Анатолий Кравченко

Одним из модных направлений, в котором работает конструкторская мысль, – головной свет. И в последнее десятилетие в этой области произошло немало изменений: более эффективный и экономичный ксеноновый свет начинает постепенно вытеснять «галогенки», автомобили премиум-класса уже примеряют модные светодиодные фары, а электроника все чаще берет на себя управления различными режимами освещения в зависимости от ситуации. Инженеры БМВ на этом не останавливаются и предлагают еще пару любопытных новинок. О них мы узнали, побывав на техническом семинаре, организованном баварской компанией.


 

Светодиодная указка

Dynamic Light Spot, что в дословном переводе означает система динамического точечного освещения – фирменная баварская новинка. Название говорит само за себя: автоматика обнаруживает пешехода и направляет на него свет, указывая водителю, таким образом, на потенциальную опасность. Причем такая подсказка выскакивает раньше, чем объект появляется в лучах ближнего света фар. Следовательно, сидящий за рулем получает фору в несколько секунд или десятков метров, которых часто не хватает, чтобы затормозить или объехать человека.

По проведенным баварцами исследованиям, ближний свет освещает дорогу примерно на 50-85 метров. Но это еще не означает, что на таком расстоянии водитель сможет четко распознать объекты. Сидящий за рулем безошибочно различает одетого в темную одежду пешехода лишь за 29 метров. А если учесть, что при скорости 90 км/ч автомобиль проезжает в секунду 25 метров, уйти от столкновения почти не реально.

Расстояние до пешехода чуть меньше 100 м. Водитель автомобиля с системой динамического точечного освещения Dynamic Light Spot (справа) уже заметил человека. А в ближнем свете фар (слева) пешеход появится лишь, когда машина приблизится на пару-тройку десятков метров

Dynamic Light Spot увеличивает это расстояние вчетверо, причем независимо от погодных условий. Этот ассистент получает информацию от системы ночного виденья BMW Night Vision, чья инфракрасная камера с углом зрения 29^о (примерно как у среднестатистического водителя) ловит за пару-тройку сотен метров объекты, излучающие тепло. И если сидящий за рулем вовремя не среагировал на предупреждающую картинку, то через некоторое время в дело вступает Dynamic Light Spot. Бьющий примерно на сто метров луч выхватывает из темноты человека или животное и держит его под прицелом, пока тот не выйдет из потенциально опасной зоны. При этом специалисты уверяют, что этот маркирующий свет лишь освещает, но не ослепляет объект. Такую подсказку вряд ли пропустишь, к тому же она интуитивно понятнее водителю и тот реагирует на нее более однозначно.

Пока на этапе испытаний исполнительный механизм нового ассистента – светодиод с поворотным устройством – встраивают в противотуманные фары. Не исключено, что когда разработка дойдет до конвейера, эти операции поручат основным фарам – ксеноновым модулям с автоматическим (в зависимости от дорожной ситуации) распределением света или так называемым LED-Arrays, многосекционным светодиодным блокам. За последними будущее, так как они более эффективны и потребляют меньше энергии, что напрямую сказывается на расходе топлива и выбросах CО₂. Хотя даже при нынешнем оборудовании, дополнительные затраты незначительны, тем более, если вспомнить, что речь идет о безопасности – чуть более 100 Вт съедают инфракрасная камера и дополнительные источники света, что соответствует лишнему 0,1 л топлива на 100 км.

Система Dynamic Light Spot может держать в поле зрения несколько объектов. Лишь только в объектив инфракрасной камеры попадет человек или животное, луч света сразу укажет на него

Когда Dynamic Light Spot появится на серийных моделях BMW? Баварцы конкретных сроков не называют, однако намекают, что это вопрос нескольких месяцев, а не лет. Поначалу динамическое точечное освещение будут предлагать как опцию к системе ночного виденья, а потом и как базовое оборудование в дорогих версиях. И это оправдано – за то время пока тестировали Dynamic Light Spot ни один человек, и ни одно животное не пострадали, хоть в среднем с периодичностью раз в час возникали в поле зрения приборов.

Разница между светодиодными и лазерными фарами видна издалека. Лазерный свет намного эффективнее светодиодного – в первом случае источник мощностью 1 Вт выдает световой поток 170 лм (люмен), а во втором – лишь 100 лм

Лазер - ярко и экономично

Совсем недавно на серийных моделях появились светодиодные фары, а разработчики из научно-исследовательского центра в городе Гархинг (Garching), что под Мюнхеном, уже предлагают новый источник света для головной светотехники – лазер.

Устройство лазерной фары: 1. Источники лазерного излучения. 2. Лазерные лучи. 3. Зеркала, направляющие лазерные лучи на элемент из флуоресцентного материала. 4. Элемент из флуоресцентного материала. 5. Линза, формирующая и направляющая световой пучок на зеркало. 6. Зеркало, формирующее световой поток, освещающий дорогу

В корпусе каждой фары расположены три источника лазерного излучения мощностью около 1 Вт каждый. Лучи направляют при помощи системы зеркал на элемент из флуоресцентного материала. При поглощении последним энергии выделяется белое свечение, из которого формируется световой пучок.

Преимущества лазерного излучения перед солнечным или светом от других известных источников в том, что оно монохромное. Иными словами, состоит из волн одинаковой длины (или одной частоты). Кроме того, это излучение когерентно – колебания имеют постоянную разность фаз, не зависящую от времени (самый распространенный пример – синусоидальные колебания одной частоты). Благодаря этим качествам световой поток обладает высокой плотностью; излучение в тысячи раз интенсивнее, чем у нынешних светодиодов. Значит, для их работы потребуется меньшая мощность и, как следствие, снизится расход энергии и расход топлива.


Многие помнят фантастические фильмы и произведения, в которых лазер выступал опасным и разрушительным оружием. В зависимости от конструкции и мощности установки, эти лучи действительно могут нанести непоправимый ущерб. Но не в конструкции фар. Ведь тонкий лазерный луч лишь воздействует на флуоресцентный материал, который и дает мягкий белый свет. Последний по спектру цветов ближе к дневному – самому приятному и безопасному для человеческого глаза.


В числе одного из главных преимуществ лазерных фар – компактность источников света. И хотя светодиоды по размерам тоже невелики (их длина около миллиметра) лазерные диоды в сто раз короче (10 мкм). На первый взгляд, в абсолютных единицах разница ничтожная, но не исключено, что она окажется существенной при проектировании новых конструкций. Правда, в ближайшее время размер фар у моделей BMW вряд ли сильно уменьшится, по крайней мере, лицевая часть. Ведь при разработке новой  светотехники все больше обращают внимание дизайну, она служит важной составляющей облика будущих моделей. Зато, наверняка, понадобится сделать корпус компактнее по глубине – это облегчит установку светотехники и компоновку подкапотного пространства.

Некоторые представления о том, как будет выглядеть лазерная фара на серийном автомобиле, дает BMW i8 Concept, представленный на минувшем автосалоне во Франкфурте. Судя по «начинке», круглые «ангельские глазки» уходят в историю

Никто не мешает обучить лазерные фары множеству полезных функций, которые сейчас возложены на светотехнику с ксеноновыми лампами и светодиодами. Например, тот же динамическое точечное освещение Dynamic Light Spot или интеллектуальный неослепляющий дальний свет. Впрочем, баварцы обещают с появлением лазерных фар расширить этот список. Что будет в числе ноу-хау? Разработчики из Гархинга пока молчат. Предположительно, познакомиться с супер-светом можно будет через пару-тройку лет, когда появится серийный вариант купе BMW i8. Что ж, подождем светлого будущего?