Технологии БМВ: в свете грядущего
ОТ КСЕНОНА ДО ЛАЗЕРА
Давно ли ксеноновый свет был принадлежностью исключительно автомобилей премиум-класса, а теперь его примеряют даже малолитражки. Более того, ксенон постепенно вытесняется фарами следующего поколения – светодиодными. И эволюция автомобильной светотехники на этом явно не закончится. Разработчики из научноисследовательского центра в городе Гархинг, что под Мюнхеном, предлагают новый источник света – лазер.
Важный плюс лазерного излучения, которого нет у света от других известных источников, – оно монохромное. Расшифровываю: состоит из волн одинаковой частоты. К тому же эти колебания когерентны, то есть имеют постоянную разность фаз, не зависящую от времени. Поэтому у лазера высокая плотность потока излучения, в тысячи раз выше, чем у светодиодов. А коли так, то для получения нужной освещенности потребуется меньшая мощность и, как следствие, ниже станет нагрузка на бортовую сеть автомобиля – считайте сэкономленные литры топлива в баках или киловатт-часы в батареях.
Основные элементы лазерной фары:
1 – источники лазерного излучения;
2 – лучи лазера;
3 – система зеркал, направляющая лазерные лучи;
4 – элемент из флуоресцентного материала;
5 – зеркало для направления белого светового пучка.
Внутри фары находятся несколько источников лазерного излучения мощностью по 1 Вт. Их лучи попадают на элемент из флуоресцентного материала. При поглощении последним энергии выделяется белое свечение, из которого формируется световой пучок:
Бережный расход электроэнергии не единственное достоинство новомодных фар. Лазерный луч, направляемый при помощи системы зеркал и линз на флуоресцентный материал, преобразуется в белый свет. По спектру он ближе ксенонового и светодиодного к самому привычному и безопасному для человеческого глаза дневному свету. Кроме того, лазерные источники очень компактны: лазерный диод примерно в сто раз миниатюрнее светового. Не исключено, что это качество используют при проектировании новых фар – например, сделают головную светотехнику плоской, чтобы наклеивать на кузовные панели.
Когда дороги озарит лазерный свет, можно только предполагать. Не исключено, что уже через пару-тройку лет, когда концепт нового купе БМВ-i8, на котором впервые засветились лазерные фары, пойдет в серию.
Другая новинка – функция динамического точечного освещения (Dynamic Light Spot) – призвана оградить от опасности самых беззащитных участников движения. Ее задача – обнаружить пешехода раньше, чем он появится в свете фар, и указать на него водителю. И вот как новый ассистент это делает. Информацию поставляет система ночного видения BMW Night Vision. Инфракрасная камера способна засечь пешехода на расстоянии до 300 м (мы проверили – см. спецтест в ближайших номерах). Сначала перед глазами водителя появляется предупреждение об опасности, а через некоторое время электроника подключает динамическое точечное освещение. Луч дополнительной фары, как театральный софит, выхватывает из темноты человека и следует за ним, пока тот не исчезнет из поля зрения электронного помощника. Разработчики заверили, что такая указка лишь подсвечивает, но не ослепляет человека.
Таким образом, водитель получает дополнительно несколько драгоценных секунд, чтобы предотвратить столкновение. По исследованиям специалистов БМВ, ближний свет бьет примерно на 50–85 м, но безошибочно вычислить пешехода удается намного позже – примерно за 30 м. Автомобиль проезжает в секунду при разрешенной за городом скорости 90 км/ч около 25 м. Значит, на принятие решения и маневр остается чуть больше секунды – ничтожно мало для предотвращения столкновения. А с системой Dynamic Light Spot расстояние и запас времени увеличиваются в четыре раза, – этого уже вполне достаточно, чтобы затормозить или увернуться от пешехода. Причем сидящий за рулем реагирует на такую подсказку быстрее и адекватнее, чем на предупреждения, проецируемые на ветровое стекло и уж тем более на центральный дисплей.
На опытных образцах светодиодные лампы с поворотными механизмами встраивали в корпуса противотуманных фар, но в серийном исполнении они разместятся в головной светотехнике. Проще всего обучить этой операции ксеноновые модули с автоматическим (в зависимости от дорожной ситуации) распределением света или многосекционные светодиодные блоки (LED-решетки). Впрочем, уже в следующем году должны появиться первые машины с динамическим точечным освещением – пока как опция и при условии, что клиент заказал систему ночного виденья.
ЧУДЕСА НАВИГАЦИИ
Сеть дорог растет, развязки становятся изощреннее, скорости – выше… Без умных и расторопных электронных ассистентов не обойтись. Одно из основных преимуществ навигации следующего поколения – цветная проекция увеличенного размера на ветровое стекло, позволяющая «накладывать» подсказки… прямо на дорогу. Например, на асфальте возникают стрелки, куда поворачивать и какой ряд занимать, или подсвечивается выбранный объект. Кроме того, навигация возьмет на себя повышенные обязательства. Понятной графикой она проиллюстрирует работу круиз-контроля или ассистента перестроения, предложит оптимальную и безопасную траекторию для объезда препятствия на дороге.
Технические сложности пока мешают реализовать такую конструкцию, с воплощением в серию придется подождать ориентировочно до 2015 года. Одна из причин – нынешнюю проецируемую картинку удается увеличить лишь в четыре раза, выделяя, таким образом, только одну полосу. А чтобы вывести изображение на все стекло, понадобится громоздкий проектор, который просто не поместится внутри приборной панели. Поэтому разработчики подыскивают альтернативные варианты. Один из них – голографическое изображение, формировать которое будут компактные лазерные установки.
Кроме того, для получения и обработки данных для навигации понадобится соответствующее программное обеспечение и «железо». Впрочем, дополнительные информаторы, скорее всего, не понадобятся – все необходимое в современном автомобиле уже установлено. Например, сведения о происходящем вокруг машины навигация будущего будет получать с GPS-датчиков, камер переднего и заднего обзора, радара активного круиз-контроля. Для корректной работы цифровые карты дополнят подробной информацией о дорожной инфраструктуре.
ЭЛЕКТРОНИКОЙ ПО ЭРГОНОМИКЕ
БМВ давно проводит исследования, связанные с эргономикой. Именно поэтому в баварских моделях чувствуют себя комфортно 95% всего населения планеты. Разработчики принимают во внимание не только антропометрические данные, но и физическую силу, подвижность суставов.
Раньше специалисты по эргономике большинство операций выполняли вручную, сейчас на помощь им приходят компьютерные технологии. За полминуты сканер прощупает световыми лучами все тело человека, и на экране монитора появится 3D-модель. Но чтобы ее «оживить», понадобится измерить на других стендах углы, на которые сгибаются руки и ноги, выворачиваются кисти и стопы, наклоняется туловище. Обмеряемый человек должен выполнить 84 движения, чтобы компьютер получил полное представление о кинематике опорно-двигательного аппарата. Более того, для накопления статистической информации, необходимой при построении компьютерной модели, обсчитать нужно несколько десятков людей в возрасте от 17 до 85 лет, разного роста, телосложения и комплекции.
К концу этого года специалисты по эргономике грозятся покончить с замерами, на смену транспортирам и линейкам придут виртуальные манекены. Они резко сократят время проектирования будущих моделей. Например, процесс посадки и высадки из автомобиля состоит примерно из 2000 отдельных движений – попробуйте точно найти, что неудобно и как исправить недочет! А программа шаг за шагом сравнит весь процесс с эталоном и вскоре выдаст четкие рекомендации. В общем, уже можно ставить галочку – этот этап проектирования новых моделей тоже компьютеризировали.
УЖЕ НЕ КОНЦЕПТ, ЕЩЕ НЕ СЕРИЯ
В ближайшее время планируют выпустить 1100 электромобилей «БМВ‑Актив E», сделанных на базе купе 1-й серии: 125-киловаттный синхронный электродвигатель приводит задние колеса, авто покоряет сотню за 9 с, а энергии литиево-ионных батарей емкостью 32 кВт·ч хватает на 160 км. Но эта модель не поступит в продажу, а попадет в различные организации для подконтрольной эксплуатации. Поступившие замечания и предложения учтут при доводке перспективной модели i3 c электроприводом.
1 – литиево-ионная батарея;
2 – электро-двигатель;
3 – блок управления мощностью.
Одну претензию от российских журналистов уже можно записывать: неудобно управлять динамикой автомобиля. При отпущенной педали акселератора машина так интенсивно тормозит электродвигателем, будто кто-то схватил за корму. За часовую поездку по городу я так и не привык замедляться без рывков и без лишних манипуляций педалями расчетливо подъезжать к стоп-линии.
13087