Автоутопия. Будущее машин

Из-за немалой стоимости суперкаров возрастает вероятность того, что производители потратят средства на разработку и производство подобных систем. Сондерс предполагает, что компании премиум-сегмента разработают новую технологию, запатентуют ее и начнут продавать производителям серийных автомобилей. Те, в свою очередь, станут устанавливать ее на такое большое количество машин, что стоимость снизится. Специалисты Volkswagen уже показали симулятор гонок на базе модели Golf. Его можно использовать для совершенствования навыков вождения. В гольфе существует пар, а в симуляторе – виртуальный водитель (ИИ), на которого надо равняться или даже постараться превзойти.
  
Гонки
 
Жажда скорости свойственна не только тем, кто сидит рулем. С первых дней существования автомобилей зрители тоже наслаждались скоростью, острыми ощущениями и опасными соревнованиям. По всему миру у гонщиков появились свои святилища – от Бонневилля и Брукленда до Индианаполиса и Нюрбургринга. Технологии, используемые в гоночных автомобилях, поспособствовали развитию и обычных машин. Технологические требования автоспорта зависят от производительности и постоянного развития. Поэтому многие разработки и усовершенствования впервые появляются именно на треке, будь то новые шины, тормозные системы, гибриды или все, что улучшает аэродинамику.
Это, безусловно, обширная отрасль. В 2017 году корпорация Liberty Media приобрела «Формулу-1» за 4,6 миллиарда долларов. Безусловно, эти гонки считаются вершиной автоспорта. По некоторым оценкам, их смотрят более 490 миллионов зрителей по всему миру. Наблюдение за машинами, которые проносятся на большой скорости круг за кругом, особенно популярно в странах с развивающейся экономикой. Бразилия – крупнейший рынок для «Формулы-1». Там за гонками следят 115 миллионов человек. Появляются трассы и в новых местах, например во вьетнамском Ханое. В одной только Великобритании эта отрасль оценивается в 10 миллиардов фунтов стерлингов.
Столкнется ли гоночная индустрия с теми же проблемами, которые испытывают современные автопроизводители? Как на нее повлияют переход к электромобилям, технологии автономного вождения и обеспокоенность состоянием окружающей среды? Есть мнение, что будущее автоспорта зависит от того, насколько гоночные автомобили станут питаться от электричества. Такая «электрификация» не должна ограничиваться гибридными технологиями, которые используются сейчас (например, рекуперацией энергии при торможении). С одной стороны, сложно производить суперкары с аккумуляторами и электрическим приводом. С другой стороны, соответствовать требованиям к производительности гоночных автомобилей еще сложнее. Обычным машинам требуется всплеск энергии лишь на старте в течение нескольких секунд. Гоночным же он нужен постоянно, круг за кругом. Аккумуляторы разряжаются невероятно быстро и так же быстро перегреваются. Вместе с энергией пропорционально увеличивается и количество тока. Поскольку объем вырабатываемой тепловой энергии равен квадрату тока, на выходе мы получаем в 100 раз больше тепла. Вряд ли кто-либо захочет, чтобы машина расплавилась. Поэтому терморегуляция выходит на первый план.
Несмотря на все это существует «Формула-Е» – автогонки, в которых участвуют электромобили. Их проводит Международная автомобильная федерация – ФИА (FIA, Fédération Internationale de l’Automobile). Идея появилась в 2011 году, а первый чемпионат провели в 2014 году в Пекине. Учредители заявляют, что они «заново изобретают гонки для XXI века». Придумано хитро. Организаторы выбрали городские гоночные трассы (в Париже, Гонконге, Монако и Нью-Йорке), потому что именно там основной потенциальный рынок для электромобилей. Конструкторы приложили все усилия, чтобы автомобили мощностью 335 л. с. выглядели привлекательно. При этом им удалось сделать так, чтобы команды могли совершенствовать аэродинамические и другие характеристики, тратя большие суммы на кузов и шасси. По регламенту все команды должны использовать одни и те же аккумуляторы. Это не позволяет участникам заключать сделки на эксклюзивное использование батарей с теми производителями, чьи аккумуляторы считаются на данный момент лучшими.
 
Следовательно, по международным стандартам автоспорта это относительно дешево. Участие в «Формуле-Е» стоит каждой команде приблизительно 40 миллионов долларов в год. Это в пять раз меньше, чем участие в «Формуле-1». При этом за гонками следит лишь вдвое меньше людей. Неудивительно, что автопроизводители находят такие соревнования привлекательными, ведь они могут заслужить репутацию в сфере электромобилей. Второе поколение машин «Формулы-Е» появилось в сезоне 2018–2019 годов. Их производят Mercedes (вместе с Venturi), Audi, Porsche, BMW, Jaguar, Nissan, DS-Citroen (вместе с Techeetah) и Mahindra, а также новая китайская компания NIO, специализирующаяся именно на электромобилях. Интерес производителей к «Формуле-Е», несомненно, повлияет на популярность электромобилей.
Фил Чарльз – технический директор команды Jaguar на «Формуле-Е». Ее участники работают в штаб-квартире команды Williams «Формулы-1» недалеко от Дидкота в Оксфордшире. В здании находится самая большая частная коллекция автомобилей «Формулы-1» в мире. Все экземпляры безупречно чистые, отшлифованные до совершенства и представленные в лучшем свете. Я рассматривал их вместе с Чарльзом. Он изучал автомобильный дизайн в Лафборо, а затем переключился на область динамики автомобиля и аэродинамики. Перед «Формулой-Е» Чарльз успел поработать с командами «Формулы-1» – «Рено» и «Торо Россо».
Машины в музее отражают эпоху, когда основные усовершенствования касались аэродинамики: например, регулировался кузов, чтобы сгладить воздушный поток у каналов охлаждения тормозных дисков или чтобы улучшить граунд-эффект. В «Формуле-Е» соревнование строится вокруг распределения энергии аккумулятора: между двигателем, инвертором и коробкой передач. Именно эти детали команды могут изменять. Участникам удалось ускорить прогресс. В начале чемпионата водителям приходилось пересаживаться на другой полностью заряженный автомобиль в течение 45-минутного заезда. Вскоре машины стали выдерживать заезд целиков.
«В „Формуле-1“ я нанимал людей, которые хорошо разбирались в динамике автомобиля и в аэродинамике, – вспоминает Чарльз. – Здесь же я нанимаю математиков. Они стараются снизить потребление энергии, а для этого нужно хорошо разбираться в теме». В результате гонщики, по всей видимости, постоянно находятся на связи с командой во время заезда. Одна из сторон подобной командной работы касается «энергетического цикла» – как сэкономить энергию на круге. Чтобы энергия полностью раскрыла свой потенциал, ее необходимо «распланировать».
«В „Формуле-Е“ машина едет все быстрее, быстрее и быстрее. В какой-то момент на прямой пилот отключает энергию и позволяет ей двигаться по инерции. Здесь важно найти баланс между максимально быстрым прохождением участка и сохранением энергии. Мы все это прорабатываем. Мы подаем Митчу [Эвансу, одному из пилотов] сигналы, а часть процесса автоматизирована. Мы не можем сделать все за него, но компьютер в машине запрограммирован так, чтобы помочь ему», – комментирует Чарльз.
То же самое и на поворотах. «Давайте представим, что для входа в поворот на малых скоростях мы позволяем машине развернуться самостоятельно. Гонщик поворачивает руль, и автомобиль следует за этим движением. Если машина повернулась недостаточно, то пилот задействует педаль газа, но на это расходуется энергия. Все просто. Правильная балансировка позволяет сэкономить заряд аккумулятора. В этом ключ к успеху. Если шины начнут скользить, потребуется дополнительная энергия. Наши математики не только постоянно следят за энергетическим циклом, но и за действиями Митча», – продолжает Чарльз.
Мне стало интересно, не сделало ли это вождение скучным. Я пообщался с Митчем Эвансом. Он родом из Новой Зеландии. Начал карьеру в серии GP3 и в 26 лет стал самым молодым обладателем Гран-при за всю историю соревнований. Митч подтвердил, что здесь требуется иной стиль вождения. Ему сложнее определить пробуксовку колес в машине с электрическим силовым агрегатом. Но при этом никаких жалоб от него не поступило.