Автомобиль недели: Ferox Azaris
Австралийцы из Перта разработали и построили шестиколесное транспортное средство для участия в «инопланетных» тендерах DARPA - подразделения Минобороны США, занимающегося передовыми исследовательскими проектами. Но готовы продать пару штук и богатеньким землянам. Ferox Azaris: это что еще за фрукт?
Слыхали когда-нибудь о такой штуке, как физалис? Это растение, которое приносит странные плоды, похожие на крошечный желтый помидор внутри цветка-коробочки. По сути, это и есть дальний родственник помидора, но на вкус (а их еще и едят!) - нечто совершенно необычное: смесь паслена, земляники, ананаса и еще бог знает какой фруктово-ягодной вкуснятины.
Точно то же самое можно сказать и о странном транспортном средстве, которое вы увидите на следующей фотографии. Невообразимая смесь вкусов и технологий! Багги? Да где там - от автомобиля (а сама идея Buggy подразумевает использование хоть каких-то “останков” авто) здесь нет ровным счетом ничего. Квадроцикл? Но ведь колес-то шесть… И хоть мотор здесь вполне обычный - 125-сильный “оппозитник” от мотоцикла BMW R 1200 GS - руководитель проекта и босс компании Ferox Advanced Vehicles Corporation Трой Уиллер считает его неизбежным злом. От которого инженеры избавятся на следующей же фазе испытаний, чтобы заменить ДВС на новый электрический мотор и систему рекуперации тормозной энергии.
Так из-за чего, собственно, сыр бор: что мы, мотоколясок не видели? Ну, таких - не видели. Одним из главных отличий шестиколесного Ferox Azaris от большинства известных нам средств передвижения является система привода. Точнее, ее отсутствие: установленные в ступицах четырех задних колес моторы работают от… гидравлической жидкости, которую под давлением подает в них гидронасос, вращаемый мотоциклетным движком. Фантастика? По большому счету, нет: о транспорте с гидромоторами вы наверняка тоже слышали.
Вот только сфера применения гидравлических моторов с неограниченным углом вращения (ось которых может не только совершать возвратно-поступательные движения, как плунжер гидроцилиндра на бульдозере или экскаваторе, но и свободно вращаться) обычно ограничивается сельскохозяйственной и специальной техникой. Везде, где нужно приложить огромное усилие с минимальными потерями, найдется гидравлический мотор. Но если он настолько эффективен, почему до сих пор не применяется в автомобилестроении?
Применяется! На крупнотоннажных грузовиках, разработчикам которых нет нужды экономить каждый доллар, грамм и сантиметр, гидравлика приводит в движение колеса на “вспомогательных” осях, не имеющих механической связи с трансмиссией и двигателем внутреннего сгорания. Это проще, чем городить дополнительные редукторы и карданы, а возможность как угодно изгибать магистрали для жидкости, циркулирующей в гидросистеме между насосом и моторами, позволяет демонстрировать чудеса компоновки, используя простаивающие уголки шасси. С оглядкой на то, что подобным оборудование не брезгуют бренды уровня MAN, Renault Trucks, Volvo Truck и Mercedes-Benz, идея явно не так уж и плоха…
Впрочем, есть у нее и “бока”: большинство гидравлических систем работает под огромным давлением - от 200 до 1000 технических атмосфер (ат), что выдвигает особые требования перед гидравлическим насосом и магистралями, по которым жидкость передается на гидромоторы. Например, “мерседесовская” гидравлическая ось HAD (Hydraulic Auxiliary Drive), мощность которой чуть больше 150 л.с., работает под давлением в 450 бар (~460 ат) и требует циркуляции 350 литров специальной жидкости. Для легкового транспорта - и уж тем более для такого “кузнечика”, как Ferox Azaris, - такие параметры системы просто неприемлемы.
Эксперименты с “конверсией” гидравлических систем под нужды легкового транспорта уже проводились. Точнее, изыскания: еще 20 лет назад газета New York Times опубликовала статью о потенциале и низких потерях гидравлических приводных систем. В 2008-м соавтор этой статьи, американский изобретатель из штата Висконсин Инго Валентин продемонстрировал проект гибридного дизель-гидравлического автомобиля Ingocar c газово-гидравлическим аккумулятором кинетической энергии (по принципу работы наподобие гидропневматической подвески Citroen) и четырьмя гидромоторами в ступицах колес.
Машина расходовала всего около 2,5 литров ДТ/100 км на привод дизельного мотора (от него запитывался компрессор, поддерживающий давление в системе, а при необходимости механически приводились в движение и сами колеса). Жаль, но производительность гидравлической части “гибрида” была весьма посредственной.
Винтажное видео о принципе работы дизель-гидравлического «гибрида» Ingocar
В городском режиме езды, с регулярными торможениями и остановками, во время которых в гидроаккумуляторе рекуперировалась энергия, “Ингокар” мог проехать без помощи ДВС всего 7-9 км. А на шоссе запас хода “на чистой гидравлике” падал до 5 км. По всей видимости, этот показатель стал камнем преткновения, и проект Ingocar до сих пор остается лишь теорией (хотя, если верить сайту компании Valentin Technologies, куда более продвинутой, чем в 2008-м). Так чем на этом фоне отличается еще более странный шестиколесник Azaris?
Ну, во-первых, он существует не только на бумаге или в виде 3D-модели: инженеры Ferox Advanced Vehicles Corporation построили несколько действующих прототипов, один из которых - Ferox Azaris - сейчас перед вами. Выглядит он как какой-нибудь “луноход” - и неспроста: компания время от времени принимает участие в тендерах на разработку разной передовой техники (в том числе и для передвижения по поверхности других планет), которые проводит DARPA - подразделение Минобороны США, занимающееся передовыми исследовательскими проектами. В общем, шасси “Азариса” с длинноходной подвеской на рычагах-балансирах первоначально строилось именно под задачи беспилотного планетохода.
Понятно, что при таком раскладе мотоциклетный ДВС на борту - как бельмо в глазу. Но раньше было хуже: на первом прототипе шасси стоял четырехцилиндровый оппозитник от Subaru, так что мотоциклетный мотор - это уже прогресс. Тем более, что его место вскоре займет электромотор. Стоп, а не проще ли было отказаться от всей этой гидравлической кадрили в пользу обычных электрических мотор-колес? Не проще и не лучше, - уверен Трой Уиллер. И вот почему.
Во-первых, электрические мотор-колеса тяжелее. Каждый гидромотор в ступице “Азариса” весит 11 кг и выдает солидную тягу в 680 Н·м. По словам Уиллера, любой электрический мотор с таким крутящим моментом будет намного тяжелее, да и для питания сразу четырех мотор-колес потребуется тяжелый блок тяговых аккумуляторов. Электрический же компрессор для всей гидросистемы должен “жрать” относительно немного энергии, - тем более, что гидравлика на Ferox Azaris работает при меньшем давлении, чем в гидроосях карьерных грузовиков.
Речь идет о диапазоне в 15-70 ат (14-69 бар) - это в 30 раз ниже давления в приводе “мерседесовской” гидравлической оси HAD. А это значит, что насос может быть менее массивным, а стенки соединительных магистралей - не такими толстыми. Налицо заметная экономия не только материалов, но и массы всей конструкции! Даже сама рабочая жидкость - “бюджетная”: вместо традиционного масла разработчики “Азариса” используют раствор, на 95% состоящий из воды.
Оставшиеся 5 процентов - актикоррозионные присадки и антифриз. Ведь в случае успеха на тендере Ferox Azaris может попасть в условия, сильно отличающиеся от мягкого климата австралийского города Перт, на окраине которого он был разработан и построен. Например, на экваторе Марса температура в течение суток может с комфортных 27 градусов тепла опуститься до 50 градусов мороза.
Впрочем, для “Азариса” это не проблема, - считает руководитель проекта. - Просто команде придется потратить на тесты еще пару тысяч часов. Так что пилот в кокпите Ferox Azaris, похожего на инопланетное насекомое, не просто наяривает по песчаным дюнам на западном побережьи Австралии, - он проводит многосторонние ходовые испытания! По той же причине “концептуальности” Трой Уиллер отказывается назвать хоть какие-то характеристики “Азариса” - например, время разгона до сотни или максимальную скорость...
Зато может назвать цену! Да, несмотря на участие в тендерах военных, компания готова построить несколько экземпляров Ferox Azaris для богатеньких любителей экстрима. Остальным такую покупку не потянуть: по беглой оценке босса Ferox Advanced Vehicles Corporation шестиколесник стоит примерно 500 тысяч австралийских долларов (около 315 тысяч евро или чуть больше 10 миллионов гривен). Вот продадут с десяток - и тогда уж наверняка переведут диковинный “Азарис” на чистую электрическую тягу.