Да скроется тьма!
Эволюция различных технологий и компонентов напрямую влияет на то, как выглядят автомобили и какой уровень комфорта обеспечивают. Что интересного можно увидеть в фарах?
Эволюция автомобильной светотехники неизбежно следовала за развитием конструкции самого автомобиля и процессом его превращения в неотъемлемую часть жизни современного человека.
Первые световые приборы, керосиновые фонари, машины позаимствовали у своих непосредственных предшественников – конных экипажей. Медные, причудливой формы – они и выглядят так, словно еще вчера крепились на парадной карете представителя знатного дворянского рода. Ацетиленовые лампы по виду отличаются несильно, но устроены значительно сложнее. Шутка ли – для того, чтобы подсветить себе путь в сумерках, приходится возить с собой установку для получения прямо на борту горючего (и, безусловно, взрывоопасного!) газа. Принято считать, что эта технология пришла на автомобиль с железной дороги. Однако в свое время карбидные лампы применялись и в быту!
Что и говорить, появление на машинах электрического освещения следует считать одним из крупнейших благ! Однако место для прогресса остается всегда. С общим ростом автопарка появилась необходимость предотвращать ослепление светом фар водителей встречных автомобилей. Чтобы управлять световым пучком, фары получают стеклянные рассеиватели с многочисленными мини-линзами. Позднее за формирование светового пятна будут отвечать отражатели сложной формы, а стекло снова станет плоским. Да и на смену минеральному стеклу в последние годы пришел поликарбонат – не в последнюю очередь из-за того, что автокомпании вынуждены соблюдать все более ужесточающиеся нормы по пассивной безопасности, в том числе для пешеходов.
Галогеновые лампы, «ксенон», матричные светодиоды и лазеры – автомобильные фары «примерили» за прошедщие десятилетия множество технологий. Рассмотрим основные вехи этой интересной эволюции.
Не моргая
Включить наружное освещение в современном автомобиле можно нажатием клавиши, поворотом подрулевого рычажка или специального переключателя. На заре автомобильной эры, конечно, все было иначе. КЕРОСИНОВЫЕ фонари требовали регулярной заправки горючим и светили тускло. Распространившиеся позднее АЦЕТИЛЕНОВЫЕ нужно было заправлять карбидом кальция и водой, а после завершения химической реакции – очищать. К тому же срок горения тех и других на одной заправке был весьма ограниченным. Все изменилось с приходом электричества – причем не только в автомобилях, но и в быту
ТУСКЛЫЕ КЕРОСИНОВЫЕ фонари перекочевали на первые автомобили с транспортных средств предыдущей эпохи – карет, запряженных лошадьми
ПРИНЦИП РАБОТЫ такого прибора – тот же, что и у бытовой керосиновой лампы. Емкость с горючим, фитиль, регулятор
АЦЕТИЛЕНОВЫЕ фонари светили ярче керосиновых. Горючий газ для них получали посредством реакции карбида кальция с водой
ЕЩЕ ОДНА ступень эволюции: стекло-рассеиватель с линзами, распределяющими поток света для более широкого «охвата»
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ фары появляются на автомобилях в первых десятилетиях XX века. Сначала, конечно, на дорогих
Приспособления
Задолго до появления современных электронных систем, позволяющих автоматически управлять светом в зависимости от рельефа местности, приближения встречного автомобиля или скорости движения, автомобильные инженеры старались совершенствовать оптику. На смену параболическим отражателям у фар круглой формы пришли многосегментные, позволяющие сформировать оптимальный пучок света без применения рифленых стекол-рассеивателей. Разрабатывались и нестандартные технические решения, не имеющие отношения к «голой» оптике. К примеру, на культовую модель Citroen DS с 1967 года устанавливались двухсекционные фары, скрытые под общим стеклом. При этом внутренние секции были снабжены механизмом, синхронно поворачивающим их в ту же сторону, что и управляемые колеса. И никакой электроники!
УЖЕ В СЕРЕДИНЕ 1930-х некоторые производители внедряли механизмы, позволяющие прятать фары в крылья. На фото – головная оптика Cord 812
ЗАГЛЯНУТЬ ЗА ПОВОРОТ владелец поздних Citroen DS мог уже в конце 60-х: внутренний оптический элемент поворачивался вслед за рулем
На одном уровне
Положение кузова автомобиля без пассажиров и груза заметно отличается от груженого: под действием силы тяжести подвеска машины (прежде всего задняя) значительно проседает и пучки света фар направляются выше, чем необходимо, ослепляя водителей встречных автомобилей. Для того, чтобы бороться с этим эффектом, применяются КОРРЕКТОРЫ ФАР – гидравлические и электрические, управляемые вручную или автоматически. Применение корректоров фар в качестве обязательного оборудования всех новых автомобилей введено в 1998 году правилом №48 ЕЭК ООН, в котором прописаны современные требования к автомобильным световым приборам. Автоматические корректоры обязательны для фар с яркими газоразрядными лампами, в просторечии – «ксенон». Положение кузова при такой системе отслеживается специальными датчиками.
Универсальный поставщик
Как и любая новая отрасль, автомобильная промышленность на начальном этапе развивалась стремительными темпами. Второе десятилетие XX ВЕКА ознаменовалось электрификацией вспомогательных систем автомобиля. К примеру, с 1912 года на серийные модели Cadillac стали устанавливать электростартеры. Массовое производство электрических фар головного света началось в те же времена. В частности, специалисты немецкого концерна BOSCH приступили к разработке автомобильного генератора в 1910 году, а в марте 1913-го запустили в серийное производство универсальный комплект фар. Помимо непосредственно световых приборов в него входил генератор, регулятор и батарея. Нововведение пришлось ко двору – именно в этот момент автомобили из дорогих и экзотических игрушек для гонок и развлечения превращались в предметы повседневного использования. «Ксеноновую» фару (система Litronic) Bosch выпустил через 85 лет – в 1998-м.
КОМПЛЕКТ электрического света для автомобилей фирма Bosch выпускала с 13 марта 1913 года. В него входили фары, генератор и регулятор
Матрица
Фирменный конфигуратор для флагманских моделей AUDI позволяет выбрать головную оптику из нескольких вариантов. Самая прогрессивная технология – Matrix LED, в которой за распределение светового потока отвечают блоки светодиодов. Система работает на скоростях от 30 км/ч вне городской черты. Чтобы ее задействовать, необходимо поставить переключатель света в автоматический режим и включить дальний. В случае, если камера на лобовом стекле заметит встречный автомобиль, по команде контроллера определенная группа светодиодов снизит яркость или вовсе погаснет. Для фар последнего поколения доступны 64 возможных уровня яркости свечения, а количество возможных комбинаций их работы доходит до нескольких миллионов. Кроме того, матричные фары позволяют заранее подсвечивать повороты – еще до того, как водитель повернет рулевое колесо. В этом системе головного освещения помогает навигационная система. Кооперация!
Лазер
Технология BMW LASER LIGHT представлена в серийном воплощении на гибридном спорткупе BMW i8 в 2014 году. Она позволяет освещать дорогу в режиме дальнего света на целых 600 м – практически вдвое дальше, чем у автомобилей, снабженных светодиодными фарами. Несколько лазерных источников выпускают мощный пучок света, который фокусируется на специальном флуоресцирующем фосфорном веществе внутри фары. Получаемый интенсивный свет намного мощнее, чем от традиционных источников. Кроме того, как утверждают разработчики, его спектр близок к дневному свету, наиболее приятному для восприятия человеческим глазом. Кроме того, лазерные диоды оказались намного компактнее обычных: высоту отражателя в фаре для BMW i8 удалось уменьшить до 3 см. Система управления дальним светом, препятствующая ослеплению встречного и попутного транспорта, в фарах BMW также применена – за обстановкой следит камера.
И снова диоды
Предсерийный прототип своей системы матричного диодного головного света компания OPEL представила в 2012 году. Под каждой из четырех линз в нижней части фары установлены по 4 мощных светодиода. Всего же различных комбинаций включения диодов в экспериментальной фаре насчитывалось 256. Управляются диодные фары посредством камеры системы Opel Eye, помещенной в верхней части лобового стекла. Когда к автомобилю, оборудованному диодным матричным светом, приближается встречная машина (или в поле зрения появляется попутная), часть диодов гаснет, оставляя появившегося встречного в тени и, таким образом, не ослепляя его. Обе обочины при этом остаются качественно освещенными. До внедрения светодиодной оптики повсеместно применялись адаптивные ксеноновые фары, в которых необходимое поле перекрывалось посредством движущейся шторки. С разработкой новой технологии инженерам удалось избавиться от движущихся частей в фаре при сохранении требуемого эффекта.
Фото: Audi, Bosch, BMW, Citroen, Magneti Marelli, Opel, Максим Кубанцев