Jak będą wyglądać kierownice przyszłości? Jakie kierownice? [MOTO 2030]

Łukasz Kifer
Kierownice to tylko z pozoru banalny temat. Służą do kontroli samochodów, ale są symbolem panowania kierowcy. Nieprzypadkowo ostatnio bardzo się zmieniają. Ewolucja kierownic to sygnał, że drżą fundamenty techniczne motoryzacji. Musimy się z tym pogodzić.

MOTO 2030 to piątkowy cykl Gazeta.pl, w którym poruszamy najważniejsze tematy dotyczące przyszłości motoryzacji, transportu i technologii. Nie zabraknie tu także ciekawych historii konstruktorów oraz opisu dziejów firm, których przeszłość ma wpływ na to, jak będzie wyglądała motoryzacja przyszłości. Samochody, drogi i miasta na naszych oczach bardzo dynamicznie się zmieniają. Co piątek dziennikarze Moto.pl będą o tych zmianach pisać. Tutaj znajdują się wszystkie artykuły z cyklu MOTO 2030.

Powyższy tytuł to autentyczny dialog z inżynierem pewnego koncernu motoryzacyjnego. Kierownice zmieniają się w samochodach od wielu lat w wyniku postępu technicznego. Jego końcowym etapem rzeczywiście ma być ich znikanie z aut, bo przestaną być potrzebne. Będziemy musieli na to jeszcze dość długo poczekać, ale pierwsze jaskółki takich zmian są widoczne od kilku lat.

Najpierw jednak warto się przyjrzeć temu, jak zmieniały się kierownice na przestrzeni motoryzacyjnych dziejów. Kiedyś były gigantyczne. Musiały zapewnić odpowiednie przełożenie, które pozwalało na skręcanie kół w układach kierowniczych bez wspomagania. Regulowanie go zębatkami w układzie kierowniczym było możliwe tylko do pewnego stopnia, bo zbyt bezpośrednie przełożenie wymagałoby ogromnej siły, a i tak ówcześni kierowcy musieli mieć silne ręce.

Im szersze stawały się opony, tym większej siły wymagało skręcanie kół w samochodach. Wszystko zmieniło się wraz z popularyzacją wspomagania układu kierowniczego. Tak naprawdę wspomaganie zadebiutowało już na samym początku motoryzacji. Z oczywistych względów najpierw w ciężarówkach.

Wojciech Halarewicz, MazdaWojciech Halarewicz. "Jeśli chcesz zrobić karierę, naucz się pokory"

Na początku było wspomaganie kierownicy i to elektryczne

Pierwszym pojazdem, który został w nie wyposażony, podobno była pięciotonowa ciężarówka Columbia z 1903 roku. Co ciekawe, wspomaganie było elektryczne. Hydraulicznie wspomagany układ kierowniczy pojawił się dopiero w 1926 r. dzięki inżynierowi z firmy Pierce-Arrow, który nazywał się Francis W. Davis.

Wnętrze Tesli Model S PlaidWnętrze Tesli Model S Plaid fot. Tesla

Później Davis zmienił pracę i przeszedł do General Motors. Tam nawiązał współpracę z firmą Bendix. Rozwój wspomaganych układów kierowniczych przyspieszyła II wojna światowa, bo były niezbędne w ciężkich ciężarówkach wojskowych.

Pierwszym samochodem osobowym produkowanym seryjnie i wyposażonym w hydrauliczne wspomaganie nie był jednak model GM, tylko konkurencyjnego koncernu. Wprowadził je Chrysler w modelu Imperial z 1951 r., korzystając z wygaśnięcia ochrony patentowej wynalazku Davisa. General Motors zrobiło to rok później. Tak czy inaczej, pierwsi oczywiście musieli być Amerykanie, którzy od stuleci potwierdzają maksymę, że lenistwo jest najlepszym katalizatorem pomysłów.

Reszta była historią. Wspomaganie kierownicy stawało się coraz popularniejsze i lepsze, ale mniejsze samochody były pozbawione go nawet w XXI w. Dotyczy to między innymi niezwykle popularnego w Polsce Fiata Seicento. Przez większość lat produkcji tego miejskiego auta wspomaganie stanowiło egzotyczną cenowo opcję.

Platforma wiertnicza służąca do wydobycia ropy naftowejDerusyfikacja węglowodorów. Co może oznaczać dla polskiej motoryzacji? [MOTO 2030]

Wspomaganie układu kierowniczego w poczciwym Seicento nie było hydrauliczne, tylko elektryczne. Takie rozwiązanie zaczęło dominować w autach na początku aktualnego tysiąclecia. Okazało się tańsze, wydajniejsze energetycznie. Poza tym działa nawet przy wyłączonym silniku, co ma duże znaczenie z powodu obowiązkowych układów stop-start, które się pojawiły mniej więcej w tym samym czasie.

Na początku kierowcy zawsze narzekają. Potem się przyzwyczajają

Na początku niektórzy kierowcy skarżyli się na mniej precyzyjne działanie układu kierowniczego z elektrycznym wspomaganiem, ale w przeszłości podobne zarzuty kierowano w stronę wspomagania hydraulicznego. Historia powtórzyła się po raz kolejny, kiedy pierwszy producent zdecydował się w ogóle zrezygnować z tradycyjnego układu kierowniczego.

Zrobiła to nieobecna już na europejskim rynku luksusowa marka koncernu Nissan, czyli Infiniti. W dwóch modelach z 2017 r. - Infiniti Q50 i Q60 - opcjonalnie był oferowany układ Direct Adaptive Steering pozbawiony stałego połączenia kierownicy z kołami.

Infiniti były pierwszymi samochodami na świecie, w których zastosowano rozwiązanie znane z lotnictwa jako fly-by-wire, tylko w wersji drogowej. Z perspektywy czasu trzeba to uznać za bardzo ryzykowną i przedwczesną decyzję, przynajmniej z handlowego punktu widzenia.

Zamiast tradycyjnej przekładni i listwy kierowniczej Infiniti użyło zestawu sterowników i czujników przy kierownicy, które przekazywały informacje do silników elektrycznych sterujących przekładnią kierowniczą przy kołach.

Układ kierowniczy Direct Adaptive Steering w Infiniti Q50Układ kierowniczy Direct Adaptive Steering w Infiniti Q50 fot. Infiniti

Japończycy obawiali się całkowicie zrezygnować z kolumny kierowniczej ze względów bezpieczeństwa, dlatego pozostawili ją, ale rozłączoną specjalnym sprzęgłem, które w awaryjnej sytuacji mogło fizycznie połączyć koła z kierownicą.

Kierowcy i dziennikarze krytykowali to rozwiązanie za brak precyzji i trudności z wyczuciem tego, co dzieje się z przednimi kołami tak bardzo, że zostało szybko wycofane ze sprzedaży. Ale na pewno wróci i to niebawem, bo układ kierowniczy steer-by-wire ma wiele zalet, tylko wymaga dopracowania.

Tradycyjny układ kierowniczy wymaga ciągłych korekt jazdy ze względu na siły działające na niego za pośrednictwem kół. Kierowcy są do tego przyzwyczajeni i właśnie takich korekt nam brakowało w czasiej jazdy Infiniti. Direct Adaptive Steering ich nie wymagało, a drobnych zmian toru jazdy wynikających z warunków drogowych dokonywał automatycznie komputer.

Takie rozwiązanie stanie się niezbędne w autach autonomicznych czwartego i piątego poziomu, które z definicji w ogóle nie wymagają montowania kierownicy w kabinie. Jeśli takie urządzenie ma być nawet tymczasowo usuwane z pola widzenia kierowcy, samochodowy układ kierowniczy musi opierać się na technologii steer-by-wire.

Eksperymentalny Mercedes F 015 (Można go oglądać na wystawie 'Przyszłość jest dziś' w warszawskim Centrum Nauki Kopernik)Kiedy auta zaczną jeździć same? Właśnie zaczęły

Zmiana kształtu kierownic to klasyczny przykład ewolucji

Na razie producenci masowo stosują inne rozwiązanie, czyli układ kierowniczy o zmiennym przełożeniu. Pierwsze takie próby poczyniło BMW w modelu serii 5 (E60) z 2003 r. Jego prototypowa wersja była testowana w poprzednim BMW typoszeregu E39. Pierwsza implementacja tego wynalazku również nie była zbyt udana, ale taki jest los pionierów.

Układ kierowniczy nazwany przez BMW Active Steering regulował automatycznie nie tylko siłę wspomagania w zależności od prędkości (co wówczas już było przemysłowym standardem), lecz także kąt obrotu kierownicy, który trzeba wykonać, żeby koła skręciły się o konkretną liczbę stopni.

Kierownica Lexusa RZ 450eKierownica Lexusa RZ 450e fot. Lexus

W takich układach przełożenie zmienia się w zależności od prędkości jazdy oraz szybkości i kąta skrętu kierownicy. W bardziej dopracowanym wydaniu zmienne przełożenie ułatwia jazdę, bo nie unikamy krzyżowania rąk na kierownicy (co przy okazji jest bezpieczniejsze) i umożliwia szybsze korekty toru jazdy przez układy pilnujące aktywnego bezpieczeństwa.

Cała wyżej opisana ewolucja układów kierowniczych wpływała na wygląd elementu, który nim steruje. Chodzi oczywiście o kierownicę. Po wprowadzeniu wspomagania średnica jej wieńca mogła zmaleć, bo kręcenie nie wymagało dużej siły.

Z kolei wprowadzenie układów kierowniczych o zmiennym przełożeniu pozwoliło producentom bardziej eksperymentować z ich kształtem. Skoro rzadziej przekładamy ręce na kole kierownicy, ono wcale nie musi być okrągłe. Styliści wreszcie mogli zaszaleć.

Firederike Kienitz, wiceprezeska Nissan AMIEOFriederike Kienitz. "Stoimy przed wielką szansą. Musimy wybrać właściwą stronę medalu" [MOTO 2030]

Klienci podobno lubią spłaszczone kierownice, bo wyglądają sportowo i ułatwiają siadanie w fotelu kierowcy posiadaczom większych brzuchów. Oprócz tego na kierownicach z czasem pojawiało się coraz więcej przycisków, pokręteł i ekranów, które obsługują dodatkowe funkcje. W rezultacie kierownice w cywilnych samochodach zaczęły przypominać manipulatory z bolidów Formuły 1.

Dodatkowo na kolumnie pojawia się coraz większa liczba dźwigienek. Chwilowe apogeum osiągnęła w nowym elektrycznym modelu Renault Megane E-TECH (jest tam ich aż sześć, w tym cztery z prawej strony), ale to z pewnością nie jest ostatnie słowo projektantów.

Jaka będzie przyszłość kierownic, skoro odgrywają coraz mniejszą rolę? Już teraz często zamiast nas decyzję o kierunku jazdy podejmują automatycznie układy bezpieczeństwa ADAS (ang. Advanced Driver Assistance Systems). Korygują tor jazdy auta oraz parkują je automatycznie, we wskazanym miejscu.

 

Najodważniejsze firmy już wprowadziły do aut wolanty. To dopiero początek

Dzięki dwóm producentom nie musimy domyślać się kolejnych etapów rozwoju kierownic. Pierwsza to Tesla. Firma Elona Muska w najświeższym wydaniu flagowego sedana zamiast kierownicy o w miarę kolistym kształcie zastosowała futurystyczny wolant rodem z samolotu. Tak wygląda manipulator w kabinie 1000-konnej Tesli Model S Plaid.

Oczywiście wszyscy znów narzekają, twierdząc, że jazda takim autem jest niewygodna, a pozbycie się dźwigienek kierunkowskazów na rzecz przycisków to już kompletna pomyłka. Pamiętacie, co wcześniej pisałem o pionierach?

Na szczęście znalazł się drugi odważny, czyli Lexus. Japoński producent wprowadził wolant do wyposażenia dodatkowego nowego elektrycznego SUV-a, Lexusa RZ 450e. Połączył go z układem kierowniczym o zmiennym przełożeniu opracowanym w technologii steer-by-wire. W uproszczeniu można stwierdzić, że takie rozwiązania pierwsze wprowadzają firmy, które myślą najbardziej poważnie o autonomii.

Dzieje się tak, ponieważ w ten sposób stopniowo starają się przygotować kierowców do sytuacji, w której ich udział w prowadzeniu będzie się radykalnie zmniejszał. Owszem, wolant jest mniej wygodny od tradycyjnej kierownicy, ale w przyszłości to nie będzie mieć znaczenia. I tak będziemy coraz rzadziej z niego korzystać.

Nadejdzie czas, kiedy zamiast nagminnie będziemy prowadzić auta sporadycznie. Wówczas kształt wolantu przestanie przeszkadzać. Takie urządzenie łatwiej ukryć w desce rozdzielczej. Pojawiają się już teraz, żeby ułatwić kierowcom pogodzenie się z nieuchronnymi zmianami.

Nissan LEAF z 2010 rokuPrzegapiliśmy rewolucję, ale wkrótce trudno będzie jej nie zauważyć [MOTO 2030]

W przyszłości wolantów będzie coraz więcej. Poza nimi kiedyś zaczną pojawiać się inne manipulatory, na przykład znane graczom dżojstiki, a nawet pady. Prędkość ewolucji kierownic zależy od tego, jak szybko będzie wzrastać precyzja wspomagających nas układów autonomicznych, ale przede wszystkim od tego, czy nadąży za nimi nasza mentalność. Zazwyczaj to ona potrzebuje najwięcej czasu, żeby się dostosować do rzeczywistości, którą kreuje technologia.

Ewolucja kierownicy w bolidzie Formuły 1Ewolucja kierownicy w bolidzie Formuły 1 fot. Mercedes/Steve Etherington

Więcej o: