Хочу поговорити з вами про головну оптику в автомобілі, адже це один з модних напрямів, у якому працює конструкторська думка. І в останнє десятиліття в цій сфері відбулося чимало змін: більш ефективне і економне ксенонове світло починає поступово витісняти «галогенки», автомобілі преміум-класу вже приміряють модні світлодіодні фари, а електроніка все частіше бере на себе управління різними режимами освітлення залежно від ситуації. Інженери BMW на цьому не зупиняються і пропонують ще пару цікавих новинок. Фірмова баварська новинка Dynamic Light Spot у дослівному перекладі означає система динамічного точкового освітлення. Назва говорить сама за себе: автоматика виявляє пішохода і направляє на нього світло, вказуючи водієві, таким чином, на потенційну небезпеку. Причому така підказка вискакує раніше, ніж об’єкт з’являється в променях ближнього світла фар. Відтак той, хто сидить за кермом, отримує фору в кілька секунд або десятків метрів, яких часто не вистачає, щоб загальмувати або об’їхати людину.
За проведеними баварцями дослідженнями, ближнє світло висвітлює дорогу приблизно на 50-85 метрів. Але це ще не означає, що на такій відстані водій зможе чітко розпізнати об’єкти. Водій безпомилково розрізняє одягненого в темний одяг пішохода лише за 29 метрів. А якщо врахувати, що при швидкості 90 км/год автомобіль проїжджає в секунду 25 метрів, уникнути зіткнення майже не реально.
Dynamic Light Spot збільшує цю відстань вчетверо, причому незалежно від погодних умов. Цей асистент отримує інформацію від системи нічного бачення BMW Night Vision, чия інфрачервона камера з кутом зору 29 градусів (приблизно як у середньостатистичного водія) ловить за дві-три сотні метрів об’єкти, які виробляють тепло. І якщо водій вчасно не зреагував на попереджувальну картинку, то через деякий час у справу входить Dynamic Light Spot. Промінь, що б’є приблизно на сто метрів, вихоплює з темряви людину або тварину і тримає її під прицілом, поки ті не вийдуть з потенційно небезпечної зони. При цьому фахівці запевняють, що це маркувальне світло лише освітлює, але не засліплює об’єкт. Таку підказку навряд чи пропустиш, до того ж вона інтуїтивно зрозуміліша водієві, і той реагує на неї більш однозначно.
Поки на етапі випробувань виконавчий механізм нового асистента – світлодіод з поворотним пристроєм – вбудовують в протитуманні фари. Не виключено, що коли розробка дійде до конвеєра, ці операції доручать основним фарам – ксеноновим модулям з автоматичним (залежно від дорожньої ситуації) розподілом світла або так званим LED-Arrays, багатосекційним світлодіодним блоком. За останніми майбутнє, оскільки вони більш ефективні і споживають менше енергії, що прямо позначається на витраті пального і викидах CО2. Хоча навіть при нинішньому обладнанні, додаткові витрати незначні, тим більше, якщо згадати, що мова йде про безпеку – трохи більше 100 Вт з’їдають інфрачервона камера і додаткові джерела світла, що відповідає зайвому 0,1 л пального на 100 км.
Система Dynamic Light Spot може тримати в полі зору кілька об’єктів. Щойно в об’єктив інфрачервоної камери потрапить людина або тварина, промінь світла відразу вкаже на нього
Коли Dynamic Light Spot з’явиться на серійних моделях BMW? Баварці конкретних термінів не називають, однак натякають, що це питання декількох місяців, а не років. Спочатку динамічне точкове освітлення будуть пропонувати як опцію до системи нічного бачення, а потім і як базове устаткування в дорогих версіях. І це виправдано – за той час, поки тестували Dynamic Light Spot, жодна людина, і жодна тварина не постраждали, хоч у середньому з періодичністю раз на годину виникали в полі зору приладів.
Різницю між світлодіодними і лазерними фарами видно здалеку. Лазерне світло набагато ефективніше світлодіодного – у першому випадку джерело потужністю 1 Вт видає світловий потік 170 лм (люмен), а в другому – лише 100 лм
Лазер – яскраво і економічно
Зовсім недавно на серійних моделях з’явилися світлодіодні фари, а розробники з науково-дослідного центру в місті Гархинг (Garching), що під Мюнхеном, вже пропонують нове джерело світла для головної світлотехніки – лазер.
Будова лазерної фари: 1. Джерела лазерного випромінювання. 2. Лазерні промені. 3. Дзеркала, напрямні лазерні промені на елемент з флуоресцентного матеріалу. 4. Елемент з флуоресцентного матеріалу. 5. Лінза, що формує і спрямовує світловий пучок на дзеркало. 6. Дзеркало, яке формує світловий потік, що освітлює дорогу
У корпусі кожної фари розташовані три джерела лазерного випромінювання потужністю близько 1 Вт кожен. Промені направляють за допомогою системи дзеркал на елемент з флуоресцентного матеріалу. При поглинанні останнім енергії виділяється біле світіння, з якого формується світловий пучок. Переваги лазерного випромінювання перед сонячним світлом або світлом від інших відомих людству джерел в тому, що воно монохромне. Іншими словами, складається з хвиль однакової довжини (або однієї частоти). Крім того, це випромінювання когерентне – коливання мають постійну різницю фаз, незалежну від часу (найпоширеніший приклад – синусоїдальні коливання однієї частоти). Завдяки цим якостям, світловий потік володіє високою щільністю; випромінювання в тисячі разів інтенсивніше, ніж у нинішніх світлодіодів. Отже, для їхньої роботи буде потрібна менша потужність і, як наслідок, знизиться витрата енергії і витрата палива.
Багато хто пам’ятає фантастичні фільми і твори, в яких лазер виступав небезпечною і руйнівною зброєю. Залежно від конструкції і потужності установки ці промені дійсно можуть завдати непоправної шкоди. Але не в конструкції фар. Адже тонкий лазерний промінь лише впливає на флуоресцентний матеріал, який і дає м’яке біле світло. Останнє за спектром кольорів ближче до денного – найприємнішого і найбезпечнішого для людського ока.
Серед головних переваг лазерних фар – компактність джерел світла. І хоча світлодіоди за розмірами теж невеликі (їх довжина близько міліметра) лазерні діоди в сто разів коротше (10 мкм). На перший погляд, в абсолютних одиницях різниця незначна, але не виключено, що вона виявиться істотною при проектуванні нових конструкцій. Правда, найближчим часом розмір фар у моделей BMW навряд сильно зменшиться, принаймні, лицьова частина. Адже при розробці нової світлотехніки все більше приділяють увагу дизайну, вона служить важливою складовою вигляду майбутніх моделей. Зате, напевно, знадобиться зробити корпус компактнішим по глибині – це полегшить установку світлотехніки і компоновку підкапотного простору.
Ніхто не заважає навчити лазерні фари безлічі корисних функцій, які зараз покладені на світлотехніку з ксеноновими лампами і світлодіодами. Наприклад, те ж динамічне точкове освітлення Dynamic Light Spot або інтелектуальне неосліплювальне дальнє світло. Втім, баварці обіцяють з появою лазерних фар розширити цей список. Що буде в числі ноу-хау? Розробники з Гархинга поки мовчать. Імовірно, познайомитися із супер-світлом можна буде через кілька років, коли з’явиться серійний варіант купе BMW i8. Що ж, почекаємо світлого майбутнього?
