История автомобильных фар: от ацетиленовой горелки до искусственного интеллекта

Представить машину без фар невозможно. Благодаря хорошему автомобильному свету ночные поездки безопасны и приносят водителям удовольствие. Но так было не всегда. За сто лет фары проделали путь от простых горелок до компьютерных технологий с искусственным интеллектом в сердце. Рассказываем, как это было и что будет дальше.

1910-е: АЦЕТИЛЕНОВЫЕ ГОРЕЛКИ
Одновременно с изобретением автомобиля встала проблема освещения пути: в темноте поездки становились опасными. На заре автомобилестроения на кузов крепили масляные лампы, чтобы не попадать в аварии. Но горелки светили не дальше 30 метров и больше помогали обозначить автомобиль на дороге, чем осветить путь.

В 1908 году Салли Виндмюллер из компании WMI придумал новый принцип работы ацетиленовых горелок. Рефлектор и линзы задали свету направление: горелка стала светить вперёд, а не вокруг. Благодаря этому видимость выросла в 10 раз — до 300 метров.

1920-е: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛАМПЫ
Ацетиленовая горелка упростила жизнь водителям. Теперь можно было ездить ночью без опасности вылететь на повороте с дороги. Но появилась новая проблема: на дорогах стало значительно больше участников движения. Чтобы вовремя их заметить, требовался более мощный источник света. И ацетиленовые фары с этой задачей уже не справлялись.

Лампы накаливания с вольфрамовой нитью изобрели еще в XIX веке. Но для работы им требовался автономный источник энергии, которого в автомобилях поначалу не было. После изобретения генератора постоянного тока в 1912 году, автомобили получили долгожданный электрический свет.

1960-е: РАССЕИВАТЕЛИ ИЗ ПОЛИКАРБОНАТА
Спрос на автомобили рос, и в конкурентной борьбе дизайн вышел на первый план. Новые формы кузова стремились вписать в себя как можно больше элементов ради лучшей аэродинамики. На пути у дизайнеров встали стеклянные линзы, которые получалось делать только круглыми, а значит невозможно было вписать в обтекаемый кузов.

Поликарбонат позволил отказаться от линзы. Теперь свет фары распределял сам рассеиватель. Его структура состояла из мелких сот, каждая из которых могла задавать направление световому лучу. В отличие от линзы рассеиватель не обязан быть круглым, а значит стало возможным сделать фару любой формы. Это развязало руки дизайнерам, и в 1961 году с конвейера сошёл Ford Taunus с первыми прямоугольными фарами.

1970-е: ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ
Водители постоянно сталкивались с гаснущими в пути фарами. При нагревании вольфрам быстро испарялся с нити накаливания, и лампы приходили в негодность. Менять их приходилось регулярно, и это доставляло много неудобств. Приходилось возить запасные и для замены каждый раз разбирать фару.

Чтобы избежать быстрого испарения вольфрама, лампы стали заполнять галогенидами — газообразными соединениями йода или брома. С их помощью повысили все характеристики лампы: ресурс работы увеличился вдвое, снизилась теплоотдача, а мощность лампы возросла с 15 лм/Вт до 25 лм/Вт. Чуть позже, в 1971 году Hella представила миру галогенную лампу с двумя нитями накаливания. Она объединила ближний и дальний свет в одной фаре и стала «золотой классикой» на долгие десятилетия.

1980-е: FREEFORM-РЕФЛЕКТОРЫ
В восьмидесятых автопромышленность совершила качественный прорыв в мощности двигателей. Усовершенствованные двигатели работали настолько бодро, что с 1986 года в них пришлось ставить ограничители скорости: первый появился на BMW 7-й серии и срабатывал на отметке 250 км/ч. Вместе со средней скоростью вырос тормозной путь, поэтому стало важно освещать не только дорогу, но и обочину, тротуар и боковые выезды.

В Hella разработали первую фару со свободной формой отражателя или Free Form. В ней за распределение отвечает поверхность рефлектора. Она создается таким образом, чтобы самостоятельно отражать свет в нужном направлении. При этом используется вся полезная площадь рефлектора. Каждая часть отвечает за свою зону освещения.

1990-е: КСЕНОН
В ночное время концентрация внимания за рулем резко падает, поэтому водители нередко засыпают за рулем. Это опасно, и чтобы избежать трагедии, водители идут на разные хитрости: крепкий кофе, болтливый попутчик, громкая музыка. Пытались решить проблему и производители автосвета.

Сконцентрироваться на дороге водителям помогли ксеноновые лампы. Они излучают свет в диапазоне около 4000 К, это больше, чем у ламп накаливания — 2700…3300 К, и значительно ближе к дневному свету — 3500…5300 К. Чем ближе освещение к дневному, тем меньше у водителя устают глаза и тем собраннее, сконцентрированнее и внимательнее он себя чувствует на дороге.

2000-е: СВЕТОДИОДЫ
Ксеноновые фары отлично зарекомендовали себя. Мощность света выросла в разы. Но конструкция осталась сложной: блок розжига поставь, омыватель и корректор фар подключи. Кроме того, ксенон потребляет много энергии и работает на лампочках, которые время от времени выходят из строя. Стало понятно, что нужно что-то настолько же яркое, но устроенное проще, более энергоэффективное и долговечное.

Проблему решили с помощью светодиодов. У светодиодных фар простая конструкция: для них не нужны дополнительные блоки, поэтому их легче ставить и обслуживать. Они потребляют заметно меньше энергии, это снижает нагрузку на бортовую систему и, соответственно, расход топлива. Их свет ещё ближе к лёгкому дневному, он меньше утомляет водителя. В конце концов, в них просто больше не надо менять лампочки.

Наши дни: МАТРИЧНЫЕ LED-СИСТЕМЫ
Мощный свет ксенона и светодиодных фар продолжал нещадно слепить водителей встречных машин: вовремя переключиться с ближнего на дальний получается не у всех и не всегда. Ослепленный водитель легко может потерять управление, и это опасно. Исследования показали, что это даже опаснее, чем принято думать: у однажды ослеплённого водителя восприятие полностью восстанавливается только через сутки (24 часа).

Как работают матричные LED-системы:

На основе диодов специалисты из Hella создали матричную LED-систему, которая не слепит: она состоит из камеры на лобовом стекле, процессора, электронных блоков и светодиодов. Камера передает информацию о дорожной ситуации в блок управления, который включает и выключает отдельные светодиоды. Например, если камера видит встречный автомобиль, блок управления отключает модуль, который освещает этот участок дороги. Так встречный свет никого не ослепляет.

Будущее: LCD-ФАРЫ
Сегодня управление автомобилем — всё в большей степени удовольствие и всё в меньшей — труд. Появились автоматические помощники: система торможения, поворотные фары, парковочный ассистент. Нас ждет будущее, где автомобиль будет передвигаться на автопилоте. В этих условиях нужна система освещения, которая будет самостоятельно принимать решения.

Как работают матричные LCD-фары:

Инженеры лаборатории Hella предложили революционное решение — использовать жидкокристаллические технологии LIQUID CRYSTAL HD. С помощью системы камер и LCD-технологий удалось добиться полной автоматизации системы освещения.

КТО СТАНЕТ ПЕРВЫМ?

В 2018 году Хелла впервые установит LCD-фару на серийный автомобиль. Марка и модель автомобиля пока держатся в секрете. Однако, Hella тесно сотрудничает с «немецкой тройкой», поэтому, скорее всего, это будет Audi, Mercedes-Benz или BMW. Хотя и это тоже всего лишь догадка. Есть мнение, что среди претендентов есть и Porsche.

Угадаете марку и модель автомобиля?
Напишите свои варианты в комментариях. Первых правильно угадавших мы порадуем призами. Конечно, после выставки во Франкфурте, где тайну раскроют публике.

Официальное заявление от компании:
Мы продляем наш мини-конкурс на правильно угадавшего автомобиль!
Головная компания Hella решила пока не раскрывать секрет по просьбе автопроизводителя, но в скором времени мы с вами этот секрет узнаем. А пока, продолжаем делиться идеями!

⌘ ⌘ ⌘ ⌘ ⌘

Подписывайтесь на официальный блог HELLA на DRIVE2
Дальше будет больше интересного