Инновации в автопроме: гонка технологий или съезд на обочину

Электромобили

Даже далекие от мира автомобилей люди уже успели услышать про детище Илона Маска — электромобиль Tesla. Разумеется, это далеко не единственная модель авто, работающая на электричестве, но ее пример показателен, ведь о Tesla знают все: она бьет рекорды упоминаний и даже успела побывать на орбите. Сегодня Tesla символизирует большой рост популярности электромобилей — а причины такому росту имеются, и весьма существенные.

Технические характеристики такой машины значительно выше, чем у моделей с бензиновым двигателем. Электропривод и батареи можно убрать в нижнюю часть авто — и тем самым переработать форму кузова, сделать его более обтекаемым, аэродинамичным и привлекательным. Да и о просторе для водителя и пассажиров забывать не стоит. При этом, как ни удивительно, производство электромобилей способно сделать автопром… проще. Представьте себе, что вместо сложного топливного узла, систем запуска и впрыска, а также трансмиссии под кузовом стоит всего лишь один большой аккумулятор. Огромное количество проблем, в том числе с качеством топлива, решается автоматически. Эксплуатация такого авто обходится дешевле, он более экологичен и удобен в использовании.

Беспилотные авто

Ранее предсказания о машинах, которые ездят без водителя, были уделом писателей-фантастов. Сегодня это реальность. По прогнозам The Boston Consulting Group, к 2035 году 25% автомобилей будут автономными — из них 15% частично, а 10% полностью. Уже сейчас по улицам во многих городах мира разъезжают беспилотные автомобили, и даже в России по территории наукограда «Сколково» курсирует беспилотное такси «Яндекса».

Будущее беспилотников выглядит замечательным, но есть определенные нюансы. Еще не до конца разрешены вопросы юридического характера, ведь никакой нормативно-законодательной базы, касающейся автомобилей без водителя, ни в одной стране мира попросту нет — по крайней мере, в законченном виде. Кроме того, подвижки в создании беспилотников напрямую зависят от сотрудничества автопроизводителей с поставщиками технологий и разработчиками систем машинного обучения. Чтобы обучить автомобиль ездить безошибочно, необходимо собрать и обработать огромные объемы данных, чем многие производители даже не начали заниматься всерьез. Ну и наконец, нужно дождаться трансформации ментальности общества — несмотря на неоспоримый научно-технический прогресс, многие еще не готовы принять авто без водителя и поверить в безопасность таких машин.

Программный контроль

Бортовые компьютеры присутствуют в автомобилях уже на протяжении многих лет, однако лишь в последние годы автогиганты начали внедрять в свои модели системы безопасности с постоянным отслеживанием работы каждого агрегата, от мультимедийной системы до тормозов. По данным Counterpoint Research, к 2022 году 90% автомобилей смогут подключаться к мобильным сетям 4G LTE — это обеспечит внедрение телеметрии и возможность непрерывной передачи производителю данных о состоянии всех узлов в режиме онлайн и даст возможность оперативно оказывать помощь на дороге. Во всяком случае пока что — владельцам дорогих суперкаров.

1. Rockwell / B-1 Lancer

Аэрокосмический мегапроект: B-1 Lancer.

Rockwell B-1 Lancer — это четырехмоторный сверхзвуковой реактивный бомбардировщик с крылом изменяемой стреловидности, используемый ВВС США. Он был впервые представлен в 1960-х годах как сверхзвуковой бомбардировщик со скоростью 2 Маха, который был предназначен для замены самолетов Boeing B-52 Stratofortress.

Позднее машина была модернизирована до модели B-1B со скоростью 1,25 Маха, но гораздо большей дальностью и высотой полета. ВВС США приняли B-1B в эксплуатацию в 1986 году в качестве ядерного бомбардировщика.

10.) Огнестойкая ткань

После гибели трех астронавтов НАСА в результате пожара на тренажере, имитирующий корабль Апполон-1, космическое ведомство США активизировала научные исследования, для того чтобы создать огнестойкие ткани и технологии, которые бы защищали космонавтов от пожара.

В итоге НАСА создала технологию, позволяющую создавать костюмы астронавтов, защищающие летчиков от огня. Благодаря этой технологии в автомобильном мире спорта появились автомобильные комбинезоны для гонщиков, которые имеют точно такую же огнестойкость, как и костюмы астронавтов.

9.) Проекционный дисплей Heads Up Display

Эта технология изначально была разработана для военных самолетов-истребителей. Но в наши дни эту технологию уже можно встретить на многих роскошных автомобилях.

Стоит отметить, что первые версии автомобильных проекционных дисплеев были очень не качественными и больше приносили вреда, чем пользы, так как отвлекали водителя. Но сегодняшние Heads Up Display все-таки полезны и очень удобны для пользования.

8.) Манипуляторы

С введением на международной космической станции мобильной обслуживающей системы КАНАДАРМ (робототехнический комплекс и связанное с ним оборудование) в 1981 году работа и жизнь в космосе стала намного проще и комфортней.

После запуска этой системы космонавты с помощью манипулятора смогли проводить работы, которые ранее были возможны только при выходе астронавтов в открытый космос. Также с помощью системы роботизированного манипулятора, стало возможным перемещать грузы между МКС и другим космическим кораблем.

Спустя годы эта технология КАНАДАРМ пришла и в автопромышленность. Сегодня роботизированное оборудование служит человеку, для того чтобы собирать новые автомобили на автозаводах. Благодаря внедрению подобной техники в автопромышленность, удалось уменьшить время сборки новых транспортных средств. Особенно незаменимы роботы на автопроизводстве при сборке тяжелых автоагрегатов.

7.) Безвоздушные шины

Космическая отрасль нуждалась в технологии, которая позволила бы использовать шины в любой климат, без риска прокола и повреждения.

НАСА совместно с компанией Michelin разработали безвоздушные шины для лунохода Rover. Именно эта технология дала толчок для развития подобной технологии и для земных транспортных средств.

В настоящий момент, безвоздушные шины компании Мишлен производятся для промышленной и сельскохозяйственной техники. Недавно компания также начала тестирование инновационных колес в автомобильном мире.

6.) Аэрогель

Это средство было использовано при производстве новой модели Chevrolet C7 Corvette. Ранее аэрогель использовался в космических кораблях для сбора частиц космической пыли, а также в космических скафандрах в качестве теплового изолятора.

Кроме того, этот материал использовался при производстве ядерного вооружения.

5.) Тепловая защита из золотой фольги

Из-за своей способности изолировать компоненты космического корабля от экстремальной температуры и радиации НАСА стала использовать золотую фольгу в качестве теплоизоляции вместо алюминиевого материала и вместо серебряной фольги. Например, золотая фольга использовалась на спускаемом аппарате при высадке Американцев на Луну.

Но в итоге и эта технология пришла в автопромышленность. Например, недавно компания McLaren использовала золотую фольгу в спорткаре F1 для изоляции выхлопной системы.

4.) GPS/Глонасс

Первоначально система GPS была разработана США для ВВС. Но в настоящее время наша страна также разработала свою собственную спутниковую навигационную систему Глонасс, которая работает на Российских спутниках.

В наши дни этой системой могут пользоваться обычные граждане для навигации во время поездок на автомобиле или при пеших походах. Эта технология настолько прочно вошла в нашу жизнь, что мы принимаем ее как необходимость, без которой мы не можем обойтись. Как, например Интернет или радио.

3.) Топливные элементы на основе водорода

Космическая отрасль изначально нуждалась в альтернативных источниках энергии. Ведь в космосе невозможно применить двигатели внутреннего сгорания из-за отсутствия кислорода. Поэтому наша Космическое ведомство и НАСА стали использовать для космических аппаратов электричество в качестве топливного элемента, которое вырабатывается на основе химической реакции водорода.

В наши дни водородное топливо, которое заряжает электрические аккумуляторы, питающие электродвигатели, пришло и в автопромышленность. Например, компания Тойота начала серийного выпускать водородную модель Toyota Mirai.

Также в настоящее время компания БМВ проводит инженерные испытания водородного гиперкара i8. Или, например Корейская марка в наши дни уже почти готова запустить в производство водородный внедорожник Hyundai Tucson.

2.) Аэродинамика с помощью воздуховодов

В нашем Космическом ведомстве есть специальный отдел, который ведет исследование по аэродинамике космических аппаратов. В этом отделе специалисты ведут разработку новых воздушных систем, которые призваны снижать аэросопротивление воздуха при полете космических ракет.

Эта технология появилась на заре Космической отрасли и сегодня плотно вошла в нашу жизнь. Например, система воздуховодов пришла в спортивные автомобили. С помощью специальных отводных воздухозаборников потоки воздуха распределяются таким образом, чтобы снижать аэродинамическое сопротивление воздуха.

1.) Углеродное волокно

Первоначально этот материал использовался в космической отрасли для создания ракет. Углеродное волокно стало использоваться в аэрокосмической отрасли из-за чрезвычайной прочности и благодаря его экстремально низкой массе.

За счет уникального соотношения прочности к весу многие автопроизводители стали также использовать при производстве автомобилей этот инновационный материал, который изначально был создан для космических аппаратов.

С каждым годом себестоимость производства углеродного волокна падает. Это означает, что в будущем все больше транспортных средств будет использовать углеволокно в своих конструкциях.

8.) Манипуляторы

С введением на международной космической станции мобильной обслуживающей системы КАНАДАРМ (робототехнический комплекс и связанное с ним оборудование) в 1981 году работа и жизнь в космосе стала намного проще и комфортней.

После запуска этой системы космонавты с помощью манипулятора смогли проводить работы, которые ранее были возможны только при выходе астронавтов в открытый космос. Также с помощью системы роботизированного манипулятора, стало возможным перемещать грузы между МКС и другим космическим кораблем.

Спустя годы эта технология КАНАДАРМ пришла и в автопромышленность. Сегодня роботизированное оборудование служит человеку, для того чтобы собирать новые автомобили на автозаводах. Благодаря внедрению подобной техники в автопромышленность, удалось уменьшить время сборки новых транспортных средств. Особенно незаменимы роботы на автопроизводстве при сборке тяжелых автоагрегатов.

Первая Tesla

В 2008 году Tesla начала производить свою первую модель автомобиля, в 2010-м вышла на IPO, а в 2012 году занялась созданием второго автомобиля. Мифтахов так вдохновился развитием Tesla, что тоже решил освоить нишу электромобилей. Он придумал под заказ переоборудовать обычные машины, работающие на бензине, в электромобили.

Еще работая в Google, Мифтахов ради интереса оборудовал с приятелями в гараже свой автомобиль Fiat литий-ионной батареей, заказанной из Китая. В 2013 году, когда все получилось, он ушел из Google и открыл свою компанию ElectricMotorWerks (EMW), которая стала переоборудовать автомобили BMW 3-й серии (очень популярные в США в конце 2000-х). Идея быстро показала свою несостоятельность, спроса на услугу стоимостью $50 000 почти не было, говорит Мифтахов: «В Америке те, у кого есть деньги, любят покупать новые машины. А те, у кого денег нет, покупают машины на вторичном рынке за $5000–7000».

Вдобавок в том же 2013 году BMW обвинила созвучный со своим брендом EMW Мифтахова в нарушении прав на товарный знак и использовании логотипов BMW на баннерах, сайте и в рекламных слоганах. Суд рекомендовал удалить сокращенное наименование EMW и прекратить использовать товарный знак BMW в своих материалах. В качестве сокращенного названия компании Мифтахов с тех пор стал использовать eMotorWerks.

Вместе с услугой переоборудования компания разрабатывала и продавала зарядные устройства для электромобилей. В 2014 году Мифтахов решил сосредоточиться на этом направлении. Он запустил краудфандинговую кампанию на платформе Kickstarter, собрал на предзаказах зарядных станций около $70 000 и вложил их в разработку приложения, с помощью которого можно было наблюдать, как заряжается машина. За счет приложения зарядные станции стали пользоваться большим спросом, уверяет Мифтахов. По его словам, годовой оборот eMotorWerks спустя несколько лет превышал $10 млн. «Я тогда купил себе первую Tesla», — вспоминает он.

В 2016-2017 годах на рынке зарядных устройств для электромобилей началась консолидация: крупные компании скупали стартапы, укрупняя таким образом свою долю. В 2017 году предприниматель начал привлекать раунд на $10 млн, но в итоге продал eMotorWerks одному из потенциальных инвесторов — международной энергетической компании Enel. Сумму продажи он не раскрывает. По данным TechCrunch, она составила $150 млн.

После продажи компании вместе с патентами на зарядную станцию на Мифтахова подал в суд вице-президент по развитию бизнеса eMotorWerks Джордж Бетак. Он как истец утверждал, что внес вклад в разработку зарядных станций, но не был указан в патентах в качестве изобретателя. В 2019 году Бетак отозвал почти все претензии, рассказывает Мифтахов, а в 2020 году стороны урегулировали конфликт. По мнению Мифтахова, Бетак претендовал на то, чтобы его указали в патенте, чтобы получить больший процент от суммы продажи eMotorWerks. Сам Бетак на запрос Forbes в Facebook не ответил.

5 основных тенденций в аэрокосмической отрасли

Единственный способ создать безопасные авиационные системы высокой сложности, удовлетворяющие требованиям рынка – использовать инструменты междисциплинарного моделирования на протяжении всего жизненного цикла изделия – от разработки концепции до эксплуатации и проведения техобслуживания.

В настоящей статье приводим перевод материала, подготовленного специалистом компании ANSYS, Inc. Паоло Коломбо ( Paolo Colombo ), который обсуждает с клиентами, инженерами и лидерами индустрии основные тренды в аэрокосмической отрасли, и на основе этих обсуждений выделяет ряд направлений, которые будут развиваться в ближайшем будущем:

• технологии реактивных двигателей;
• автономные системы;
• компоненты, изготовленные с помощью аддитивных технологий;
• техобслуживание , ремонт и эксплуатация.

Эти тенденции в авиастроении вместе формируют тренд по увеличению сложности систем управления полетом.

Переход авиации на электрические двигатели позволит забыть о таком понятии, как «заправка самолета»

Единственный способ создать безопасные авиационные системы высокой сложности, удовлетворяющие требованиям рынка – использовать инструменты междисциплинарного моделирования на протяжении всего жизненного цикла изделия – от разработки концепции до эксплуатации и проведения техобслуживания. Все эти инструменты доступны в среде всеобъемлющего моделирования от компании ANSYS .

Итак, основные тренды в авиастроении ближайшего будущего:

1. Уменьшение стоимости полетов и количества выбросов в атмосферу с помощью электрических и гибридных двигателей

Электрические и гибридные авиационные двигатели позволят сократить затраты и количество выбросов в окружающую среду

Ведущие авиастроительные компании стремятся увеличить производительность авиационных двигателей и в то же время соответствовать экологическим нормам, не нанося вреда окружающей среде.

Иначе говоря, двигатели должны производить больше энергии, потребляя при этом меньше топлива. Для этого инженеры оптимизируют двигатели сгорания, увеличивая их эффективность, а также ведут разработки в области гибридных и полностью электрических силовых установок.

Особое внимание будет уделяться аэроакустике двигателей, поскольку полеты дронов и городского воздушного транспорта будут проходить в том числе и над жилыми районами.

При разработке новых авиационных систем инженерам будет необходимо более подробно изучить поведение и эффективность материалов, аккумуляторов, инверторов, кабелей, программного обеспечения и электронных схем управления в условиях полетов на большой высоте. Многодисциплинарное моделирование позволит инженерам учитывать все эти факторы при проектировании электрических и гибридных авиационных двигателей.

2. Автономные полеты – новый этап развития аэрокосмической отрасли

Автономные беспилотники – будущее авиации

Системы автономных полетов – еще один из основных трендов в аэрокосмической отрасли. Технологии автономного управления будут внедряться как в беспилотниках, так и в космических кораблях.

Любому фанату научной фантастики известно, что автономные системы управления – это ключ, открывающий дверь в эру космического туризма. Несмотря на то, что люди уже запускали в космос зонды, они были крайне уязвимы в непредвиденных ситуациях. Если зонду требовалась помощь центра управления, передача сигналов до Земли и назад могла занимать часы, а иногда и дни. За это время зонд мог быть уничтожен.

Что касается нашей планеты, то здесь авиакомпании уже разрабатывают экономическое обоснование для создания локальных систем воздушного сообщения, соединяющих близлежащие региональные аэропорты. Такой тип перевозок является выгодным, поскольку позволяет сократить экипаж, оставив только пилота, или более того, заменить пилота автономной системой с искусственным интеллектом.

Самолету с одним пилотом необходим высокий уровень автоматизации, а также полная реновация кабины управления. Чтобы спроектировать новую кабину, инженеры могут использовать:

• ANSYS SCADE – средство оптимизации встраиваемого программного обеспечения;
• инструменты оптического моделирования ANSYS , позволяющие убедиться, что пилот сможет рассмотреть все элементы панели управления в любых погодных условиях.

Чтобы разрабатывать полностью автономные самолеты, инженерам необходимо моделировать в замкнутом контуре датчики, ПО системы управления и алгоритмы искусственного интеллекта. Инструменты виртуальной реальности и междисциплинарного моделирования позволят тестировать системы автономного пилотирования и обеспечить их своевременную и адекватную реакцию на любые ситуации.

3. Техобслуживание, ремонт и эксплуатация новых авиационных технологий будут проводиться на основе данных моделирования

Будущее техобслуживание авиационной техники невозможно без моделирования

Рынок услуг по техобслуживанию и ремонту самолетов активно развивается благодаря увеличению количества воздушных судов и сложности их сборки.

В настоящее время значительная часть бюджета многих авиакомпаний уходит на незапланированное техобслуживание самолетов. Синхронизация циклов техобслуживания позволит инженерам минимизировать расходы, связанные с простоем воздушного судна.

Именно поэтому самолеты нового поколения, в отличие от предыдущих, предоставляют значительно больше данных, которые можно использовать для прогнозирования работы систем и выявления неполадок. Уже сейчас предиктивное обслуживание приносит авиакомпаниям значительную экономию.

Однако подобное прогнозирование не всегда эффективно для систем нового поколения, так как оно основывается на полученных ранее статистических данных. Авиационная индустрия не может ждать 10 лет, чтобы накопить достаточно данных для предиктивного обслуживания, поэтому необходимо заполнить эти пробелы, моделируя отказы и сбои техники с помощью инструментов численного моделирования.

4. Аддитивные технологии позволяют сделать детали самолета более прочными и легковесными

Топологическая оптимизация и аддитивные технологии позволят облегчать элементы и объединять несколько деталей в одну

Внедрение аддитивных технологий (АТ) – еще одна тенденция в аэрокосмической отрасли. Перспектива изготовления металлических деталей аддитивным методом вызывает у инженеров большой интерес. Специалисты понимают, что аддитивное производство в сочетании с топологической оптимизацией могут принести индустрии даже больше пользы, чем уменьшение веса, так как позволят объединять несколько деталей в одну.

Путем объединения деталей инженеры смогут сократить время и стоимость сборки. Кроме того, небольшое количество деталей, а также их легковесность упростят процесс техобслуживания и позволят экономить на топливе. Аддитивные технологии также позволят изготавливать детали по мере необходимости, поэтому система поставок будет работать более эффективно.

Однако основной проблемой использования АТ, помимо сертификации, является поиск высококвалифицированных специалистов. Процесс печати изделия должен быть рассчитан так, чтобы избежать коробления и остаточных напряжений, а также сократить количество поддержек до минимума. Неоптимизированные процессы печати приведут к большому количеству брака, потере драгоценного времени и средств, поэтому оптимизация печати вручную – далеко не самый приемлемый путь.

Одним словом, изготовление деталей с помощью АТ – это непросто. Для оптимизации процесса печати необходимы средства моделирования, например, ANSYS Additive Suite.

5. Повышение уровня сложности авиационных систем требует комплексного междисциплинарного моделирования

Все перечисленные выше тренды так или иначе связаны с повышением уровня сложности систем. Высокая сложность связана с большими рисками, которые могут привести к большим затратам времени и средств.

Проектирование и оптимизация самолета – задача, включающая в себя множество аспектов физики

Многодисциплинарное моделирование играет значительную роль в решении этих сложных задач и уменьшении рисков. В междисциплинарном моделировании результаты расчетов из различных аспектов физики взаимодействуют и иногда влияют друг на друга. Это означает, что инженеры смогут получить полное представление о работе систем в реальных условиях.

Тем не менее, отрасль сильно привязана к уже устоявшимся методам проектирования и моделирования. Отдельные инженерные группы сосредотачиваются на разных областях физики, и обмен данными между ними затруднен. Такой изолированный подход к проектированию уже не актуален при создании более сложных авиационных систем нового поколения.

Переход к междисциплинарным расчетам – это новый образ мышления, и еще не все компании готовы принять его. Однако его преимущества уже были продемонстрированы на примере множества стартапов, связанных с космической отраслью. Такие компании, как Virgin Galactic и SpaceX всего за несколько лет достигли невероятных успехов, создав сильную конкуренцию лидерам рынка.

Задачи, связанные с разработкой более сложного оборудования, нельзя решить путем создания множества отдельных моделей. Поэтому многодисциплинарное моделирование – единственно верный способ ускорить этапы разработки и тестирования.

Ссылка на источник оригинальной статьи:

10 технологий, которые пришли в автопром из космической индустрии

12 апреля 2021 юбилейный день Космонавтики. Ровно 60 лет назад впервые на земную орбиту был выведен корабль-спутник с человеком на борту.

Результатом поистине тяжелого соперничества между СССР и США в космической гонке стало появление множества инновационных технологий, в чем-то опередивших свое время.

Не удивительно, что спустя много лет некоторые из них пришли в нашу повседневную жизнь и нашли широкое применение в ней. Хороший пример такой интеграции автомобильная промышленность.

Углеродное волокно

Вначале этот материал использовался исключительно для производства космических ракет.

Легкий термостойкий композит благодаря своей экстремально низкой массе и чрезвычайно высокой прочности применялся для изготовления носовой части аппарата и фронтальных кромок крыльев, наиболее подверженных разрушительным нагрузкам при входе в атмосферу.

Углеводородное волокно было очень дорогим из-за сложности его производства.

Однако со временем оно стало более доступным и начало постепенно проникать в конструкцию спортивных автомобилей, а чуть позже и городских моделей.

GPS/ГЛОНАСС

Впервые система глобального позиционирования GPS была разработана в 1970-х годах в США для компании BBC в научно-исследовательских целях.

Чуть позже (в 1982 году) была создана отечественная система ГЛОНАСС, изначально имевшая военное предназначение.

Постепенно данные технологии стали внедряться в повсеместную жизнь, и сегодня практически каждый человек имеет возможность воспользоваться ими через смартфон, планшет или другой девайс.

Системами навигации оборудованы почти все новые модели автомобилей.

Солнечные батареи

Преобразование солнечной энергии в электрическую было впервые реализовано на космических спутниках как решение проблемы снабжения их электроэнергией.

С развитием альтернативной энергетики солнечные батареи все чаще стали применяться для снабжения домов. Они также нашли применение и в автомобильной промышленности.

Например, сегодня существуют модели с фотоэлементами, правда, пока только в качестве экспериментальных.

В некоторых машинах устанавливают люки с солнечными панелями, которые накапливают энергию. После преобразования она используется для работы системы вентиляции в жаркие дни.

Топливные элементы на основе водорода

Данные элементы также были изготовлены в первую очередь для нужд космонавтики, как альтернативные источники энергии для спутников.

Сейчас многие автогиганты, такие как Toyota, BMW, Hyundai, находятся на разных этапах разработки водородных моделей для серийного выпуска.

Безвоздушные шины

При разработке луноходов и марсоходов космическая отрасль нуждалась в колесах, которые могли бы эксплуатироваться в любых условиях окружающей среды без риска проколов и повреждений.

Это привело к созданию безвоздушных шин. Сегодня данная технология применяется для производства сельскохозяйственных машин, также тестируются образцы для легковых автомобилей

Теплоизоляционная защита из золотой фольги

Золотая фольга уникальна своей способностью эффективно защищать оборудование от экстремально высоких температур и радиации.

Она получила широкое применение в космонавтике в качестве теплоизоляционного материала.

Например, такая фольга использовалась в аппарате, который спускал американцев на Луну.

В итоге эта технология дошла и до автопрома. McLaren применила тепловую защиту из золотой фольги для изоляции выхлопной трубы в своем спорткаре с очень мощным двигателем.

Огнестойкая ткань

После гибели астронавтов NАСА из-за пожара, возникшем на тренажере, имитирующем космический корабль, американское ведомство начало разработку специальной одежды.

Вскоре была создана технология, позволяющая изготавливать огнеупорные комбинезоны.

Большое количество смертельных исходов в автоспорте из-за пожаров заставило задуматься о безопасности спортсменов.

Француз Роман Грожан избежал серьезных травм после аварии на Гран-при Бахрейна в прошлом году во многом благодаря огнестойкой экипировке.

Воздуховоды в кузове

В свое время в NASA велись работы по изготовлению специальных каналов в корпусе с целью снижения аэродинамического сопротивления.

Технология оказалась малоэффективной в космической индустрии, зато с успехом была реализована при производстве гоночных машин.

Лидары

В космонавтике с помощью лазерных радаров определяют расстояния до космических объектов, изучают ландшафт на Луне и наблюдают за спутниками.

В автомобильной промышленности они служат для дистанционного зондирования, благодаря чему можно следить за обстановкой вокруг. Сегодня все больше автомобилей комплектуются лидар-сенсорами.

Проекционный дисплей

Изначально технология была разработана для истребителей.

Сейчас же она активно применяется и в автомобильной промышленности, позволяя проецировать на лобовое стекло полезную информацию, что значительно упрощает жизнь водителю.

Не известно, какие еще технологии подарит нам космическая промышленность, однако идеи, которые стремятся реализовать частные космические компании выглядят достаточно перспективными для того, чтобы говорить о поистине интересном будущем автомобильной промышленности.

Кузов для экстремально высоких температур

В далекие 90-е годы ХХ века, когда автоспорт еще был суров к гонщикам, а конструкторы спортивных болидов только заносили слова «комфорт» и «эргономика» в свои разговорники, была решена одна наболевшая для пилотов NASCAR проблема. Днище автомобилей во время заездов нагревалось до таких температур, что пилоты к финишу получали не только заслуженные кубки, но и серьезные ожоги ступней. Подгорало у гонщиков регулярно, но автопроизводители долгое время не могли найти решение. Одни теплоизолирующие материалы были слишком тяжелы, другие — не справлялись должным образом со своей задачей.

Ситуация изменилась лишь в 1996 году, когда чемпион NASCAR Бобби Элиссон встретился с тогдашним директором Космического центра имени Кеннеди Джеем Ханикаттом. Во время экскурсии космический босс, между прочим, упомянул, что материалы, покрывающие корпус космического челнока, способны поглощать температуру свыше 3000 градусов. Заслуженный гонщик вспомнил о том, как запекались во время заездов его собственные пятки, и попросил коллег подогнать в испытательный центр NASA какой-нибудь автомобиль для тестов. Результат превзошел все ожидания. Космический материал сначала нашел применение в гоночных автомобилях, а оттуда уже перекочевал и в дорожные спорткары.

10 технологий, которые появятся на автомобилях в ближайшее время

Уже сейчас автомобили учатся самостоятельно ездить, умеют подключаться к интернету и становятся все более безопасными и удобными. С начала года автопроизводители явили миру десяток интересных технологий, которые вполне могут стать серийными в ближайшее время. Многие из них в той или иной форме уже появляются в серийных автомобилях, и дальше все будет еще интереснее. В обзоре Autonews.ru – то, чем вполне можно будет воспользоваться уже завтра.

Алкозамок

Honda и Hitachi разработали ключ-алкотестер, который может определить уровень алкоголя в крови водителя в течение трех секунд. Замер концентрации этанола в выдохе водителя осуществляют полупроводниковые датчики, которые определяют наличие этанола, водорода и продуктов распада ацетальдегида. Если система обнаружит, что водитель находится в состоянии опьянения, то электроника заблокирует зажигание и не позволит запустить двигатель. Результат алкотеста появится на экране мультимедийной системы автомобиля, но об автоматическом информировании полиции речь не идет. В ближайшее время Honda и Hitachi начнут тестировать устройство, а затем его планируют вывести на рынок. Устройство едва ли станет обязательным, но может применяться в тех странах, где автомобили попавшихся на управлении а нетрезвом состоянии должны оборудоваться алкозамками.

Управление жестами

К столетию BMW компания представила инновационный концепт Vision Next 100, в котором реализована система управления жестами. Верхняя часть приборной панели покрыта датчиками, которые отслеживают движения рук.

Еще раньше о концепции управления жестами говорили инженеры Jaguar Land Rover, представляя в прошлом году прототип Discovery Sport. А первой серийной машиной с этой технологией стал седан BMW 7-Series, представленный осенью. Баварская система Gesture Control позволяет водителю или пассажиру махами руки в воздухе менять радиостанции, регулировать громкость звука или принимать и отклонять телефонные звонки, а также управлять меню медиасистемы без прикосновения к сенсорному экрану. В конце 2016 г. аналогичную систему получит обновленный Volkswagen Golf, в котором при помощи жестов можно будет также регулировать настойки климатической установки и управлять положением люка в крыше.

Многосекционные фары

Интеллектуальные фары – не новость, как и источники света, способные затемнять отдельные области дороги. Теперь технология приходит и в массовый сегмент – Ford предлагает безбликовые фары Glare-Free Highbeam. Система работает с адаптивными светодиодными фарами, которые могут менять направление светового потока и его интенсивность, учитывая скорость, угол поворота и информацию с фронтальной камеры, отслеживающей наличие встречных или попутных машин. Устройство следит за светом фар встречных автомобилей на расстоянии до 800 метров. Впервые новая разработка будет применена на автомобилях S-Max и Galaxy.

Ранее компания Audi представила матричную головную оптику с использованием лазерного света под названием Matrix Laser, которая в будущем появится на всех серийных автомобилях бренда. В каждом модуле фары инженеры компании установили четыре лазерных диода диаметром 0,3 миллиметра. Выключая диоды, электроника затемняет отдельные области, не переходя на ближний свет.

Дополненная реальность

Toyota собирается превратить ветровое стекло в дисплей для вывода информации. В отличие от известных сейчас проекционных систем, которые задействуют лишь малую часть стекла, японцы намерены проецировать информацию на любую точку стекла, через которую смотрит водитель. Специальная камера будет отслеживать положение глаз водителя и выдавать на стекло данные о тех объектах, которые попадают в его поле зрения. Более того, Toyota будет учитывать данные о положении рулевого колеса и информацию системы навигации для формирования траекторных подсказок.

Сегодня внедорожники Toyota уже умеют демонстрировать водителю на консольном дисплее изображение дороги с виртуальными колесами. А компания Jaguar Land Rover запатентовала идею «прозрачного» капота и систему навигации, которая выводит на ветровое стекло силуэт машины, показывающей правильную траекторию движения.

Интернет-автомобиль

Китайский автопроизводитель SAIC Motor совместно с интернет-ретейлером Alibaba разрабатывает новый автомобиль, который позиционируется, как первое транспортное средство с интегрированными интернет-технологиями. Речь не только о постоянном подключении к сети, но и участии машины в системах обмена данными о дорожной обстановке. Кроме того, автомобиль будет иметь функцию автономного управления и сможет передавать информацию о своем передвижении другим транспортным средствам. Наконец, машина предоставит доступ в Сеть своим пассажирам и будет интегрирована в социальные ресурсы.

По предварительным данным, новинка получит название Roewe City и будет построена на базе одной из моделей марки Roewe, принадлежащей концерну SAIC. Ожидается, что автомобиль получит электрическую силовую установку и долговечную батарею.

«Умная» тонировка

Затемнять стекло можно будет по собственному усмотрению – компания Continental предлагает технологию, которая позволит менять светопропускание по команде водителя или электронного блока управления. Технология Intelligent Glass Control представляет собой пленку с электрохроматическими частицами, которые меняют положение под действием электрического тока, затемняя стекло. Такое стекло может менять прозрачность и автоматически, например, в зависимости от интенсивного солнца или наружного освещения, а также при въезде и выезде из тоннеля. Более того, стекло может тонироваться лишь частично, что позволит отказаться от противосолнечных козырьков.

Подобную технологию автопроизводители уже применяли. Например, люк лимузинов Maybach первого поколения менял степень светопропускания по команде водителя. Существуют и бытовые приложения технологии, но о создании тонкой пленки с подобными свойствами, которую можно применить к любому стеклу, речь до сих пор не шла.

«Умные» шины

В первом полугодии 2016 г. шинная компания Bridgestone обещает представить покрышки с функцией считывания информации в пятне контакта. Технология под названием Contact Area Information Sensing (CAIS) поможет водителю и бортовой электронике автомобиля получить больше информации о состоянии как самой шины, так и дорожного полотна. Шина сама определяет типа дороги (сухая, полусухая, мокрая, грязная, заснеженная, обледеневшая), передавая данные системе курсовой устойчивости, а также информирует водителя о необходимости смены или обслуживания резины. Датчики внутри также собирают информацию температуре шины, ее деформации в пятне контакта, а также о действующих на колесо силах.

Ранее компания Hankook представила безвоздушные шины из синтетического полиуретанового материала, Nokia разработала конструкцию выдвижных шипов, а компания Goodyear предлагала концепции покрышек с изменяемым давлением и шин-генераторов электрического тока.

Дисплеи вместо клавиш

Тренда на уменьшение количества кнопок и клавиш автопроизводителя придерживаются уже давно, и традиционных органов управления в автомобиле вскоре не останется вовсе. Их место заменят многочисленные сенсорные дисплеи, которым в автомобиле отводится все больше места. Очередной концепт фирмы Bosch, представленный на выставке потребительской электроники в январе, имеет в салоне семь дисплеев, занимающих все свободное пространство. Дисплей здесь не только на приборной панели и консоли – мониторы установлены даже на дверных панелях, куда передается информация с камер заднего вида, и центральном тоннеле. Помимо традиционных, водителю будут доступны рельефные сенсорные экраны с изменяемой текстурой поверхности, которая поможет водителю наощупь ориентироваться в разделах меню. Бортовая медиасистема берет на себя функции мобильного офиса, а также предоставляет возможность удаленного управления системами «умного» дома. Еще раньше аналогичные идеи разработчики показывали на концептах Mercedes F015 и VW Golf R Touch.

Смартфон-ключ

Специальное приложение для смартфона сможет заменить ключ от автомобиля. Компания Volvo предлагает решение, которое, используя технологию Bluetooth, дает возможность не только открыть/закрыть автомобиль, но и пустить двигатель. Кроме того, цифровой ключ можно передавать родственниками или друзьям прямо по сети. Технология упрощает и процесс аренды автомобиля, исключая необходимость визита в офис прокатной компании – оплатив машину онлайн, клиент, находясь в любой точке мира, получит цифровой ключ на свой телефон. Весной технологию протестируют в аэропорту шведского Гетеборга, а с 2017 г. цифровой ключ будет доступен покупателям новейших моделей Volvo S90, V90 и XC90.

Volvo уже давно предлагает клиентам технологию OnCall, которая позволяет открыть и закрыть автомобиль с помощью мобильного приложения, но для запуска двигателя оригинальный ключ владельцу все-таки требуется. Аналогичная программа доступна покупателям нового Mercedes-Benz E-Class, причем смартфон позволяет даже удаленно припарковать машину. А в 2011 г. канадский производитель премиальных телефонов Mobiado представил модель прозрачного телефона CPT002, который умела отпирать и запирать некоторые модели Aston Martin.

Незамерзающие стекла

Особый спрей, разработанный учеными Мичиганского университета, не только способен отталкивать воду с ветрового стекла автомобиля, но и препятствует образованию на нем льда. В отличие от традиционных составов, новый антиобледенитель создан на основе каучука и достаточно прочно держится на поверхности, долго не требуя обновления. Как заявили исследователи, им удалось разработать состав, который меняет саму механику отрывания льда от поверхности – для очистки стекла достаточно легкой вибрации, и ветровое стекло, обработанное составом, будет самоочищаться при движении автомобиля. Область применения жидкости не ограничивается автопромом. Ей можно обрабатываться корпуса самолетов и судов, а также линии электропередач.

Иван Ананьев
Фото и видео: компании производители