Легенда Формулы-1 создает энергоэффективное авто

Прототип городского электромобиля за авторством Гордона Мюррея молнией проносится по сельским дорогам. Авто весит всего 680 кг, что в два раза меньше веса большинства электромобилей. Еще один важный момент: эквивалент расхода топлива (MPGe) в данном случае составляет 0,67 литра на 100 километров, а диапазон хода от одного заряда батареи – 161 км.

Когда дело доходит до проектирования автомобилей, мало кто может сравниться с Гордоном Мюрреем. 65-летний инженер родом из Южной Африки является легендой серии Формула-1. Около 20 лет Мюррей создавал автомобили для победителей чемпионата из нескольких команд. Венцом его работы стал один из самых быстрых и красивых спортивных супер-каров из когда-либо созданных – McLaren F1. Затем Мюррей разработал Mercedes SLR McLaren – еще один спортивный автомобиль высшего качества, который славится своей красотой и мощью. Работая над этими проектами, инженер столкнулся с общей проблемой, которая заключалась в необходимости поиска способов снижения веса ради увеличения производительности.

Но, несмотря на сложность этих проблем, сейчас Мюррей говорит, что ни одна из них не сравниться с поиском способов переноса технологии по снижению веса из Формулы-1 в самый обычный автомобиль, который должен продаваться по доступной цене.

Тем не менее, Мюррей, который в настоящее время является главным исполнительным директором пятилетнего стартапа Gordon Murray Design, головной офис которого расположен в зеленом пригороде к западу от Лондона, утверждает, что нашел выход из затруднительного положения. Инженер разработал – и надеется лицензировать – радикально новый способ массового производства автомобилей, в том числе электромобилей и гибридов. Новый техпроцесс снижает выбросы вредных веществ при производстве машин на 60%. Технология Мюррея, которая получила имя iStream, основана на применении легких композитных материалов. Она позволяет сократить размер стандартного крупного автомобильного завода на 80 процентов и уменьшить количество необходимых инвестиций в основной капитал на аналогичную сумму. «Это прорывная технология», говорит Мюррей.

Вдохновение в движении

Гарель Райс, заслуженный профессор экономики автомобилестроения в Бизнес-школе Кардиффского университета, остался под большим впечатлением от технологии Мюррея и говорит, что у инженера есть право переосмыслить процесс создания автомобилей. Райс полагает, что концепция Мюррея «выполнима». Конечно же, гиганты автомобильной промышленности уже выказали свой интерес к новинке. Мюррей говорит, что в настоящее время он ведет переговоры о лицензировании технологии с семью основными автопроизводителями.

Изначально Мюррей хотел создать небольшой автомобиль для города. Эта идея пришла в голову инженера, когда в середине 1990-х он застрял в пробке в пригороде Лондона. Инженер задавался вопросом, почему автопроизводители не строили и не продавали больше маленьких автомобилей, которые бы занимали меньше места и легче парковались. После небольшого исследования у Мюррея был ответ – во всем виновата цена. Количество денег, необходимое для покупки инструментов, чтобы построить крупный Mercedes S-Class, практически равно издержкам на оборудование для массового производства миниатюрного Ford Fiesta. Но, конечно же, крупные автомобили приносят гораздо больший доход. Именно в тот момент инженер понял, что решение проблемы потребует переосмысления всего процесса производства автомобилей, так как тот ненамного изменился за 103 года, которые прошли с момента появления Model-T.

Сейчас процесс создания автомобилей, как и прежде, основывается на штамповке стали, сварке, окраске и предохранении материала от ржавления ржавчины. Все эти операции являются очень энергоемкими и дорогими. В рамках технологии iStream Мюррей хочет создавать автомобили из прессованных композиционных материалов, которые объединены с трубчатой стальной рамой. Мюррей был пионером в использовании суперлегких углеродных композитов — материалов, которые прочнее стали, – для гоночных болидов F1. Кроме того, его спортивные автомобили F1 и SLR были построены на базе монококов (несущий кузов) из углеродного волокна.

Малый вес делал автомобили Мюррея быстрее без необходимости увеличивать расход топлива (F1 расходует в среднем 15,47 литров на 100 км, а SLR — 10,05 литров на «сотню»).

Но изготовление деталей из углеродного волокна все еще остается слишком дорогостоящим и медленным техпроцессом для серийного производства автомобилей, цены на которые не кусаются. Поэтому для iStream Мюррей отказался от углеродного волокна в пользу композитов из армированных стекловолокном смол, которые быстрее и дешевле в производстве. Очень легковесная панель размером с большую термосалфетку может быть создана за 100 секунд, а издержки ее производства составят 28 долларов. Деталь того же размера из углепластика, используемая в F1, будет стоить около 785 долларов, а на ее создание уйдет три часа. «Никто пока еще не создал техпроцесс масштабного производства конструктивных элементов из композитов», говорит Мюррей. Он также подчеркивает, что завод с iStream способен производить 300000 автомобилей в год.

Расход топлива

Команда Мюррея, в которую входят 32 сотрудника, до сих пор собрала около $ 50 млн. инвестиций. Один из первых инвесторов, калифорнийский венчурный фонд Mohr Davidow Ventures, предложил инженеру спроектировать и построить пару прототипов для демонстрации технологии. В результате на свет появились трехместный городской автомобиль с бензиновым двигателем T.25 и его версия с электромотором T.27. Оба авто внешне меньше Smart, но просторнее внутри. T.25 с 51-сильным двигателем может разогнаться до скорости в 161 километр в час. Расход топлива составляет 2,77 литра на 100 км. Мюррей утверждает, что T.27 на 27% эффективнее, чем любой другой электромобиль. В ноябре прошлого года он был абсолютным победителем ежегодного автопробега Future Car Challenge из Брайтона в Лондон. Электромобиль проехал 85,6 километра на электроэнергии стоимостью в 1 доллар. Экономия топлива впечатляет: эквивалент расхода топлива (MPGe) в данном случае составляет 0,67 литра на 100 километров, а диапазон хода от одного заряда батареи – 161 км.

Малый вес T.27 позволяет использовать более компактную и дешевую батарею, чем в других электромобилях, поэтому авто можно продавать за полцены. По словам Райса, это гораздо более реалистичная стратегия ценообразования. По словам эксперта, текущие электромобили стоят слишком дорого, чтобы быть привлекательными с коммерческой точки зрения. Райс отмечает, что T.27 – «инженерно-технологическое решение, которое не заставит бухгалтеров рвать на себе волосы».

Пусть T.25 и T.27 являются лишь прототипами, которые были разработаны, чтобы показать потенциал iStream, Мюррей уже ведет переговоры с крупным автопроизводителем, который заинтересован в лицензировании этих авто и начале их производства в Европе. Произойдет это, возможно, уже в 2015 году. Инженер также сообщает, что в дополнение к группе из семи автомобильных компаний, которые заинтересованы в лицензировании технологии iStream, такое же число других компаний, в том числе стартапов и крупных брендов, которые в настоящее время продают другие товары, также ведут с ним переговоры. Мюррей охарактеризовал переговоры с тремя компаниями, среди которых есть и автопроизводители, как «достаточно близкие к завершению». Инженер надеется заключить сделку, по крайней мере, с одним партнером до конца года.

Учитывая опыт автоконцернов в производстве деталей из металла и объем инвестиций в данную сферу, почему они все же хотят инвестировать в «прорывные» технологии? Мюррей говорит, что с одной стороны, это необходимо, чтобы удовлетворить более строгим требованиям к выбросам вредных веществ на производственных объектах, которые принимаются правительствами по всему миру. Автопроизводители не могут сделать это исключительно за счет улучшения технологии автоматизированного поточного производства. Они должны найти способы повысить энергоэффективность процесса. И это может быть особенно актуально в отношении электромобилей и гибридов, которые со временем будут занимать все более значительную часть мирового рынка.

В докладе Национальной академии наук США говорится, что к 2035 году объем энергии, необходимой для производства гибридов, может оказаться на 13-23% выше, чем для бензиновых автомобилей. Составители документа также призвали к значительному сокращению энергозатрат при производстве батарей для электромобилей. Исследователи полагают, что из-за добычи металлов и минералов, необходимых при производстве аккумуляторов, процесс создания электрокаров является «несколько» более вредными для окружающей среды, чем производство традиционных автомобилей. Райс согласен с этими выводами и добавляет: «Если будет найден способ, позволяющий значительно понизить энергозатраты, необходимые для создания электромобилей и гибридов, аргументы против них начинают блекнуть».

Производители заинтересованы в iStream также и из-за сохраняющейся неопределенности относительно того, какой вариант автоматизированного поточного производства будет доминировать на рынке в ближайшем будущем. Ни один автоконцерн не хочет застрять на платформе, ориентированной на тип двигателя, который он больше не может продавать. По словам Райса, разработка и производство производственной платформы стоит в среднем около 800 млн. долларов, а значит, чтобы компания могла окупить инвестиции, платформа должна использоваться, по крайней мере, от восьми до десяти лет. Но iStream и тут стоит особняком. Платформа позволяет наладить сборку чего угодно, от двухместного городского автомобиля до 3,5-тонного грузовика с любым типом привода – электрического, бензинового, гибридного или на водородных топливных элементах.

Такая гибкость дает автомобильной промышленности один значительный коммерческий аргумент. Автопроизводители могут быстро строить автомобили с конкретными характеристиками, что позволяет клиентам делать индивидуальные заказы в понедельник и забрать покупку в пятницу. Это действительно может стать прорывом в автомобилестроении.

По материалам журнала National Geographic.