Исследовательская работа «автомобили будущего: самые необычные изобретения учёных»

Габариты автомобиля

Мало кто поспорит, что на дорогах появляется все больше автомобилей. А места на проезжей части остается все меньше. Именно поэтому приоритетной является компактность при разработке такого агрегата, как автомобиль будущего. Каким он будет, сказать сейчас трудно, однако можно предположить, что, скорее всего, габариты кузова будут максимально уменьшены в сравнении с привычными моделями, и, возможно, машины даже станут трансформирующимися.

Хотя имеется и обратное предположение – автомобиль будет огромных форм, для того чтобы создать максимально удобные условия для водителя и пассажиров.

Интересными кажутся версии, которые гласят о подвижных интерьерах авто: когда те будут трансформироваться в зависимости от ситуации. Спортивные машины вполне могут получить и ручное управление, наряду с автоматическим. Представить только, какое наслаждение получит водитель после нескольких месяцев без руля и педалей!

Какой интерьер будущего автомобилей лучше?

Экраны! Экраны! Экраны! И еще, еще экраны! Автономные технологии, автопилот и т.п.! И опять экраны! Если бы вы посетили бы выставку CES в Лас-Вегасе, которая была открыта в этот уик-энд, то вы бы подумали, что вы попали бы не на выставку цифровой электроники, а на международный автомобильный салон. Каждый год автомобильные компании все больше внимания уделяют этой выставке, демонстрируя в Лас-Вегасе все самые смелые идеи и разработки в автопромышленности. В этом году автомобильные компании превзошли сами себя, показав множество разработок, которые могут сравниваться с космическими.

Что можно сказать по итогу этой выставки, посетив автомобильные стенды компаний? Ясно одно. Автомобили, стремительно меняясь внешне, также начали стремительно меняться и внутри салона. Производители каждый год добавляют новым автомобилям все больше и больше технологий и функций. Но до недавнего времени это добавляло проблем инженерам, поскольку этими функциями как-то необходимо управлять. А наличие огромного количества кнопок путает и отвлекает водителя от дороги.

Но с приходом жидкокристаллических экранов в наш мир, наконец то эта электроника начала покорять автопромышленность. В итоге автомобильные инженеры поняли, что экраны позволят разгрузить новые автомобили от большого количества физических кнопок, которые теперь становятся виртуальными. 

Также стремительно все автомобильные компании начали разрабатывать автомобили с автопилотом. По прогнозу экспертов к 2020 году на рынок выйдут первые серийные автомобили, оснащенные полностью автономными системами управления без участия водителя. Именно поэтому на выставке CES-2016 многие автомобильные компании показали нам удивительные интерьеры будущих автомобилей, делая ставку на автомобили с автопилотом. Особенность этих интерьеров в большом количестве экранов в салоне. Зачем столько экранов, когда водителя все это может серьезно отвлекать от дороги? Но кто вам сказал, что автомобилями будущего будет управлять люди?

Ведь по данным аналитиков к 2030 году 45 процентов автомобилей в развитых странах будут управлять компьютеры с помощью системы автопилотирования. В этом случае действительно большое количество экранов в интерьере машины оправдано. Ведь водителю необходимо что-то делать в автомобиле пока автономная система управляет транспортным средством.

Предлагаем вам самые потрясающие и футуристические автомобильные интерьеры будущего, которые были продемонстрированы на выставке CES-2016.

Будущее без водителей

Прогрессивными являются технологии, в которых роль водителя выполняют автоматические системы и «умные» алгоритмы. Автопилотируемая техника тестируется практически всеми ведущими мировыми концернами, включая и отечественные компании. Основной задачей является снижение аварийных ситуаций на дороге и повышение продуктивности при использовании транспорта в любой сфере.

Пока абсолютно надежных автопилотов еще не создали, но возможности подобного оборудования с каждым годом растут. Первыми в серию будут запускаться машины, работающие в промышленности, например, карьерная техника и пр. К легковому транспорту предъявляются более жесткие требования, поэтому внедрять его будут при максимально надежной проверке и множестве испытаний.

Важно обеспечить также взаимодействие с окружающей инфраструктурой на трассе и в условиях города. Параллельно развивается сама инфраструктура, которая будут информировать подобные автопилоты

Некоторые компании говорят о полном завершении основных испытаний уже в начале второго десятилетия XXI века. Ждать будущего осталось совсем недолго.

Автоматическое управление дальним светом:

 

Прошли времена, когда вы самостоятельно включали и выключали фары автомобиля. Сегодня же благодаря датчику света и системы автоматического включения ближнего света фар многие современные автомобили автоматически включают переднюю оптику, когда на улице недостаточно дневного света. Но автопроизводители недавно пошли еще дальше, разработав систему автоматического включения дальнего света.

Подобная опция появилась уже на многих роскошных автомобилях. Во многом это стало возможным благодаря появлению LED фар ближнего и дальнего света. Автоматическая система управления головным светом автомобиля управляет лучом света и оптимизирует его в зависимости от текущего освещения и наличия встречного транспорта. Совсем скоро, по мере удешевления технологий, подобная функция появится даже на дешевых автомобилях эконом-класса. Эта функция не только увеличивает комфорт автомобиля, но и улучшает его безопасность. 

История летающих автомобилей

В начале ХХ века частная авиация только зарождалась, а инженеры и изобретатели предлагали множество смелых концептов. Это совпало с бурным развитием автопрома, и как следствие — попытками объединить самолет и автомобиль в одном аппарате. К сожалению, большинство из них так и не дошли до массового производства.

1917 год — американский авиационный инженер Гленн Кертисс разработал первый прототип автоплана в алюминиевом корпусе, с размахом крыльев 12,2 м. Двигатель приводил в движение четырехлопастной винт в задней части. Однако автоплан так и не смог взлететь по-настоящему.

Изображение первого автоплана

(Фото: autocar.co.uk)

1926 год — был создан экспериментальный одноместный самолет Sky Flivver от Генри Форда. Испытания завершились крушением у берегов Флориды и гибелью пилота, поэтому от идеи «летающего Ford T» быстро отказались.

Испытатель Гарри Брукс на единственном экземпляре Ford Flivver примерно за полгода до аварии

(Фото: wikipedia.org)

1937 год — американский изобретатель и авиаинженер Уолдо Уотерман разработал гибридный самолет Studebaker с пропеллером в задней части, тремя колесами и двигателем в 100 л.с. Он мог передвигаться по земле как обычный автомобиль, а крылья можно было перевозить в сложенном виде. Проекту в итоге не хватило финансирования, чтобы запустить производство.

Летающий автомобиль Уотермана

(Фото: autocar.co.uk)

1946 год — в США был спроектирован Fulton FA-2 Airphibian — летающий автомобиль в алюминиевом корпусе с независимой подвеской и шестицилиндровым двигателем мощностью 165 л.с. У него были съемные крылья, с помощью которых автомобиль за 5 минут превращался в самолет. Он развивал скорость до 190 км/ч и поднимался на высоту до 3700 м. Это был первый летающий автомобиль, который получил сертификат Управления гражданской авиации США (Civil Aeronautics Administration) — то есть официально был разрешен для регулярных полетов. Однако массового спроса на аппарат все равно не было. В итоге выпустили четыре рабочих прототипа и к 1950 году свернули производство.

Фото аэромобиля Fulton

(Фото: autocar.co.uk)

В том же году появился прототип летающей машины Convair Model 116. У нее был двухместный кузов и два двигателя — мощностью 26 л.с. и 90 л.с. Автомобиль выполнил 66 испытательных полетов. Затем было построено два экземпляра усовершенствованной модели 118 для троих пассажиров, но до серийного производства так и не дошло.

1949 год — американский конструктор Молт Тейлор спроектировал аэрокар. Это был двухместный автомобиль, который трансформировался в компактный самолет. Он стал самым доступным среди аналогов на рынке и совершил серию успешных полетов. В 1956 году Управление гражданской авиации США одобрило его для серийного производства. В 1989-м вышла усовершенствованная модель, но аэрокар так и не получил массового спроса. Всего было построено шесть машин.

1956–1958 год — дизайн-студия Ford Advanced Design одноименного американского автоконцерна построила уменьшенную модель концепт-аэрокара Volante Tri-Athodyne с тремя канальными вентиляторами (у каждого был собственный двигатель). Модель так и осталась в виде концепт-кара.

1957 год — автопроизводители Chrysler, Curtiss-Wright и Piasecki получили контракты на разработку «летающих джипов» по заказу Командования транспортных исследований армии США. Это должны были быть сверхкомпактные и легкие летательные аппараты с вытяжными вентиляторами, более простые в управлении, чем вертолеты. Все три компании представили свои прототипы, самым успешным из которых оказалась модель от Piasecki. Однако позже от проекта решили отказаться, сделав выбор в пользу обычного вертолета.

1980-е годы — бывший инженер Boeing Фред Баркер основал компанию Flight

Innovations Inc. и приступил к разработке Sky Commuter — компактного двухместного самолета с вертикальным взлетом. Всего было выпущено три прототипа, ни один из которых не дошел до конвейера. В 2008 году прототип Sky Commuter был продан на eBay за £86 тыс.

Кадры с испытаний Sky Commuter

К концу ХХ века от идеи летающего авто почти отказались: на рынке гораздо востребованнее оказались обычные вертолеты, мультикоптеры и миниджеты. Однако к началу 2000-х годов начали появляться новые концепты и даже прототипы. Мировые авто- и авиаконцерны увидели перспективы для летающих авто в качестве аэротакси. Развитые государства, в свою очередь, видят в них экологичную альтернативу обычным самолетам и один из способов бороться с пробками в крупных городах.

Мегаватты вместо лошадей

С XVIII века люди измеряют мощность автомобильных двигателей в «лошадях», и если на заре автомобилестроения такой подход был оправдан рекламными соображениями – покупателю показывали, скольких копытных ему заменит машина, то в наши дни эта система измерения безнадежно устарела. Переход автомобилей на электромоторы – повод попрощаться с «лошадьми» и взять на вооружение более подходящие электро­двигателям термины: ватт, киловатт и, наконец, мегаватт. Одними из первых мощность своих машин в мегаваттах стали указывать шведы из компании Koenigsegg. Еще в 2014 году, представляя свой гиперкар One:1, они предпочли объявить, что отдача его силовой установки не 1360 «лошадей», а один мегаватт. Сегодня каждая из трех предлагаемых Koenigsegg моделей превосходит этот показатель: двухместные Regera и Jesko выдают по 1,17 МВт (1600 л. с.), а изображенная на этом фото четырехместная Gemera – 1,25 МВт (1700 «лошадей»).

GoogleCar — автомобиль, который передвигается без водителя

Многие компании стараются облегчить труд водителя, помогая ему в управлении автомобилем, помогая парковаться, а некоторые, так уже сами паркуются, практически без его участия. Но чтобы машина сама начинала движение, выбирала маршрут, двигалась соблюдая все правила дорожного движения, полностью без участия водителя, такое решение предложила компания Google, которая разработала машину, способную двигаться и водить самостоятельно.

GoogleCar — автомобиль, созданный на базе Toyota Prius уже прошел более 500 000 километров испытаний в штатах Невада и Калифорния (США). Ведь только там местные законы позволяют передвигаться автомобилям, которые способны осуществлять движение без участия водителя.

Как же это работает? На крыше GoogleCar установлен оптический радар, который пускает 64 расходящихся сенсорных луча, они сканируют пространство вокруг авто за один поворот зеркала и передают 3-х мерную картинку в процессор. В бамперах также находятся сенсоры, которые следят за препятствиями на дороге, пешеходами и другими машинами. В верхней части ветрового стекла находится камера, которая различает сигналы светофора и читает дорожные знаки.

Маршрут бортовой компьютер прокладывает по GPS и выбирает оптимальное движение. По всей информации компьютер регулирует газом, тормозом, движением рулевого колеса и другими свето-звуковыми функциями автомобиля. Так, что можно сказать, что профессию шофера в будущем, к сожалению, ждет такая же участь, что и кучеров в начале XX века.

Чем опасны автомобили?

Автомобили являются очень удобным средством передвижения, однако при этом они приносят много проблем. О том, что они загрязняют воздух вредными выбросами мы уже знаем давно — производители уже пытаются решить эту проблему производством и продвижением электромобилей. Помимо этого, наземный транспорт является причиной многих смертей в результате несчастных случаев. По данным Всемирной организации здравоохранения, в дорожно-транспортных происшествиях в мире каждый день погибает более 3 тысяч человек. Ежегодно вследствие столкновений машин серьезные травмы получают от 20 млн до 50 млн человек.

Многие компании хотят полностью перейти на производство электромобилей

Но загрязнение окружающей среды и смертность в автомобильных авариях это еще не все

Недавно британские ученые обратили внимание на то, что автомобилей в мире становится слишком много. Практически каждая семья считает своим долгом купить машину, чтобы сократить время до магазинов, школы, работы и другие места

Но из-за обилия транспорта на дорогах уже сейчас образуются пробки — считается, жители Москвы проводят в пробках 91 час в год, то есть более 3,5 дней. По данным компании TomTom за 2020 год, в городах Бангалор (Индия), Манила (Филиппины) и Богота (Колумбия) дела обстоят еще хуже.

Новый метод изготовления автомобилей

Последнее серьезное изменение касается самой автомобильной отрасли. Заводы завтрашнего дня не будут такими, какими они являются сегодня. Вся аппаратная и программная архитектура автомобиля находится в процессе доработки.

С одной стороны, корпус медленно меняется, чтобы включать новые технологии, такие как легкие композитные материалы и материалы для 3D-печати. А с другой стороны, для обеспечения возможности подключения и дальности поездки автомобиля необходимо будет подключить и интегрировать многочисленные интеллектуальные устройства, включая компьютеры, камеры, информационно-развлекательные центры и т. д.

Это означает полный пересмотр электронной архитектуры автомобиля. Паскаль Бриер считает, что «мы переходим от «проводной» машины к совершенно отдельной сетевой архитектуре, которая имеет форму транспортного средства».

Таким образом, автомобиль будущего, построенный по новой модели, будет электрическим, автономным и подключенным. Это принесет ряд преимуществ обществу: меньше загрязнения, больше безопасности, больше свободного времени и услуг. И в конце всего этого? Революция парадигмы: автомобили, возможно, будут предлагать меньше удовольствия от вождения на открытой дороге, но обеспечат реальный комфорт и безопасность.

Конечно, впереди много проблем – технологических, промышленных и законодательных, – но этот переход уже идет полным ходом, и в ближайшие годы это явление ускорится.

Какими будут города будущего?

По словам авторов научной работы, результаты которого были опубликованы в научном журнале EurekAlert, через несколько десятилетий в больших городах будут жить по 50 миллионов человек или даже больше. Если каждый человек будет иметь по автомобилю, города будут похожи на огромные стоянки. А если учесть, что помимо легковушек для личного пользования существуют грузовики, автобусы и другие средства передвижения, внешний вид городов будущего практически невозможно себе представить. Скорее всего, они будут похожи на горящие огнями фар и гудящие муравейники.

А может, в городах будущего автомобили будут летать?

Исследователи разработали компьютерную модель с городом, где есть 50 миллионов жителей и 50 миллионов автомобилей. Они прописали условие, что каждый день все люди используют свои машины для передвижения с целью сократить время на передвижение. Оказалось, что в таком случае в городах будут наблюдаться самые высокие уровни загруженности. Чтобы исправить ситуацию, придется строить огромное количество мостов и автостоянок. Это потребует не только баснословных денег, но и большой площади свободной земли.

Если не уменьшить количество автомобилей в городах, люди попросту не смогут никуда добраться

Исходя из всего этого получается, что в идеале города будущего должны быть полностью свободны от автомобилей. Только вот людям каким-то образом нужно ездить на работу и прочие места, поэтому в любом случае общественный транспорт придется оставить. В самом крайнем случае можно сократить количество владельцев автомобилей — например, можно разрешить только один автомобиль на всю семью. Впрочем, будущее может оказаться каким угодно. Многие компании хотят создать полностью автономные машины, которые способны работать сообща и не допускать образование пробок. А организация The Boring Company под руководством Илона Маска вовсе хочет построить под городами высокоскоростные тоннели, которые тоже могут частично решить перечисленные выше проблемы.

Топливный плюрализм

В середине 2010-х годов многие страны официально заявили — будущее за электромобилями. Они обещали сократить объемы производства машин с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), предлагали льготы владельцам электрокаров и даже вводили ограничения на использование бензиновых и дизельных авто на отдельных улицах. Впрочем, большинство планов будут реализованы не раньше 2025 года. А пока автомобильная отрасль хоть и меняется, но не так стремительно, как прогнозировал Илон Маск и другие сторонники авто на электротяге.

Данные за первый квартал 2020 года показывают, что в большинстве стран Европы до сих пор преобладают автомобили на бензине и дизеле. Исключение — Норвегия, в которой доля электрокаров от общего числа новых машин уже превышает 50%. Альтернативные виды топлива в ЕС пока редкость — они занимают всего 1,9% рынка. При этом популярность автомобилей на газе и этаноле упала с апреля по июнь на 50%.

В российском топливном рейтинге также пока лидируют бензин и дизель: по данным «Автостата», менее 6% автовладельцев пользуется пропаном и метаном, а также другими видами топлива — в эту категорию попадают и электрокары.

Зеленая экономика

В чем плюсы и минусы электрокаров в России

А вот в Латинской Америке альтернативное топливо пользуется большим спросом. Например, в Бразилии машины на этаноле не уступают по популярности бензиновым авто. Интересно, что ставку на биотопливо из сахарного тростника государство сделало еще в 1970-е годы, впоследствии госпрограмму постоянно корректировали, учитывая колебания цен на бензин. Если он дешевел, цены на этанол тоже снижались. Также в 1990-е власти поддержали развитие FlexFuel-автомобилей, которые можно заправлять как смесью бензина и этанола, так и чистым бензином.

Пример Бразилии показывает — вектор развития топливного рынка можно менять, но для этого недостаточно одной госпрограммы или однократного введения льгот. Это подтверждают кейсы других стран, которые запускали инициативы в поддержку электрокаров, но со временем сворачивали проекты или ограничивали их применение.

Так, в конце 2019 года Tesla достигла порога в 200 тыс. проданных электромобилей на рынке США — после достижения этого лимита покупатели получать налоговые бонусы. Льготные периоды подходят к концу и в других странах: например, в Китае размер субсидий на покупку электрокаров с каждым годом. В 2020 году он уменьшится на 10%, а в 2022 году — уже на треть.

На тенденции в отдельных странах влияют не только инициативы правительства, но также доступность природных ресурсов, развитие инфраструктуры (наличие АЗС и станций подзарядки) и общий уровень благосостояния жителей. Из-за этой комбинации факторов сложно прогнозировать, какой вид топлива станет пользоваться наибольшим спросом в будущем — скорее всего, картина будет не однородной.

Футурология

Футуролог Кирилл Игнатьев — о перспективах электромобилей

Часть развитых стран перейдет на электромобили, часть сделает ставку на биотопливо, но многие продолжат пользоваться автомобилями с ДВС на бензине и дизеле, которые станут более экологичными. Но задача у всех общая — сократить количество выбросов CO₂ и замедлить темпы глобального потепления. Разберемся, какие виды топлива укрепят свои позиции в будущем и почему электрокары — это не панацея.

Воздушное такси

На данный момент рынок летающих машин, кажется, пустынен. При этом десятки начинающих компаний, как пишет BBC Future, соревнуются в разработке коммерческих реактивных ранцев, летающих мотоциклов и персональных воздушных такси.

Первые коммерческие рейсы VoloCity запланированы на 2022 год.

Например, немецкий Volocopter продал свой VoloCity craft как первое коммерчески лицензированное электрическое воздушное такси – транспортное средство, которое в конечном итоге будет работать без пилота. По мнению вице-президента по связям с общественностью Фабьена Нестманна «это напоминает Uber Black или любую другую премиальную услугу». Но все же есть ряд ключевых отличий.

Изначально в VoloCity предусмотрено место только для одного пассажира. Это означает, что стоимость поездки будет выше, но Volocopter надеется укрепить доверие потребителей. Стоимость первых рейсов составит 300 евро (350 долларов/11436 тысяч рублей) за билет. Но конечная цель компании – сделать стоимость конкурентоспособной, скажем, с Uber Black.

Другие компании сотрудничают с существующими производителями автомобилей для создания моделей, которые они планируют разработать для последующего коммерческого использования. Японский стартап SkyDrive, например, недавно объединился с Toyota, чтобы провести тестовый полет своего полностью электрического воздушного такси, которое считается самым маленьким в мире электромобилем, способным взлетать и приземляться из вертикального положения. Этим летом компания успешно провела несколько минут на своем самолете SD-03 вокруг аэродрома с пилотом за штурвалом.

Пилотируемый летательный аппарат SD-03 во время испытательного полета в Японии в августе 2020 года

Электроавтомобили

Самое удивительное друзья здесь то, что сами электрические автомобили пришли в наш мир почти на 50 лет раньше появления того же автотранспорта, который оснащался двигателями внутреннего сгорания. 

Примечательно здесь и другое, что в начале того же 20 века эти электрические транспортные средства пользовались невероятной популярностью и заметно выигрывали у автомобилей с бензиновыми или дизельными силовыми агрегатами. 

 

Ведь в отличие от тех же бензиновых или дизельных машин электрические автомобили были фактически бесшумными, а это позволяло водителю и его пассажирам получать высший комфорт во время поездки. 

К большому сожалению все эти плюсы первых электрических машин перечеркивались одним главным минусом, у них был очень маленький запас хода. 

Напомним нашим уважаемым читателям, что самый первый электроавтомобиль появился на планете в 1841 году, который имел совсем маленький запас хода на одном заряженном аккумуляторе (примерно 20 км).

К нашему сожалению, более чем за 50 лет после изобретения злектродвигателя инженеры так и не придумали, как можно увеличить запас хода электроавтомобилей. Например, к 1920 году такой запас хода электромобилей составлял в среднем всего 50 километров.

Кроме того существовали еще и сложности с подзарядкой самих батарей в обычных условиях. В конечном итоге к 1930 году и постепенно автомобили с двигателями внутреннего сгорания фактически и практически уничтожили все электрические автотранспортные средства. Этому безусловно способствовало само развитие бензиновых и дизельных двигателей, а также дешевая стоимость топлива и развитие инфраструктуры сетей АЗС по всему миру. 

Но недавно автопромышленность снова вспомнила об этой технологии (об электричестве) и начала бурное развитие электротранспорта, который возможно в скоре или в ближайшем будущем спустя более чем 100 лет, претендует опять на роль стать основным видом транспорта на нашей планете. 

Правда как и более 100 лет назад вся автопромышленность опять сталкивается с теми же самыми проблемами при создании современных электроавтомобилей. Главная проблема осталась той-же, это запас хода. В настоящий момент большинство электроавтомобилей используют в своей конструкции литий-ионный-аккумулятор. Главный минус этого вида батареи — это ее вес и небольшая продолжительность зарядки при достаточно небольшом запасе электроэнергии для питания электромотора. 

Но настоящий прорыв в этом сегодня осуществила компания «Тесла», которая создала первый в мире серийный легковой автомобиль (Tesla Model S) у которого большой запас хода. Правда для этого был создан достаточно большой и тяжелый аккумулятор, который к тому-же очень долго заряжается. Но благодаря этому инженерам компании удалось увеличить запас хода автомобиля до 400 километров. 

В настоящий момент во многих странах мира (преимущественно в США) компания «Тесла» продолжает развивать свою собственную сеть электрических заправочных станций, на которых установлено оборудование позволяющее заряжать электроавтомобили в среднем примерно за 20 — 30 минут (зарядка до половины емкости батареи). Так что возможно скоро, благодаря распространению таких электрических заправок по всему миру, спрос на электрические автомобили будет только увеличиваться.

К большому сожалению, быстрее зарядить такую огромную аккумуляторную батарею электроавтомобиля в настоящий момент не представляется возможным (еще невозможно). Ведь для этого необходимо очень мощное зарядное устройство, которого в мире пока не существует. Но сами технологии продолжают по-прежнему развиваться достаточно быстрыми темпами и возможно совсем скоро нас ожидает прорыв в данной области сохранения электрической энергии. В этом случае можно заранее спрогнозировать, что рост популярности электрокаров будет ошеломляющим.

2.3D-жесты

Основываясь на том самом, что было показано на автосалоне 2015 Consumer Electronic Show в Ла-Вегасе, система технологий 3D-жестов станет одной из частей взаимодействия водителей с автомобилем в будущем.

Вместо тачскрина, джойстиков и кнопок водители будущего получат для себя возможности контролировать многие части своей машины просто одними взмахами рук. Это означает, что вы, к примеру, сможете закрывать и открыть окна просто размахивая руками вверх, вниз, а именно в том направлении, куда вы именно хотите их (эти стекла) направить. Или к примеру, сможете на входящий звонок телефона  указать просто жестом в сторону экрана информационно-развлекательной системы. Ну или уменьшить или увеличить обдув стекол, изменить температуру в машине, и так далее и тому подобное. Жестикулировать в будущем за рулем автомобиля водителям придется повидимому много и часто.

Звучит как-то немного странно, хотя посмотрим, как это все в будущем будет реализовываться, потому что такая автомобильная технология сделает из всех водителей на Земле по-просту каких-то итальянцев, которые очень темпераментно жестикулируют во время разговора друг с другом. Но вот такое общение с автомобилем по-видимому в будущем станет доступным для всех безъисключения водителей.

Какой двигатель будет иметь автомобиль будущего?

Когда мы будем уже в 2040 году, «большинство автомобилей будут электрифицированы, а двигатель внутреннего сгорания больше не может быть основной тяговой силой. От силы его роль будет заключаться в поддержке электромотора», говорит главный технический и инновационный директор Ricardo, Невилл Джексон. В этом случае, двигатель будет меньшего размера, улучшенным с помощью турбокомпрессора или электрической системы. Будет переосмыслена полностью идея его эффективности.

Сегодня только около 20-30% сжигаемого в двигателе топлива превращается в энергию. Ricardo имеет много идей относительно устройств для восстановления тепловой энергии, которая обычно теряется через выхлопную систему и систему охлаждения. Одна из идей заключается в том, чтобы использовать небольшой двигатель Стирлинга (изобретенный в 1816 году как конкурент парового двигателя).

Двигатель Стирлинга опирается на внешний источник тепла, чтобы выработать механическую энергию, которая в этом случае будет подана назад в трансмиссию. Другая идея заключается в использовании термо-электрических материалов, превращая тепло в электричество, чтобы подпитать электрическую часть гибридного двигателя.

Двигатель 2040 года – это будет не четырехтактный двигатель, который используют все автомобили сегодня. Он может быть двигателем с разделенным циклом, где цилиндры работают парами, одна для сжатия, другая для выхлопа.

Альтернативно, двигатели могут стать гибридными бензинним и дизельным двигателями, переключаясь между зажиганием искры и сжатием и сжигая будущий коктейль из ископаемого и синтетического топлива. “Технические возможности есть огромные,” говорит Джексон, “для рядового водителя автомобили только станут лучше и эффективнее.”

Когда машины начнут летать

Уже сейчас транспортные средства на бензиновом двигателе могут летать. Например, летом 2021 года прототип летающего автомобиля AirCar провел в полете 35 минут. Обычные электрические двигатели для таких авто пока не подходят: в воздухе они могут повести себя непредсказуемо — считает Чао-Янг Вэн, директор центра электрохимических двигателей Университета Пенсильвании. 

В конце октября компания XPeng описала устройство автомобиля будущего, который сможет летать и ездить. Он отличается от других концептов летающих автомобилей наличием электродвигателя. Перелеты XPeng HT Aero будут короткие и на небольшой высоте, а одного полного заряда хватит примерно на 30 минут полета. 

Инженеры компании хотят начать производство уже в 2024 году. Автомобиль создадут из облегченных материалов. Также он будет автономным: искусственный интеллект будет анализировать положение в пространстве, погодные условия и другие препятствия в воздухе. Поэтому, если погода будет плохая — система просто не позволит взлететь. 

Прототипы летающих автомобилей на электродвигателе разрабатывают также Boeing и Porsche. В 2019 году они сообщили, что хотят сделать премиальный летающий автомобиль. В это же время Airbus рассказала о планах выпуска летающего электромобиля Airbus CityBus NextGen. В сентябре 2021 компания презентовала беспилотный автомобиль, который можно использовать в качестве такси и личного транспорта. CityBus NextGen вмещает до 4-х пассажиров, а его максимальная дальность полета составляет 80 км. Он будет работать только за счет электроэнергии, поэтому вредные вещества не попадут в атмосферу. Тестировать электромобиль собираются в 2023 году. 

В последние десятилетия развивается отрасль легких композитных материалов и 3D-технологий, поэтому автомобиль становится все легче поднять в воздух. В теории, летающий транспорт меньше загрязняет воздух, тратит мало топлива и сокращает количество пробок.

Рекомендуем материал

Подробно рассказываем, какие концепты транспорта будущего компании предлагают уже сейчас. Приводим примеры и сроки, когда их планируют выпустить.

Главная проблема, которая пока стоит перед инженерами — безопасность такого транспорта. У него должны быть системы навигации и предупреждения сближения с землей и другими летающими объектами. А еще нельзя допустить, чтобы автомобиль могли взломать и отправить в здание или в других водителей. Также эксперты опасаются, что управлять таким аппаратом обычному водителю будет сложно: навыки летчика есть не у каждого. У таких автомобилей высокий уровень шума, дорогая цена, а для их массового использования необходимо изменить регулирование законов. Поэтому в ближайшем будущем летающий транспорт повсеместно использоваться не будет.

Заключение

Человечество планирует отказаться от использования нефти, газа и угля для электричества. А значит, для транспорта также понадобятся новые источники энергии: водородные, солнечные и электрические. 

Также в ближайшем будущем, по мнению экспертов, мы перейдем на автопилот. Пока что этой технологии не доверяют: неоднократны случаи транспортных происшествий, в результате которых гибли люди. Однако эксперты обещают, что в ближайшие 5-10 лет водители будут массово пересаживаться на автопилот.

Еще эксперты спорят насчет летающего транспорта: автомобили уже совершают полеты. Но при этом возникают проблемы с регулированием законов и отсутствием у водителя навыков пилотирования.

Редактор:Дмитрий Егоров

Обложка и иллюстрации:Юлия Чистякова