Эволюция фары
Газовая атака
Изобретателям мотоцикла повезло в одном: им не пришлось создавать все с нуля. В том числе - и систему освещения. Потому что люди передвигались по Земле не одну тысячу лет, и не только при свете Солнца. Конечно, факелы для установки на мотоциклы подходили плохо. Так же, как и фонари со свечами, и масляные светильники. К счастью, уже в конце XIX века был разработан мощный и компактный источник света – ацетиленовый (или карбидный) фонарь. Он состоит из двух частей: генератора ацетилена и собственно фары. Генератор – это вертикальный бочонок, в верхней части которого находится резервуар с водой, а в нижней лежит карбид кальция. Водитель открывает краник, вода начинает капать на карбид, и в результате химической реакции образуется горючий газ – ацетилен. Он по трубке поступает в фару, где и сгорает в горелке. Регулируя подачу воды, регулируем и интенсивность освещения.
Запаса воды в компактном мотоциклетном фонаре хватало на час-другой, после чего его следовало перезарядить, прочистить горелку и зажечь снова. Зато поставив мотоцикл в гараж, фонарь можно было взять с собой, освещая дорогу до дома. И свет от горящего ацетилена близок к белому и очень яркий: лучшие фонари били больше чем на сотню метров.
Уже в ацетиленовом фонаре появились две важнейшие детали. Это параболический отражатель, собирающий свет в единый пучок, направленный вперед. А также стекло фары, покрытое призматическими линзами – они не дают уходить свету вверх, рассеивая его по сторонам. Как правило, ацетиленовые фонари не входили в стандартное оснащение мотоцикла – их либо покупали «на стороне», либо заказывали дополнительно (первой предложила такую опцию бельгийская компания FN для своего четырехцилиндрового мотоцикла в 1904 году).
Продержалось газовое освещение до конца 20-х годов, на десятилетие дольше, чем на автомобилях – все-таки полноценная электрическая бортовая система, питающая и фару, долго представлялась слишком сложной и дорогой для двухколесной машины.
Век электричества
Хотя на электромобилях американской компании Columbia электрическое освещение применялось еще в 1898 году, лампочки с угольной нитью накаливания по патенту Томаса Эдисона были малопригодны для транспорта – слишком уж боялись вибрации. Но в начале ХХ века русский электротехник Александр Лодыгин предложил делать нить из тугоплавкого металла – вольфрама. В 1906 году патент Лодыгина купил американский концерн General Electric и наладил массовое производство таких ламп.
Первый мотоцикл, получивший электрическую фару – американский Indian Hendee Special 1914 года. Это был уникальный «электрифицированный» аппарат: помимо фары, на нем стоял задний фонарь с электролампочкой, электрический звуковой сигнал и даже электростартер! Вот только питалось все это хозяйство от аккумуляторов, которые на ходу не подзаряжались. Поэтому батарей было две: когда разряжалась одна, со второй можно было добраться до дома. Такой вариант скорее дискредитировал идею электрического освещения, чем популяризировал ее…
Так что массовая электрификация освещения мотоциклов началась лишь после Первой мировой войны – когда электротехнические компании освоили производство сначала магдино (магнето с дополнительной обмоткой для питания электрооборудования), а затем и полноценных мотоциклетных генераторов. А окончательная победа электрического света произошла в начале 30-х годов – когда его потребовали применять уже на законодательном уровне.
Закон и Bilux
Скорости мотоциклов росли, что требовало применения все более мощных фар. С другой стороны, на дорогах стало все больше встречных экипажей, водителей которых ослеплять не следовало. Так возникла идея переключения дальнего и ближнего света. На автомобилях поначалу использовались даже механические экраны, но в 1924 году на рынок вышла лампа Bilux с двумя нитями. Нить дальнего света располагается в фокусе отражателя, нить ближнего – чуть выше и экранирована специальным колпачком, так что светит лишь на верхнюю часть отражателя (и, соответственно, на участок дороги непосредственно перед машиной). В другом варианте, также получившем широкое распространение, у нити ближнего света экрана нет, но она расположена еще выше, так что свет от нее направлен вниз.
В середине 50-х годов французская компания Cibie предложила асимметричный ближний свет – чтобы обочина освещалась лучше, чем осевая линия дороги. Уже в 1957 году асимметричный ближний свет был узаконен – но поначалу только в Европе. В США сопротивляются этому нововведению до сих пор.
Прикладная химия
Яркость ламп пытались повысить, увеличивая проходящий через нить ток – но при этом вольфрам начинал испаряться, оседая на стенках колбы. Тогда вместо вакуума стали применять смесь аргона и азота – она замедляла испарение вольфрама. Но радикальное решение нашли лишь в 60-е годы: оказалось, что газообразные соединения (галогениды) йода или брома способны «связывать» атомы вольфрама, возвращая их на нить. Такие лампы, названные галогенными, светят в полтора раза ярче, ресурс их вдвое выше, а сами лампы стали меньше.
Изыски дизайна
Долгое время создатели мотоциклов меньше всего задумывались о форме фары: круглая – она круглая и есть. Уже в 20-е годы ее стали вставлять в вытянутый каплевидный корпус. В 30-е годы в него начали встраивать контрольные приборы и лампы.
После Второй мировой войны вошли в моду мотоциклетные облицовки, что отразилось и на дизайне корпуса фары. На чешской Jawa 250 1946 года он был объединен с верхними защитными трубами вилки, а позднее появились еще и выросты, закрывающие трубы руля. В 50-е годы стало модно объединять фару с бензобаком. А уж создатели мотороллеров изощрялись как могли: встраивали фару то в крыло, то в передний щит.
В начале 60-х годов появились автомобильные прямоугольные фары, и в 1966 году итальянская MV Agusta 600 стала первым мотоциклом с фарой такого типа (ее не стали создавать специально – взяли от «легковушки» Fiat). Но распространение прямоугольных фар на мотоциклах долго сдерживалось тем, что на главнейшем мотоциклетном рынке – в США – с 1940 года был узаконен лишь один тип фары: круглая, диаметром 7 дюймов (178 мм), неразборная. Устаревший стандарт отменили лишь в 1975 году, и к началу 80-х годов прямоугольные фары вошли в моду и на мотоциклах. Интересно, что на европейских мопедах прямоугольные фары стали правилом уже в начале 70-х.
Оригинальный вариант фары предложила в 1983 году компания Hella. У нее двухфокусный эллипсоидный отражатель: в первом фокусе располагается лампа, ее лучи собираются во втором фокусе и направляются в собирающую линзу. Такие фары называют проекторными, или «линзованными». На серийной мототехнике применяются редко, но для кастомайзеров они просто находка: диаметр их невелик, что позволяет «поиграться» с дизайном.
Но подлинная революция в дизайне произошла в начале 90-х годов. Ее вызвало появление пластиков, не дающих усадку при формовании, и компьютерных расчетов. Вместо простого отражателя стали применять отражатель «свободной» формы – каждая его часть освещает свой участок дороги. Так удалось, во-первых, сделать фару произвольной формы, во-вторых, отказаться от тяжелого стекла с призмами, заменив его тонким листом поликарбоната. Одним из первых мотоциклов с фарами такого типа стала Honda FireBlade образца 1995 года с ее знаменитыми fox eyes – «лисьими глазами».
Ксенон: быть или не быть?
Вот уже двадцать лет в автомобильном мире царит новая мода – «ксенон». В такой лампе нить накаливания заменяет электрическая дуга между электродами, горящая в среде инертного газа – ксенона. Газоразрядная лампа светит вдвое ярче, чем лампа накаливания, и при этом потребляет вдвое меньше энергии! К тому же и ресурс ее заметно выше – ведь нет нити, которая может перегореть. Почему же такая замечательная система редко применяется на мотоциклах?
Газоразрядные фары гораздо сложнее обычных: для накаливания дуги нужно напряжение 25 000 В – причем переменного тока. Поэтому приходится ставить специальный модуль зажигания. Но главная беда в том, что «ксенон» слишком уж ярок. К тому же граница между освещенной и неосвещенной частью дороги очень резкая и на поворотах «бьет» по глазам встречных водителей. Да и длина волны света от газоразрядных ламп короче, чем от галогенных, поэтому, если фара грязная, он рассеивается гораздо сильнее. Чтобы уберечь глаза водителей, для автомобильных газоразрядных фар обязательны гидроомыватель и автоматический корректор.
Понятно, что у мотоциклов с точностью направления пучка света дела обстоят намного хуже – просто в силу «вертлявости» этого класса техники. Поэтому мотоциклетные компании и не спешат применять газоразрядные фары – «первопроходцев» можно пересчитать по пальцам одной руки. Хотя ничего технически сложного в установке «ксенона» на мотоцикл нет, и на рынке – огромный выбор систем разной степени «левизны».
Один из немногих приверженцев официального «мотоксенона» – компания BMW. На свои новые люкс-туреры серии К1600GT/GTL она ставит «адаптивное освещение»: газоразрядная лампа ближнего света совмещена с «галогенками» дальнего света, причем «ксенон» не только снабжен автоматическим корректором – он и его отражатель меняют положение и при наклоне мотоцикла!
И пришел светодиод…
Способность некоторых полупроводников при пропускании электрического тока испускать свет ученые заметили еще сто лет назад. Но лишь в 60-е годы прошлого века родился новый источник света – светодиод.
Первые светодиоды могли лишь тускло светиться, а стоимость их была астрономической. Но за полвека их яркость выросла в миллионы раз, а цена – упала в тысячи. Задние фонари на светодиодах уже не вызывают удивления, начинают их применять и для указателей поворота, и для ламп дневного света. Совсем недавно их стали использовать в качестве основного источника света в фарах автомобилей, так что появление мотоциклетных светодиодных фар – буквально вопрос ближайших месяцев.
Светодиоды отличаются очень высоким КПД (теоретически его можно довести почти до 100%), мгновенно разгораются и могут десятилетиями работать, не снижая яркости. Они миниатюрны, так что дизайнеры получили полную свободу в оформлении «морды» мотоцикла – что и демонстрируют новейшие концепт-байки. С такой же легкостью формируется и любая форма светового пучка.
Пока главным препятствием к широкому распространению светодиодов остается цена. Но она падает с расширением их производства. Будущее – за полупроводниковым светом!
24813