Світло народжується в повній темряві. Наприклад, на мінус третьому поверсі Audi Center в Ігнольштадте. «Там далі у нас 120-метровий тунель для випробувань світлотехніки», – головний дизайнер Audi Марк Ліхт веде нас по підземному лабіринту до місця, де створюється автомобільна оптика. У нескінченних коридорах підземелля раз у раз зустрічаються моделі Audi різних поколінь. Але наша мета – той самий темний тунель.
За останні роки Audi вклала в розробку головної оптики десятки мільйонів євро. Світлодіодні ходові вогні, які останнім часом стали з’являтися і на моделях бюджетного сегмента, придумали саме в Інгольштадті. Раптово двері одного з боксів відкриваються і звідти прямо в прохід виїжджає … BMW 5-Series. «Oops» з німецьким акцентом – і машину закочують назад, спішно закриваючи ворота. «Це абсолютно нормальна історія: компанії закуповують моделі конкурентів і колективно вивчають їх у себе», – пояснив пізніше представник одного з вітчизняних автовиробників.
Світлодіодна оптика і ксенонове світло вже в минулому – в найближчому майбутньому такі фари витіснять лазерно-матричні. Модуль оптики складається з декількох тисяч мікродзеркал, кожне з яких регулюється окремо. Блок управління ділить промені на крихітні пікселі. Таким чином, лазерно-матрична технологія дозволяє на будь-якій поверхні створювати ідеальний світловий малюнок. У теорії фари можна буде використовувати як відеопроектора і виводити на асфальт задане зображення. Наприклад, підказки навігації.
«Більше 10 років тому Audi перетворила автомобільну світлотехніку в елемент дизайну, який безпомилково ідентифікується, – говорить член ради директорів з технічного розвитку Audi проф. Д-р Ульріх Хаккенберг. – Вже тоді ми прекрасно розуміли, наскільки важливі світлотехнічні системи для активної безпеки ».
У майбутньому органічні світлодіоди інтегрують в кузов. У міру того, як власник машини буде до неї наближатися, система підсвітить окремі частини кузова.
У 2004 році на Audi A8 дебютували світлодіодні ходові вогні. Це був перший у світі автомобіль з подібною оптикою. Вже через 4 роки німці розробили повністю світлодіодні фари, якими оснастили Audi R8. У розпочатій ері лазерно-матричного світла немає нічого дивного, хоча ще недавно таке технічне рішення було складно собі уявити, говорить голова департаменту світлотехнічних функцій та інновацій Штефан Берлітц: «Лазерне світло і матричні світлодіоди у фарах автомобілів всього 10 років тому були чимось з галузі наукової фантастики. У найближчі 10-15 років ми дізнаємося про інноваційні рішення, які на сьогоднішній момент важко собі уявити ». До речі, хочете спробувати іноваційні авто в дії? Ви не мусити купувати наддорогі автомобілі, адже послуга дає вам можливість спробувати в дії окрім бюджетних варіантів, ще й люксусові авто.
Представники Audi хоч і говорять переважно про дизайн оптики, але базове призначення фар залишається колишнім – вони повинні просто ефективно освітлювати дорогу. За замовчуванням ближнє світло лазерних фар нічим не відрізняється від ксенонового – така ж яскраво-біла пляма з чіткими межами. Головна особливість оптики нового покоління – в механізмі роботи дальнього світла. Тут «дальне» освітлює дорогу вперед на 500 метрів. Така відстань навіть завелика для водія, тому як перешкоди на дорозі найчастіше не мають власноїго підсвічування, через що розпізнати їх на такій відстані практично неможливо.
У кожному модулі фари встановлено чотири лазерних діода діаметром 0,3 міліметра. Вони формують єдиний монохромний синій промінь світла, який за допомогою фосфорного конвертера перетвориться в білий. Прожектор дальнього світла активується на швидкості вище 60 кілометрів на годину. Система за допомогою камер і датчиків визначає зустрічні автомобілі і автоматично приглушує світло. Щось подібне тільки без лазерів застосовується і на багатьох масових моделях. Опція, що отримала назву «Автоматичне управління дальнім світлом», часто викликає нарікання – система переключається на «ближній», навіть якщо побачить вдалині вуличний ліхтар. Тому в Audi вирішили доопрацювати оптику таким чином, щоб водієві не довелося відволікатися на постійні перемикання.
В результаті лазерні фари для більшої ефективності поєднали з матричним світлом. У підземеллі Інгольштадта створили систему під назвою Digital micromirror device (DMD). Вона працює на основі матриці, що складається з 4 тисяч мікродзеркал. Сам промінь дальнього світла формується невеликими світлодіодами, розташованими по групах. Наприклад, у Audi A8 п’ять груп по 5 світлодіодів, у TT – 3 групи по 4 світлодіода.
Динамічні покажчики поворотів дебютували на серійній Audi ще два роки тому. За визнанням представників бренду, їм довелося спочатку довести законодавцям ефективність цього рішення, перш ніж мерехтливі «поворотники» дозволили відправити у виробництво.
DMC сама активує дальнє світло за межами населених пунктів на швидкості вище 30 кілометрів на годину. Система працює на основі даних, отриманих від камери та навігації. Якщо електроніка «побачить», що до автомобіля наближається зустрічний транспорт, контролер моментально вимкне окремі світлодіоди або приглушить їх, щоб не засліпити зустрічного водія. Іншими словами, навколишні автомобілі потрапляють в світловий вакуум, при цьому водієві не доводиться переходити на ближнє світло – він може завжди їздити на «дальному».
Одна з проблем лазерно-матричної оптики полягає в тому, що захисне скло фари гріється не так сильно, як у звичайних ксенонових або галогенних. При негативних температурах на склі міг утворитися іней, що впливає на ефективність оптики. Щоб цього уникнути, інженери вбудували в фару окремий блок, який регулює повітряні потоки таким чином, щоб направити тепле повітря якраз в сторону скла.
Завдяки тому, що DMC працює в парі з навігаційною системою, матрично-світлодіодні фари здатні ще підсвічувати повороти. Оптика заздалегідь змінює фокусування до того, як водій поверне кермо і ввійде в поворот.
«Хочете дізнатися, яким ми бачимо головне світло в 2030 році?», – запитує в кінці технічного семінару голова департаменту світлотехнічних функцій та інновацій Audi Штефан Берлітц.
На величезному екрані з’являється поки ще неіснуюча модель Audi, над якою летить дрон з потужним лазерним проектором. «Якщо серйозно, то матрично-лазерні технології зберігають чималий потенціал. Ми будемо використовувати системи, які отримують сигнал від відеокамер, для максимально точного управління світлом. Там, де закінчується наше власне поле зору, ми можемо використовувати технології Car-to-X, тобто існує обмін інформацією з іншими автомобілями та об’єктами інфраструктури », – розповів Берлітц.
В Інгольштадті працюють не тільки над вдосконаленням головної оптики. Наприклад, вже відомо, що в найближчому майбутньому ліхтарі автомобілів будуть світити не звичайними діодами, а органічними. У світловому модулі кілька органічних світлодіодних поверхонь розташовані один за одним. Такий модуль може створювати тривимірні ефекти.
Органічні матеріали являють собою пасту, яку наносять на ідеально рівну поверхню тонким шаром. Наприклад, на відполіроване скло. При подачі електрики молекули пасти випромінюють фотони, а поверхня матеріалу починає світитися. Залежно від того, як розподілити електричний сигнал, світіння може бути або рівномірним, або чергуватися.
Інженери Audi розповіли ще про одну розробку – лазерних протитуманних ліхтарях. Завдяки лазерному діоду, світло якого спрямований під кутом до дороги, на асфальті проектується червона смуга. При цьому ширина смуги залежить від дистанції до наступного автомобіля. Наприклад, на відстані 30 метрів смуга приблизно відповідає габаритам машини. Незважаючи на готовність проекту, відправити винахід в серію поки неможливо – існують певні проблеми з законодавством.
«У серію лазерні протитуманні ліхтарі можна відправити хоч завтра, якби не законодавство. Це не ліхтар у звичному вигляді і не противотуманка, тому нам потрібно спочатку довести переваги цього винаходу, перш ніж нам дадуть зелене світло », – нарікає глава департаменту дизайну світлотехнічних приладів Мунтада Роуда.
Натхнення: