Летать на такси и экономить топливо. Куда движется мировой автопром

Недавние проблемы с топливом научили многих водителей тратить его экономнее. Кандидат технических наук, ассистент кафедры «Автомобили и тракторы» Института транспортных систем Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева Александр Колин проблемой топливной экономичности автомобилей занимается давно. Каких результатов удалось достичь и куда в принципе едет мировой автопром, инженер и учёный рассказал nn.aif.ru.

Плавность и прогнозирование

Злата Медушевская, nn.aif.ru: Александр, почему в профессиональном плане вы выбрали транспортные системы? С детства любили автомобили?

Александр Колин: С детства я, скорее, увлекался конструкторами. Кроме того, мы жили в частном доме, поэтому постоянно приходилось что-то ремонтировать, разбирать, измерять и собирать заново, чтобы всё работало как надо. В этом, наверное, и есть суть инженерного дела.

В школе мне легко давались физика, математика, поэтому поступление в технический вуз было предопределено. В машинах я, кстати, тоже хорошо разбираюсь. И починить могу, и деталь нужную найти.

— Вы занимаетесь остро актуальной темой — топливной экономичностью. В чём состоит проблема с научной точки зрения?

— Всё началось с прикладной задачи: в рамках крупной научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы (НИОКР) мы разрабатывали для нижегородского автозавода конструкцию коробки передач, которая в итоге позволила снизить расход топлива на 7%. Этот опытный образец позже пошёл в серию.

Но с научной точки зрения главная проблема заключалась не только в «железе», но и в том, как мы это измеряем. Стандартные испытательные циклы часто не отражают реальные условия эксплуатации: они не учитывают переменный стиль вождения, городские режимы разгона и торможения, региональную специфику. Если оценивать новую конструкцию по нерелевантным циклам, мы получим искажённые данные.

Поэтому потом в своей кандидатской диссертации я сосредоточился на разработке методики адаптации ездовых циклов. Научная задача состояла в том, чтобы математически обосновать, как перенести реальные профили движения на стендовые испытания, чтобы расчёт расхода топлива и выбросов был максимально релевантным.

Это критически важно, потому что затраты на топливо могут превышать 30% от всей стоимости владения транспортным средством. Точная оценка на этапе проектирования позволяет не гадать, а прогнозируемо снижать затраты, повышать конкурентоспособность автомобиля и давать потребителю честные, подтверждённые цифры.

— А есть простые секреты, как водителю экономить топливо?

— База здесь одна — это плавность и прогнозирование. Нужно минимизировать резкие ускорения и торможения, используя инерцию автомобиля. С технической точки зрения, самый выгодный режим — это движение накатом на включённой передаче. В современных автомобилях это активирует режим отсечки топлива, когда двигатель не тратит ни грамма, а машина едет по инерции.

Но есть и второй важный нюанс: когда двигатель всё-таки работает, нужно удерживать его в зоне максимального КПД — обычно это диапазон средних оборотов коленчатого вала, где достигается пиковый крутящий момент при минимальном удельном расходе топлива. Именно поэтому важно не просто «ехать медленно», а правильно выбирать передачу.

Импортоопережение. Каким должен быть современный инженер? Подробнее

Нужны годы и миллиарды

— Каждый год в России сходит с конвейеров немало легковых автомобилей, но большая часть из них — на иностранной технологической базе. На ваш взгляд, почему российской промышленности не удаётся создать полностью свой серийный автомобиль?

— Думаю, так исторически сложилось, что острее всего в отечественном автопроме у нас стоит проблема с силовыми агрегатами, и, что сегодня ещё критичнее, электронной компонентной базой и системами управления. Сформировать эти компетенции с нуля за пару лет невозможно: нужны десятилетия и огромные инвестиции в испытательную инфраструктуру.

Альтернативный и более реалистичный сценарий —адаптировать чей-то опыт. Это экономически выгоднее. Но это не значит, что мы не должны пытаться. Китай прошёл этот путь от адаптации чужих наработок к абсолютному лидерству, и мы видим, что это единственный рабочий сценарий для быстрого вывода на рынок конкурентоспособного продукта с последующим наращиванием собственных технологий.

— Может, именно вы однажды разработаете такой двигатель?

— Я бы переформулировал: мои амбиции необязательно в том, чтобы единолично «изобрести двигатель», а в том, чтобы заставить любые, даже самые сложные инженерные системы работать максимально эффективно.

Глубоко убеждён, что настоящая инженерия — это прикладная дисциплина. Меня интересует не процесс написания формул, а момент, когда разработанная методика или конструкция начинает работать на конвейере.

20 тонн для робота. Как перевезти большой груз без участия людей Подробнее

Автоматика ошибается реже человека

— Куда, на ваш взгляд, вообще движется развитие мирового автопрома — в сторону беспилотных машин, электромобилей? Может, и летающие автомобили скоро появятся?

— Я лично участвовал в испытаниях беспилотного электрического автомобиля, разработанного при участии нашего вуза. Мы тестировали его на месторождении в Ханты-Мансийском автономном округе.

Перед автомобилем стояла конкретная логистическая задача — автономная перевозка грузов до 700 кг между функциональными зонами предприятия. И самое главное — мы проводили испытания в экстремальных условиях: при сильных порывах ветра и температурах ниже минус 37 градусов. Испытания прошли успешно.

Правда, есть много законодательных нюансов в плане адаптации беспилотного транспорта на дорогах общего пользования, но дело неизбежно к тому идёт.

Уже сейчас системы интеллектуальной помощи водителю эволюционируют в сторону полной автономности. Не исключаю, что с их развитием встанет вопрос: а зачем нам в принципе человек за рулём? Наверное, с точки зрения бизнеса, где задействован большой автопарк, это коммерчески выгодная перспектива.

Кроме того, что греха таить, автоматика ошибается реже человека.

Электромобили — хорошая альтернатива бензиновым. Но с ростом числа таких авто остро встаёт вопрос утилизации их батарей. В литий-ионных батареях содержатся токсичные и воспламеняющиеся компоненты. Если такой агрегат просто выбросить на свалку, эти вещества могут загрязнять окружающую среду.

Потом, электромобили не подходят для условий российского Крайнего Севера. Здесь, скорее, будущее за гибридными или водородными установками.

Что касается машин, летающих по воздуху, они тоже постепенно превращаются из научной фантастики в реальность. Опытные образцы уже есть. Однако до массовой серийной эксплуатации им ещё далеко: требуется колоссальный прорыв в удельной энергоёмкости аккумуляторов, аэродинамике и, что самое главное, в создании абсолютно новой нормативной базы и системы управления воздушным движением.

— Эти технологии должны придумывать инженеры будущего. Как привлечь молодёжь в вашу профессию?

— Я думаю, здесь важно взаимодействие между студентами и предприятиями, и посредником в этом служит вуз. Если этот диалог налажен, можно надеяться, что молодой человек не только выучится, но и придёт работать на предприятие. Когда эта экосистема работает, результат говорит сам за себя: 70–80% моих студентов уже на четвёртом курсе трудоу 433 строены по специальности.

Что касается удержания талантов именно в науке, здесь критически важны долгосрочные, стабильно финансируемые программы. Они позволяют не просто «тушить текущие задачи», а формировать устойчивые научные коллективы, строить научные школы и планировать развитие на годы вперёд, когда твоя идея проходит весь путь от чертежа до реального «железа», которое работает на благо отрасли. Такие вызовы и создают инженеров будущего.

Вызов самому себе. Почему инженер готов гореть на работе Подробнее