Перспективная пятилетка

Всеобщая экономическая стагнация остро ставит вопрос, нужен ли нам автомобиль в том виде, в каком он предлагается сейчас. И если нет, то как он будет выглядеть в ближайшем будущем. Автомобильный критик ДЕНИС ОРЛОВ наметил штрихи к портрету машин следующих пяти лет.

Автомобиль автономного пробега

Очевидно, что автомобиль нельзя более рассматривать в отрыве от среды обитания. Машин вокруг настолько много, что их бездумное и хаотичное использование начало угрожать человеческой цивилизации. Ежегодно в автомобильных авариях по всему миру гибнет около 2 млн человек. Остальные вдыхают отработавшие газы и испытывают стресс, простаивая в пробках. Вопросы о том, как упорядочить движение, как сократить аварийность и как сделать автомобиль безопаснее, чище и экономичнее отныне изучаются как комплексная проблема. То есть речь идет о создании интеллектуальной транспортной системы.

Одним из решений является автоматизация управления автомобилем. Экспериментальные образцы, способные передвигаться без участия водителя, уже выведены на дороги. "Беспилотники" от Google и Continental допущены к эксплуатации по дорогам США, а их аналогу, подготовленному фирмой Bosch, разрешили ездить по германским автобанам. Возможно, утверждение представителей компании Continental о том, что к 2025 году на дороги выйдут серийные беспилотные автомобили, и покажется фантастикой, однако еще недавно такой же фантастикой казались поезда без машинистов и самолетные автопилоты, позволяющие сажать лайнеры в крупнейших аэропортах мира без участия экипажа.

Почему мы так скептически настроены по отношению к подобным прогнозам? Ответ прост: элементы полностью автоматического управления используются уже сегодня, однако работают от случая к случаю. Устройства, предупреждающие о приближении попутной машины в слепой зоне, слишком нервируют и мешают оперативно перестраиваться по полосам, системы автоматического торможения не всегда видят препятствие, датчики автопарковщиков капризничают при перемене погоды. Очевидно, что мы находимся в самом начале большого пути. Распространение автоматических помощников водителя начнется в наиболее очевидных с точки зрения алгоритма поведения областях: движение в колонне, парковка, заезд и размещение на многоуровневой стоянке. Одновременно с этим автомобили обзаведутся способностью общаться друг с другом через систему сотовой связи и через спутники (так называемая car-to-car communication). Например, получать информацию об участке дороги с пониженным коэффициентом сцепления. Водителю ничего не потребуется для этого делать: по проскальзыванию колеса электроника распознает опасный участок, внесет изменения в работу двигателя и трансмиссии, а заодно пошлет сигнал всем машинам, следующим тем же маршрутом.

Для всего этого автомобилю потребуются "органы восприятия", которыми он уже спешит обзаводиться. И тут в инженерную область вторгаются интересы политиков, военных и всевозможных спецслужб: в какой частотной полосе дозволить работать автомобильным радарам: 24-25 ГГц, 76-77 ГГц или 77-81 ГГц, какой мощностью должны обладать бортовые лазеры-дальномеры, с какой точностью разрешить определять местонахождение машины на местности? Очевидно, что для безопасного передвижения точность должна быть предельно высокой. Но если сегодня большинство навигаторов загрубляет показатели от нескольких до сотен метров, то как решится этот вопрос по отношению к автомобилям будущего?

Становясь все более интеллектуальным, автомобиль научится следить за физическим состоянием водителя и даже препятствовать усталости при помощи массажера или взбадривающего парфюма.

Грядущее отстранение водителя от главенствующей роли в управлении, очевидно, изменит и отношение в обществе к автомобилю. Из героя мальчишеских грез он превратится в обычный бытовой прибор, подобный кофемолке или пылесосу. Перед нами предстанет безукоризненное изделие из синтетических материалов, которые вытеснят собой металл. То, что еще недавно считалось прерогативой "Формулы-1", стало реальностью. Дрезденский институт легких и пластических материалов совместно с концерном ThyssenKrupp AG разработал технологию кузовов из углепластика, делающих их рентабельными уже при выпуске 25 тыс. единиц в год. А серии легковых автомобилей на порядок больше! Углепластиковый кузов вдвое легче стального. Кроме того, сегодня из разных синтетических материалов предлагают изготовлять опорные стойки подвесок, рессоры, суппорты тормозов, картеры механизмов. Выбранный отраслью "пластиковый вектор" повлечет за собой сокращение спроса на листовой прокат, подорвет благополучие металлургической индустрии. Но и та не стоит на месте, предлагая все более легкие и прочные конструкции, например полые трубы, усиленные алюминиевой нано-пеной,— это разработка Университета земли Саар.

Топливный круговорот

Открытым остается вопрос о типе двигателя. Хотя проводимые в Европе исследования и фиксируют снижение недоверия к электромобилям, очевидно, что полностью электрическим автомобилю не быть. Скорее в ближайшем будущем получат развитие машины с range-extender, вспомогательным двигателем внутреннего сгорания, работающим в паре с генератором электрического тока. Привод на колеса будет осуществляться электромоторами. Тем не менее продолжаются работы по совершенствованию традиционного двигателя внутреннего сгорания. В частности, стараются научить бензиновый двигатель работать по принципу воспламенения от сжатия, как у дизельного. Это поможет повысить эффективность и сократить эмиссию. В 2020 году в Германии вступает в силу новое ограничение по выбросу в атмосферу CO2 — до 69 г/км. Это будет самое жесткое ограничение в мире, и только моторы, работающие на сверхбедных топливных смесях, природном газе, с увеличенной степенью сжатия и гибкой приспосабливаемостью к нагрузкам смогут отвечать новым требованиям.

Компания Audi сделала неожиданный шаг в этом направлении. Совместно с ETOGAS GmbH, MT-BioMethan GmbH и EWE AG баварская автомобильная компания выстроила в городе Верльте на севере Германии экспериментальный завод по производству синтетического метана. Одна из производных — водород — добывается из воды, а другая — углекислый газ — аккумулируется из промышленных выбросов. Завод производит 1 тыс. тонн метана в год, связывая химическим путем 2,8 тыс. тонн углекислого газа — ровно столько, сколько смогли бы за это время переработать в процессе природного фотосинтеза 220 тыс. буковых деревьев. Таким образом, Audi предлагает наладить круговорот углекислого газа, когда его выбросы автомобилями будут примерно равны поглощению для синтеза нового топлива. При этом на таком газу смогут работать обычные автомобили.

Электрификация автомобиля будет совершенствоваться и дальше. Например, уже сегодня предлагаются электромоторы, встроенные в ось или непосредственно в колесо. Они не только приводят автомобиль в движение, но и почти мгновенно перераспределяют крутящий момент с колеса на колесо, тем самым сохраняя стабильную траекторию на дороге — такая технология получила название torque vectoring. С широким внедрением подобных решений отпадет необходимость в системах динамической стабилизации, работающих через тормоза, а заодно в дифференциалах и их блокировке. В этой связи вновь оживились разговоры о переводе бортовых потребителей электроэнергии с напряжения 12 В на 48 В. Чем выше напряжение, тем, например, эффективнее работа электромоторов, заменяющих сегодня повсеместно гидравлические и вакуумные приводы в автомобиле. Формат 48 В позволяет сделать все приводы компактнее, вдвое уменьшить сечение проводов в электропроводке, что снижает массу. С другой стороны, повысятся требования к надежности соединений и уплотнений, к качеству сборки. Остается открытым вопрос о мере доверия. В какой степени следует полагаться на сложнейшие электронные сервисы, уже сегодня назойливо предлагающие водителю отпустить руль и убрать ноги с педалей? Когда-то Айзек Азимов сформулировал свод законов робототехники. Робот не может причинить вред человеку. Главное, избежать вреда, который мы способны причинить сами себе.