Автодайджест №276: дешевый углепластик и Mini, обогнавший Lamborghini

⇡#Электрокары и гибриды

У производителей массовых автомобилей есть все возможности для развития рынка электрокаров, однако это требует существенных финансовых инвестиций. Как и в любом другом бизнесе, компании просто не хотят вкладываться в проекты, прибыльность которых стоит под вопросом. Пока даже в Европе инфраструктура развита недостаточно, а ведь без зарядных станций далеко на электрокаре не уедешь. К тому же полный отказ от двигателя внутреннего сгорания нравится далеко не всем: значительную долю автомобилистов составляют консерваторы. Между тем развитие электрического транспорта является перспективным направлением хотя бы по причине экологичности. Электромобили ничего не сжигают, поэтому нет никаких вредных выбросов. Конечно, за них эти небезопасные продукты производят электростанции, среди которых доля использующих возобновляемые источники энергии остается очень малой. К этой теме можно относиться по-разному, но факт есть факт: электричество способно избавить мегаполисы от проблемы выхлопных газов. Чтобы подстегнуть развитие данного направления, Федеральное министерство образования и научных исследований Германии выделило 14,2 миллиона долларов на разработку практичной и недорогой городской модели. Куратором проекта выступил автомобильный гигант BMW AG. Теперь можно полюбоваться на первые плоды его деятельности.

Помимо BMW, в консорциум автомобильных производителей и технологических разработчиков входит много не менее опытных компаний. Из предприятий этой же отрасли можно отметить Daimler AG, а производители электроники представлены такими всемирно известным концернами, как Siemens AG и Texas Instruments Germany GmbH. Организатором разработки массового городского электрокара выступает Мюнхенский технический университет (Technische Universität München — TUM). О начале этого проекта мы говорили два года назад, теперь он начал обретать более определенные формы.

Если сократить техническое задание до одной строчки, то получится, что немцы хотели создать доступный и привлекательный электрокар, который смог бы обеспечить достаточный уровень безопасности и комфорта, а также обладал разумной дальностью пробега без подзарядок. На реализацию проекта ушло 2,5 года. Любопытно, что первые дизайнерские наброски были сохранены и в конечной модели: если судить по новым фотографиям, электрокар не получил заметных изменений внешности. Автомобиль получился очень компактным: его ширина составляет 1,55 метра, высота — 1,31 метра. Про длину разработчики пока почему-то не говорят, но при этом уточняют, что в салоне могут разместиться два человека и некое количество багажа.

Визуально электромобиль с именем Visio.M немного напоминает Volkswagen XL1, который сейчас уже собирают мелкими партиями. В этом нет ничего удивительного: оба автомобиля должны демонстрировать максимальную эффективность, поэтому дизайнеры и инженеры приложили все силы, чтобы сделать их кузова обтекаемыми. Коэффициент аэродинамического сопротивления Visio.M составляет 0,24. Вкупе с малой площадью лобовой поверхности (1,69 м²) это позволяет минимизировать потери энергии. Также на электромобиль установлены специальные покрышки с низким сопротивлением качению. Их размерность удивляет — 115/70 R 16, то есть это очень узкие шины. Такой трюк мы видим не в первый раз: производители нередко используют данный прием на электрокарах (примером могут служить BMW i3 и i8).

Еще одной важной задачей инженеров было снижение массы автомобиля. Как известно, вес является одним из главных противников эффективности и всегда приводит к росту расхода топлива или энергии. В Visio.M использовали инновационное, но уже неоднократно проверенное решение: пассажирский монокок сделан из углепластика, а элементы шасси — из алюминия. Крыша также изготовлена из крылатого металла. Необычными получились даже окна: в них используется поликарбонат. Максимальное внимание было уделено элементам подвески и рулевого управления: эффективная диета коснулась почти всех компонентов. В результате Visio.M без батареи весит всего 450 кг.

Городской электрокар остается легким и с аккумулятором, масса которого не превышает 85 кг. Емкость литий-ионной батареи составляет 13,5 кВт·ч. Это довольно скромный по современным меркам показатель, однако и он позволяет проехать около 160 километров на полном заряде. Мощность электромотора удивит владельцев даже самых скромных легковушек: силовой агрегат Visio.M выдает лишь 15 кВт (20 лошадиных сил). Но даже такой игрушечный моторчик способен разогнать легкую машину до максимальной скорости 120 км/ч — этого с учетом сугубо городского предназначения более чем достаточно. В снижении массы и, как следствие, емкости аккумулятора есть и плюсы: на полную зарядку от бытовой электросети 220-230 В уходит примерно три-четыре часа, в то время как более солидные электрокары требуют в несколько раз больше времени.

Еще одной проблемой создателей максимально компактных и легких автомобилей является вопрос безопасности. На самом деле даже предельно прочный углепластиковый монокок не является панацеей: он-то, может, и сохранит целостность структуры, но при этом на тела пассажиров будут действовать такие перегрузки, которые способны привести к непоправимым последствиям. Для решения этой проблемы немецкие инженеры задействовали особую карбоновую конструкцию, которая вкупе с сэндвичем из неназванных инновационных материалов позволяет эффективно гасить энергию удара даже при столкновении с большими машинами.

О сохранении жизни и здоровья пассажиров заботится и дополнительная интеллектуальная система. С помощью камер и сенсоров она следит за обстановкой вокруг машины на все 360 градусов. В случае приближения опасности система не будет истошно верещать и мигать яркими лампочками на панели: инженеры посчитали, что в экстренной ситуации на человека нельзя положиться. Вместо этого компьютер активирует дополнительную защиту, которую разработчики назвали «структурными подушками безопасности». Они расположены в бамперах и дверях. За доли секунды до аварии газогенератор заполняет трубки, которые выступают в качестве дополнительных элементов поглощения энергии столкновения.

Не менее захватывающим выглядит описание прочих систем пассивной безопасности. Действуют они очень активно, хотя и начинают работать уже в преддверии столкновения. Помимо обычных ремней безопасности с адаптивными натяжителями, в Visio.M установлены дополнительные двухточечные ремни. Они не просто надежнее фиксируют тела пассажиров, а буквально уводят их из-под удара. Когда боковое столкновение неминуемо, дополнительный ремень безопасности затягивает пассажира к центру автомобиля. Тем самым система не только отдаляет человека от опасной зоны, но и придает ему некое ускорение, вектор которого совпадает с направлением удара. При верном расчете это позволяет снизить перегрузки и вызванные ими повреждения. Также данная схема дает возможность более эффективно использовать подушки безопасности. Чтобы при этом водитель и пассажир не столкнулись между собой, в момент аварии между ними выстреливает еще один надувной элемент.

У критиков легких электрокаров остается все меньше доводов. Какой следующий аргумент можно привести для поддержания негативного отношения к инновационным машинам? В адрес электрокаров зачастую высказывается предположение об их непригодности для стран с холодным климатом: вместе с двигателем внутреннего сгорания из машин пропадает основной источник тепла. Можно использовать электрические нагреватели, однако они быстро расходуют заряд и без того изрядно потрепанный морозами батареи. У сотрудников Мюнхенского технического университета и инженеров BMW на это есть новый аргумент — этаноловая печка. Она практически не расходует энергию аккумулятора, но при этом способна согреть салон и освободить стекла от ледяного плена. Мощность данного нагревательного прибора составляет 4,5 кВт. Получается, что двигатель Visio.M всего в три раза мощнее его же печки.

Похоже, немцы действительно потрудились на славу: прототип получился очень интересным. По некоторым параметрам Visio.M напоминает BMW i3, что неудивительно, если учесть причастность специалистов BMW AG к разработке данной модели. Однако при обилии технической информации организаторы проекта не пролили свет на ожидаемую розничную стоимость Visio.M, а ведь именно от нее в конечном итоге будет зависеть востребованность автомобиля. С учетом использования углепластика в конструкции кузова такой электромобиль априори не может быть доступным. Пока же разработчики даже не говорят о планах по серийному производству Visio.M. Но может ли карбон подешеветь в ближайшей перспективе? Как ни странно, но за ответом на этот вопрос необходимо вновь обращаться к специалистам BMW.

У баварцев хорошо получается смотреть в завтрашний день. Пять лет назад мы рассказывали о начале сотрудничество BMW с SGL Group. В результате совместных усилий компании планировали существенно удешевить углепластик и построить заводы по его выпуску. Откровенно говоря, тогда эта идея выглядела несколько абстрактной ввиду того, что даже BMW применяла дорогостоящий материал исключительно на спортивных моделях вроде M6, да и то в единичных деталях. Время не стоит на месте, и сегодня углепластик является основой BMW i3 и i8. И если «восьмерка» сделана скорее в качестве своеобразного шоу-стоппера, который должен привлекать внимание к инновационным продуктам компании, то «тройка» действительно нацелена на массовый сегмент. В аналогичном духе выполнен и только что рассмотренный концепт Visio.M, производство которого немыслимо без доступного карбона. При этом нельзя исключать, что в будущем на этот материал перейдут и более обыденные автомобили вроде 1 Series.

Для реализации крупных проектов в Германии нередко организовываются консорциумы. На сей раз компания MAI Carbon Cluster Management GmbH добилась сочетания поддержки федерального правительства, исследовательских институтов и бизнеса. Стоимость проекта оценивается в 80 миллионов евро. Глава консорциума Клаус Дрехслер (Klaus Drechsler) уверен, что затраты на производство углеродного волокна удастся снизить на 90 процентов. «Мы определенно прошли уже половину пути по удешевлению углепластиковых деталей, — заявил занимающий пост профессора Мюнхенского технического университета Дрехслер. — Мы увидим гораздо больше углепластика в будущих поколениях автомобилей».

В группу экспертов, занятых разработками, входят более 70 компаний. Из автомобильных производителей в их числе можно обнаружить не только BMW, но и Audi. В этом тоже нет ничего удивительного: монокок спорткара Audi R8 следующего поколения будет сделан из углепластика. К тому же сюда можно приплюсовать Lamborghini, чей контрольный пакет акций принадлежит немцам. Современные итальянские купе немыслимы без углеволокна, поэтому Audi не просто интересуется данным направлением, а является его активным проповедником.

По данным Roland Berger Strategy Consultants, стоимость одного килограмма «сырого» углепластика составляет 20 долларов. Для сравнения: сталь обходится производителям в 1 доллар за ту же массу. Конечно, необходимо учесть, что для достижения заданной жесткости и прочности конструкции требуется примерно вдвое меньше карбона (собственно, в этом и заключается его основной плюс), поэтому на практике его использование повышает стоимость детали не в 20, а в 10 раз.

Сегодня SGL Carbon (подразделение SGL Group) производит углепластик для BMW i3 и i8. Однако проект MAI Carbon Cluster Management GmbH положительно скажется не только на столь инновационных машинах. Никто не запрещает автомобильным компаниям делать из углеродного волокна не весь кузов, а лишь отдельные детали. Другой вопрос, что и выигрыш в массе будет разный. В то же время пример BMW i3 продемонстрировал, что даже маленькие и дорогие машинки могут быть востребованы: за первые девять месяцев 2014 года немцы продали более 10 000 таких хетчбэков.

В доступном углепластике заинтересованы не только производители автомобилей. К примеру, в исследованиях MAI Carbon Cluster Management GmbH принимает участие авиастроительный гигант Airbus Group NV. По другую сторону Атлантики тоже не сидят сложа руки: в 2011 году был создан консорциум Ridge Carbon Fiber Composites, базирующийся в городе Ок-Ридж штата Теннесси. Одним из его партнеров является Ford Motor Company. Представителям «голубого овала» не чужда тяга к новым материалам: именно Ford первым среди земляков перевел свой полноформатный пикап на полностью алюминиевый кузов (Ford F-150 был анонсирован на автосалоне в Детройте). Правда, рама этого автомобиля все же сделана из высокопрочной стали.

Скорее всего, плоды работы MAI Carbon Cluster Management GmbH будут заметны через несколько лет: количество моделей с углепластиковыми элементами должно существенно увеличиться уже в ближайшей перспективе. Однако заметим одну любопытную деталь: если данные Roland Berger Strategy Consultants верны и сегодня деталь из углеволокна обходится производителю в 10 раз дороже металлического аналога, то при обещанном снижении стоимости карбона на 90 процентов (то есть в 10 раз) затраты на стальной и углепластиковый кузов окажутся идентичными.

⇡#Автомобильные технологии

На краудфандинговом ресурсе Kickstarter постоянно появляются интересные проекты. Иногда они связаны с автомобильной тематикой, как, например, гаджет под названием GhostDash. На первый взгляд это всего лишь очередной проекционный дисплей — сегодня только ленивый не занимается их выпуском. Однако в данном случае разработчики решили использовать одну очень интересную идею. Многие из вас знакомы с так называемым режимом призрака в автомобильных симуляторах, который позволяет оттачивать ездовые навыки и соревноваться с самим собой. Неплохо было бы иметь нечто подобное в реальной жизни. Об этом однажды задумался Джастин Хэйс (Justin Hayes). Он основал компанию High Rise Garage, которая и занимается проектом GhostDash.

На самом деле все технологии, необходимые для GhostDash, доступны уже не один год. В первую очередь для создания режима призрака на реальном треке требуются показания GPS. Компьютер ведет постоянную запись координат. На следующем круге устройству остается лишь включить секундомер и соотнести текущее местоположение с предыдущими данными. Дело за малым — каким-то образом довести эту информацию до водителя. Для этого используется большой прозрачный экран диагональю 15 дюймов. Он висит прямо перед водителем. На проекционном дисплее отображается собственно призрак в виде силуэта автомобиля, время текущего круга, скорость и отставание.

GhostDash способен стать не только интересной игрушкой, но и полезным средством для оттачивания собственных навыков. С его помощью можно экспериментировать с разными техниками прохождения поворота, причем результат будет известен сразу. Все данные будут постоянно перед глазами, что позволяет сделать мгновенные выводы, не проводя часы за разбором полетов.

Для повышения качества изображения мастера High Rise Garage использовали специальную пленку Vislogix Vistique HoloFilm. По данным Джастина Хэйса, это лидирующая технология в области прозрачной голографии. Для ее создания используется оптическая фольга, которая позволяет добиться читабельности при солнечном свете, обеспечивая беспрецедентную равномерность и четкость изображения. Обычно Vislogix занимается производством больших экранов для наружного применения, но в данном случае компания в партнерстве с High Rise Garage разработала специальный дисплей для автомобиля.

Джастин Хэйс уверяет, что создание GhostDash близится к своему логическому завершению. Аппаратная часть уже готова, программная вот-вот будет закончена. Компания High Rise Garage планирует начать производство интересного гаджета в январе 2015 года. Однако есть и менее краткосрочные планы. Главный из них заключается в сборе 43 500 долларов на Kickstarter, тогда как пока разработчикам удалось накопить лишь 2 110 долларов. Розничная стоимость GhostDash не уточняется. Сейчас же каждому, кто хочет поддержать проект, предлагается внести 1 700 долларов, за которые полагается один из десяти первых экземпляров.

Несмотря на интересную идею, у GhostDash есть ощутимые минусы. Главный из них связан с отвлечением внимания: в попытках обогнать виртуальную проекцию самого себя можно забыть о реальности и въехать в отбойник. И тут уже будет не до сравнений с компьютерными играми: вряд ли ваша Lamborghini Gallardo выйдет невредимой из схватки с забором.