Автомобили будущего
Автомобили будущего.Эта тема всегда с интересом обсуждалась специалистами, журналистами и просто автолюбителями. Еще совсем недавно это были "автомобили 80-х", "автомобили-90-х", "автомобили 2000 года", что казалось будущим очень отдаленным, а сегодня - это автомобили 2010, 2025 и 2100 года. Так как люди всего мира ломают головы над решением проблем индивидуального транспорта и свободы выражения, то такие факторы, как перенаселение земного шара, увеличение объема токсичных выбросов, рост цен на автомобили и истощение запасов природного топлива, потребуют изменения как самих автомобилей, так и способов их эксплуатации.
Прежде, чем перейти к прогнозам по поводу того, какими же они будут, необходимо остановиться на тенденциях в современном автомобилестроении.
Тенденции в современном автомобилестроении (автомобили сегодня и завтра).
Понятие "тенденция" лучше всего ассоциируется с движущимся поездом, в который каждый норовит заскочить на ходу, хотя никто толком не знает, куда этот поезд держит путь по рельсам времени, даже сам машинист. Раньше не было модным говорить о тенденциях даже в пору появления мегатенденции, тогда "покатилась" запатентованная Карлом Бенцем "моторизированная коляска", т.е. "первый автомобиль". А теперь исследование тенденций стало настоящей наукой, хотя и напоминает детскую игру: запустить воздушный шарик и наблюдать, лопнет он или его можно будет, любуясь нести. Поэтому автосалоны постепенно превратились в большие соревнования воздушных шариков. Здесь автопроизводители могут методом проб и ошибок проверить, к примеру, притягательность ключа зажигания нового автомобиля для потребителя.
На Детройтском автосалоне 2002 года еще раз проявилась тенденция, свидетельствующая, что в США в настоящее время наибольшим спросом пользуются шести- и семиместные автомобили. Но только не минивэны, их-то как раз поколение "милениума", выросшее преимущественно в Chrysler Voyager, находит совершенно немодными. Сейчас это должны быть автомобили SUV (Sport Utility Vehicle), SAV (Sport Activity Vehicle) и GST (Grand Sport Tourer). Все это разновидности тяжелых шестиместных автомобилей с сиденьями в три ряда, полным приводом и кузовом, представляющим собой нечто среднее между внедорожником, вэном и универсалом. То есть гибрид всего со всем (crossover, одним словом).
Другой поворот тенденции, говорит Suzette Malek, аналитик фирмы GM в области рыночных изменений, приведет к тому, что постаревшие "дети бума" (родившиеся в США с 1946 г. по 60-е гг.) будут покупать автомобили меньших классов, чем их родители, которые, вступив в пенсионный возраст, приобретали "Бьюики" и "Линкольны". Ожидается, что основная масса таких стареющих "детей бума" будет жить изолированными коммунами, лишь изредка отправляясь в короткие автомобильные прогулки. Для таких прогулок по маленьким городкам лучше всего подошли бы низкоскоростные микроавтомобили, типа гольфкара. По словам Malek, "это поколение определило новый сегмент рынка, к которому никто до сих пор не обращался".
Женевский автосалон 2002 года также отмечен массовым появлением нишевых автомобилей промежуточного типа, сочетающих в себе черты различных классов, претендующих на создание новых "подклассов": Mitsubishi SUP (Sport Utility Pack), Nissan UAV (Urban Activity Vehicle), Toyota UUV (Urban Utility Vehicle) и другие.Эта тенденция говорит о том, что автомобильная промышленность идет по пути максимального удовлетворения любых, даже еще не до конца осознаваемых, потребностей потенциальных покупателей. Все, начиная от разработки, технологии производства, продаж и послепродажного сервиса, направлено именно на это.
Volvo со своим XC90 чувствует себя европейским законодателем мод в секторе большеразмерных автомобилей. Mercedes выведет на рынок GST в 2004 году. Глава Mercedes Jurgen Hubbest говорит, что сейчас "это самый быстрорастущий сектор рынка".
Компания Audi делает ставку на тенденцию развития сектора роскошных универсалов, которую она сама и инициировала, разработав Avantissimo. Обоснованием тому служит анализ предпочтений в выборе транспортных средств для совершения поездок у граждан США. "После 11 сентября, - говорит глава Audi Martin Winterborn, - американские семьи предпочитают автомобиль самолету даже при поездках на большие расстояния". Даже если эта тенденция окажется краткосрочной, все равно появление значительного количества больших автомобилей для путешествий окажет влияние на другие категории автомобилей. "Седаны, универсалы и большие вэны будут постепенно вытесняться", - считает главный дизайнер Mercedes Peter Pfeifer.
Согласно данным компании Ford, прирост в секторе универсалов повышенной проходимости (SUV) составляет порядка 20% в год. У компании BMW пока нет автомобиля такого "гигантского" формата, что однако ничуть не волнует директора компании по техническому развитию Burkhard Goschel: "В этих автомобилях - больших, тяжелых и плохо управляемых - я не вижу подлинного прогресса". Возможно, он делает свои расчеты, не принимая во внимание американских потребителей. А они считают как раз иначе. С этим пришлось столкнуться главе Chrysler Dieter Zetsche , когда он с гордостью представлял заявленную на 2003 год модель Pacifica - шестиместный автомобиль с двигателем М6 3,5 л и кузовом длиной 5,05м. Первым вопросом американского журналиста был следующий: "Почему автомобиль такой маленький, и почему у него не 8-цилиндровый двигатель ? Ведь цена на бензин падает."
А в Европе компания Ford выявила другую тенденцию. Здесь полагают, что молодые семьи больше не бегут из больших городов, а наоборот все чаще оседают там. Подходящий автомобиль - Ford Fusion, объявленный маркетинговой службой "городским" автомобилем UAV (Urban Activity Vehicle). Даже если этот городской индеец - просто Fiesta с немного удлиненным и чуть более высоким кузовом.
Каждая тенденция существует благодаря основоположникам и последователям, которые рано или поздно появляются, однако, выгоду из тенденции извлекают, в основном, ее основоположники, в то время как последователи дерутся за остатки пирога. Иногда конкуренты спят: Renault Scenic годами поднимала целину под названием компактные вэны, много позже этим путем пошла Opel Zafira, с новой концепцией своего 7-местного салона.
Горе тому, кто проспит тенденцию, но жизнь наказывает и тех, кто слишком спешит. Nissan eще в 80-х годах вышла на рынок с моделью Prairie - компактным вэном со сдвижными дверями и без стойки В. Но тогда рынок к этому еще не был готов. Сегодня на каждом автосалоне можно увидеть выставочные автомобили без средней стойки, со свободным доступом в салон, распахивая двери в противоположных направлениях словно крылья мотылька. Но как только в дискуссию вступает производство, то в большинстве случаев все сводится к тому, что "дверь упадет - дурака прибьет", и, следовательно, концепция неосуществима.
Иногда на этапе серийного производства тенденция оказывается тупиком. Достаточно вспомнить рулевое управление четырьмя колесами, двигатель Ванкеля или электромобиль.
С вступлением в XXI век обозначились новые тенденции. Вслед за оптимизацией пассивной безопасности в программу теперь включают предупреждение ДТП с помощью дополнительных электронных систем. Сопутствующая этому мехатроника - соединение электроники и механики открывает перед конструкторами новую свободу действий
Что касается ДВС, то здесь исследователи интенсивно работают над механизмом клапанного газораспределения без распределительного вала, над двигателями, не требующими смазки и техобслуживания, которые, принимая во внимание разрабатываемые альтернативные топлива - были бы еще и всеядными. При этом стираются концептуальные границы между бензиновыми и дизельными двигателями.
Топливный элемент начнет свою карьеру в автомобиле в качестве незаметно спрятанной в багажнике электростанции для вспомогательных агрегатов типа кондиционера независимого действия. Его роль в качестве движущей силы автомобилей массового производства представляется пока весьма отдаленной перспективой.
На основе вышеизложенного можно выделить следующие тенденции развития современного автомобилестроения
Тенденции сегодня
- Crossover ("Пограничные", смешанные типы автомобилей): скрещивание различных концепций кузова и привода, в результате появляются неведомые доселе модели.
- Высокий кузов: автомобили растут больше в высоту, чем в длину (прежде всего автомобили малого класса и компактные автомобили).
- Люкс: это козырь; на марки без имиджа нет спроса.
- Прозрачная панорамная крыша: обеспечивает доступ света и воздуха в автомобиль.
- Купе-кабриолет: благодаря жесткому складному верху с электрогидравлическим приводом купе простым нажатием на кнопку превращается в кабриолет и обратно. Скоро это же новшество появится и в 4-местных кабриолетах.
- Автомобиль-фургон для активного отдыха: типа Renault Kangoo как дешевая альтернатива семейного автомобиля вэнам.
- Полный привод: доля автомобилей с приводом 4х4 растет - результат волны, поднятой утилитерами (SUV), а так же следствие возрастающей мощности двигателей.
- Высококачественные материалы: делают интерьер автомобиля вторым домом.
- Турбодизели: переживают бум. Они становятся все экономичнее, чище и мощнее.
- Огромные колеса: не просто хорошо смотрятся - они зачастую необходимы из-за мощных тормозных систем.
- Автоматическая коробка передач: становится все популярнее. Доля автомобилей с автоматическими КП в Германии увеличилась с 15% (1991) до 28% (2001). Прогноз на 2008 год - 33%.
- Дизайн светотехники: фары и задние фонари становятся украшениями. В центре внимания - дизайн освещения в ночное время.
- Многообразие модификаций: массовые модели выпускаются все более широкой гаммой - как по цене так и по мощности двигателя.
- Электроника: ее доля в стоимости автомобиля по некоторым моделям уже превышает 50%.
- Стиль ретро: вдыхает новую жизнь в культовые автомобили.
Тенденции завтра
- Превентивная безопасность: электронные системы в дополнение к системам пассивной безопасности служат для предупреждения ДТП и их раннего распознавания.
- Концепции двигателей: необходимость снижения уровня токсичности и сокращения выбросов ОГ ведет к уменьшению рабочего объема двигателей и делает их более компактными.
- Альтернативный привод: основная надежда на топливные элементы и водород. Первые примеры использования - в багажнике в качестве дополнительных источников энергии для вспомогательных агрегатов.
- Шестиместный салон: актуален, в первую очередь, в США. Хорошо продуманная система складных сидений позволяет увеличить багажный отсек и обеспечивает максимальную трансформируемость салона.
- Суперспортивный автомобиль: типа Mercedes SLR мощностью 557 л.с. или Bugatti 16,4 мощностью более 1000 л.с.
- Бортовые информационно-развлекательные системы: делают автомобиль кинотеатром на колесах, концертным залом, интернет-кафеЕ Ускоряют разработку и внедрение новых концепций управления автомобилем.
- Двери-крылья: атрибут выставочных автомобилей. Годятся только для автомбилей, выпускаемых мелкими сериями (Mazda RX-8, новый Rolls-Royce).
- Трансформируемый кузов: простым движением руки пикап преобразуется в кабриолет, открытый 2-местный автомобиль в закрытый 4-местный. Первые представители - Citroen Pluriel и Chevrolet SSR
- Мехатроника: соединение механики и электроники. Примеры: ESP (противозаносная система) и электрогидравлическая тормозная система.
- Управление "по проводам" (Drive-by-wire): в автомобилях будущих поколений это приведет к революционным изменениям в конструкции кузова в силу новой компоновки узлов и агрегатов. Из-за отказа от традиционных органов управления пространство салона может быть организовано совершенно по-новому.
- Роскошные автомобили: модели Maybach (400 000 евро) марки Daimler ориентированы на супербогатых людей. А некоторые автомобили (например Bugatti 16,4) будут стоить около 1 млн евро.
Несколько иллюстраций к вышесказанному.
"Возрожденный" и прежний автомобили Maybach
Экспериментальный внедорожник Nissan Yanya - звезда экспозиции фирмы Nissan на Женевском автосалоне 2002 года - типичный crossover. Главная техническая изюминка машины - гибридный привод. Среди множества интересных решений - съемные панели крыши, быстро превращающие внедорожник в легкий пикап. Какой тип автомобилей будет восхищать нас послезавтра? Не будем ли мы, притерпевшись к единообразию метисов-кроссоверов и высоких коротких автомобилей, спустя десятилетия опять тосковать по седанам, которые чего доброго к тому времени уже вымрут? Может быть это даже тенденция послезавтрашнего дня.
Автомобили будущего (прогноз на послезавтра). Концептуальные автомобили как воплощение новых идей
Недавно французский журнал Ingenieurs de L"automobile назвал ряд характерных признаков автомобиля, достойного начать третье тысячелетие. Среди них отмечались:
- магнитные карты для команд на пуск двигателя и на открывание дверей;
- управление автомобилем без рулевого колеса;
- автоматическое регулирование динамики в зависимости от условий движения автомобиля в данный момент;
- панель приборов с жидкокристаллическим дисплеем;
- надувные боковые подушки безопасности;
- видеокамера вместо наружных зеркал заднего вида;
- прозрачная крыша с электрохромным покрытием, затемняемая нажатием кнопки;
- фары с точечными источниками, автоматически регулирующие световой поток в зависимости от ситуации на дороге и от скорости движения.
Можно выделить две категории факторов, определяющих конструкцию автомобиля будущего, которые влияют на выбор силового агрегата, систем безопасности, материалов и топлива: экономико-материальные и социально-культурные. К числу экономико-материальных факторов можно отнести запасы топлива и наличие инфраструктуры распространения и распределения материальных ценностей, уровень урбанизации или субурбанизации и уровень/стоимость используемых технологий, включая характеристики безопасности.
К числу социально-культурных факторов были отнесены аспекты, касающиеся дорог, плотности дорожного движения, парковки, характер встреч и контактов людей (т.е. могут ли видеоконференции заменить личные встречи, на которых решаются вопросы как по организации коллективной работы, так и вопросы бизнеса), правил движения, способов проведения свободного времени, причин приобретения автомобиля, политической структуры, налогов на автомобили, природоохранительных законов (а также и отношения к ним со стороны общества) и стиля, статуса и эстетических стандартов, имеющих отношение к автомобилям. Так как на конструкцию автомобиля влияют многие факторы, то определить, каким будет автомобиль через 100 лет - непростая задача.
Мы можем, конечно, помечтать на предмет того, что через 100 лет мы все будем иметь личные реактивные модули и сможем парить над землей на высоте каких-нибудь 200 метров, но наша инфраструктура такова, что мы еще долго будем пользоваться наземным транспортом.
В первые 100 лет своей жизни автомобиль претерпел много привлекательных усовершенствований, но по своей сути он сильно не изменился, если принять во внимание тот факт, что человечество до сих пор пользуется двигателем внутреннего сгорания, рулевым колесом и до сих пор ездит на четырех резиновых шинах. В течение целого столетия поколения инженеров и самых лучших механиков занимаются проектированием, усовершенствованием, доводкой, то есть оптимизацией каждой детали и характеристик тех автомобилей, которыми мы пользуемся сегодня, доводя их до такого совершенства, что самые важные будущие разработки неизбежно оказываются связанными с принципиально новыми концепциями личного транспорта.
По сравнению с тем огромным разнообразием моделей современных автомобилей, которые мы имеем сегодня, автомобили будущего столетия будут представлять собой менее интересный объект для обсуждений. Так как производством автомобилей будут заниматься несколько очень крупных производителей, по форме, техническим характеристикам и функциональному назначению все автомобили будут похожи. Покупать их будут только те, кому приходится часто ездить. Большая же часть автомобилей будет находиться в ведомстве систем проката: ими будут пользоваться только "по необходимости".
Вероятно, к 2100 году личные автомобили станут просто средством передвижения людей и одновременно информационно-развлекательно-коммуникативными средствами. Езда в автомобиле будет представлять собой пассивный процесс, не требующий от пользователя нервного напряжения и никаких усилий, кроме как сообщение системе управления автомобилем конечного пункта своей поездки. Тот, кого мы сегодня имеем в виду под понятием "водитель", в будущем станет просто пассажиром, который может вызвать (используя различные средства) автомобиль или взять его в прокат.
Автомобиль, управляемый автоматически, подъезжает к тому месту, где находится пассажир. Автомобили будут различаться по размерам, от одноместных (малого класса) до восьмиместных. Садясь в автомобиль, пассажир просто сообщает пункт назначения. Система управления рассчитывает его маршрут и продумывает детали задачи по транспортировке, и автомобиль с комфортом доставляет пассажира по назначению.
По прибытии в пункт назначения автомобиль "припаркуется" где-то вне пределов дороги. Не будут нужны такие большие территории под cтоянки как сейчас. При парковке автомобили будут вставать "на носы" в вертикальном положении в целях экономии места.
Вертикальная парковка автомобиля
Дизайн
"В этой области могут открыться широчайшие возможности, - говорит господин Mays, главный дизайнер Ford Motor Co. - Нет сомнений в том, что альтернативная технология дает нам шанс сказать новое слово в дизайне автомобиля".
Замена в современном автомобиле гидравлических и механических узлов на электрические способствует увеличению свободного пространства. Например, полностью электрическая система рулевого управления позволяет обойтись без рулевой колонки, а руль может быть значительно сдвинут вперeд. Над этим решением уже работают японские компании NSK, Koyo и американская Delphi.
Кокпиты будут становиться больше, в то время как размеры деталей и узлов трансмиссии и других механических компонентов уменьшатся, а сами они переместятся в менее заметные участки, например, в пространство под полом. "Необходимо обеспечить максимально возможное пространство для водителя и пассажиров в минимальном объеме коробки кузова ", - говорит Mays.
Прозрачные капсулы - это традиционный образ машины будущего, вскормленный сегодняшней поп-культурой и научно-фантастической литературой. Топливные элементы v это технология будущего, но "Почему все автомобили на топливных элементы должны выглядеть как аэродинамические разработки первого поколения?" - спрашивает Mays. Он добавляет, что время и мода меняются, вместе с ними изменяются и прогнозы. То, что актуально сегодня, завтра будет выглядеть абсурдно. Чтобы доказать свою точку зрения, Mays создал Ford О21С - причудливый оранжевый концепт-кар, представленный в октябре 1999 года на Tokyo Motor Show. "Этот автомобиль мы никогда не представим в США, где места для парковки в избытке. Но для Европы или Японии он превосходенЕ",- считает Mays. Это была серьезная попытка бросить игривый взгляд в будущее с точки зрения кого-то, кто жил в 1969", - объясняет Mays. Автомобили, как и все остальное, могут быть подвержены моде, потребности или стилю жизни. Вот эта идея и заложена в 021С. Поэтому в разработке этого автомобиля принимал участие неавтомобильный дизайнер Марк Ньюсон (Mark Newson), и в деталях интерьера использованы его идеи в области дизайна мебели. В плане конструкции и изготовления, это очень простой автомобиль. В нем нет ничего странного (кроме, пожалуй, багажника, выдвигающегося как ящик комода). Простое лобовое стекло, хорошая обзорность, хорошее использование пространства, простые поверхности. Поэтому с точки зрения инженерии здесь нет ничего радикального. Если этот автомобиль выглядит сегодня неуместно, то это потому, что будущее отличается от настоящего.
Ford 021С
Освобождение от пут модных футуристических течений предоставит дизайнерам в ближайшие годы беспрецедентные возможности для творчества. Однако, некоторые правила все-таки будут существовать. Сводя к минимуму количество базовых платформ, крупнейшие автопроизводители будут стараться сохранить индивидуальность различных торговых марок.
По прогнозам г-на Mays, в дизайн-студиях по-прежнему будут популярны поверхности, в основе которых лежат такие геометрические фигуры, как квадраты, треугольники и трапеции. В основном благодаря тому, что их гораздо легче получить, используя традиционные штамповочные прессы. Новые возможности повлекут за собой открытия в области производства композитов - панели из пластика, отлитые под давлением, смогут сочетать в себе самым необычным образом простые плоские и сложные поверхности.
Но пока управление автомобилей остается автономным, они обязательно будут требовать проектирования зон деформации при столкновении, защиты от опрокидывания и устройств, снижающих опасность травматизма при боковых ударов.
Так что, вопрос в том "насколько вы хотите смягчить геометрические формы", - говорит Mays. Отличительной чертой растущего числа спортивных автомобилей универсального назначения будут резко очерченные углы и геометрические формы грузовика, призванные как можно лучше замаскировать их происхождение от легковых автомобилей. И наоборот, геометрические формы автомобилей высшего класса, таких как Jaguar, дизайнеры будут трансформировать в более плавные и текучие линии. Все эти изменения во внешнем виде будут происходить более радикальным образом, чем сегодня.
В ближайшем будущем системы освещения автомобилей претерпят серьeзные изменения. В 2002-2003 г.г. появятся интеллектуальные системы освещения. Фары будут состоять из нескольких световых источников, адаптирующих форму и интенсивность светового луча к положению автомобиля на дороге. Идeт работа над световыми источником, расположенным горизонтально под автомобилем (Baroptic фирмы Valeo) и освещением автомобиля от одного источника с использованием оптического волокна (Denso, Visteon), позволяющими сделать осветительные приборы менее заметными, но более эффективными.
Процесс езды в автомобиле будет более приятным, благодаря внедрению ряда новшеств, а именно: специальных покрытий стекла для улучшения обзора, развернутых на 45градусов фар и ветрового стекла во избежание ослепления лучами идущего навстречу транспорта и сохранения видимости предметов, освещаемых фарами собственного автомобиля.
В соответствии с запросами пассажиров автомобиль может быть "персонифицирован", то есть салон автомобиля может быть дополнен модулями из категории развлекающих технических средств,. Например, автомобиль может быть оборудован мобильным офисом с полным пакетом телекоммуникационных средств для того, чтобы водитель или пассажир имели возможность выполнить любой вид работы, связанной с бизнесом. По желанию "владельца" автомобиль может быть укомплектован аудиовидеоаппаратурой и техническими средствами развлечения, имитирующими стиль любого столетия. Все автомобили будут содержать минимум электроники, необходимой для управления автомобилем и коммуникацией с новейшими системами управления.
Комфортабельность
Среди современных тенденций развития автомобилестроения доминирующей является повышение комфортности легкового автомобиля, связанное с растущими запросами потребителя. По мнению экспертов, в ближайшие десять лет 90 % инноваций в автомобильной промышленности будут определяться электронными системами и, в частности, программным обеспечением. Уже сейчас на долю электроники приходится четверть стоимости автомобиля, а в ближайшем будущем это значение достигнет 40 %, в основном, за счет расширенного использования бортовой электроники и вспомогательных систем, облегчающих процесс управления автомобилем. Автоматическое включение фар, отключение стеклоочистителей, контроль давления в шинах, на самом деле имеют сложные системы управления. К перспективным новинкам стоит добавить систему дистанционной парковки, радар, поддерживающий безопасное расстояние между автомобилями движущимися в потоке, навигационные системы с функцией оповещения о дорожно-транспортном проишествии. В современном автомобиле увеличивается количество радиокоммуника-ционных средств. В 2005 г. бортовые аудиосистемы всe чаще будут оснащаться экранами для просмотра фильмов, видеоигр и работы в режиме навигации.
В центре внимания разработчиков так называемые системы X-by-wire или Drive-by-wire (управление по проводам), предъявляющие особые требования к протоколам передачи данных. Перспективным решением является архитектура ТТА (Time Triggered Architecture), ориентированная на срабатывание при наступлении заданного времени. Первое серийное применение в автомобиле продемонстрировано весной 2001 г. на Женевском автосалоне (концептуальный автомобиль Filо, разработанный совместными усилиями итальянских фирм Carrozzeria Bertone и SKF). В автомобиле все педали и рулевое колесо заменены блоком управления, генерирующим сигналы, которые затем обрабатываются в SEMAU (Интеллектуальных электромеханических исполнительных устройствах) - по одному на каждую функцию. Человеко-машинный интерфейс Filo разработан совместно с Sarma, французским авиационным подразделением SKF.
Одним из последних направлений в области развития автомобильной электроники стало упразднение ключа и замка зажигания. В будущем биометрические системы заменят ключи и пин-коды в автомобиле. При помощи отпечатка пальца будет возможно открыть дверь автомобиля, активизировать сотовый телефон или воспользоваться ПК в автомобиле. Основой данной биометрической системы является микросканер с чипом памяти. Микросканер регистрирует и запоминает отпечатки пальцев водителя автомобиля. Разработчики фирмы Delphi создали прототип сканера отпечатков пальцев на консоли автомобиля. Другая биометрическая система базируется на контакте глаза. На расстоянии 70 см система УощупываетФ зрачок невидимыми инфракрасными лучами и распознаeт хозяина по радужной оболочке глаза.
Компанией Toyota на Токийском международном автосалоне осенью 2001 года уже представлен концептуальный автомобиль pod использующий биометрическую систему, распознающую состояние водителя. Pod собирает информацию о своeм водителе. Автомобиль может подбодрить или успокоить водителя. Если подходит владелец, U-образные канавки на капоте, похожие на улыбку, светятся оранжевым цветом, означающим, что машина счастлива.
Автомобиль откроет дверь, развернет к входу водительское кресло и приветственно завиляет хвостиком-антенной, расположенным сзади... Такого еще не было. Главная идея, воплощенная в pod (именно так, с маленькой буквы) совместными усилиями Toyota и Sony, - возможность двухстороннего общения человека и машины. Для этого pod оснастили биометрическими датчиками, встроенными в руль, которые измеряют физиологические параметры водителя (пульс и влажность ладони на джойстике управления). Рod изучает индивидуальный стиль вождения, отслеживая его манеру ускоряться, тормозить и маневрировать, поддерживать дистанцию до других автомобилей и пр., с целью регистрации отклонений от нормы. Сравнивая все это с записанными в памяти параметрами водителя-эталона, pod похвалит, если все делается правильно, или укажет на ошибки в управлении. Если машина почувствует, что водитель нервничает, она включит спокойную музыку и направит на него поток прохладного воздуха...
Автомобиль наделили способностями проявлять эмоции. Pod не только приветствует хозяина: если спустит колесо или кончится бензин, счастливая оранжевая улыбка сменится на печально-голубую, а при излишне резком маневре или грубом торможении - на сердито-красную.
Когда владелец выключит двигатель и отойдет от машины, вслед ему раздастся грустный вздох, да еще и слеза по щеке скатится - ее имитирует трубка голубого свечения... Владеет pod и более практичными навыками. Усвоив манеру управления хозяина, машина подстроит жесткость подвески и характеристики амортизаторов. Pod способна общаться с внешним миром, например, с такими же машинами - попросить их уступить дорогу, повилять хвостиком в знак благодарности. Три разных звуковых сигнала в зависимости от ситуации как бы говорят: "Предупреждаю!", "Спасибо!" или "Отойдите!".
Кузов и конструкционные материалы
Кузова всех, за небольшим исключением, современных автомобилей, изготавливаются из того же материала, который Генри Форд использовал для производства автомобилей Model T. В следующем веке сталь сохранит свое преимущество 100-летнего использования и низкой, по сравнению с большинством конструкционных материалов, стоимости.
Уже завоевавшие себе место в автомобильной промышленности алюминий, магний и композиты продолжают участие в борьбе автопроизводителей за снижение веса. "Однако в 2025 г. лидирующие позиции по-прежнему будет занимать сталь", - считает Jeff Dieffenbach, руководитель проекта, IBIS Associates, Wellesley, Массачусетс. Данная компания консультирует в области материалов и производства.
Что, вероятнее всего, изменится - так это технология получения металла. Штампованный несущий кузов, скорее всего, трансформируется в конструкцию типа пространственной рамы, представляющую собой переплетение балок из выдавленных и гнутых профилей.
На Токийском автосалоне 2001 года был представлен концепт Honda Unibox, кузовом, а точнее несущим каркасом которого служит алюминиевая пространственная рама. Снаружи к ней крепятся наружные панели кузова из пластика. Панели выполнены прозрачными, но как только пассажиров или водителя начнет смущать повышенное внимание окружающих, их можно заменить на панели, окрашенные в любой требуемый цвет, а можно наоборот "раздеть" свою машину до голого алюминиевого скелета. Панелью приборов служит складывающийся выдвигающийся дисплей. Самая необходимая информация проецируется на ветровое стекло, а зеркала заднего вида заменяет широкий панорамный экран, дающий полную картину происходящего за бортом.
"В любом случае такие автомобили появятся не раньше, чем через 25 лет", - говорит Dieffenbach. Хотя компания GM предоставила публике возможность увидеть, как будет выглядеть автомобиль через 20 лет, продемонстрировав в Детройте в январе 2002 года концепт-проект AUTOnomy. AUTOnomy v это даже не автомобиль в том виде, в каком мы привыкли его видеть сегодня. Представьте себе скейт-борд длиной 4,2 м, шириной 1,8 м и толщиной 15 см. Это и есть AUTOnomy - автономное шасси со всеми присущими настоящему автомобилю атрибутами, за исключением разве что кузова. Кузов v как платье. Он может быть любым в зависимости от вашего настроения, времени суток и цели поездки. Что отличает AUTOnomy от обычного скейтборда? Та самая толщина в 15 см: в этом пространстве размещены узлы и агрегаты автомобиля. Не сомневайтесь, все поместилось. Ведь у AUTOnomy нет ни двигателя, ни коробки передач, ни трансмиссии, а самыми значительными движущимися деталями являются колеса. Топливных баков тоже нет, как и жидкостного радиатора, масляного фильтра, тормозных гидромагистралей. Нет тосола, нет масла, нет тормозной жидкости. Ничего нет, а автомобиль - есть. Топливный бак заменяет водородная топливная батарея, двигатель - мотор-колеса, гидравлические системы - электрические провода и электронные схемы, отвечающие за работу силового агрегата, рулевого управления, тормозов.
Сверху на шасси навешивается кузов: седан, универсал, минивэн, пикап - не имеет значения. Органы правления (забудьте о рулевом колесе и педалях, их в лучшем случае заменит джойстик или клавиатура ноутбука) и электропроводка подключаются к разъемам, выведенным на поворотные панели в центральной части шасси. О том, где должен размещаться водитель, говорить вообще нет смысла. Он может сесть слева или справа, а может вообще управлять автомобилем с заднего ряда сидений или из "багажника". В теории "тележка" AUTОnomy может служить от 15 до 20 лет. Владельцу останется лишь менять кузов и облагораживать его по собственному усмотрению, а при желании использовать шасси автономно, например, для энергообеспечения дачного домика. Но не обольщайтесь. Выставленный GM экспонат даже нельзя назвать рабочим. Это игрушка, и ее цель v показать, насколько далеко продвинулась сегодня инженерная мысль. Мысль, до которой современные технологии пока еще не доросли.
Сам Jeff Dieffenbach уверен в успешном будущем пространственной рамы из нержавеющей стали. Она дороже обычной стали, но прочнее и устойчивее к коррозии. Кроме того, при меньшем расходе нержавеющей стали можно снизить вес автомобиля на 45 %, а также выиграть от несложной технологии формовочных процессов.
Один из путей снижения веса легкового автомобиля v применение облегчeнных материалов. Большое будущее уготовано пластмассам типа Noryl, использующимся при изготовлении крыльев Mercedes Classe A, Renault Scenic и Clio II. Для деталей кузова больших размеров применяется алюминий: капот Peugeot 607, Audi A2. Программа ULSAB, одним из участников которой является Porsche, предполагает снижение веса автомобиля за счeт использования стали в сочетании с новыми сборочными технологиями.
Панели кузова легковых автомобилей 2100 г. будут сделаны из термопласта, и их форму можно будет изменять с помощью электрического заряда. В основе получения этого принципиально нового пластика будет лежать технология, аналогичная той, которая сегодня применяется для реологических жидкостей. Применение термопласта для автомобильного каркаса позволит изготавливать автомобили на трех базах: для 2, 4 и 6 пассажиров. Эта система позволит один и тот же каркас раздвигать в длину или укорачивать, в зависимости от требуемого размера. Прибавляя или убирая пластиковые панели, кузов можно укорачивать или удлинять. В качестве опоры для пластиковых панелей кузова будут использоваться конструкционные элементы из пластика, которые для быстрой смены плотно вставляются в друг друга краями ("защелкиваются"). Универсальность формы и конструкции позволит сделать производство всех трех автомобилей экономичным и крупносерийным. Центры техобслуживания могут быть размещены таким образом, что владельцы или взявшие автомобиль в прокат смогут изменить его вместимость, в зависимости от числа перевозимых пассажиров. Выбор варианта будет зависеть от желания владельца и реализовываться в течение пары часов. Можно будет получить практически любой тип автомобиля.
Автомобили, имеющие яйцевидную форму, будут удлиняться (или укорачиваться) в центральной части, в то время как передняя и задняя части, где будет размещаться двигатель, останутся нетронутыми. 4- и 6-местные версии будут иметь "скользящие" двери с обеих сторон (как у современных минивэнов). Если или когда автомобиль изымается из эксплуатации по каким-либо причинам, кузов и корпус полностью перерабатываются для повторного использования. Новый реологический термопласт позволит внести определенную степень "персонификации" во внешний облик автомобиля, но форма в целом сохранится. При обратном процессе (возврата автомобиля в первоначальное состояние) элементы "персонификации" могут быть убраны путем "перезарядки" кузова, в результате чего восстанавливается исходная форма и цвет кузова. Персонификация и вкусы отдельного покупателя могут проявиться и через выбор электронного оснащения салона.
Что касается реологической пластмассы - это пока дело будущего, но вот изменение размеров автомобиля становится реальностью уже сейчас. Известная своими экстравагантными автомобилями швейцарская фирма Rinspeed построила новую экспериментальную машину Presto с трансформируемым кузовом. В "сложенном" состоянии Presto, имеющий длину 2990 мм, представляет собой крохотный переднеприводный двухместный родстер, пассажирам которого придется перелезать через борта автомобильчика - двери у Presto не предусмотрены.
Если ездоков больше двух, автомобильчик легко трансформируется в 4-местный автомобиль: электромотор посредством пары винтовых передач раздвигает машину на целых 746 мм. Водитель и пассажир во время этой процедуры могут спокойно сидеть в машине, задняя часть которой плавно откатывается назад. Пространство позади передних кресел при сложенных задних сиденьях можно использовать как небольшую грузовую платформу. Маленький родстер достаточно резв: разгон до 100 км/ч занимает у него 10,56 сек, а максимальная скорость составляет 180 км/ч. Двигатель за основу которого был взят 1,7-литровый турбодизель Mercedes-Benz, работает на смеси дизельного топлива и природного газа, что значительно уменьшает количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ. Битопливный двигатель развивает мощность 120 л.с. и максимальный крутящий момент 224 Нм. Камера, вмонтированная в задние фонари, следит за обстановкой позади автомобиля и выводит результаты своих "наблюдений" на зеркало заднего вида. Скорей всего, серийного воплощения этой идеи не будет, зато интерес публики обещает быть огромным: по традиции, фирма Rinspeed устроила показ новой машины на автосалоне в Женеве в 2002 году.
Органы равления
Новый этап в разработке активного мониторинга и эргономики, ориентированной на пользователя автомобиля, в общем, и на водителя, в частности - система iDrive v новая концепция дисплея и органов управления, представленная BMW на Франкфуртском автосалоне 2001 г. Философия новой системы состоит в том, чтобы технология соответствовала нуждам водителя, а не водитель подстраивался под требования технологии. Большинство функций управления и контроля упорядочены по степени важности и частоте использования и доступны для водителя без необходимости отрывать взгляд от дороги. Управляющий центр состоит из контроллера и дисплея. Контроллер размещен на центральном подлокотнике и легко доступен для водителя и переднего пассажира. Доступ к необходимой функции отображается на дисплее передней панели. Доступны восемь основных функций: Коммуникации, Навигация, Развлечения, Климат, Статистика, Помощь, Настройки и Сервисная поддержка, каждая из которых разделяется на множество подфункций. Всего можно получить доступ к 270 функциям и подфункциям. В перспективе число функций может быть увеличено до 700. Помимо ручного доступа через контроллер и возможен доступ и через систему голосовой связи. Для этого необходимо только нажать кнопку на руле. Секрет успеха системы iDrive заключается в ее иерархической структуре. Каждая отдельная функция тщательно классифицирована. Наиболее часто используемые функции доступны легче всего. Те же функции, доступ к которым требуется лишь иногда, размещены ниже по иерархии, однако все равно легкодоступны. На BMW 7-серии впервые используется встроенный доступ в Internet. Помимо обычных функций, таких как адресная книжка, прием и отправка электронной почты, новости и дорожная информация, водителю доступна функция отображения текущего местоположения на дорожной карте в трехмерном виде в перспективе "с высоты птичьего полета" с использованием навигационной системы.
Безопасность
В современном автомобиле большое внимание уделяется системам безопасности. Автоматически поддерживая безопасное расстояние между двумя автомобилями, интеллектуальная система контроля скорости (АСС)нового поколения будет способна не только снизить скорость автомобиля, но и, в случае необходимости, остановить его. Первая подобная система - Night Vision уже устанавливается на автомобили Cadillac. Если все автомобили будут оснащены электронными блоками управления приводом и тормозами, рулевым механизмом, новейшими радарами, навигационными системами и управление будет полностью автоматизировано, то возможность аварий будет исключена полностью. Ни один автомобиль не приблизится к другому на расстояние, ближе допустимого. Оба приблизившихся друг к другу автомобиля с помощью бортового компьютера будут остановлены или уведены друг от друга, чтобы избежать контакта. Это означает, что автомобили не придется разрабатывать как "движущиеся танки" с усиленными элементами (на случай столкновения) и многочисленными системами пассивной безопасности пассажиров. Усовершенствованная радарная система с охватом в 360градусов будет распознавать не только автомобили, но и другие объекты, например, людей, животных и неодушевленные предметы. Конструкция сидений будет адаптирована под вес и размеры пассажира. Будет также предусмотрен температурный контроль.климата в салоне.
С созданием "интеллектуального стекла", светопроницаемость которого может изменяться, в зависимости от пропускаемого через него заряда, (стекло становится то прозрачным, то светонепроницаемым), пассажиры будут иметь возможность видеть за окном либо реальную картину, либо круговую панораму окружающей среды, либо виртуальные сцены. Так как водителю не нужно управлять автомобилем, он может не следить за ситуацией на дороге. Информацию о точном местонахождении автомобиля и его техническом состоянии можно будет получить с помощью системы контроля.
Но, вероятно, останется ограниченный круг ситуаций, например, при движении вне автомагистралей, когда управление автомобилем будет осуществлять сам водитель. Но процесс управления - с помощью джойстика и усовершенствованного табло индикации на ветровом стекле - будет совсем не таким, как сегодня. Будут использоваться системы, определяющие отклонение автомобиля от полосы движения и потерю внимания водителя и немедленно передающие управление бортовому компьютеру в том случае, если параметры вождения водителя не отвечают определенным требованиям.
В будущем должно приостановиться увеличение видов воздушных подушек безопасности (для водителя, боковые, для защиты головы, ног (проект Siemens), встроенные в ремни безопасности, для задних пассажиров), поскольку это приводит к возникновению большего числа проблем, чем было до их внедрения. Появятся интеллектуальные подушки безопасности. Датчики веса и положения сидящего будут регулировать работу подушек безопасности (срабатывание/ отключение, объeм подаваемого в подушку газа) индивидуально для каждого сидящего. Детские сиденья будут снабжены электронным датчиком, отключающим подушку безопасности (Delphi).
Двигатели
В последние 10 лет чeтко обозначилась тенденция уменьшения рабочего объeма двигателей легковых автомобилей с целью снижения расхода топлива и содержания загрязняющих веществ в ОГ. Ожидается замена двигателей седанов среднего класса объeмом 2 л и более на двигатели 1,6-1,5 л. Для увеличения мощности двигателя на низких оборотах производители планируют установку стартер-генераторов. Возрастает использование двигателей с непосредственным впрыском.
Классический ДВС, по мнению ряда экспертов, обречен на относительно недолгое существование. Если ближайшие цели по снижению содержания загрязняющих веществ в ОГ будут достигнуты (в рамках борьбы за сохранение экологического равновесия Ассоциация европейских автомобилестроителей поставила следующие цели: в 1998-2000 г.г. создание моделей автомобилей с содержанием СО2 в ОГ 120 г/км, а к 2008 г. довести среднее значение этого показателя для автомобилей всех гамм до 140 г/км. В настоящее время среднее содержание СО2 в ОГ европейских автомобилей составляет 186 г/км), то придет черед последующих этапов, с постепенным ужесточением требований к токсичности ОГ вплоть до нулевого значения. Вторая причина состоит в том, что во внимание принимаются все компоненты ОГ, а не только СО2, СО, НС и NOx. В ближайшие 15 лет еще будет достаточно ДВС, оснащенного электроникой, непосредственным впрыском высокого давления (как для бензиновых так и для дизельных двигателей), турбокомпрессором с регулируемой геометрией и фильтром очистки. Параллельно продолжит существование гибридный привод с низким уровнем содержания токсичных веществ. Основными новинками останутся непосредственный бензиновый впрыск, система управления фазами газораспределения и электронное управление дроссельной заслонкой.
"Двигатель внутреннего сгорания доживает свой век", - говорит один из специалистов отдела проектирования двигателей фирмы GM, по понятным причинам пожелавший остаться неизвестным. Возможно. Но люди говорят так вот уже 125 лет. Однако бензиновый двигатель с искровым зажиганием Н.Отто, запатентованный в 1876 году, и двигатель с воспламенением от сжатия Р.Дизеля, изобретенный в 1873 году, благополучно существуют до наших дней и успешно противостоят всем попыткам заменить их на нечто принципиально новое.
Роторно-поршневой двигатель Феликса Ванкеля, позднее усовершенствованный на фирме Mazda Motor Corp., и газотурбинные двигатели 60-х годов были полны обещаний. Тем не менее, их низкая эффективность, по сравнению с обычными поршневыми двигателями, препятствовала их широкому распространению.
Проблема использования ДВС в будущем заключается в том, что практически исчерпан ресурс повышения их КПД. В настоящее время даже в наиболее передовых дизельных двигателях с непосредственным впрыском лишь 35% энергии сгораемого топлива пребразуется во вращение коленвала, остальная исчезает в виде тепла. За счет усовершенствования конструкции двигателя, по мнению экспертов, КПД можно увеличить лишь на 5-10%, и этот ресурс к 2025 году будет полностью исчерпан. Причем затраты на разработку, особенно, периферийных систем ДВС, существенно возрастут. Это отчасти уравновешивает шансы традиционных двигателей внутреннего сгорания, требующих в настоящее время затрат $ 20-30 л.с., и, например, топливных элементов (не менее $ 500 на л.с. на этапе прототипа), тем более, что специалисты утверждают, что с освоением серийного производства последних эти значения станут сопоставимы.
Топливо
"Бензиновые и дизельные топлива станут еще чище", - считает Chris Borroni-Bird, отвечающий за стратегию развития технологии на Daimler-Chrysler, т.к. под давлением стандартов и предписаний нефтеперерабатывающие компании будут вынуждены исключить из содержания топлива серу и молекулы ароматических углеводородов.
Но окончательным решением проблемы топлива может стать природный газ, поэтапный переход к широкому использованию которого планируется начать к 2010 г. Будущее автомобилей на альтернативных видах топлива неясно. Mercedes планирует в 2003 г. создание концептуального автомобиля, Peugeot v не ранее 2010 г. Новые виды топлива изменят конструкцию автомобиля. Топливо может храниться не в резервуаре, а в металлическом абсорбирующем блоке, над которым в настоящее время работают специалисты Toyota. Некоторые конструктивные части автомобиля будут служить топливными резервуарами. Используемый в качестве топлива метанол может быть выработан из различного сырья. Будущее автомобилей на сжиженный нефтяной газе (GPL) полностью зависит от мировых запасов нефтепродуктов. Природный газ (GNV), напротив, доступен в больших количествах. Renault, Peugeot, BMW и Mercedes делают ставку именно на него.
С помощью процесса, открытого в Германии 75 лет назад, перерабатывающие компании смогут производить из природного газа жидкие углеводородные топлива. Природный газ встречается повсеместно в мире в настолько больших количествах, что он практически ничего не стоит. Однако, его добыча, транспортировка и переработка требуют больших затрат, именно эти факторы сдерживают метановую революцию.
Водород является исключительно чистым топливом, однако, чтобы пройти какое-то расстояние на водородном топливе, необходимо иметь на борту его изрядный запас. Сжиженный водород имеет большую плотность, и т.о. меньший расход, но он должен храниться при v400оF. А газообразный водород должен подвергаться сжатию под высоким давлением, что требует специальных баков.
Полученные из природного газа углеводородные топлива, будут содержать только следы примесей, которые делают бензиновые и дизельные топлива относительно грязными.
Многие источники считают (хотя и их мнения относительно точности срока расходятся), что наши запасы природного топлива закончатся через 50 - 75 лет. Но этот срок может измениться, так как повышается экономичность автомобилей (правда, число автомобилей тоже растет). К тому же, запасы топлива, остающегося под землей, фактически основываются на приблизительных расчетах, плюс на реальное потребление топлива влияют розничные цены.
Изучаются синтетические виды топлива; их применение может продлить срок службы двигателей внутреннего сгорания. В течение последних 50 лет был опробован целый ряд других источников энергии, таких как масло из переработанного сланца, топливо из зерновых культур и других органических источников. Падение цен на сырую нефть делает все эти способы неэффективными. Но запасы топлива, тем не менее, ограничены, поэтому вопрос о том, продолжать ли использование их для автомобильных двигателей остается открытым.
Автомобили будут работать на электродвигателях с усовершенствованными топливными ячейками. Это позволит одну и ту же переднеприводную систему использовать на всех трех типах автомобилей. В случае поломки силовой агрегат и блок привода будут взаимозаменяемы. Сегодня топливные ячейки находятся в зачаточном состоянии: через 100 лет должна появиться более эффективная версия. Источники топлива требуют более глубокого изучения. Твердые топливные таблетки, которые можно будет вставлять, когда потребуется, уменьшат как потребность в станциях заправки, так и вредных последствий заправки на окружающую среду. Очистка топлива и его таблетизация позволят сделать процесс заправки топливом безопасным для экологии.
Пассажирские перевозки
Транспортные системы и пассажирские перевозки 2100 года - тема для отдельного интересного разговора. Через 100 лет выхлопы и заторы в уличном движении заставят людей отказаться от личных автомобилей. Жители городов будут перемещаться на движущихся горизонтальных пассажирских транспортерах фирмы Ford Motor Co. Или подниматься на верхние этажи своих районов v небоскребов на лифтах фирмы GM. Или отправлять детей в школу на эскалаторах DaimlerChrysler. По крайней мере, так думает Сид Мид (Syd Mead) v художник-футурист в области СМИ и разработчик визуальных образов. По его мнению пассажирские транспортеры и персональные системы быстрой доставки заменят автомобили.
По словам Мида, сегодняшние гиганты автомобилестроения завтра могут стать олигархами по производству движущихся пассажирских транспортеров. Фактически, многие работы Мида изображают городские зоны, пересеченные эскалаторами и пешеходными трубами-магистралями (см. рисунок "крупный развлекательный центр в типичном городке будущего").
Он уверен, что транспортные системы будут развиваться именно в этом направлении, т.к. автомобили просто-напросто станут слишком дорогим удовольствием.
"Единственная причина, по которой сегодня люди покупают автомобили и все, что с ними связано - потому что они вынуждены это делать", - говорит Мид. В будущем, которое ему представляется, автомобили все еще существуют, но как персональные средства выражения для богатых людей. Меняющиеся требования к рабочему месту сделают ненужными ежедневные поездки на работу. Те, кто продает свои мысли, а не мускулы, работники так называемого "интеллектуального труда", будут общаться с работодателями с помощью телекоммуникации, устраняя необходимость в физическом передвижении до рабочих мест и обратно. "Не иметь машину будет так же модно, как сейчас иметь спортивный автомобиль универсального назначения. Те, кто в 2099 г. действительно смогут купить автомобиль, будут выбирать из огромного множества нишевых моделей", - говорит Мид.
Невзирая на представление Мида будущем обществе как об обществе телекоммуникаций, все еще будут существовать люди, чье физическое присутствие на рабочем месте останется обязательным, говорит Bill Styring III, старший научный сотрудник Hydson Institute в Индианаполисе. Для таких людей выходом станет распространенная по всей стране персональная система быстрой доставки.
Уже существует технология строительства облегченных рельсов и небольших, легких транспортных "капсул", говорит Styring. По его словам, система, состоящая из сети надземных стальных дорог, будет, по меньшей мере, такой же обширной как существующая железнодорожная система. По легким надземным рельсам будет ехать в ряд 2-4 персональных автомобильчика. Или же, пройдя пол-квартала пешком до соседней станции, можно будет сесть в 3-, 4-местные "автомобили", движущиеся друг за другом. Проезд до любого пункта назначения вводимого с клавиатуры, пассажир будет оплачивать кредитной карточкой. Компьютер будет управлять маршрутом, скоростью и обменом информацией с другими транспортными средствами по электросети. "Группе дорожно-строительных компаний, производящих асфальтовое покрытие, не понравится такой сценарий, но он наиболее вероятен через 100 лет развития дорог; - говорит Styring.
Стиринг убежден, что американцы не хотят утрачивать свою мобильность. Но из-за растущих цен на топливо и высоких расходов на содержание дорог система легких надземных рельсов, скорее всего, будет адаптирована. Стиринг признает, что его видение будущего звучит фантастически. "Но ведь мы говорим еще о сотне лет в развитии дорог. В 1899 г. консерваторы тоже гневно осуждали новомодный безлошадный экипаж. И посмотрите, где мы сейчас". А тем временем Toyota Motor Corp. и Sumimoto Shoji Corp. ввели в эксплуатацию Интеллектуальную Многорежимную Систему Перевозок (Intelligent Multi-mode Transit System) в парке развлечений England Hill в Awajishima, Япония. Эта самая последняя технология Интеллектуальной Транспортной Системы (ITS), разработанная Toyota с использованием Интеллектуальной Системы Контроля за Маршрутом на Автомагистрали (AHS). Несколько автобусов без водителей следуют друг за другом по специальной колее с магнитной линией, причем между ними нет никаких механических соединений. Автобусы на базе серийной модели с низким полом работают на сжатом природном газе, поэтому их несложно обслуживать, а стоит такой автопоезд дешевле обычного железнодорожного. Toyota занимается разработкой этой системы в своем исследовательском центре Higashi Fuji с 1999 г. Данное изобретение может найти применение в аэропорту, в зоне отдыха, в качестве маятникового сообщения между городами и для других целей в ближайшем будущем.
Другим вариантом развития пассажирских перевозок возможно будут служить тоннели. С развитием системы автомагистралей международного значения, которое сдерживается проблемой ограничения шума и другими требованиями по охране окружающей среды, до уровня, когда подземные туннели по атмосферным условиям могут сравниваться с авиалайнерами, переезды из страны в страну, которые в настоящее время совершаются в основном авиалайнерами, бороздящими верхние слои тропосферы быстрее, чем гоночные автомобили Formula 1, перейдут в сферу автомобильного транспорта.
Въезд в туннель в Сан-Франциско.
Максимально допустимая скорость - 500 км/час
В туннелях будущего в воздух будут добавлять легкие газы, которые будут уравнивать давление воздуха внутри автомобиля с давлением газа в туннелях, которое будет поддерживаться на оптимальном уровне. Таким образом, даже с учетом утечки, газ и воздух не смогут вытеснить друг друга. Выбор таких газов невелик. Водород, самый легкий из них, не подходит из-за своей повышенной воспламеняемости. Но вот гелий, редкий газ с плотностью в 7 раз меньше воздуха, не воспламеняющийся и безвредный для здоровья, уменьшил бы лобовое сопротивление и показал бы более высокие аэродинамические характеристики, чем имеют авиалайнеры на большой высоте, где плотность воздуха над уровнем моря в 113 раз выше плотности гелия. Тех возможностей производства гелия, которые существуют сегодня, будет недостаточно, пока для этой цели не будет использован процесс ядерного синтеза, главного источника термоэлектрической энергии середины 21 века, который позволит получать гелий как конечный продукт процесса почти в неограниченных количествах.
В гелиевой атмосфере, которая легче воздуха в 7,24 раза, лобовое сопротивление уменьшается на 86 %, а скорость звука составляет 3620 км/ч. В такой среде можно достичь любой скорости.Обычному автомобилю для езды по такому подземному проезду потребуется топливная ячейка в 125 kW (186 л.с.), чтобы обеспечить питанием электродвигатели в 100 kW (134 л.с.) с расходом водорода в 38 м3 и кислорода в 19 м3 в час. Дополнительные 0,08 м2/ч кислорода, необходимые для обеспечения дыхания, предположим, четырех пассажиров одного автомобиля (кислород в сжатом состоянии в пропорции 1:150), займут в целом объем менее 3 стандартных баллонов для сварки.
С другой стороны, 106 л/ч углекислого газа, выдыхаемого пассажирами и водителем, можно сжать под давлением 38 kPa (56 psi) и растворить в 28 кг/ч водяного пара, образующегося в процессе реакций в топливной ячейке. Эту газированную воду можно сливать во время заправок водородом на роботизированных заправочных станциях. Что касается самого водородного топлива, то уже ведутся разработки нескольких новых способов его хранения. Например, в абсорбированном виде в пористых металлах, которые должны появиться еще до того, как топливные элементы получат широкое распространение.
Выезд из туннелей будет осуществляться через специальные шлюзы с переходом в обычную наземную систему транспортировки. Случайно проникающие потоки воздуха можно будет удалять методом, основанным на том, что воздух превращается во влагу значительно раньше гелия.
Заключение
Автомобиль, который мы получим через 100 лет, внешне не будет сильно отличаться от имеющегося сегодня, но он будет работать на совершенно иных принципах, а переезды на дальние расстояния будут проходить в новых, созданных человеком условиях. Двигатель, трансмиссия, ведущий вал и дифференциал уйдут в прошлое. Автомобили будущего, имеющие питание от топливных ячеек и привод от электродвигателей, установленных на ступицах колес, будут ездить с 80-процентным термическим к.п.д. как в условиях гелиевой атмосферы, так и в обычных условиях наземных дорог.
"Все, что казалось устоявшимся, постепенно переворачивается с ног на голову", - говорит руководитель группы Apex фирмы GM, Bill Ochalek. Эта стратегическая группа занимается исследованием социальных и экономических тенденций, проще говоря, помогает компании GM узнать, какие автомобили люди захотят иметь в будущем. По словам Ochalek, распространенное утверждение о том, что маленькое v значит дешевое и низкосортное, а большое - дорогое и высококачественное, устаревает. Достаточно взглянуть на новейшие аудиосистемы высокого класса с крохотными колонками. "В дальнейшем вы увидите еще большую ломку традиционных систем воззрений", - говорит Ochalek.
Из вышеизложенного следует, что автомобиля, который можно было бы назвать автомобилем 2100 г, пока нет. Более того, факторы, влияющие на конструкцию автомобиля, совсем не способствуют тому, чтобы во всем мире в пользовании был автомобиль только одного типа. Легковые автомобили в городах могут иметь меньшие размеры, габариты автобусов могут иметь тенденцию к увеличению, модели SUV могут остаться такими же популярными, а частное владение автомобилями всех видов может получить дальнейшее развитие, также как и вся мировая экономика. Необходимость решения множества проблем экономического, материального и социального плана, влияющих на конструкцию автомобиля, потребует широкой гаммы автомобилей разных типов.
Ответом на все вопросы, которые рассмотрены выше, должна будет стать ориентация на постоянно изменяющийся спрос покупателей, а не только на мнение представителей автоиндустрии и академиков. Но одно ясно: какой бы транспорт не пришлось нам водить в 2100 г, необходимы новые технологии для снижения уровня загрязнения, повышения уровня безопасности, увеличения скорости потока движения и также для решения ряда проблем, о которых мы пока не имеем представления.
Перечень используемой литературы
--Auto Motor und Spor(Германия), 2002, , N 4, N 5
-Automobil Industrie (Германия), 2001, N11
-Automotive Engineer (Великобритания), 2001, N10
-Automotive Engineering International (США), 2000, №1
-Automotive News (США), 2000, №5855, 3 января
-AutoTechnology (Великобритания), 2001, Vol. 1, июнь, декабрь
-Auto-Zeitung (Германия), 2001, №24
LТArgus (Франция), 2000, ¦3700, 2001, ¦3752
-Автопилот, 2000, № 12
-Авторевю, 2002, N 4, N 6,
-Автопанорама, 2002, № 4,
-Клаксон, 2002, №3, с.60, №6, 2001, № 22
-За рулем, 2000, № 1
-Изобретатель и рационализатор, 2002, №4
-Мотор, 2001, №12
-5 Колесо, 2001,
Подготовила Подойникова М.Ф.
Переводчики Зуева И.Г., Назарова Р.В., Пахтусова М.Ю.
Ответственный за выпуск Юникова Н.А.
Рекомендуемый контент