Автомобильный дизайн
Современный автомобиль – это сложная техническая система, состоящая из подсистем со специфическими конструктивными функциями. Некоторые из них состоят из тысяч компонентов, развившихся в результате прорыва в существующих технологиях или новых технологий, таких как электронные компьютеры, высокопрочный пластик и новые сплавы стали и цветных металлов. Некоторые подсистемы возникли в результате таких факторов, как загрязнение воздуха, законодательство о безопасности и конкуренция между производителями по всему миру.
Легковые автомобили стали основным средством семейного транспорта, примерно 1,4 миллиарда автомобилей по всему миру. Около четверти приходится на Соединенные Штаты, где ежегодно преодолевается более трех триллионов миль (почти пять триллионов километров). За последние годы американцам предложили сотни разных моделей, около половины из них от иностранных производителей. Чтобы воспользоваться своими технологическими достижениями, производители все чаще внедряют новые конструкции. Благодаря примерно 70 миллионам новых единиц, производимых ежегодно по всему миру, производители смогли разделить рынок на многие очень маленькие сегменты, которые, тем не менее, остаются прибыльными.
Новые технические разработки признаны залогом успешной конкуренции. Все производители и поставщики автомобилей наняли инженеров и ученых по исследованиям и разработкам для усовершенствования кузова, шасси, двигателя, трансмиссии, систем управления, систем безопасности и систем контроля выбросов.
Эти выдающиеся технические достижения не проходят без экономических последствий. Согласно исследованию Ward’s Communications Incorporated, средняя стоимость нового американского автомобиля выросла на 4700 долларов США (в пересчете на стоимость доллара в 2000 году) между 1980 и 2001 годами из-за обязательных требований по безопасности и контролю выбросов (например, приложение подушек безопасности и каталитических) нейтрализаторов). Новые требования продолжали вводиться и в последующие годы. Добавление компьютерных технологий стало еще одним фактором, который повысил цены на выросшие на 29 процентов автомобили между 2009 и 2019 годами. Это в дополнение к потребительским расходам, связанным с инженерными усовершенствованиями экономии топлива, которые могут быть компенсированы сокращением закупки топлива.
Конструкция транспортного средства в значительной степени зависит от его назначения. Автомобили для бездорожья должны иметь прочные, простые системы с высокой стойкостью к сильным перегрузкам и экстремальным условиям эксплуатации. Напротив, продукты, предназначенные для систем высокоскоростных дорог с ограниченным доступом, требуют больше возможностей для комфорта пассажиров, повышенной производительности двигателя и оптимизированной управляемости на высокой скорости и стабильности автомобиля. Устойчивость зависит главным образом от распределения веса между передними и задними колесами, высоты центра тяжести и его положения относительно центра аэродинамического давления автомобиля, характеристик подвески и выбора колес, используемых для движения. Деление веса зависит главным образом от расположения и размера двигателя. Обычная практика переднего расположения двигателей использует стабильность, которую легче достичь с помощью такой компоновки. Развитие алюминиевых двигателей и новых производственных процессов, однако, позволили разместить двигатель сзади без ущерба для стабильности.