Роботы на пит-стопе, водород в баке. Будущее автоспорта уже сегодня...
Промоутеры DTM – компания ITR – объявили о намерении создать новейшую революционную гоночную серию в ближайшем будущем. Насколько реальны перспективы проведения роботизированных пит-стопов и получения тысячи лошадей от водорода – разбирается Джейк Боксалл-Легг...
«Ноябрь 2019-го». С такого титра начинается оригинальный трейлер фантастического фильма Ридли Скотта «Бегущий по лезвию», выпущенного в далеком уже 1982 году и посвященного проблеме создания роботов или, скорее, синтетических людей, именуемых репликантами, для выполнения тяжелой работы, непосильной для простых смертных.
Ну вот мы и прошли эту временную отметку. Никаких репликантов мы вокруг по-прежнему не наблюдаем, если, конечно, сами ими не являемся, а робототехника все еще находится в зачаточном – по сравнению с событиями фильма – состоянии.
Нет, автоматизированные системы, конечно, существуют и продвинулись в своем развитии довольно далеко. Роботизированные и программируемые аналоги человеческих рук, управляемые инженерами, выполняют на производстве множество операций, для которых требуется скорость и точность действий, недоступные человеку.
А как насчет спорта? В среде с принципом «быстрее, выше, сильнее», где приветствуются исключительно человеческие достижения, роботы, кажется, совсем неприменимы.
Несмотря на это, компания ITR, выполняющая функции промоутера немецкой Туринговой серии DTM, во главе с бывшим пилотом Формулы 1 Герхардом Бергером не так давно объявила о намерении в скором будущем создать революционную электрическую серию в Туринге.
Концепция нового первенства предполагает, что машины на пит-стопах будут обслуживать исключительно роботы, включая замену колес и смену батареи или водородных баков, что представляло бы опасность для механиков.
Похоже, мир автоспорта неминуемо придет к роботизированному обслуживанию машин на пит-лейне. Нет, это не значит, что мы увидим в боксах C3PO-подобных андроидов из «Звёздных войн» – в ITR предполагают, что это будут большие поворотные механизмы на рельсовом ходу со встроенными гайковертами, которые будут способны откручивать, снимать колеса и ставить новые. Что касается смены батарей, то здесь без больших производственных платформ не обойтись, поскольку необходимо будет поднимать машину и извлекать из нее довольно тяжелые ячейки.
И хотя промоутеры предлагают не заменять серию DTM новым первенством, а создать ее в дополнение к существующему чемпионату, уже сегодня можно сравнить некоторые этические моменты такого соседства.
В настоящее время механикам в DTM позволено лишь менять колеса на машинах во время пит-стопов, и в общей сложности обслуживание автомобиля занимает у них порядка десяти секунд.
Для сравнения, в Формуле 1 команды регулярно укладываются в две секунды при смене резины, но там и механиков, обслуживающих машины, больше.
Полностью роботизированные пит-стопы способны приблизить DTM к Большим Призам в плане времени проведения пит-стопа, но без лишних затрат на обслуживающий персонал. А если механизированные станции смогут передвигаться не только в поперечной плоскости, но и в продольной, то ошибки гонщиков, останавливающихся не точно напротив маркеров, будут не так заметны.
С другой стороны, роботизированные пит-стопы могут остро поднять финансовый вопрос. В DTM сегодня, как и в Формуле 1, отказываются от дозаправок во время посещения пилотами боксов из-за чрезмерной дороговизны современного заправочного оборудования, которое придется перевозить с этапа на этап. А использование производственных роботов на пит-лейне может еще сильнее увеличить расходную часть бюджетов команд.
Однако этот вопрос можно решить за счет рекламных средств. Компании, занимающиеся роботизированной техникой, заплатят любые деньги, чтобы их оборудование было задействовано на мировой арене с соответствующей рекламной отдачей. А обслуживание машин на пит-лейне исключительно роботами непременно привлечет внимание общественности, и не только из мира автоспорта, что должно положительно сказаться на популяризации брендов и серии в целом.
Помимо привлечения роботов, у ITR немало и других инновационных идей в отношении нового первенства. Предполагается, что электрическая трансмиссия новых машин будет базироваться на батареях или водородных топливных элементах и обеспечивать суммарную пиковую мощность на двух моторах порядка 1000 лошадиных сил.
Это вполне достижимая отметка, и гиперкар NIO EP9, установивший рекорд прохождения трассы Нюрбургринг до того, как его перебил Volkswagen ID.R, не раз доказывал это с применением четырех моторов.
Сегодня множество гоночных серий стремятся последовать примеру Формулы Е и перейти на электромоторы (последними к электрическому семейству примкнули первенства MotoE и E TCR), однако автоспорту уже требуются новые вызовы. И Герхард Бергер согласен с тем, что гоночный мир остро нуждается в очередных инновациях.
«Мы должны быть открыты всему новому и следить за происходящим в мире автоматизации, – заметил австриец. – Да, сегодня гибридные и электрические технологии уже прочно закрепились в семье автоспорта, но я уверен, что нам нужны новые и совершенно вдохновляющие концепции.
В данный момент мы ведем переговоры сразу с несколькими автопроизводителями и поставщиками на предмет участия в новой главе автоспорта».
И хотя в новой концепции от ITR разрешается использование ставших уже традиционными электромоторов, предполагается, что в трансмиссии также будут применяться водородные топливные элементы, что и должно ознаменовать открытие новой главы в мировом автоспорте.
После сенсационного представления водородной Honda FCX Clarity на выставке в далеком уже 2008 году эти технологии постепенно уступили место значительно подешевевшим электрическим батареям.
В то же время водород является высокореакционноспособным элементом, поскольку его первичный изотоп содержит один протон. Однако он редко встречается в таком виде – гораздо более распространенной формой водорода является двухатомная молекула. При этом H2 не любит долго находиться в одиночестве и довольно охотно стремится создать ковалентные связи с другими молекулами при помощи пары электронов.
Главным в этом импровизированном уроке химии является то, что водород невероятно трудно вычленить в соединениях, которые он уже образует. С применением электролиза молекулы водорода – требуемые для использования в водородных топливных элементах – можно получить из воды, но оборудования для осуществления этого процесса в глобальных масштабах пока не существует. Всё это ведет к тому, что на фоне стремительного падения цен на электрические батареи интерес автомобильной индустрии к водороду остается на ожидаемо прохладном уровне.
Однажды прорыв водородной технологии непременно состоится, как это было с электромоторами от Tesla, но развитие этого направления требует серьезных вложений в область безопасного сбора и хранения наводороженного газа для использования в автомобильной индустрии.
Вообще, и ребенку понятно, что за этой технологией будущее, поскольку она является абсолютно безвредной, а единственным побочным продуктом реакции между водородом и кислородом, как несложно догадаться, является простая питьевая вода.
При работе батарей и гибридов с топливными ячейками вся избыточная энергия может быть аккумулирована, за счет чего достигается повышение эффективности системы в целом, тогда как электромоторы также способны накапливать дополнительную энергию на торможениях.
Согласно расчетам, проведенным ITR, скорость новых машин может достигать 300 км/ч, что сопоставимо с современным поколением автомобилей DTM. И хотя на первых порах новое первенство рассматривается исключительно как дополнение к главному Туринговому чемпионату, в будущем оно постепенно должно перехватывать инициативу. А для упрощения такого перехода предполагается на какое-то время совместить участие двух классов автомобилей.
Возможно ли всё это?
«Конечно, тут всё зависит от множества факторов, – продолжил Бергер. – Но главным аспектом является техническая осуществимость этой идеи. Мы проводим довольно интенсивные исследования в этой области с привлечением лучшим технических специалистов.
Также мы ведем переговоры с производителями батарей и роботов на предмет полной автоматизации обслуживания машин на пит-стопах. Финансирование – тоже далеко не последний вопрос, и здесь необходимо достичь правильного баланса.
Как и сегодня в DTM, расходы должны быть жестко контролируемыми, без резких выбросов. А это возможно только при наличии централизованного подхода к производству основных агрегатов – все элементы электрической трансмиссии, управляющая электроника, батареи и топливные ячейки должны быть стандартизированы.
В настоящее время в DTM довольно эффективно применяется система технической стандартизации, так что у нас есть опыт в этом отношении».
Возможно, в следующее десятилетие эти амбициозные планы и не удастся реализовать на сто процентов, поскольку технологии с применением топливных элементов пока находятся не на должном уровне.
Что касается роботизированных пит-стопов, то эти процедуры необходимо будет очень долго и интенсивно тестировать, и неизвестно, сколько времени понадобится на то, чтобы устранить все возможные проблемы.
И хотя пока амбиции ITR выглядят весьма утопическими, неминуемо настанет день, когда весь автоспорт перейдет на безотходные водородные технологии, а машины на пит-лейне с трудно скрываемым нетерпением будут ожидать роботы.
А как же вонючий бензин, внутреннее сгорание и леденцы на пит-стопах? Всё это уйдет в прошлое, хочется вам этого или нет…
Перевел и адаптировал материал: Александр Гинько
Источник: https://www.autosport.com/dtm/feature/9682/robot-pitcrews-and-hydrogen-EUR-is-dtm-concept-plausible
