Автомобили будущего: 10 революционных идей

На наших глазах происходят радикальные изменения конструкции автомобиля. И эта тенденция лишь усиливается.

В преддверии грядущей революции в мире автомобилей мы отобрали 10 самых на наш взгляд революционных идей и технологий, а также специалистов, хорошо известных в автоиндустрии. С их помощью мы попытаемся понять, каким станет автомобиль будущего, как именно он будет выглядеть и функционировать, пишет американское издание Popular Science (перевод — Иносми.ру).

01 — Внутри авто-лаборатории

Сейчас покупатели хотят получать любой товар — будь то мобильный телефон, кукурузные хлопья или автомобиль — еще быстрее, чем раньше. Раньше на разработку автомобиля обычно уходило от семи до 10 лет, но за последние два десятилетия автопроизводители сократили этот срок вдвое.

А одна из компаний пообещала сократить его еще больше. Особым проворством здесь обладает всем известная компания McLaren, чья команда блистает на соревнованиях Формулы-1. В ее лаборатории, расположенной под Лондоном, инженеры выдают на-гора и тестируют что-нибудь новое каждые 20 минут — а это скорость света по меркам автоиндустрии. В итоге, новая модель McLaren уже через год может отличаться от предыдущей модификации на 80%.

Несколько лет назад компания вышла на рынок спортивных автомобилей и повысила планку требований к скорости разработки. В 2011 году McLaren Automotive выпустила на рынок свой первый спорткар «12С». С тех пор компания ежегодно презентует новую модель (полностью или в значительной степени модернизированную) в четыре раза быстрее, чем большинство из ее конкурентов. Прошлой зимой компания выпустила модель гибридного суперкара McLaren P1 с улучшенными характеристиками и снабженного семиступенчатой коробкой передач.

В отличие от других автомобильных компаний, при создании очередной модели McLaren первостепенное внимание уделяет идее, а не затратам, управлению поставками и тому подобным вопросам. Основной акцент McLaren делает на так называемом «цикле OODA» (по первым буквам английских слов «наблюдай», «ориентируйся», «принимай решение», «действуй»). Конструкторы компании начинают не с чертежного листа или компьютерного моделирования, а с симулятора, которым управляет водитель; они отслеживают работу систем и прямо по ходу дела вносят коррективы.

«Мы не тратим миллионы на испытания опытного образца, — говорит Джефф Макграт, вице-президент McLaren Applied Technologies (новое консалтинговое подразделение компании). — Мы конструируем автомобиль будущего еще до того, как создаем для него детали. Уже сегодня мы можем обсуждать с водителем ходовые качества машины, которая появится лишь в 2016 году».

В настоящее время McLaren Applied Technologies работает по методу OODA с самыми различными компаниями, включая автомобильные. «Я надеюсь, что в следующем году в это время мы уже сможем назвать тех автопроизводителей, которые сейчас используют наши технологии, — говорит Макграт. — Обещаю, что лет через 10 (если мы по-прежнему будем заниматься автомобилями) любой клиент сможет прийти в автосалон и купить машину, созданную с учетом его индивидуального стиля вождения и качества дорожного полотна, по которому он чаще всего ездит. И все это сделать вполне реально». 

02 — Автомобиль, напечатанный на принтере

Автопроизводители уже с 1980 года при создании опытных образцов отдельных деталей используют технологию трехмерной печати. Однако весь автомобиль целиком им распечатать еще не удавалось до тех пор, пока, наконец, весной нынешнего года компания Local Motors из города Феникс, использующая при проектировании краудсорсинг, не предложила интернет-сообществу заняться этой задачей. В итоге на свет появился автомобиль «Strati»: рама и кузов этой машины, напечатанные на 3D-принтере, образуют монолитную конструкцию, на которую осталось только поставить двигатель.

Инженеры протестировали опытный образец, и в сентябре Local Motors в прямом смысле слова распечатала первую модель во время конференции International Manufacturing Technology (после того, как машину собрали, она уехала с выставочного стенда). Local Motors вместе с Oak Ridge National Laboratory работает над созданием принтера большого размера. Генеральный директор компании Local Motors Джей Роджерс переезжает в Теннесси поближе к лаборатории, чтобы курировать данный проект. С присущей ему смелостью он заявил: «За последние 100 лет ни одна из инновационных идей не смогла сравниться с трехмерной печатью». 

03 — Мэри Барра. Будущее автоиндустрии

В январе Мэри Барра стала первой женщиной, возглавившей американскую автомобильную кампанию. А так как на протяжении столетия в автомобильной отрасли страны преобладали мужчины, то, по мнению многих, назначение женщины на пост генерального директора General Motors — само по себе уже революционное событие. И оно произошло весьма кстати. Сейчас Барра пытается создать из GM автомобильную компанию 21-го века. То, как она это делает, говорит о ее реформаторском потенциале.

На фоне других автомобилестроительных корпораций Детройта, входящих в «Большую тройку», структура General Motors остается, пожалуй, самой неповоротливой; бюрократизм и серость — вот ее характерные черты. Все эти недостатки выползли наружу после того, как в нынешнем году следователи Национальной администрации дорожного движения выявили связь между неисправными замками зажигания GM и 13-ю случаями ДТП со смертельным исходом. На протяжении 10 лет прежнее руководство, конструкторы и юристы GM знали о неисправности, но делали вид, что ее нет.

Мэри Барра подошла к делу по-другому. После того, как в феврале глава компании узнала о неисправных замках зажигания, понадобилось менее двух недель, чтобы GM объявила об отзыве 778562 автомобилей. Вскоре после этого, GM увеличила число отозванных авто до 1,6 млн., а в конце июня, она отозвала еще 7,35 млн. автомобилей.

К чести Барры, ей удалось с изяществом предотвратить катастрофу — и в тот момент, когда она давала показания перед Конгрессом, и когда приносила публичные извинения. Кроме того, глава GM уволила 15 топ-менеджеров компании, в том числе уважаемых инженеров и юристов, а потом запустила программу «Внеси предложения по безопасности» («Speak up for Safety»), попросив каждого из сотрудников General Motors смелее высказываться по поводу скрытых проблем в области безопасности продукции. В прежней GM, никто никогда этого не делал. Но во времена Барры, это стало обязанностью для всех и каждого.

Эффективность руководства компании измеряется количеством новых технологий, созданных при данном руководстве, и показателями доходности. Скажем, Стив Джобс выпустил iPhone, Алан Мулалли спас компанию Форд от банкротства. Но зачастую именно культурные и организационные изменения — то есть те, которые для стороннего наблюдателя практически не видны, являются ключевыми. Трансформируя принципы работы General Motors, существующей на протяжении 106 лет, Мэри Барра тем самым не просто способствует производству более качественных машин — она делает нечто большее: дает General Motors — и, как следствие, всей американской автомобильной промышленности — надежду будущее.

04 — Заново изобретая шасси

Автомобильный кузов на протяжении многих лет изменялся и эволюционировал, однако шасси автомобиля так и остались на удивление неизменными: четыре колеса, установленные на раму почти прямоугольной формы. Но, вот, в прошлом году на Токийском автосалоне Nissan радикально изменил эту схему, презентовав свой новый концепт-кар BladeGlider.

Этот автомобиль имеет очень узкую переднюю колею. Придав машине клиновидную форму, инженеры компании уверяют, что тем самым эта форма значительно улучшит аэродинамику электромобиля.

Для тестирования представленной концепции, инженеры компании создали прототип на основе британского родстера Ariel Atom, переместив передние колеса друг к другу на один метр. В отличие от Ariel Atom, опытный образец BladeGlider, несмотря на свой диковинный вид, стал сохранять гораздо большую устойчивость на поворотах и на прямых участках дороги.

Теперь менеджеры компании Nissan собираются ставить BladeGlider на поток, планируя запустить серийную модель не позже 2018 года. Посмотрим, оставят ли они внутри ее колес электромоторы и будут ли выпускать эту модель в виде кабриолета. Как бы то ни было, но узкая передняя колея, вероятнее всего, так и останется.

Назначение автомобиля. Переосмысливаем функциональные возможности

05 — Илон Маск: Автомобиль как платформа

В июне Илон Маск бесплатно раздал все свои патенты, имеющие отношение к технологиям создания электромобиля Tesla. В своем блоге Маск назвал этот жест благотворительностью, поскольку, по его мнению, открытые источники есть непременное условие ускоренных инноваций. Очень здравое решение, совсем в духе Маска. Сделав столь широкий жест, он тем самым признал, что его амбиции простираются намного дальше, чем производство автомобилей.

Маск разрабатывает платформы. Например, созданная им компания PayPal является платформой, которая должна видоизменить характер финансовых операций; SpaceX — тоже платформа, призванная развивать индустрию космических полетов. И Tesla тоже платформа, которая призвана способствовать развитию электромобилей. 

Маск придает этой теме повышенное внимание. Он уже успешно запустил Model S и привлек средства для того, чтобы поддержать свой завод Gigafactory, на котором производятся аккумуляторы (завод обещает выйти на уровень, при котором затраты снизятся на 30%). Кроме того, Маск стремится расширить инфраструктуру для электромобилей, и в результате в США автомобиль Tesla на данный момент готовы обслуживать 100 станций подзарядки; этого вполне достаточно, чтобы электротомобиль мог передвигаться по США. Маск заявил, что к концу года он собирается построить сеть станций подзарядки с тем, чтобы на каждого человека из 98% населения США в радиусе ста миль приходилась хотя бы одна такая станция. 

Традиционные производители автомобилей тоже не забывают об электродвигателях, при этом они используют оригинальные конструктивные решения и стандарты. Но все их попытки не носят системного характера. В ближайшие несколько лет Tesla сможет создать надежный двигатель, недорогие аккумуляторы и построить станции подзарядки. 

Илону Маску необходимо поподробнее рассказать о своем плане, о котором он вкратце весной этого года сообщил в блоге следующее: «Мы полагаем, что компания Tesla, другие компании, занятые производством электромобилей, да и весь мир в целом — все они только выиграют от того, что появится общая, быстро эволюционирующая технологическая платформа». В этом случае выиграет не только Маск, но и все мы. 

06 — Салон автомобиля как интерфейс

Со временем автомобиль соединили с интернетом, навигационными и прочими устройствами. В результате, обремененная многочисленными экранами и кнопками кабина оказалась перегружена информацией, при этом, отображению и представлению данных уделялось слишком мало внимания. И тут, вдруг, оказалось, что пользовательский интерфейс избыточен, из-за чего уровень безопасности снижался.

За последний год автомобильные компании предложили несколько способов передачи информации водителю. Наиболее известный метод — отображение информации на лобовом стекле (индикатор на лобовом стекле, HUD). Начиная с 1980 года, его уже начали использовать в моделях класса «люкс», но для прочих автомобилей он не годился из-за высокой стоимости. И вот, в нынешнем году Mazda разработала для своей недорогой третьей модели более дешевый концепт HUD: трапециевидное стекло системы индикации HUD закреплено над верхней частью приборной панели — почти так же, как в кабине истребителя. По прогнозам к 2020 году дисплеи, снабженные системой HUD, будут составлять 60% от всех продаваемых на рынке систем отображения информации.

Некоторые автомобильные компании не стали останавливаться на HUD-индикации и пошли дальше. Так, в нынешнем году на Нью-Йоркском международном автосалоне компания Land Rover презентовала концепцию Discovery Vision, благодаря которой в салон автомобиля интегрируются элементы дополненной реальности (AR), позволяя выводить навигационную информацию и изображения прямо на лобовое стекло. Land Rover даже предусмотрел управление жестами. Теперь, чтобы поднять или опустить окно, достаточно сделать жест рукой.

А одна из компаний полностью видоизменила дизайн кабины. При создании новой модели Toyota FT-1 конструкторы явно черпали вдохновение в игровых контроллерах, на которых вмонтированы большие кнопки управления. «Мы поместили две маленькие, [такие же как в игровых контроллерах], четырехквадрантные панельки в нижнюю часть руля, и теперь водителю не составит труда, нащупав их большими пальцами, осуществлять управление системой HUD. В принципе, водитель может это делать, даже не отрывая глаз от дороги», — говорит Кевин Хантер, президент студии Toyota, Calty Design Research.

07 — Анкер Джайн. Социальный автомобиль

До сих пор автомобиль можно было подключать лишь к облачным ресурсам, но никак не интегрировать в жизнь человека. Но основатель стартапа Humin Анкер Джайн собирается изменить эту ситуацию; ему захотелось привнести в салон автомобиля элементы социального контекста, и тем самым сделать автомобиль, так сказать, продолжением человека. 

Каковы принципы стартапа Humin?

В конце 1990-х годов поиск в интернете строился по тематическому принципу, т.е. когда брались отдельные категории, например, «автомобили», «книги» и так далее. Все изменилось после того, как компании типа Google начали создавать поисковые системы, сортировавшие информацию по критерию значимости.

И вот Himun провозгласила: тот же самый принцип можно применять и к отношениям. Мы начали с телефона. Вместо алфавитного списка контактов мой телефон теперь сам умеет узнавать окружающих меня людей. Скажем, он помнит, что тот парень, который мне повстречался сегодня, дружит с одним из моих друзей. И если я не могу никак вспомнить его имя, то пытаюсь действовать логически. Скажем, я говорю: «Он подружился с ...» — и его имя найдено. 

Как этот принцип работает в автомобиле?

Как только вы сели в машину, вы тут же погружаетесь в информационный контекст (например: к вам поступает информация о запланированной встрече, о повстречавшихся соседях и т.д.) Прямо в салоне автомобиля Humin загружает фотографию того человека, который нужен пассажиру, и координаты GPS-навигатора; если запланирован вызов в режиме конференц-связи, Humin обязательно об этом напомнит.

Мы считаем, что у девайсов, подключенных к автомобилю, очень хорошие перспективы и большое будущее. Они станут таким же важным элементом автомобиля, как мобильный телефон, умные часы и так далее. Представьте, люди сами желают быть приложением к операционной системе. Они очень хотят стать социальной операционной системой.

08 — На пути к созданию автомобиля без водителя

Стремясь создать самоуправляемый автомобиль, корпорация Google в мае нынешнего года презентовала опытный образец — каплевидной формы машину, у которой отсутствует руль, педаль газа и тормоза. Автомобиль изготовлен в Детройте, а в Маунтин-Вью специалисты из Google оснастили его пакетом автономного управления. Как и ожидалось, машина привлекла к себе много внимания. К слову сказать, в одном из июльских обзоров было написано, что в области конструирования самоуправляемых автомобилей корпорация Google в 20 раз превосходит General Motors. А Форд и Тойота даже не вошли в список.

И все же, несмотря на весь интерес к изделию корпорации Google, первыми добьются успеха традиционные автопроизводители, а не Google. Так, в нынешнем году еще шесть крупных компаний обнародовали информацию о своих программах по созданию самоуправляемых машин. У некоторых из них (по сравнению с Google) больше шансов на воплощение задуманного в ближайшей перспективе. 

Сегодня многие автомобили снабжены регистратором, радаром и встроенным комплектом датчиков; полуавтоматические системы парковки и предотвращения столкновений тоже становятся нормой. Начинает формироваться нормативно-правовая база; так, в настоящее время в четырех государствах законодательство допускает использование автономных транспортных средств при условии, что водитель сам сидит за рулем.

Однако отсутствие качественной системы ориентации на местности и адекватных вычислительных мощностей являются теми барьерами, которые сдерживают распространение самоуправляемых автомобилей. Как только эти барьеры исчезнут, автомобильные компании примутся за дело. «Будучи реалистами, они хорошо понимают, что быстрых успехов достичь не получится, — говорит директор по исследованиям Эгиль Юлиуссен из компании IHS Automotive, Денвер. — К тому же, должен появиться клиент, который уже не пугается повышенного уровня автоматизации [в салоне автомобиля]». 

Volvo стала, пожалуй, первой компанией из числа традиционных представителей автопрома, которая решила создать самоуправляемый автомобиль. В апреле Volvo заявила о своей готовности к 2017 году в рамках пилотной программы запустить по испытательному маршруту в перегруженном центре Гетеборга (Швеция) сотню самоуправляемых автомобилей.

Не отстает и Nissan. Компания разработала концепт-кар Leaf, который уже проходит испытания. Японские инженеры обещают начать продажи самоуправляемых автомобилей к 2020 году. Mercedes-Benz тоже объявила о том, что к концу десятилетия собирается предложить на рынок такие же машины. Кроме того, сходные программы разрабатывают компании Toyota, BMW и General Motors. 

В Калифорнии к концу лета на некоторых участках земли, принадлежащих корпорациям — там автомобильное движение обычно не столь плотное, а ограничение скорости небольшое, можно будет увидеть около 200 опытных образцов автомобилей Google. Несомненно, к ним будет привлечено всеобщее внимание, и это здорово. Однако признаем, что количество самоуправляемых автомобилей будет расти не скачкообразно, а постепенно.

09 — Топливные войны

Столкнувшись с жесткими экологическими нормами, регулирующими выброс загрязняющих веществ, производители автомобилей стали еще активнее разрабатывать альтернативные конструкции силовых установок. Начиная с нынешнего года, компании будут выпускать большое количество электромобилей и гибридов, работающих как на водородном, так и на чистом дизельном топливе. Какая модель победит?

Гибрид: Porsche 918 Spyder

За менее чем пять лет компания Porsche стала лидером по разработке гибридных моделей; вот, например, один из образцов — автокар Porsche 918 Spyder. На этом электромобиле установлены два экологичных электромотора и мощные батареи. Благодаря высокой разрядной мощности батарей двигатель V8 разгоняет машину до 60 миль/ч (96 км/ч) всего за 2,5 секунды; при этом, в отличие от остальных гибридов, батареи Porsche 918 Spyder способны полностью подзарядиться во время работы двигателя V8. Это позволяет водителям переключаться с одного режима работы на другой (т.е. на бензиновый или электрический) без частой подзарядки.

Водород: Toyota FCV

Автоиндустрия уже давно хотела бы использовать водород в качестве экологически чистого топлива с высокой удельной энергоемкостью. Но вся проблема здесь заключается в инфраструктуре, вернее — в отсутствии таковой. И, тем не менее, некоторые компании не отказались от идеи создания автомобиля на водородном топливе и продолжают работу по расширению сети заправочных станций. В июне на дорогах Калифорнии появился кроссовер на водородном топливе Cell Tucson Fuel, произведенный Hyundai. А в следующем году Toyota запустит один из первых автомобилей на водородных топливных элементах — Toyota FCV. В начале 2015 года он начнет продаваться в Японии по цене около 68 тысяч долларов, а в США появится уже к следующему лету.

Дизель: Volkswagen Golf GTD

При слове «дизель», у водителей возникают, как правило, образы грохочущих грузовиков на хайвэях США или маломощных малолитражек на автобанах и автострадах Европы. Но теперь оба эти стереотипа пошатнулись благодаря Volkswagen Golf GTD (дизельная модификация канонической модели Volkswagen Golf GTI), которая, подобно большинству дизельных двигателей, почти на 30% эффективнее бензиновых аналогов. На ней приятно ездить: ее двигатель с турбонаддувом и четырьмя цилиндрами обеспечивает такое же ускорение, как и у GTI. Модель GTD уже поступила в продажу в Европе. Кроме того, Volkswagen изучает возможность ее поставок в США.

10 — Продажа мобильности, а не автомобилей 

По прогнозу Организации Объединенных Наций, к 2050 году 66% населения Земли, то есть около 6,3 млрд жителей нашей планеты, будут жить в городах. Этот демографический сдвиг является одним из самых мощных в истории человечества. Вот тут-то и возникает довольно прозаический вопрос: как нам предстоит решать проблему парковки?

Ответ следующий: самой проблемы не будет. В городах число автовладельцев уже сокращается, утверждает Фил Готт, старший директор по долгосрочному планированию в компании IHS Automotive. Исследование, недавно проведенное IHS Automotive в 600 городах США, показало, что за последние 10 лет количество личных автомобилей в расчете на одну тысячу человек сократилось на треть. «Города просто становятся слишком перегруженными», — говорит Готт.

Такие компании, как Zipcar и RelayRides (обе специализируются на краткосрочной аренде автомобилей), уже воспользовались этой ситуацией с выгодой для себя, а за ними потянулись автомобилестроительные компании. И вот, в 2008 году Mercedes-Benz запустил свою программу Car2Go, которая разрешает водителям в некоторых европейских и североамериканских городах получать доступ к автомобилям его дочерней компании Smart. А BMW недавно объявила о своей программе DriveNow, участники которой могут воспользоваться на условиях краткосрочной аренды парком автомобилей ActiveE и других электрокаров. Эти автомобили будут использоваться в Сан-Франциско и в нескольких крупных городах Германии.

Но программы совместного использования автомобилей сталкиваются с проблемой: из-за нее миллионы людей, которым бы хотелось стать собственниками автомобилей, будут лишены такой возможности. Именно поэтому автопроизводители стали использовать другую модель: они продают доступ сразу к нескольким автомобилям и пусть клиенты сами делают свой выбор.

Компания Smart является, пожалуй, пионером данного подхода. С момента своего создания в конце 1990-х годов она считала и продолжает считать, что ее двухместные автомобили малого класса помогут решить транспортную проблему в городах. Компания уже наладила партнерские связи с агентствами по прокату автомобилей, чтобы при необходимости разрешить владельцам автомобилей Smart доступ к более крупногабаритным транспортным средствам. Smart даже стал продавать электрический велосипед, тем самым предоставляя возможность клиенту припарковать машину и преодолеть оставшийся путь по забитому пробками центру города.

Начиная с апреля, то же самое стала делать и компания Audi. Она запустила в Берлине пилотную программу, согласно которой клиент получает право пользоваться одной из трех разных моделей легковых автомобилей в течение одного месяца действия краткосрочной аренды. К примеру, клиент может выбрать небольшую Audi A1 или Audi TT для повседневной езды в переполненном городе, затем пересесть на кроссовер Audi Q5, предназначенный для перевозки большего числа пассажиров и багажа, а затем взять на выходные, например, модель Audi A5 с кузовом кабриолет.

Производители все больше и больше стремятся продавать не просто автомобили, а мобильность. Именно поэтому они не только обещают расширить число дополнительных услуг, но и полностью изменить сущность понятия «автомобильная собственность».