Архивная публикация 2010 года: "Чудо-пряжа из Вакерсдорфа"
Электромобиль остается слишком дорогим, тяжеловесным и маломощным. Главный "недуг" - большой вес аккумуляторов. BMW планирует делать кузова из ультралегкого углеволокна. Автомобиль покорил мир не сразу. Спустя десятилетия после своего изобретения в 1886 году он оставался экзотикой городского пейзажа, вещью непомерно дорогой и непрактичной. Не было даже заправок.
Вероятно, столь же постепенным будет и распространение электромобилей в XXI веке. Первые образцы известных марок уже в продаже. Вот только покорить сердца покупателей им будет не легче, чем некогда "карете с мотором" Готтлиба Даймлера.
При весьма скромных возможностях новинки стоят огромных денег. Первый "эмобиль" Mitsubishi с довольно невыразительным названием i-MiEV - незамысловато меблированная машина с яйцевидным кузовом и литиевым аккумулятором под днищем. На одной зарядке она может преодолеть до 100 км летом и до 60 км зимой, но выложить за нее придется 34 390 евро. К столь же катастрофическому соотношению цены и толковости приближается и "эмобиль" Nissan Leaf, продажи которого в Германии должны начаться в 2011 году и которому европейские автомобильные журналисты не так давно присвоили титул "автомобиль года".
Даже без серьезного исследования рынка понятно, что в расчетах автомобилестроителей что-то не сходится: кто захочет заплатить за хороший седан и получить спартанское средство передвижения, ресурс которого едва ли позволит выезжать за городскую черту?
Все автоконцерны стоят перед общей проблемой: даже самые современные аккумуляторы слишком дороги, маломощны и тяжелы, чтобы создавать "эмобили" на базе привычных кузовов. Автомобиль и без того страдает избыточным весом.
"Переводить автомобили существующих кузовных концепций на электротягу - путь тупиковый", - убежден Райнер Курек, директор мюнхенского холдинга MVI Group GmbH, разрабатывающего, в частности, кузова. В недавно вышедшей книге он призывает пересмотреть подход. "Нынешний ажиотаж вокруг электромобильности затрудняет понимание того, что автомобили за прошедшие десятилетия слишком прибавили в весе", - пишет инженер.
Так, Volkswagen Golf первой серии 1974 года весит 750 кг. Новый Golf почти на полтонны тяжелее. Он на целый класс больше и в стандартном оснащении оборудован восемью подушками безопасности. Даже если при скорости в 64 км/ч перед ним вырастет стена, пассажиры практически не пострадают. Находись люди в предшественнике современного Golf, это означало бы верную гибель.
До сих пор считалось, что прогресс неразрывно связан с утяжелением. Так, алюминиевый кузов в автомобилях Audi класса люкс лишь компенсирует тяжесть полного привода, которым "дочка" VW гордится, как своим фирменным почерком. Технической революцией это не назовешь.
Куда больший шаг вперед сегодня пытается сделать BMW. В ближайшие три года мюнхенцы планируют представить электромобиль совершенно нового типа. На модель с рабочим названием Megacity Vehicle (MCV) будет устанавливаться не стальной или алюминиевый кузов, а легкосплавная рама-основание с закрепленным на ней кузовом из углепластика - пластмассы, усиленной углеволокном.
Работы ведутся совместно с висбаденским предприятием SGL Carbon, единственным европейским производителем изделий из углепластика, некогда отпочковавшимся от химического концерна Hoechst. До сих пор SGL Carbon зарабатывал на других продуктах из углерода, в частности, на графите. Но теперь ожидается, что углепластик из экзотической изюминки превратится в прибыльный бизнес. Глава правления Роберт Келер говорит о "мегатренде замещения материалов".
Углеродное волокно, которое в десять раз тоньше человеческого волоса, производится совместным предприятием SGL и BMW на северо-западе США. Технология энергоемкая, но в гористом штате Вашингтон электричество благодаря ГЭС стоит дешевле.
Еще более ощутимой экономии планируется добиться на дальнейших этапах. Чудесная пряжа из Америки доставляется в небольшой городок Верхнего Пфальца. В технопарке неподалеку от Вакерсдорфа, где первоначально должны были изготавливаться твэлы для ядерных реакторов, сегодня строится уникальная текстильная фабрика для нужд кузовного производства.
Четыре "вязальные машины", каждая размером с товарный вагон, стоят в цехе площадью 7500 кв. м. Установки, напоминающие ткацкие станки, выпускают углеткань с совершенно беспрецедентной скоростью.
Задача производственного подразделения ясна. "Необходимо отойти от ремесленного процесса", - рассказывает директор Андреас Вюльнер. Инженеру-экономисту поручили разогнать до промышленных скоростей выпуск углепластика, который сегодня осуществляется практически в условиях мануфактуры. Ускорение - ключевой фактор запланированного сокращения издержек на порядок.
Рулоны углеткани, как гигантские свернутые ковры, отсюда отправляются в Ландсхут. На заводе BMW в Нижней Баварии ткань превращается в твердые ударопрочные кузовные детали. Теперь важно не потерять скорость, задаваемую вакерсдорфскими ткацкими станами. Это наиболее узкое место всего производственного цикла.
Пропитанным смолой выкройкам из углеткани при помощи пресса придается необходимая форма, в которой заготовки должны затвердеть. По традиционной технологии процесс осуществляется в закрытых печах при температуре около 500 градусов и отнимает несколько часов. Это главная причина необычайной дороговизны углепластика.
В Ландсхуте BMW использует специальные пресс-формы, в которых детали затвердевают при всего 100-градусной температуре меньше чем за 10 минут. Это стало возможным благодаря изменению химического состава смолы и отвердителей в сочетании с колоссальным давлением.
Здесь уже производятся крыши для спорткаров МЗ. Это своего рода генеральная репетиция для производства "градомобиля" MCV. Цеха углепластиковых деталей для MCV уже строятся рядом. В 2011 году в их оборудование планируется инвестировать 40 млн евро.
На начальном этапе кузова автомобилей для мегаполисов будут формоваться при помощи трех прессов высотой с двухэтажный дом, каждый стоимостью в миллионы евро. Именно они будут "задавать темп" при производстве кузовов, поясняет Андреас Райнхардт, отвечающий за углепластиковую составляющую.
Правда, пока выпуск углепластиковых деталей даже в Ландсхуте по скорости существенно уступает классическим технологиям. По сравнению с привычной для автопрома штамповкой даже 10 минут - целая вечность. Стальным заготовкам нужную форму придают за 4 секунды, за 10 минут можно получить 150 деталей.
Специалисты, не связанные с BMW, сомневаются, что углепластиковые кузова в крупносерийном производстве в ближайшем будущем могут оказаться рентабельными. Конструктор Курек делает ставку на облегчение конструкции "за счет традиционных и уже зарекомендовавших себя материалов" - здесь, по его мнению, тоже имеется немалый потенциал. Без ущерба для безопасности и без применения дорогостоящего углепластика можно уменьшить вес автомобиля примерно на 30%, создав "базу для автомобилей будущего с гибридным двигателем или электромотором".
Нельзя, чтобы легкость конструкции была дорогостоящей роскошью, убежден Курек. Серьезные рыночные перспективы для электромобилей он видит исключительно в нижнем ценовом сегменте - "такие транспортные средства удовлетворяют потребность в мобильности лишь до определенной степени и едва ли могут претендовать на роль дорогих престижных моделей".
Устами Курека глаголет истина, простая и вместе с тем горькая. Немецкий автопром держится на премиум-классе, на любви к спорткарам и к автороскоши. В обыденной культуре мобильности, когда автомобиль оказывается разжалованным до статуса бездушного городского шаттл-сервиса, таким маркам, как Audi, BMW или Mercedes, будет негде себя проявить.
Углепластиковое детище BMW - наиболее оригинальная на сегодня попытка решить эту проблему. На базе автомобиля для мегаполисов также планируется создать благородный спорткар с гибридным двигателем: компактный дизельный агрегат обеспечит неограниченную мобильность, электромотор и легкость конструкции - хорошие ходовые характеристики и весьма впечатляющую экономичность.
Идеи других производителей свидетельствуют, скорее, о недоумении, в котором те пребывают. Так, Mercedes и Audi разрабатывают спорткары на электрической тяге. Увы, элементарные технические характеристики новинок позволяют понять, что речь идет только о красивой упаковке.
Audi надеется выйти в "высшую лигу спортивных электрокаров" со своим гоночным авто R8 e-tron, Mercedes - с моделью SLS, получившей мощные аккумуляторные батареи и крыловидные двери. Максимальная мощность двигателя Audi R8 e-tron - 230 Квт (313 л.с.) - сулит упоение динамичным вождением. Автомобиль, как утверждает компания, "срывается с места и за 4,5 секунды разгоняется до 100 км/ч".
Энергию для рывка двигатель получает от аккумуляторной батареи емкостью 42 кВт/ч. Учитывая современный уровень техники, только соответствующий литиевый аккумулятор при весе более чем в полтонны должен стоить 40 тыс. евро.
Ресурс хода рассчитать несложно: с педалью в пол аккумуляторы разрядятся через 10 минут - конечно, если столь стремительное опустошение не выведет их из строя.
На 24-часовых гонках "Ла-Манш" в 2010 году концерн Audi отправил высоковольтного скакуна в дополнительный заезд, чтобы в полной мере продемонстрировать мощь подобных авто. Пилоту наказали: ни в коем случае не гнать всю дистанцию на пределе. Инженеры сомневались, что аккумуляторы не подведут. Дальность заезда - 13,6 км.
Электромобиль остается слишком дорогим, тяжеловесным и маломощным. Главный "недуг" - большой вес аккумуляторов. BMW планирует делать кузова из ультралегкого углеволокна. Автомобиль покорил мир не сразу. Спустя десятилетия после своего изобретения в 1886 году он оставался экзотикой городского пейзажа, вещью непомерно дорогой и непрактичной. Не было даже заправок.
Вероятно, столь же постепенным будет и распространение электромобилей в XXI веке. Первые образцы известных марок уже в продаже. Вот только покорить сердца покупателей им будет не легче, чем некогда "карете с мотором" Готтлиба Даймлера.
При весьма скромных возможностях новинки стоят огромных денег. Первый "эмобиль" Mitsubishi с довольно невыразительным названием i-MiEV - незамысловато меблированная машина с яйцевидным кузовом и литиевым аккумулятором под днищем. На одной зарядке она может преодолеть до 100 км летом и до 60 км зимой, но выложить за нее придется 34 390 евро. К столь же катастрофическому соотношению цены и толковости приближается и "эмобиль" Nissan Leaf, продажи которого в Германии должны начаться в 2011 году и которому европейские автомобильные журналисты не так давно присвоили титул "автомобиль года".
Даже без серьезного исследования рынка понятно, что в расчетах автомобилестроителей что-то не сходится: кто захочет заплатить за хороший седан и получить спартанское средство передвижения, ресурс которого едва ли позволит выезжать за городскую черту?
Все автоконцерны стоят перед общей проблемой: даже самые современные аккумуляторы слишком дороги, маломощны и тяжелы, чтобы создавать "эмобили" на базе привычных кузовов. Автомобиль и без того страдает избыточным весом.
"Переводить автомобили существующих кузовных концепций на электротягу - путь тупиковый", - убежден Райнер Курек, директор мюнхенского холдинга MVI Group GmbH, разрабатывающего, в частности, кузова. В недавно вышедшей книге он призывает пересмотреть подход. "Нынешний ажиотаж вокруг электромобильности затрудняет понимание того, что автомобили за прошедшие десятилетия слишком прибавили в весе", - пишет инженер.
Так, Volkswagen Golf первой серии 1974 года весит 750 кг. Новый Golf почти на полтонны тяжелее. Он на целый класс больше и в стандартном оснащении оборудован восемью подушками безопасности. Даже если при скорости в 64 км/ч перед ним вырастет стена, пассажиры практически не пострадают. Находись люди в предшественнике современного Golf, это означало бы верную гибель.
До сих пор считалось, что прогресс неразрывно связан с утяжелением. Так, алюминиевый кузов в автомобилях Audi класса люкс лишь компенсирует тяжесть полного привода, которым "дочка" VW гордится, как своим фирменным почерком. Технической революцией это не назовешь.
Куда больший шаг вперед сегодня пытается сделать BMW. В ближайшие три года мюнхенцы планируют представить электромобиль совершенно нового типа. На модель с рабочим названием Megacity Vehicle (MCV) будет устанавливаться не стальной или алюминиевый кузов, а легкосплавная рама-основание с закрепленным на ней кузовом из углепластика - пластмассы, усиленной углеволокном.
Работы ведутся совместно с висбаденским предприятием SGL Carbon, единственным европейским производителем изделий из углепластика, некогда отпочковавшимся от химического концерна Hoechst. До сих пор SGL Carbon зарабатывал на других продуктах из углерода, в частности, на графите. Но теперь ожидается, что углепластик из экзотической изюминки превратится в прибыльный бизнес. Глава правления Роберт Келер говорит о "мегатренде замещения материалов".
Углеродное волокно, которое в десять раз тоньше человеческого волоса, производится совместным предприятием SGL и BMW на северо-западе США. Технология энергоемкая, но в гористом штате Вашингтон электричество благодаря ГЭС стоит дешевле.
Еще более ощутимой экономии планируется добиться на дальнейших этапах. Чудесная пряжа из Америки доставляется в небольшой городок Верхнего Пфальца. В технопарке неподалеку от Вакерсдорфа, где первоначально должны были изготавливаться твэлы для ядерных реакторов, сегодня строится уникальная текстильная фабрика для нужд кузовного производства.
Четыре "вязальные машины", каждая размером с товарный вагон, стоят в цехе площадью 7500 кв. м. Установки, напоминающие ткацкие станки, выпускают углеткань с совершенно беспрецедентной скоростью.
Задача производственного подразделения ясна. "Необходимо отойти от ремесленного процесса", - рассказывает директор Андреас Вюльнер. Инженеру-экономисту поручили разогнать до промышленных скоростей выпуск углепластика, который сегодня осуществляется практически в условиях мануфактуры. Ускорение - ключевой фактор запланированного сокращения издержек на порядок.
Рулоны углеткани, как гигантские свернутые ковры, отсюда отправляются в Ландсхут. На заводе BMW в Нижней Баварии ткань превращается в твердые ударопрочные кузовные детали. Теперь важно не потерять скорость, задаваемую вакерсдорфскими ткацкими станами. Это наиболее узкое место всего производственного цикла.
Пропитанным смолой выкройкам из углеткани при помощи пресса придается необходимая форма, в которой заготовки должны затвердеть. По традиционной технологии процесс осуществляется в закрытых печах при температуре около 500 градусов и отнимает несколько часов. Это главная причина необычайной дороговизны углепластика.
В Ландсхуте BMW использует специальные пресс-формы, в которых детали затвердевают при всего 100-градусной температуре меньше чем за 10 минут. Это стало возможным благодаря изменению химического состава смолы и отвердителей в сочетании с колоссальным давлением.
Здесь уже производятся крыши для спорткаров МЗ. Это своего рода генеральная репетиция для производства "градомобиля" MCV. Цеха углепластиковых деталей для MCV уже строятся рядом. В 2011 году в их оборудование планируется инвестировать 40 млн евро.
На начальном этапе кузова автомобилей для мегаполисов будут формоваться при помощи трех прессов высотой с двухэтажный дом, каждый стоимостью в миллионы евро. Именно они будут "задавать темп" при производстве кузовов, поясняет Андреас Райнхардт, отвечающий за углепластиковую составляющую.
Правда, пока выпуск углепластиковых деталей даже в Ландсхуте по скорости существенно уступает классическим технологиям. По сравнению с привычной для автопрома штамповкой даже 10 минут - целая вечность. Стальным заготовкам нужную форму придают за 4 секунды, за 10 минут можно получить 150 деталей.
Специалисты, не связанные с BMW, сомневаются, что углепластиковые кузова в крупносерийном производстве в ближайшем будущем могут оказаться рентабельными. Конструктор Курек делает ставку на облегчение конструкции "за счет традиционных и уже зарекомендовавших себя материалов" - здесь, по его мнению, тоже имеется немалый потенциал. Без ущерба для безопасности и без применения дорогостоящего углепластика можно уменьшить вес автомобиля примерно на 30%, создав "базу для автомобилей будущего с гибридным двигателем или электромотором".
Нельзя, чтобы легкость конструкции была дорогостоящей роскошью, убежден Курек. Серьезные рыночные перспективы для электромобилей он видит исключительно в нижнем ценовом сегменте - "такие транспортные средства удовлетворяют потребность в мобильности лишь до определенной степени и едва ли могут претендовать на роль дорогих престижных моделей".
Устами Курека глаголет истина, простая и вместе с тем горькая. Немецкий автопром держится на премиум-классе, на любви к спорткарам и к автороскоши. В обыденной культуре мобильности, когда автомобиль оказывается разжалованным до статуса бездушного городского шаттл-сервиса, таким маркам, как Audi, BMW или Mercedes, будет негде себя проявить.
Углепластиковое детище BMW - наиболее оригинальная на сегодня попытка решить эту проблему. На базе автомобиля для мегаполисов также планируется создать благородный спорткар с гибридным двигателем: компактный дизельный агрегат обеспечит неограниченную мобильность, электромотор и легкость конструкции - хорошие ходовые характеристики и весьма впечатляющую экономичность.
Идеи других производителей свидетельствуют, скорее, о недоумении, в котором те пребывают. Так, Mercedes и Audi разрабатывают спорткары на электрической тяге. Увы, элементарные технические характеристики новинок позволяют понять, что речь идет только о красивой упаковке.
Audi надеется выйти в "высшую лигу спортивных электрокаров" со своим гоночным авто R8 e-tron, Mercedes - с моделью SLS, получившей мощные аккумуляторные батареи и крыловидные двери. Максимальная мощность двигателя Audi R8 e-tron - 230 Квт (313 л.с.) - сулит упоение динамичным вождением. Автомобиль, как утверждает компания, "срывается с места и за 4,5 секунды разгоняется до 100 км/ч".
Энергию для рывка двигатель получает от аккумуляторной батареи емкостью 42 кВт/ч. Учитывая современный уровень техники, только соответствующий литиевый аккумулятор при весе более чем в полтонны должен стоить 40 тыс. евро.
Ресурс хода рассчитать несложно: с педалью в пол аккумуляторы разрядятся через 10 минут - конечно, если столь стремительное опустошение не выведет их из строя.
На 24-часовых гонках "Ла-Манш" в 2010 году концерн Audi отправил высоковольтного скакуна в дополнительный заезд, чтобы в полной мере продемонстрировать мощь подобных авто. Пилоту наказали: ни в коем случае не гнать всю дистанцию на пределе. Инженеры сомневались, что аккумуляторы не подведут. Дальность заезда - 13,6 км.
{PAGE}
| В ДВА РАЗА ЛЕГЧЕ СТАЛИ Матово-черный полимер - конструкционный материал высшей пробы, который по химической структуре напоминает алмаз. Он прочнее и в два с лишним раза легче стали. Кузов городской модели BMW должен получиться на 250-300 кг легче, чем у аналогичных по размеру электромобилей традиционной конструкции. Дополнительный вес аккумуляторов будет компенсирован полностью. Аналогов этой концепции в автомобилестроении нет. Это самый сенсационный проект отрасли, и конкуренты баварцев недоумевают, как такое решение может быть рентабельным. Углепластик существует уже почти полвека, используется в авиастроении и конструкциях космических кораблей, в гоночных автомобилях, а с недавних пор и в лопастях ветряных электростанций. Производство из него серийных автомобилей кажется безумной идеей. Дело в том, что углепластик в 50 раз дороже стали. Деталь кузова из листовой стали на выходе обходится примерно в 4 евро за килограмм, из углепластика - минимум в 200 евро. Чтобы достичь заявленного облегчения конструкции, BMW придется использовать этот материал в больших количествах. По всей видимости, на каждый автомобиль потребуется 150-200 кг полимера. Разумеется, BMW не собирается выводить на рынок первый городской автомобиль, один кузов которого стоил бы 40 тыс. евро. Инженеры концерна задались целью снизить себестоимость углепластика на порядок. Это технологическая революция. |
Подписывайтесь на PROFILE.RU в Яндекс.Новости или в Яндекс.Дзен. Все важные новости — в telegram-канале «PROFILE-NEWS».
