12.5. Автомобіль майбутнього

Деякі факти з історії автомобіля

Життя сучасної людини важко уявити собі без автомобіля. Автомобіль використовується і у виробництві, і в побуті, і в спорті. Важко уявити собі, що небагато чим більше 100 років тому автомобіля не існувало зовсім. Ні у одній мові миру не було навіть такого слова “автомобіль”. У 1886 році незалежно один від одного автомобіль винайшли два німецькі інженери - Готліб Даймлер і Карл Бенц .

Автомобіль Бенца був триколісним з достатньо простій системою рульового управління, а автомобіль Даймлера – чотириколісний. У конструкції цих машин були всі основні елементи сучасних автомобілів. Перш за все, вони приводилися в рух двигуном внутрішнього згорання. У них були колеса, ресори, рульове управління, гальма. Момент, що крутить, від двигуна передавався до коліс за допомогою трансмісії. Двигун з трансмісією з'єднувався через зчеплення, роль якого спочатку грав натяжний ролик

ремінної передачі, що дозволяє запустити

Автомобіль Бенца. Двигун об’ємом 984 двигун на стоянці.

куб.см, потужністю 0.9 л.с. при 400 об. в хв., швидкість 15 км в год.

Спочатку ці автомобілі проводилися самими винахідниками, а потім виготовлялися за ліцензією іншими автомобілебудівниками. Пізніше ці автомобілі копіювали і удосконалили, створювали нові автомобілі оснащені могутнішими багатоциліндровими двигунами з великим об'ємом і числом оборотів. Даймлером була винайдена коробка передач. Для досягнення максимальної швидкості без втрати потужності на рубежі 19-20 століть Луї Рено була запропонована пряма передача.

Автомобіль Даймлера. Двигун об’ємом 469

Отже, ми бачимо, що впродовж ста куб.см, потужністю1.5 л.с. при 700 об. в хв., останніх років автомобіль постійно швидкість 16 км в год. удосконалювався в результаті вирішення проблем, що виникають з розширенням його функціональних можливостей. Паралельно з розвитком конструкції автомобіля розвивалися і наукові методи, що дозволяють досліджувати і описати математично складні процеси, що відбуваються при русі автомобіля.

При проектуванні нових конструкцій транспортних засобів знання цих методів дозволяє уникнути багатьох помилок, які попередні покоління автомобільних інженерів були вимушені вирішувати методом проб. Застосування теорії дозволяє істотно здешевити вартість розробки нових автомобілів, підвищити їх якість, скоротити час проектування.

Можливість кількісної оцінки характеристик автомобіля при зміні різних параметрів дозволяє “набудувати” автомобіль на досягнення високих показників в специфічних дорожніх умовах, що вельми важливе, наприклад, для спортивних автомобілів.

В даний час вдосконалення конструкції автомобіля відбувається в основному завдяки широкому використанню комп'ютерних систем. Найважливішими сферами застосування комп'ютерів є управління запаленням і уприскуванням, управління автоматичними коробками передач, антиблокувальними системами, управління підвіскою, контроль функцій автомобіля. В зв'язку з цим також надзвичайно важливим стає тонке розуміння і математичний опис різних процесів супроводжуючих рух автомобіля. Які ж вони – автомобілі майбутнього?

Вічні, такі, що літають, плаваючі і інші дивовижні машини з області фантастики з кожним днем стають все ближчими до реальності. Вже сьогодні учені і дизайнери можуть уразити нас цілою плеядою незвичайних концептів.

Прослужить вічно, заправляти не треба. Кожен мріє, щоб його автомобіль залишався новим довгі роки і споживав якомога менше бензину. Американський дизайнер Лорен Кулесус подумав, а чом би не з'єднати ці ідеї? І розробив концепт, який прослужить 100 років і при цьому не витрачатиме паливо.

Cadillac World Thorium Fuel, або Cadillac WTF, поки існує тільки у вигляді комп'ютерного проекту. Вічний автомобіль працює на торії, тобто на радіоактивних батареях. Їздити на техобслуговування Cadillac WTF доведеться раз в п'ять років, але ніяких витратних матеріалів не буде потрібно. Якщо ви не побоїтеся сісти в радіоактивний автомобіль, вийде заощадити багато грошей і заповідати машину внукам. Літає.

Аеромобілі з фантастичних фільмів вже стали реальністю. Зовсім недавно перший в світі серійний автомобіль Terrafugia, що літає, піднявся в небо. І не тільки піднявся, але навіть політав і благополучно приземлився. Terrafugia перетворюється з машини в літак за 30 секунд. Його приводить в рух один двигун, що працює на звичайному неетильованому бензині і Terrafugia, що розгонить, до 104 км/ч на землі і до 185 км/ч, - в повітрі.

Ціна Terrafugia 194 000 доларів. Але двомісний аеромобіль допущений до зльоту і посадки виключно із злітних смуг, наприклад, в аеропортах. І щоб політати, доведеться отримати ліцензію спортивного льотчика. Крім того, запасу палива вистачить лише на 270 км. шляху.

Думка про аеромобілі давно хвилює багато. Наприклад, переможцем недавнього конкурсу Audi став турецький дизайнер Казім Доку з концептом Shark.

Audi Shark дійсно схожий на хвостату акулу. У нього взагалі немає коліс, зате є крила і відкидний купол. Втім, поки це з області фантастики, тоді як більш непоказна на вигляд Terrafugia щосили літає. Плаває.

Творці Rinspeed SQuba, мабуть, дуже вже любили фільми про Джеймса Бонда - настільки, що захотіли створити справжній автомобіль, здатний плавати під водою. І їм це вдалося. SQuba уміє пересуватися по суші і по воді, а також занурюватися на глибину до 10 метрів.

73 кінських сили під капотом земноводної машини розгонять її до 120 км/г на землі, 6 км/г - на воді і 3 км/г - під водою. Правда, водієві і пасажирові при зануренні доведеться промокнути наскрізь і дихати за допомогою кисневих масок.

Не хочете мокнути, але ідея привертає? Їздьте часто в круїз на автобусі: недавно англійці представили перший в світі автобус-амфібію AmphiCoach GTS-1. Він отримав італійські шасі Irisbus і дизельний двигун Iveco. Гідроавтобус відповідає всім технічним стандартам. Він піде в серійне виробництво вже цього року, причому як з правим, так і з лівим кермом. Ціна кусається - більше $400 тисяч.

Як жива.

Машина не обов'язково повинна бути твердою на дотик - вирішив головний дизайнер BMW Кріс Бенгл і явив світу концепт Gina. Автомобіль покритий синтетичною тканиною, що тягнеться, під якою прихований алюмінієво-композитний каркас. Виглядає Gina як живий організм з скелетом і шкірою. Контури машини можуть мінятися залежно від примхи власника. Потрібно залізти під капот - капот "розсується" від центру; включити фари - у Gina розплющуються очі; поліпшити аеродинаміку - у концепту зростає хвіст-спойлер.

Найзеленіші

Мир стурбований проблемами екології не на жарт. З кожним роком автомобілі стають все менше і економічніше - здається, скоро вони перетворяться на криті велосипеди. Автовиробники відчайдушно борються за статус «найзеленішого» і дивують нас своїми екологічними розробками.

Наприклад, экоавтомобіль Green Apple не тільки не забруднює атмосферу, але і очищає її! Усередині його повітрозабірників розташовані невеликі турбіни, які у міру їзди виробляють електрику, але що найцікавіше, на виході з повітрозабірників встановлені спеціальні фільтри, які очищають міське повітря.

Корейський Hyundai City Car теж відрізнився. Кузов цього електромобіля, спроектованого дизайнером Ніколасом Стоуном, складається з фотоелементів. Вони уловлюють енергію сонця і живлять батареї електроенергією. Крім того, у Hyundai City Car є спеціальний резервуар з водою, де за допомогою електрики H2O розкладається на водень і кисень. Кисень просто виходить у вихлопну трубу, а водень накопичується і при необхідності знову звертається в електрику для живлення різних систем машини. Цей процес Денієл Носер, професор Массачусетського технологічного інституту, назвав штучним фотосинтезом.

Більшості з незвичайних концептів, на жаль, так і призначено залишитися ідеями. Але деякі з них вплинуть на те, якими будуть машини майбутнього. Судячи по сучасних проектах, попереду нас чекає багато цікавого.

Honda привезла в Нью-Йорк автомобіль майбутнього

Схоже в найближчій перспективі кожен автовиробник бачить створення автомобіля майбутнього. Не виключенням стала японська Honda. Ще восени минулого року Honda показала на Токійському автошоу свій концепт U3-X, який тепер буде випробуваний на ньюйорском автосалоні.

Отже задумка новинки просто. Всього одне колесо, повна свобода водія і встановлення напряму легким нахилом корпусу. Дизайн U3-X також простий: доладне сидіння і висувні підніжки. Завдяки низькому розташуванню педалей встати з транспортного засобу не складає труднощів. А висота сидіння розташована на такій висоті, щоб очі водія знаходилися

Honda U3-X приводиться в рух за допомогою літієво-іонного акумулятора, заряду якого вистачає на строк до однієї години використання. Зарядити батареї "малюка" можна за

В даний час в автомобілебудуванні існують наступні основні тенденції:

1. Гонитва за економічністю – сучасні двигуни значно менше споживають палива, чим двигуни минулих років.

2. Збільшення потужності – з розвитком технологій і науки зросла і потужність двигуна.

3. Екологічність – автомобіль не повинен забруднювати навколишнє середовище.

4. Безпека – сучасний автомобіль повинен бути безпечний, щоб захистити водія і пасажира у випадки аварії.

5. Хороша обтічність автомобіля – для того, щоб, збільшити економічність і потужність двигуна конструктори постійно працюють над зменшенням коэффициента Сх.

6. Зменшення розміру автомобіля - оскільки машин з кожним роком стає все більше, а дорожній простір не збільшується, то вже зараз, наприклад в Європі, дуже популярні автомобілі малих розмірів. До речі, існує протилежна тенденція, а саме збільшення розмірів автомобіля. Пов'язано із збільшенням безпеки і поліпшенням комфорту мешканців автомобіля.

7. Електричний двигун – буде малих розмірів і харчуватиметься від звичайної електричної розетки.

8. Водневий двигун – в майбутньому виробництво водню буде дешевим, а значить вигідним більшості автомобілістів.

Про двигун, можна ще сказати, що він буде економічний, екологічний і достатньо могутнім.

В майбутньому, у водія з'явиться велика кількість електронних помічників. Взагалі в автомобілі не залишиться майже механічних частин – все замінить електроніка. Вона стежитиме за автомобілем і за водієм, а також за дорожньою ситуацією. В майбутньому – у електроніки буде більше має рацію в управлінні, чим у водія, а може і в далекому майбутньому вона і зовсім замінить людину. Тоді людині тільки належить задати маршрут, а автомобіль сам його довезе до місця призначення.

Дизайн автомобіля зазнає ряд істотних змін. Буде актуальний “рухомий дизайн”, коли вид автомобіля буде перетворитися залежно від конкретної ситуації. В майбутньому автомобіль розділяться на два види: міський автомобіль і спортивний автомобіль. Міський автомобіль буде призначений для поїздок по місту, через це матиме компактні форми, і буде економічним. Спортивний же автомобіль буде оригінальний, великих розмірів для зручності водія і буде автомобілем вихідного дня.

Може, автомобіль і зміниться в майбутньому, але можна затверджувати одне – кермо і чотири колеса залишаться. І ми також, роки через 20-30-50 представлятимемо, – а яким же він буде автомобіль майбутнього?

Про довгострокові перспективи світового автомобілебудування

ZAP Alias.

Компанія “A. T.Kearney” підготувала довгостроковий прогноз розвитку світового автомобілебудування. Головне виведення авторів прогнозу полягає в тому, що до 2020 р. в загальному випуску автомобілів відбудеться різке зниження частки машин із звичайними бензиновими двигунами.

В той же час можна чекати стійкого зростання продажів автомобілів з альтернативними двигунами, в значно меншому ступені що забруднюють навколишнє середовище.

До таких автомобілів відносяться машини, що працюють на зрідженому природному або нафтовому газі, дизельному паливі, гібридні моделі, зокрема із зарядкою батареї від електромережі, електромобілі, а також машини з паливними елементами.

Прогноз “A. T. Kearney” включає три сценарії розвитку світового автомобілебудування залежно від більше 100 змінних, перш за все ціни на нафту.

Згідно першому сценарію (“Slow drive for change”), в 2020 р. ціна нафти на світовому ринку складе (долл./баррель) 68, за другим сценарієм (“Moderate drive for change”), що розглядається як основний, – 128, а по третьому (“Change enforcement”), найбільш оптимістичному для переходу до більш екологічних автомобілів, - 328.

Автори прогнозу відзначають, що швидкість переходу до більш екологічних автомобілів визначається поряд змінних, перш за все витратами власників машин на їх експлуатацію. По розрахунках авторів, до 2020 р. відповідно до другого сценарію щорічні середні витрати власників машин з бензиновим двигуном складуть (протягом чотирьох років, щорічний пробіг – 15 тис. км.) 6,9 тис. євро, машин з дизельним двигуном – 7,1 тис., автомобілів, що використовують зріджений природний газ, - 6,2 тис., зріджений нафтовий газ, - 7,2, гібридних моделей, що працюють на бензині, - 7,0 тис., на дизельному паливі – 7,5 тис., із зарядкою від електромережі – 6,5 тис., електромобілів – 7,6 і машин з паливними елементами – 12,3 тис. євро.

Вже в кінці поточного десятиліття більш екологічні автомобілі з альтернативними двигунами є цілком конкурентоздатними в порівнянні із звичайними машинами, що працюють на бензині і дизельному паливі.

По розрахунках авторів прогнозу, відповідно до другого сценарію щорічні витрати на експлуатацію гібридних автомобілів із зарядкою від електромережі в європейських країнах до 2020 р. опиняться на 100-200 євро нижче, ніж для машин з дизельним двигуном.

Вельми важливим чинником, стимулюючим попит на автомобілі з альтернативними двигунами, є безперервне зниження витрат на випуск литійоних батарей.

Так, до 2020 р. ці витрати скоротяться приблизно на 40% в порівнянні з кінцем поточного десятиліття і складуть лише 350-400 євро за кВтч проведеній електроенергії.

В той же час до 2020 р. ці батареї протягом всього терміну служби зможуть забезпечувати пробіг в 200-300 км.

Згідно більшості оцінок, в перспективі у всіх провідних країнах слід чекати значного посилювання природоохоронного законодавства, перш за все відносно викидів діоксиду вуглецю і твердих частинок.

Вважають, що в 2020 р. максимально допустимий рівень діоксиду вуглецю в європейських країнах складе 95 г/км. пробігу (найбільш жорстка норма); у США обговорюється можливість ухвалення до 2020 р. м'якшої норми (164 г/км.). В кінці наступного десятиліття вельми вірогідним є введення таких норм в таких країнах як Індія, КНР і Росія.

Електромобіль Miles Hafei (США - Китай)

На світовому ринку автомобілів, що використовують зріджений природний газ, що ведуть позиції займають європейські компанії. Проте ці компанії лише в 2009 р. приступили до постачань гібридних машин, а їх великосерійного випуску можна чекати не раніше 2011 р.

Міцне лідерство на ринку гібридних автомобілів належить японським і американським фірмам. Найбільшу активність в розробці гібридних автомобілів із зарядкою від електромережі, а також електромобілів проявляють японські і китайські фірми.

Провідними світовими продуцентами автомобілів, що використовують зріджений природний газ, є компанії “Volkswagen” (у дужках – модель) (“VW Touran”), “General Motors” (“Opel Zafira”), “Fiat” (“Fiat Panda”), “Ford” (“Ford C-Max”) і “Daimler”(“Mercedes BKlasse”). Широкого впровадження таких машин можна чекати лише з 2012 р.

На світовому ринку гібридних автомобілів лідируючі позиції займають компанії “Toyota” (“Lexus RX 400h”и “Prius), “General Motors”(“Chevrolet Tahoe”) і “Ford” (“Ford Mariner”), а гібридних машин із зарядкою від електромережі – “Mitsubishi”, “BYD”, “Tesla” і “General Motors”. Поява на ринку достатньо широкої номенклатури таких машин відбудеться відповідно в 2010 - 2004 рр. і 2015 - 2020 рр.

Згідно розрахункам авторів прогнозу, в 2020 р. (за другим сценарієм) структура випуску автомобілів в Північній і Південній Америці (I), Європі (II) і Азії (Індія, КНР, Японія) (III) характеризується наступними даними (%):

	I	II	III
	100	100	100
З бензиновим двигуном	46	29	51
З дизельним двигуном	14	28	14
На зрідженому природному газі	12	14	11
Гібридні	18	19	15
Гібридні із зарядкою від електромережі і електромобілі	9	10	8

Еволюція автобудівництва

Ймовірно, опісля декілька десятиліть багато хто з нас матиме якісь особисті реактивні модулі, ширяючі над землею на висоті яких-небудь 200 метрів. Але поки, з моменту винаходу, автомобіль як такий сильно не змінився, якщо взяти до уваги, що людство до цих пір користується двигуном внутрішнього згорання, рульовим колесом і до цих пір їздить на чотирьох гумових шинах.

Дуже «розумні» автомобілі

Розробники фірми Delphi створили прототип сканера відбитків пальців на консолі автомобіля. Інша біометрична система базується на контакті ока. На відстані 70 см система обмацує зіницю невидимими інфрачервоними променями і розпізнає господаря по веселковій оболонці ока. Скасування ключа і замку запалення теж не за горами. За допомогою відбитку пальця буде можливо відкрити двері автомобіля. Мікросканер реєструє і запам'ятовує відбитки пальців господаря автомобіля.

Один з прикладів розумних автомобілів – американський Rinspeed Senso, який розпізнає емоційний стан водія, що б, наприклад, заспокоїти або підбадьорити за допомогою кольору (чотири жк-монитора і люмінесцентні облицювальні панелі салону, що міняють колір), звуку (у пам'яті комп'ютера зберігається безліч композицій) і ароматерапії. На випадок, якщо кольори і запахи не допомагають, у Rinspeed Senso є дієвіші методи: якщо водій в «передсонному» стані, крісло під ним почне вібрувати. Компанія Toyota теж не відстає в біометричних починах, створивши Концепт-кар Pod, який досконально вивчає індивідуальний стиль водіння, відстежуючи манеру водія прискорюватися, гальмувати, маневрувати, підтримувати дистанцію до інших автомобілів з метою реєстрації відхилень від норми. Засвоївши манеру управління господаря, машина підстроїть жорсткість підвіски і характеристики амортизаторів. Pod може і спілкуватися із зовнішнім світом, наприклад, з такими ж машинами - попросити їх поступитися дорогою. Три разных звукових сигналу залежно від ситуації як би говорять: «Попереджаю!», «Спасибі!» або «Відійдіть!».

Що стосується безпеки, - інтелектуальна система контролю швидкості нового покоління здатна не тільки понизити швидкість автомобіля, але і зупинити його. Перша подібна система вже встановлюється на автомобілі Cadillac.