Вычислительные машины

Автомобиль сегодня не только напичкан компьютерами, он во многом – их детище. Современные машины не были бы такими, какие есть, без всеобщей компьютеризации. Именно благодаря ей каждая крупная фирма выпускает нынче с десяток, а то и больше основных моделей и несчетное число версий и модификаций. Именно компьютеры позволяют столь часто менять дизайн и конструкции, максимально убыстряя инженерные расчеты, доводку и первичные испытания прототипов.

Скажем, на расчет кинематики сложных многорычажных подвесок (причем применительно к версиям с разными кузовами, моторами, коробками передач, а значит, с разной массой, а иногда и габаритами), которые нынче применяют отнюдь не только на дорогих моделях, ушло бы куда больше времени, если бы инженеров, а также технологов и испытателей не вооружили «электронно-вычислительными машинами». Конечно, дорожные испытания никто не отменял, но первичный отбор – что и в каком объеме испытывать – происходит теперь куда быстрее, чем даже 20–30 лет назад.

Разумеется, это относится не только к подвескам (они просто уж очень наглядный пример), но и к мощным и удивительно экономичным моторам, трансмиссиям, характеристикам тормозов и рулевого управления, проработке аэродинамики и т. д.

И все это не только неплохо работает, но и регулируется. На многих моделях водитель может менять настройки коробки передач, подвески, рулевого управления под себя. Представляете, что мы там можем нарегулировать, если нас не ограничивать выверенным, мощным электронным мозгом, который очень хорошо знает: что можно нам позволить, а от чего лучше оградить?

Впрочем, это невольный гимн компьютеру не должен нам позволить забыть об автомобиле. Все же все эти электронные штучки – лишь приложение к тому, что едет и везет.

Теория и практика множеств

Сколько лошадиных сил должен развивать мотор, чтобы оправдать ваши ожидания? Сто? Сто пятьдесят? Достаточно для небольшого семейного автомобиля? Ну а для вместительного седана, конечно же, лучше 250 или 300. А может, 400?

Максимальную скорость даже спортивных автомобилей, как правило, ограничивают значением 250 км/ч. Лишь некоторые, в том числе тюнингованные могут ехать быстрее. А зачем тогда 400 л.с.? Абсурд? По крайней мере, повод для размышлений.

Но если воспринимать автомобиль, его силовой агрегат, иные элементы как явление инженерного искусства, современные машины заслуженно вызывают восхищение. Двигатели из легких сплавов, с хитрыми камерами сгорания и непосредственным впрыском, чутко управляемым электроникой, развивают (особенно с наддувом) невиданную прежде удельную мощность. Даже не сильно форсированные моторы выдают 115–120 л.с. с 1,6 л, а то и с 1,4 л рабочего объема. Совсем недавно и 70–75 л.с. с 1,5 л считали очень приличным показателем. И это несмотря на то, что экологические нормы все «зажимают и зажимают» конструкторов. Впрочем, ограничения не дают заснуть инженерам, вынуждая повышать эффективность работы как людей, так и автомобилей.

Пример – снижения рабочего объема двигателей. Времена, когда «нормальным» солидные люди считали агрегат от 2 л, а идеалом был, конечно же, «шестисотый», проходят. На вполне вместительных автомобилях ставят 1,4-литровые моторы, а на представительских многим хватает и 3 л. Выбор, конечно, пока есть, но с ростом экологических ограничений смысла в многолитровых агрегатах нет.

Трансмиссии стараются не отставать от двигателей. Пятиступенчатые механические коробки передач – удел самых простых и недорогих моделей. Кстати, хотят этого поборники «правильных» автомобилей или нет, механические коробки передач с ручным переключением будут все больше сдавать позиции. Столь популярные прежде трехступенчатые автоматы – достояние истории, да и четырехступенчатых осталось немного. На престижных моделях в ходу уже семи- и даже восьмиступенчатые собратья. Нечто среднее между привычной механикой и ставшими уже привычными автоматами – механические коробки с автоматическим переключением. Это, по сути, обычная коробка, выбор передачи в которой зависит от нажатия педали газа, с помощью сложной механики, управляемой все той же электроникой. Работают такие агрегаты пока довольно медленно, но когда-то этим грешили и гидромеханические автоматы. Кстати, последними теперь почти в обязательном порядке можно управлять и вручную. Насколько часто этим пользуются водители? Положа руку на сердце – нечасто, но приятно сознавать, что владеешь самым современным и продвинутым автомобилем, который дарит невиданные прежде возможности.

Помните бесступенчатые трансмиссии, которые полвека назад фирма DAF робко устанавливала на свои малолитражки? Не забыли, что изобретены и даже опробованы подобные устройства еще в самом начале прошлого века? Не прошло и ста лет, как вариаторы стали надежно работать, причем даже в паре с мощными моторами. Конечно, и здесь инженеры стремятся дать нам больше возможностей: как правило, вариаторы можно блокировать в нескольких положениях, словно фиксируя передачи.

Все это великолепие приводит, как правило, передние колеса. Дискуссии, приемлем ли передний привод для больших автомобилей, давно позади. Но апологеты классической компоновки остались. Во многом они правы: современная электроника позволяет усилить достоинства практически любой конструкции и ослабить ее недостатки.

Многие из нас хотели бы иметь полноприводный автомобиль (даже если он не очень нужен). Пожалуйста! Таковые предлагают в любом классе. Но они, понятно, дороже, причем, не только при покупке, но и в эксплуатации. И вот появился новый класс: модели, которые «делают вид», что они полноприводные. Впрочем, это относится не только к полному приводу. А тему «Быть или казаться?» можно рассматривать в качестве отдельной главы новейшей автомобильной истории.

Гибриды в квадрате

Большой дорожный просвет, вместительность, прочная конструкция и неубиваемые подвески. А еще – тяговитый двигатель и полноприводная трансмиссия с понижающим рядом передач и блокировками дифференциалов. Увы, племя настоящих вседорожников если и не вымирает, то резко сокращается. В то время как страсть к ним во всем мире растет. К ним ли? Как правило, нас привлекают размеры и солидная внешность, большой дорожный просвет, но не в ущерб управляемости, двигатель приличной мощности, но не гигантской прожорливости. В общем, этакое сочетание несочетаемого. Впрочем, кое-что в этом смысле, действительно, получилось: определенной универсальности инженеры смогли достичь.

Автомобили, похожие на вседорожники, но по сути таковыми не являющиеся, зовут теперь кроссоверами, то есть – гибридами. Апогей гибридостроения (в этом понимании термина) – те же машины, но лишь с передним приводом. Спрос на них постоянно растет. Вот вам и «быть или казаться?».

Не менее важное слово сегодня – «спортивный». В общем-то, желание зрительно приобщить автомобиль к спорту старо почти так же, как и автомобиль. Можно создать эффектный кузов на серийных узлах или просто оформить машину внешними элементами отделки в спортивном стиле. Вот они истинные современные кроссоверы: высокий и внушительный, как вседорожник, автомобиль, наделен окологоночными атрибутами – накладками на крыльях, соответствующими бамперами и иными деталями. Но, по сути, это обычный переднеприводный универсал или хэтчбек.

Ну а теперь познакомимся с иными гибридами, своим появлением обязанными вечному соперничеству бензина и электричества.

Уже больше ста лет назад двигатель внутреннего сгорания, казалось, окончательно победил электромотор. Машины, движимые электричеством, были тихими и не исторгали из трубы зловония, но оказались очень тяжелыми, дорогими и с небольшим пробегом до подзарядки. Вроде, все ясно? Но жизнь в электромобилестроении потихоньку продолжала теплиться. В разных странах – от СССР до США – то и дело строили прототипы и даже партии машин на электрической тяге. Они, конечно, совсем не загрязняют воздух и в городе даже удобны, но и в начале ХХI высокотехнологичного века электромобили создают своим владельцам ряд неприятных трудностей: ограниченный запас хода, необходимость возить на борту тяжелые батареи, отбирающие место у пассажиров и грузов, отсутствие необходимой инфраструктуры. Тем не менее, выпуск серийных электромобилей начинают уже несколько крупных компаний. Но есть и некая середина между бензином и электричеством. Не то, чтобы золотая, но заслуживающая внимания.

Через почти столетие после австрийского поршевского Lohner, сочетающего бензиновый двигатель и электромоторы в колесах, на дорогах все чаще стали встречаться автомобили, которые принято называть гибридными. Вездесущий компьютер управляет двигателем внутреннего сгорания и электромотором, а иногда уже и парой моторов, работающих в связке. Обычно при низких нагрузках автомобиль едет лишь на электричестве. При интенсивном ускорении электромотор работает в паре с бензиновым, добавляя машине динамики. Ну а на шоссе ДВС подзаряжает батареи с помощью все того же электродвигателя, выполняющего роль генератора. Наконец, при остановках агрегат внутреннего сгорания на радость «зеленым» вообще выключается.

Сложные высокотехнологичные машины отнюдь недешевы. Поэтому-то, кстати, гибридными часто делают именно дорогие BMW, Lexus, Porsche и т. п.

Некоторые смотрят на гибриды как на модные, но бесперспективные с точки зрения массовости игрушки. Иные считают их реальным шагом в борьбе за чистый воздух и экономию все дорожающей нефти. У чистых электромобилей тоже немало ярых сторонников и противников. Но все, кажется, понимают: в ближайшем будущем двигатель внутреннего сгорания со сцены не сойдет. Живучую же штуку изобрели такие, казалось бы, далекие от нас представители позапрошлого века!

Куда поедем?

Еще один лейтмотив нашего времени – забота о безопасности. Кузова автомобилей делают все жестче, в первую очередь для улучшения управляемости. Одновременно конструкторы обеспечивают правильную сминаемость зон, которые в первую очередь страдают в авариях. Несколько десятилетий ушло на то, чтобы понять: мощные несминаемые бамперы и прочные кузова смертельно опасны при авариях. Автомобиль, погибая, обязан гасить огромную энергию удара, спасая ездоков.

Форму и фактуру деталей интерьера тоже тщательно продумывают и испытывают с точки зрения возможного травматизма. Ну и, конечно, современный автомобиль немыслим без ремней безопасности, наиболее продвинутыми из которых являются ремни с преднатяжителями, крепко притягивающих нас к креслу, едва начинается аварийное ускорение, подушек и шторок безопасности, которых в иных машинах уже с десяток.

Но особенный прогресс в последние годы заметен в развитии устройств, стоящих на грани активной и пассивной безопасности. Автомобиль умеет скорректировать траекторию и предупредить о выходе из полосы движения, информирует водителя об опасной дистанции, замедляется и даже останавливается, если водитель не реагирует на подаваемые сигналы. Обыденностью становится то, что еще лет тридцать назад казалось фантазией. И все это – вернемся к началу нашего разговора – возможно только с помощью современного арифмометра – компьютера, который старательно и точно просчитывает расстояния и ускорения, крены и углы поворота рулевого колеса.

Ну а чем еще нынешние вычислительные машины на колесах радуют автомобилистов? Конечно же, развлечениями! На смену наивным вазочкам для цветов, которые ставили в дорогие лимузины начала прошлого столетия, и монументальным радиоприемникам, казавшимся удивительной роскошью, пришел вал устройств, кои принято именовать немного неуклюжим термином мультимедия. Что за автомобиль без гнезд для внешних устройств – телефонов, компьютеров, носителей информации? Ну а если авто подороже, ему никак нельзя без навигации, телевизоров, DVD-проигрывателя и прочих приспособлений.

Можно сколько угодно ностальгировать по временам, когда автомобили были «настоящими», когда на них не жалели стали, никеля, хрома и дерева, когда моторы не были «задушены» жесткими экологическими нормами, а потому были «честными» и отзывчивыми, а человек, умеющий всем этим управлять, был не пользователем, а Водителем. 125 лет – очень солидный возраст. Автомобиль, бесспорно, стал сильнее, быстрее и, в известной мере, умнее. Безусловный прогресс? А вот некоторым кажется, что не без парадоксов и даже абсурдности.

Трудно предсказать, чем продолжится эта история. Но тем, кому судьба нашего главного героя небезразлична, важнее всего, чтобы она не закончилась. Думаю, пока у нас есть к ней интерес, так и будет…