Автопилот и
самодрифт

Десять главных научно-технических
автоновостей 2014 года

В 2014 году Google, Apple и Microsoft представили свои операционки, которые уже скоро начнут вытеснять традиционные автомобильные медиасистемы, подходящие разве что для мультиварок. Вот-вот появятся серийные моторы с электронаддувом, позволяющим снимать с двух литров более 400 лошадиных сил. Сделан еще один шаг в сторону автомобилей с автопилотом — представлена первая машина Google без руля и педалей. Мы решили вспомнить главные инновации 2014 года, без которых совсем скоро невозможно будет представить современный автомобиль.

Похоже, уходят в прошлое оболочки мультимедийных систем с графикой от восьмибитной приставки и откликом на нажатие в пару лет. Компании Google, Apple и Microsoft представили свои автомобильные операционные системы – Android Auto, CarPlay и Windows. Похоже, соперничество винды, андроида и айоэс переходит из гаджето-компьютерной в совершенно новую плоскость.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 3

Появление трех "стандартных" мультимедиек упростит работу автомобильным хакерам, которые в 2014-м стали реальностью. Сообщалось, что они научились взламывать Tesla Models S и отдавать машинам команды с помощью дырявого мобильного приложения Zubie. По мотивам этих и других подвигов был составлен рейтинг самых уязвимых машин, который возглавил новый Jeep Cherokee.

Сомнений в том, что новые фирменные системы будут круто выглядеть и хорошо работать, нет. Показательный пример: Ford отказался от проклятой всеми старой майкрософтовской системы SYNC в пользу оболочки QNX от Blackberry. Важно другое – как именно все это будет работать и будет ли конкретная автомобильная марка привязана к конкретному движку? Минувший год ответил на оба вопроса. Во-первых, все три системы не являются «операционками» в привычном понимании этого слова – они лишь помогают показывать приложения мобильного телефона на экране штатной мультимедийки через специальное программное обеспечение. Во-вторых, многие автопроизводители будут сотрудничать со всеми тремя разработчиками (со списком совместимости можно ознакомиться здесь).

Не стоит сбрасывать со счетов и независимую Linux-систему, поддержку которой окажут японские и корейские производители электроники. Возможно, открытый код этой системы позволит Samsung и Panasonic сделать нечто независимое, и у Apple, Microsoft и Google через пару лет появятся новые конкуренты. Представьте: на дворе 2017-й год, вы приходите в салон за машиной, а продавец спрашивает: Вам ставить Андроид, как у всех? Или доплатите за новую прошивку от Panasonic?.

Электрический нагнетатель воздуха – та еще новость. Разработка этой технологии ведется уже без малого пятнадцать лет. Пионером считается фирма CPT (Controlled Power Technologies), впоследствии разделившая технологию с крупными поставщиками – например, с компанией Valeo. Разработки в этом направлении вели и сами автомобильные марки. Еще в 2012 году ходили слухи, что электронаддув получит нынешнее поколение BMW M3. Тогда же баварская компания запатентовала свой вариант технологии.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 7

Еще одно техно-противостояние года -- Audi и BMW в погоне за лазерными фарами. Суть битвы свелась не к тому, кто первым это придумал, и даже не к тому, кто первым запустил серийное производство. Марки спорили за звание первой компании, которая предложила лазерные фары как стандартное, а не опциональное оборудование к одной из моделей. Победила "Ауди".

В 2014-м стало известно, что в электронаддувную гонку готовы вступить и другие компании, среди которых Mercedes-Benz и даже Ferrari. Однако громче всех о своих достижениях в этом направлении заявили в Volvo и Audi, показав первые живые прототипы – 450-сильный седан S60 с двухлитровым двигателем и 385-сильное купе RS5 с шестицилиндровым дизельным мотором.

Но даже несмотря на то, что о готовности запуска электрического нагнетателя в серийное производство было объявлено еще в 2009 году, а по дорогам уже ездят первые тестовые машины, испытания все еще далеки до завершения. Проблемой, препятствующей выходу этой технологии в массы, считается слабое питание, получаемое электромотором нагнетателя от штатных батарей. По мнению специалистов, решение этой задачи надо искать в суперконденсаторах, собирающих энергию торможения и передающих ее электромотору. Для этого, в свою очередь, суперкондесаторы необходимо максимально удешевить. К примеру, у Мазды подобная система стоит около трех тысяч долларов.

По данным агентства Bloomberg, сейчас килограмм карбона стоит 20 долларов. Сталь обходится намного дешевле – менее одного доллара за килограмм. Кроме того, углепластиковые элементы трудно производить в больших объемах. Чтобы количество карбоновых запчастей в наших машинах выросло, технологию создания необходимо упрощать и удешевлять.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 11
Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 12

Тему новых материалов в минувшем году поддержала Audi, запустившая в серию пружины из усиленного стекловолокном полимера. Такие пружины толще обычных стальных, но легче на 40 процентов, не поддаются коррозии и в них меньше витков. Массу автомобиля они могут снизить на 4,4 килограмма.

Немецкая компания MAI Carbon, которая имеет государственную и частную (BMW, Audi и еще 70 других компаний) поддержку, видит решение этой проблемы в полной автоматизации производства и надеется, что со временем сырье для углепластиковых деталей будет падать в цене. Не исключено, что на снижение стоимости может повлиять и прорыв в самой технологии выпекания деталей. Помочь этому процессу должны масштабные инвестиции. Например, BMW вложит 200 миллионов долларов в совместное предприятие с компанией SGL Group, которое расположено в американском штате Вашингтон и занимается выпуском углеволокна.

Когда именно дешевый карбон в большом количестве появится в бюджетных автомобилях, а не в дорогущих спорткарах, в минувшему году точно предсказать никто не решился. Топ-менеджеры MAI, наряду с SGL Group ставшие одними из главных карбоновых ньюсмейкеров года, считают, что на данный момент дорога к дешевому углепластику пройдена лишь наполовину. Сколько еще потребуется времени, чтобы пройти оставшийся путь – загадка. В этом плане показателен расплывчатый прогноз MAI: Доступные углепластиковые элементы мы увидим в последующих поколениях автомобилей.

Пока кто-то ищет способы производства дешевого карбона, американская компания Local Motors использует обычный, причем совершенно бесплатно – получив пожертвование от Национальной лаборатории Ок-Ридж, министерства энергетики США и саудовской энергетической компании SABIC. Углепластиком разработчики усилили конструкцию автомобиля Strati из АБС-пластика – первой в мире машины, которая была распечатана на 3D-принтере.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 16

Похожий проект Urbee американской компании Stratasys появился за четыре года до выхода Strati, однако на принтере были сделаны лишь 50 его деталей, причем все их печатали по отдельности и закрепляли на металлическом каркасе. Ждем, когда кто-нибудь распечатает на принтере машину, у которой даже подвеска будет пластиковой.

Правда, это устройство не является привычным 3D-принтером, который можно купить в интернет-магазине за сто тысяч рублей. Это больше похоже на промышленный станок. С 3D-принтером его роднит идея, но даже система подачи расходного материала тут совершенно другая. Если в бытовых версиях используется пластиковая нить, то здесь сырьем являются специальные гранулы. Это позволило сотрудникам Local Motors экспериментировать с сочетанием различных материалов. Кроме того, гранулы оказались значительно дешевле пластиковой нити.

Еще одна оговорка – на 3D-станке сделан не весь автомобиль. Распечатали только раму, кузов и элементы интерьера, а вот подвеску, мотор, батареи и проводку позаимствовали у микроскопического электрокара Renault Twizy. В этом и есть принципиальное различие между Strati и другим претендентом на звание первой 3D-машины – появившегося в 2010 году проекта Urbee (см. врезку). В отличие от Урби, в машине Local Motors куда больше сделанных на 3D-принтере элементов. Плюс ко всему, кузов был напечатан за один присест, а Urbee собирали по частям, время от времени допечатывая нужные детали.

На создание кузова Strati у Local Motors ушло 44 часа – столько времени станок работал в режиме нон-стоп. В будущем разработчики надеются сократить время печати до 24 часов. Что касается дорожных перспектив первого в мире 3D-автомобиля, то они достаточно радужные. Создатели полагают, что к езде по дорогам общего пользования Страти будет допущен уже в 2015 году. Сейчас такая машина спокойно перемещается из точки А в точку Б и при этом не разваливается на ходу.

В отличие от распечатанной на принтере машины, первый в мире квантовый автомобиль уже получил допуск к дорогам общего пользования. И это несмотря на то, что QUANT e-Sportlimousine был представлен публике пока лишь в виде предсерийного прототипа. Разработчиками прорывной технологии, в которой используются достижения в области квантовой химии и жидких электролитов, выступила лихтенштейнская компания NanoFlowcell AG и немецкий гигант Bosch. Впрочем, Бошу в истории отведена роль доводчика, главную скрипку играют именно NanoFlowcell.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 20

Чтобы понять, как работают топливные ячейки, можно посмотреть на водородную машину "Тойоты", тем более в минувшем году она наконец-то была запущена в серию. Получившая название Mirai ("Будущее"), она проводится в движение электромотором, энергия для которого вырабатывается в результате химической реакции между водородом и кислородом.

Эта компания придумала использовать в автомобиле силовую установку, получающую питание от проточных аккумуляторов. Технология основана на принципах электрохимии и, по словам инженеров, в чем-то схожа с устройством силовых установок на топливных ячейках (см. врезку про водородную Toyota Mirai). Жидкие электролиты из двух специальных резервуаров в проточных батареях при помощи насоса подаются в камеру, разделенную на две части специальной ионообменной мембраной. В результате химической реакции вырабатывается электричество, которое накапливается в суперконденсаторах, а от них уже питаются электромоторы.

Моторов у Кванта четыре – по одному в каждом колесе. Их суммарная отдача составляет 653 лошадиные силы, а максимальная пиковая мощность может достигать 925 сил. На каждое колесо можно передать до 2900 Нм крутящего момента. С нуля до ста километров в час купе массой 2,3 тонны разгоняется за 2,8 секунды, а максимальная скорость составляет 380 километров в час. Запас хода варьируется от 400 до 600 километров. Когда столь быстрая и красивая (посмотрите хотя бы на двери типа крылья чайки) разработка поступит в серийное производство, пока не известно. Как утверждают в NanoFlowcell, работа над серийным вариантом QUANT «идет полным ходом».

Компания Tesla в минувшем году стала еще ближе к решению главной проблемы электроседана (или электрохэтчбека, кому как больше нравится) Model S – многочасовой зарядки батарей и привязки владельца к мощным источникам тока. В декабре 2014-го было объявлено о старте пилотного проекта станции по быстрой замене аккумуляторов. Принцип работы, впервые продемонстрированный еще летом 2013-го, прост: машина заезжает на платформу, створки раздвигаются, робот меняет выдохшийся элемент питания на новый, а старый отправляется в хранилище. Вся процедура занимает столько же времени, сколько обычная заправка бензином.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 24
Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 25

В 2014-м "Тесла" сделала Model S еще мощнее -- в октябре была представлена 700-сильная модификация под индексом P85D. С нуля до ста километров в час электрокар способен разгоняться за 3,2 секунды, максимальная скорость ограничена электроникой на отметке 250 километров в час. Полностью заряженных батарей хватит на 443 километра пробега, что на 16 километров больше, чем у топовой (не "заряженной") версии P85.

Казалось бы, проблема решена. Но не все так просто, и в Tesla это понимают. Ведь речь идет о долгосрочном инфраструктурном проекте – просто взять и единовременно открыть даже тридцать таких станций на калифорнийском побережье не получится. Как минимум, есть множество административных и экологических моментов, которые надо решать с местными властями. Да и сами роботизированные станции тоже недешевое удовольствие. Поэтому станция пока одна – в местечке Харрис Ранч где-то между Лос-Анджелесом и Сакраменто.

Поменять аккумуляторы на этой станции сейчас можно лишь по особому приглашению Теслы. Кроме того, надо будет договориться с заправкой о времени приезда, чтобы сотрудники смогли подготовиться. Сколько стоит такое удовольствие, Tesla сказать не может, формулировка (дословно) следующая: Дешевле, чем полный бак бензина для премиального седана. Сказка? Ну да. К тому же, Тесла со временем надеется сократить время замены батарей с трех минут до одной.

Основатель компании Элон Маск все-таки неординарный человек. Ведь даже французы из Renault от аналогичной концепции уже успели отказаться, а их партнеры, сеть станций по замене батарей Better Place, обанкротились.

Без сомнения, самая эффектная инновация года – прозрачный капот Land Rover и прозрачные стойки кузова Jaguar. Технология дебютировала в апреле на прототипе Land Rover Vision Concept, который стал предвестником новой модели Discovery Sport. К сожалению, когда именно такая фишка появится на серийных машинах, остается только гадать.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 29

JLR не первым придумал "прозрачные" машины -- в конце 2013 года португальские инженеры представили похожую систему. Установленные на передке машины камеры транслируют картинку на лобовое стекло... того, кто едет позади.

Технология прозрачный капот работает следующим образом: видеокамеры в решетке радиатора передают изображение пространства перед автомобилем на большой проекционный дисплей лобового стекла. Можете считать это оптической иллюзией, но, как уверяют разработчики, благодаря ей вы сможете видеть то, что находится не только перед капотом машины, но и даже под передними колесами! Что касается прозрачного кузова Ягуара (технология дебютировала в середине декабря), то тут задумка сложнее: передающие изображение дисплеи вмонтированы прямо в стойки внутри салона. Прозрачными стойки становятся автоматически – например, перед перекрестком.

Выглядит все это очень эффектно и положительно влияет на имидж JLR, но когда мы увидим серийную версию этой системы, побоялась бы предсказать даже Ванга. Куда важнее, что разработка внесла что-то новое в концепцию интерактивного интерьера будущего. Учитывая, что сенсорные экраны и проекцию на лобовое стекло уже придумали, круче прозрачного кузова могут быть только голографические дисплеи из фантастических фильмов о будущем.

У очков дополненной реальности Google Glass, которые собирались подружить с автомобильными развлекательными системами, больше нет монополии на эту самую дополненную реальность: сразу несколько автомобильных компаний заявили о том, что в их проекционных дисплеях будет 3D-графика. Превратить происходящее на вашем лобовом стекле в компьютерную игру собираются, как минимум, Toyota, Continental и Volvo.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 33

"Ниссан" с "Кадиллак" показали зеркало заднего вида без самого зеркала -- в него вмонтирован дисплей, изображение на который выводит камера. Подобную технологию еще в 2012-м показала компания Audi, но прошло уже два года, а серийной версии до сих пор нет. Это, как говорят в интернете, заставляет задуматься.

Самые интересные задумки – у Тойоты и Лэнд Ровера. Проекционные системы этих производителей умеют заранее подсказывать, где окажется перестраивающаяся рядом в потоке машина или внезапно выезжающий из-за угла велосипед, позволяя, по сути, заглянуть в будущее. Велосипедную тему, кстати, подхватила и раскрутила главный гарант автомобильной безопасности на планете – компания Вольво.

Шведы с помощью технологии car-to-car (автомобили обмениваются GPS-данными и другой информацией через облачный сервис) научили машину принимать данные о приближающемся велосипеде и отображать его красной 3D-моделью на лобовом стекле. Все надеются, что благодаря этому в будущем смертельных ДТП на перекрестках, когда велик выскакивает из-за перекрывшей обзор машины, должно стать меньше. Сейчас подобные аварии составляют львиную долю всех столкновений, повлекших смерть велосипедистов. Только вдумайтесь: в 2012 году в Германии, Нидерландах и Польше 85 процентов смертельных ДТП с участием велосипедов произошло именно на перекрестках.

Минувший год подарил всем нам замечательное видео, собравшее восемь миллионов просмотров на YouTube: бабушки и дедушки в качестве пассажиров катаются в первом автомобиле без руля, педалей и вообще без водителя. Дожили, что называется. Прототип революционного транспортного средства выпустила компания Google, которая на протяжении последних пяти лет ведет испытания своего автопилота.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 37

Новый виток развития автопилотов расшевелил всякие важные инстанции, которые медленно и неохотно готовятся к нашествию автономных машин. Так, например, власти Калифорнии распространили свод требований к беспилотникам. Кроме того, впервые машинами без водителей заинтересовалось ФБР. В бюро назвали автопилот "смертельным оружием" террористов.

Но если раньше Гугл обкатывал систему автономного управления на кроссоверах Lexus RX, а за рулем в этих машинах постоянно находился испытатель, то теперь перед нами полноценный, пусть пока еще тестовый, беспилотник. Машина получила название Google Car, а занимается ею специальное научно-техническое подразделение Google X. Похоже, американская компания всерьез задумала стать автопроизводителем. Есть вероятность, что до 2020 года (президент Renault-Nissan считает, что именно в этом году выйдет первый серийный беспилотник), Google опередит всех тех, кто тоже активно ведет разработку автопилота – большую немецкую тройку и японцев.

В любом случае, доводка Гугл-кара пока продолжается. Специалистам предстоит проделать большую работу для устранения всех багов искусственного интеллекта. К примеру, только в этом году, после долгих лет испытаний, в Google поняли, что автопилот управляет машиной слишком вежливо. Теперь машину собираются научить более напористому вождению – чтобы та нагло вклинивалась в поток, не давала другим участникам движения себя подрезать и вообще вела себя как обычный человек с диагнозом дорожная ярость.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 39

Мотор не был бы Мотором, если бы даже в теме про автопилоты мы не вспомнили про автоспорт и езду боком. В 2014-м году ученые заставили автопилот не только катать бабушек с дедушками, но и выступать на гоночных трассах и дрифтить. Валить боком без участия водителя компания BMW научила прототипы на базе четырехдверки 6-Series Gran Coupe и купе 2-Series, а Audi отправила на трек беспилотный RS7.

Десять главных научно-технических автоновостей 2014 года. Фото 41

Чтобы хоть как-то сбавить безумный дрифт-градус, вспомним компанию Volvo, которая представила прототип надувного детского кресла. Надувается по Bluetooth, легко крепится, а в сдутом виде помещается в дорожную сумку. Только вот когда такое поступит в продажу, ваши дети уже наверняка закончат институт.

Автопилот BMW умеет выполнять «змейку» на высокой скорости, едет по треку в гоночном темпе и самостоятельно удерживает автомобиль в управляемом заносе. Естественно, баварская марка затеяла все это не для демонстрации возможностей своих заднеприводных машин, а для безопасности. Мол, единственная задача этой технологии – помощь водителю в экстремальных ситуациях.

Audi же сделала акцент на другом и просто отправила эрэску на Хоккенхаймринг перед заключительным этапом немецкой кузовной серии DTM. Машина ехала по показаниям независимых GPS-устройств, которые по WLAN передавали в управляющий блок координаты с точностью до сантиметра. Электроника управляла усилителем руля, акселератором, тормозами и восьмиступенчатым автоматом. Спорткар преодолел один круг за 2 минуты 10 секунд, а максимальная скорость составила 240 километров в час. Обладатель рекорда трассы финн Кими Райкконен (1 минута 13,780 секунды в 2004 году), известный своим спокойным характером, напрягся и в очередной раз задумался о завершении карьеры. \m