Свет – основа безопасности

Автомобильный свет – это основополагающий фактор дорожной безопасности. Едва только автомобиль вошел в наш обиход, остро встал вопрос создания средств, которые смогли бы максимально обезопасить водителя, пассажиров и других участников дорожного движения.

Как известно, большое количество ДТП происходят в темное время суток – хотя, как мы знаем, в этом время загруженность дорог невысока. А все потому, что зрение для человека – важнейший канал получения информации. Ночью возможность воспринимать информацию через зрительный канал у нас заметно снижается. Поэтому свет на дорогах, в особенности в ночное время или в сложных погодных условиях, очень важный для безопасности критерий.

На машинах, еще на заре автомобилестроения, разработчики пытались использовать малоэффективные керосиновые фонари, которые весьма быстро сменились ацетиленовыми светильниками.

Светодиодные источники света отличаются от стандартных ламп за счет своих очевидных преимуществ. Они потребляют меньше энергии, их хватает почти на весь срок службы автомобиля. Кроме того, светодиоды дают свет, который намного белее, по своим характеристикам он приближен к дневному свету. Эти и другие отличия делают светодиоды в долгосрочной перспективе более «рентабельным» световым решением. Несмотря на их высокую цену, использование таких ламп позволяет сэкономить на дальнейшем облуживании автомобиля. 

Следующим этапом стало использование электрических фар, которые появились на машинах в начале 20-х годов. У тех электрических фар был еще и существенный недостаток: они не имели большой мощности, но зато сильно слепили встречные авто. Чтобы менять направление света фар, стали применять различные корректоры света – тоже весьма неэффективное с точки зрения дорожной безопасности решение. Своего рода революцию в сфере ламп накаливания совершила компания Bosch, когда в 1919 году ее конструкторы продемонстрировали автолампу с двумя нитями накаливания, для дальнего и ближнего света. Нашлось и решение, которое позволило увеличить срок службы лампы: ее колбу стали наполнять смесью аргона и азота, такая смесь препятствовала испарению вольфрама с нити накаливания. Затем, в 30-е годы, на автомобиле появились фары дальнего света, а также первые противотуманные огни.

В 50-е начали использовать галогенные лампы, в основном использовались такие же желтые лампы, но они стали уже адаптивными. Как, например, на Citroen DS, который стал первым массовым автомобилем с поворотными фарами ближнего света. Потом, кстати, Citroen освоил выпуск модели Ami 6, первого автомобиля с прямоугольными фарами, которые имели большую площадь отражателя и увеличенный светопоток. Кстати, первую массовую галогенную лампу в 1962 году представила компания Hella.

Матричные фары (Matrix LED) – сложный комплекс индивидуальных светодиодов, которым управляет электронная система автомобиля. На примере Audi A8: в каждой фаре используются по 25 светодиодов, сгруппированных по пять штук. Каждая группа имеет свой рефлектор с линзой. В системе предусмотрена также специальная камера, которая распознает идущие навстречу автомобили. При распознавании компьютер отключает некоторые светодиоды фар (остальные сегменты светят дальним светом), за счет этого они не ослепляют водителя во встречном авто. Камера способна различать и другие объекты на дороге – при этом, например, дорожные знаки фары будут освещать статичным пучком света. При прохождении поворота система будет настраивать характеристики светового пучка так, чтобы максимально эффективно осветить поворот.

С появлением ксеноновых ламп открылась новая глава в истории разработок автомобильных источников света. В колбе ксеноновых ламп используется смесь инертных газов – с преобладанием ксенона – под давлением. Такие лампы дают мощное свечение при низком потреблении энергии, их свет по своим характеристикам более приближен к дневному свету – а это еще одно их преимущество, которое оберегает глаза водителя от усталости, а значит, позволяет ему дольше и лучше различать дорогу. Ксеноновые фары поначалу, с 90-х годов, использовались на автомобилях премиального класса. Сейчас ксенон расширил сферу своего применения и давно уже встречается на автомобилях массового сегмента.

Следующей прорывной технологией, которая, как уверены эксперты, является сейчас наиболее перспективной для массового использования, стали светодиоды. Светодиодные лампы – это активно развивающаяся сфера автомобильного освещения. Уже сейчас многие мировые производители используют светодиодные источники света как для внешнего, так и для внутреннего освещения автомобиля. Отравной точкой в истории использования светодиодов на машинах можно считать 2004 год, когда такая оптика появилась на Audi A8 W12. Это были дневные ходовые огни на белых светодиодах, которые отличались более высокой, чем стандартные лампы, светоотдачей, они также потребляли меньше энергии. Разработчики марки Lexus пошли дальше и первыми в мире создали в 2007 году для седана Lexus LS600h полностью светодиодные фары ближнего света.

Audi R8 LMX стал первым в мире серийным автомобилем с лазерными фарами. В 2013 году автопроизводитель представил обновленный A8 с инновационными матричными светодиодными фарами Matrix LED, а уже в 2014 году вывел на рынок серийный спорткар R8 LMX с лазерными излучателями. Такая технология позволила разработчикам существенно улучшить дальность освещения. В лазерной фаре модуль излучает пучок света, бьющий вдвое дальше, чем у светодиодных фар. Каждый модуль состоит из четырех высокомощных лазерных диодов диаметром 300 микрометров. Светодиоды генерируют синий лазерный луч с длиной волны 450 нанометров. Фосфорный конвертер преобразует это излучение в белый свет с цветовой температурой 5500 К. Такой свет максимально комфортен для человека. За счет этого водитель может лучше воспринимать контрастные детали на дороге и меньше устает.

Сегодня светодиодное освещение эволюционировало в направлении адаптивного освещения. Такое решение предусматривает использование специальных датчиков, которые «сигнализируют» компьютеру автомобиля о необходимости отключить часть светодиодов, чтобы осветить определенные, нужные в конкретный момент, участки дороги. Такое интеллектуальное управление позволяет избавиться от таких неудобств, как ослепление водителей встречных автомобилей. Светодиодные решения – LED-фары и динамические указатели поворотов –  были использованы, например, несколько лет тому назад в стандартном оснащении спорткара Audi R8. Светодиодные технологии постепенно проникают в массовый сегмент, хотя говорить об их широком распространении пока еще рано. И так будет до тех пор, пока не будет найдено решение, позволяющее удешевить использование светодиодов на автомобилях массового класса.

Другой перспективой в сфере автомобильного освещения является лазерный свет. Это весьма дорогостоящая технология, которая пока находит свое применение на некоторых высокотехнологичных автомобилях марок Audi и BMW. В лазерных фарах световой поток образует лазерный луч, который проходит через фосфорный конвертер. Такие фары дают плотное, мощное освещение (в три раза более эффективное, чем светодиоды), при этом они максимально экономичны в работе. При этом дороговизна этой технологии еще долго будет являться преградой к ее появлению на автомобилях массового сегмента. Лазерные фары, разработку которых осуществляли специалисты OSRAM, используются на автомобилях Audi R8 LMX и BMW i8. Также недавно стало известно, что компания OSRAM планирует поставлять лазерные фары для серийного оснащения модели BMW 7-Series.

Широко распространенная система AFL (Adaptive Forward Lighting) – адаптивный свет – была разработана специалистами концерна Volkswagen. В систему входят двигающиеся горизонтально биксеноновые фары, способные освещать дорогу в направлении, перпендикулярном направлению движения автомобиля. AFL может изменять направление световых пучков фар при движении в повороте, а также улучшать освещенность дороги при проезде перекрестков и переключать ближний свет фар на дальний.

Еще одна инновация в авангарде «световых» разработок – органические светодиоды (OLED). Такая технология имеет ряд неоспоримых преимуществ в сравнении со светодиодами. В основе OLED-компонентов – органические полимеры, имеющие свойства полупроводников. И в этом случае свет производят очень тонкие элементы. Что немаловажно, OLED-компоненты могут быть любой геометрической формы. Такая оптика не требует использования дополнительных линз или отражателей. Сами элементы очень тонкие и легкие, отличаются высокой экологичностью и экономичностью. Их характеристики открывают новые возможности для проектирования автомобилей.

В 2016 году на выставке потребительской электроники в Лас-Вегасе компания Audi продемонстрировала прототип задних фонарей на органических светодиодах, которые планирует использовать на купе TT RS нового поколения. На той же выставке компания продемонстрировала технологию Matrix Laser.

источник информации a-kt.ru