - fra 1953 til 1961, og de var generelt kun udbredt fra 1955 til 1959/1960. Og kun Chrysler producerede flere high-end modeller ( Imperial ) med semi-panoramiske forruder indtil midten af tresserne. I midten af 1960'erne var panoramavinduer stort set glemt. Sjældne forældede modeller, designet tilbage i 1950'erne, blev leveret med dem i længere tid, men de fleste biler modtog forruder, der kun var buede nok til at passe ind i det kantede design af biler fra denne æra.
I vores tid er der dog en delvis tilbagevenden til ideen om en panoramaforrude, men nu betyder dette udtryk ikke længere et stærkt buet glas, der strækker sig ud på siden af kroppen, men kun tilstedeværelsen af relativt små ekstra vinduer i tagets A-stolper, adskilt fra selve forruden. Denne stil optrådte på minivans (for eksempel Renault Espace ), og bruges nu ofte på små biler med relativt høje karosserier, som Toyota Auris . Nogle distributioner, hovedsageligt på franske modeller, har også forruder, der delvist går op på taget af bilen. Det er udelukket, at disse "panoramaer" i en overskuelig fremtid kommer tilbage på grund af de radikale skærpelser af kravene til bilers sikkerhed ved en kollision.
I de følgende årtier skete der ingen særlige innovationer. Forruden vipper tilbage mere og mere hvert år for at forbedre aerodynamikken; i overensstemmelse hermed stiger deres areal og arbejdsindsats.
I 1980'erne - 1990'erne, på grund af fremkomsten af nye teknologier, ændres designen af forruden og dens blænde: gummitætninger forsvinder, nu limes glassene direkte ind i åbningen - dette reducerer aerodynamisk modstand og øger kroppens stivhed, men kræver øget præcision i glasfremstilling og udvikling af en teknologi til at påføre en speciel belægning på dets kanter for et stærkt hold i åbningen med lim. Selvom denne teknologi første gang blev brugt i 1973 på fjerde generation af Oldsmobile Cutlass , blev samlingen maskeret af avancerede lister-kanter på samme måde som de år [8] .
Der er nye belægninger, der reducerer glasforurening. Opvarmning indbygget i forruden er ved at få en vis udbredelse . Teknologien til fremstilling af trelagsglas fortsætter med at forbedre sig, de bliver mere sikre. Atermiske briller, som ikke lukker varmen fra sollys ind i kabinen, er ved at blive udbredt. Vinduesviskerne og -vaskerne aktiveres automatisk af regnsensoren .
En interessant udvikling er et system til visning af hastighedsdata og anden information på forruden. En anden nyhed er en nattesynsanordning til kørsel i mørke, der projicerer et billede direkte på glasset.
På nuværende tidspunkt er forruden på en moderne bil et præcisionsfremstillet, teknisk komplekst, videnskabsintensivt produkt, et produkt af årtiers evolution.
Som den amerikanske forsker V. E. Lays [4] eksperimenter på modeller i en vindtunnel viste , påvirker forrudens geometri og placering alvorligt bilens aerodynamik .
Minimumværdierne af strømliningskoefficienten Cx (dvs. det laveste aerodynamiske modstand), alt andet lige, opnås, når forrudens hældningsvinkel er 45 ... 50 grader i forhold til lodret, hvilket gør en yderligere stigning i hældningen ikke føre til en seriøs forbedring af effektiviseringen. Forskellen mellem bedste og værste (med lodret forrude) værdier var 8...13%.
De samme forsøg viser, at forskellen i strømliningskoefficienterne for en bil med flad forrude og med glas af den mest aerodynamisk fordelagtige form (halvcirkelformet snit, uopnåelig på en rigtig bil), alt andet lige, er 7...12 %.
Derudover indikerer litteraturen [4] , at en væsentlig rolle i dannelsen af det aerodynamiske billede af bilens karosseri spilles af udformningen af overgange fra forruden til tag, karrosserisider og kaleche, som skal være så glatte som muligt. . I dag er en spoiler cutter i form af en "opadvendt" bagkant af kalechen meget brugt, som afleder luftstrømmen fra kanten af kalechen og forruden, så viskerne står i den aerodynamiske "skygge". Tagrender må ikke placeres ved overgangspunkterne fra forruden til karosseriets og tagets sidevægge, da luftstrømmen stiger kraftigt ved disse overgange. [4] Vigtigheden af at bruge moderne limet glas bemærkes, som ikke kun reducerer luftmodstanden markant, men også øger den strukturelle styrke af kroppen som helhed.
På britisk engelsk ( UK , Australien , New Zealand ) bruges udtrykket "forrude" til forrude . Derudover omtales forruden på åbne vintage sportsvogne under 20 cm (8 tommer for at være præcis) nogle gange som "aeroscreen" .
På amerikansk engelsk bruges udtrykket "windshield" , og "windscreen" betyder normalt et fuzzy eller polyurethan-overlay på en mikrofon, der reducerer baggrundsstøj. På britisk engelsk er det modsatte sandt.
På japansk engelsk er den tilsvarende betegnelse for forrude "forrude" .
På tysk ville "forrude" være "Windschutzscheibe" og på fransk " pare-brise" . Italiensk og spansk bruger lignende og sprogligt beslægtede udtryk henholdsvis "parabrezza" og " parabrisas" .
| Køretøjsdesign | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| |||||
| |||||
| Se også: Automotive design | |||||