Реактивные ускорители, вытяжной трос и батарея на крыше: самые интересные патенты 2023 года
Как гласит популярный мем, современные проблемы требуют современных решений. И это, надо признать, удивительно точное и универсальное замечание. Например, УАЗ занят четвертым рестайлингом Патриота, а на Лады возвращается стандарт Евро-5. Тем временем Ford пытается приладить батарейку на крышу электромобиля, чтобы увеличить запас хода, Ferrari раздумывают над внедрением реактивных микродвигателей в свои суперкары, а Toyota хочет добавить в оснащение внедорожников встроенный вытяжной буксировочный трос. Пока все эти идеи существуют только на бумаге – но уже в виде патентов! Предлагаем вам взглянуть на самые любопытные из них в 2023 году.
Резервная батарея на крыше
Пожалуй, одну из самых противоречивых идей из сегодняшнего списка недавно запатентовал Ford. Называется его патент «Резервная батарея для электромобилей, устанавливаемая на крышу». Собственно, этим все сказано: на картинке, иллюстрирующей патент, изображено именно это. Обтекаемый контейнер, напоминающий обычный багажник, устанавливается на крышу автомобиля и оснащается зарядным кабелем. Предполагается, что в корпусе могут быть отверстия для охлаждения батареи потоком воздуха при движении.
Но, признаться, у этой идеи больше теоретических недостатков, чем преимуществ. Во-первых, батарея немало весит – причем чем большее ее емкость, тем, очевидно, больше вес, так что ее установка одновременно и увеличивает, и снижает запас хода. Во-вторых, из-за приличного веса водрузить эту батарейную установку на крышу наверняка можно будет только при помощи вспомогательных устройств. Ну и в-третьих, можно только представить, насколько катастрофически батарея на крыше влияет на центр тяжести, особенно на автомобиле вроде Ford Bronco, который использован для иллюстрации в патенте.
Низкий центр тяжести из-за батарей в полу – одно из важнейших преимуществ электромобилей, а с таким багажом на крыше можно опрокинуть даже GT40, не то что Bronco. Это убивает практический смысл батареи даже на бездорожье, не говоря уже о мелочах вроде дополнительного аэродинамического сопротивления при езде по трассе. В общем, батарея на крыше – это один из самых кривых «костылей», которые только можно представить для электромобиля. Но раз современные проблемы требуют современных решений, будет интересно взглянуть, найдется ли место этому патенту хоть на одном серийном Форде.
Вытяжной буксировочный трос
«Toyota заново изобрела лебедку», скажут некоторые и в целом будут правы. Ведь суть патента Toyota действительно очень схожа с конструкцией лебедки: барабан с храповым механизмом, трос и крюки. Вот только использовать все это предполагается не как лебедку, а как буксировочный трос.
Суть здесь тоже очень проста: барабан с тросом устанавливается в скрытом месте автомобиля – в Toyota предполагают, что это будет колесная ниша или иное пространство. При необходимости буксировки трос вытягивается и закрепляется на буксируемом автомобиле и затем на тягово-сцепном устройстве буксира: для этого могут служить, например, прорези в эластичном тросе. Преимущество же изобретения японцев в том, что натяжение троса перед началом буксировки обеспечивается не за счет движения буксира вперед до выбора свободной длины троса, а за счет храпового механизма, которым трос натягивается до начала движения. Отмечается, что это может быть полезно, например, в условиях ограниченного пространства. Насколько это полезная опция, чтобы заслужить патент? Подождем ответов тех, кто регулярно занимается буксировкой в условиях ограниченного пространства.
Выдвижные канарды
Ford в какие-то периоды своей истории, как мы знаем, мог соревноваться даже с Ferrari, так что спортивная инженерия у компании на уровне. И вот небольшое тому практическое доказательство: патент на выдвижные канарды. Канарды, или, если хотите, элероны – это маленькие «крылышки», изогнутые элементы, размещаемые обычно на краях переднего бампера. В английском они называются «dive planes», что отсылает к рулям глубины на подводных лодках. Суть их работы на автомобилях понятна: они призваны увеличивать прижимную силу, перенаправлять воздушные потоки (например, отводя их от колес), балансировать прижимную силу на передней и задней осях – в общем, улучшать аэродинамику. Но в Ford справедливо отметили, что фиксированные канарды, как и любой другой аэродинамический элемент, работают эффективно лишь в определенных условиях. А в условиях, когда они не нужны, их можно… убрать.
Активные аэродинамические элементы сейчас уже не в новинку: мы давно привыкли к активным спойлерам на спорткарах, которые сложены на низких скоростях, выдвигаются на высоких и даже могут вставать вертикально при торможении, сокращая тормозной путь. Ford предлагает сделать то же самое с канардами: выдвижные элементы в переднем бампере смогут повысить прижимную силу в спортивных режимах и убрать лишнее сопротивление воздуха при равномерном движении по прямой, сокращая расход топлива. Правда, пока все это тоже работает только на бумаге: выдвижные канарды мы не увидели в списке активной аэродинамики даже в шедевральном Ford Mustang GTD.
Бернаут-режим для электромобилей
О проблемах маркетинга электромобилей мы уже говорили в целом отдельном материале, но вот, пожалуй, хоть и старый, но не такой постыдный трюк, который запатентовал Ford для своих «электричек» – старый добрый бернаут.
На казенном языке регистратора это звучит как «производительный режим электрического транспортного средства с преднамеренной пробуксовкой колес для нагрева шин». Вы еще не уснули? Тогда продолжим объяснять: Ford предлагает эдакий «лайн-лок», блокировку тормозом одной оси с подачей мощности на вторую, «чтобы обеспечить активный старт с места и связанный с ним нагрев или дымление шин для улучшения сцепных свойств и обеспечения визуального отражения мощности». Это, пожалуй, самое пространное и скучное определение слова «бернаут». Сам бернаут на электромобиле, впрочем, тоже ощутимо скучнее, чем на бензиновой машине. Поэтому Ford предлагает возможность пробуксовки как передней (вот уж стыдоба), так и задней осей, а также возможность резко подать мощность на вторую ось во время бернаута первой, что в теории может обеспечить кратковременный бернаут всеми четырьмя колесами. Что ж, пусть так. Хотя у Кена Блока на его Fiesta это все равно получалось лучше.
Удлиняющийся кузов пикапа
В России проблемы пикаперов неведомы массовой аудитории, а вот в США пикапы по-прежнему покупают и те, кто никогда в жизни не держал в руках лопату и не планирует возить в кузове ничего, кроме воздуха. А производители пикапов, в свою очередь, продолжают думать над тем, как их эффективнее продавать, в том числе и за счет технических ноу-хау. Ford, например предложил сразу два варианта удлинить кузов пикапа для перевозки длинномеров.
Первый вариант – «простой». В этом случае вместо откидного заднего борта пикапа применены распашные створки, у которых есть дополнительные секции, откидывающиеся на 90 градусов. А пол кузова сделан раздвижным: длинная секция в задней части и несколько маленьких секций в передней, в обычном состоянии сложенных гармошкой. При необходимости задние створки распахиваются на 90 градусов, а их дополнительные секции раскладываются, превращаясь в задний борт. Ну а пол просто сдвигается назад, задействуя сложенные секции.
В более сложном варианте вся задняя часть кузова выезжает из бортов на направляющих – вместе с задними фонарями и точками крепления заднего распашного борта. Пол в такой схеме раздвигается по той же схеме с «гармошкой» в передней части. Чтобы сделать концепцию еще более практичной, в Ford предложили добавить в боковые борта отсеки для хранения. Хотя выдвигать кузов, чтобы достать отвертку, кажется, не очень-то удобно. Так или иначе, этот патент кажется гораздо более жизнеспособным, чем батарейка на крыше.
Неразрезной задний мост с мотор-колесами для электромобилей
Неразрезные мосты в современных машинах выживают разве что на внедорожниках, да и те постепенно переходят к независимым подвескам. Однако Ford в начале года запатентовал довольно необычную конструкцию – неразрезной мост с мотор-колесами.
Необычной ее можно считать не столько с точки зрения устройства, сколько с точки зрения логики. Сами по себе мотор-колеса – давно не новинка, а мост и подавно. При этом мотор-колеса не нашли широкого применения в автопроме, главным образом из-за того, что они ощутимо увеличивают неподрессоренную массу и требуют высокой плотности компоновки узла в месте его расположения. Да и сам Ford отказался от идеи применения мотор-колес в своем пикапе F-150 Lightning, называя в числе причин их более высокую уязвимость к повреждениям и сложность в том, чтобы «подружить» их с обычными тормозами. А в новом патенте к неподрессоренной массе мотор-колес добавляется еще и масса самого моста. Похоже, что если Ford и рассчитывает всерьез на применение такой конструкции, то только в легкой рабочей и коммерческой технике: сделать комфортной машину на мостах с мотор-колесами будет сложно.
Реактивные микродвигатели
Надо признать, что это патент не 2023 года – Ferrari зарегистрировала его еще в 2019 году. Но идея настолько необычная, что мы не смогли обойти ее стороной. Ведь итальянцы предполагают превратить автомобиль или даже мотоцикл в собрата космического спутника, которому помогают в передвижении и управлении маленькие реактивные двигатели.
Идея проста и сложна одновременно. Проста она принципом действия: достаточно взглянуть на картинку патента, чтобы понять, как инженеры предполагают применять реактивную струю. При заднем расположении реактивный двигатель может помогать в ускорении, при переднем – наоборот, включаться для сокращения тормозного пути. Немного забавно выглядит сопло на крыше, хотя практический эффект от увеличения прижимной силы в повороте или на большой скорости для улучшения управляемости может быть вполне реальным. А еще интересно выглядят микродвигатели под днищем, которые призваны создавать граунд-эффект – то есть, разрежение, также притягивающее автомобиль к земле и создающее прижимную силу (где-то в гоночном раю улыбнулся Колин Чепмен). Ну а боковые сопла могут не только «подруливать» в повороте, но и помочь стабилизировать машину в экстренной ситуации – при заносе или развороте. Правда, как увязать все это с существующей страхующей электроникой, наверняка не знает даже Гордон Мюррей.
Вторая проблема всей этой кажущейся простоты – обеспечение работы этих микродвигателей. В Ferrari предполагают, что эти «толкатели», как они их называют, могут работать на сжатом воздухе и на обычном автомобильном топливе. При этом основную роль отводят именно пневматическим двигателям, которые должны работать от резервуаров под давлением в 700-900 бар, давление в которых предполагается поддерживать за счет рекуперации энергии торможения или «внешнего источника энергии». А комплект баллонов высокого давления, не говоря уже о топливных реактивных микродвигателях – это не то, что можно легко уложить в любой автомобиль. Поэтому у нас есть большие сомнения в том, что в Ferrari всерьез решат применить эту «космическую» технологию даже в штучных эксклюзивных моделях.
