Начнем с того, чо головное освещение автомобиля — это первейший элемент активной безопасности, наряду с рулевым управлением, тормозами и тд. Формально первой автомобильной фарой считается керосиновая лампа. Но когда я готовил к печати этот материал, вдруг из юности всплыла одна заметка (в бумажной тогда ещё газете, по-моему, «Комсомольской правде»), которая рассказывала о всяческих юридических казусах и курьезных законах. Один из них мне хорошо запомнился потому, что автомобилями я тогда уже увлекался и занимался. Тот давний закон гласил, что «…впереди самодвижущейся тележки обязан идти специальный человек с флагом, если это днём, или с факелом, если ночью, а также периодически стрелять в воздух из револьвера». Цитата эта, разумеется, приведена мною по памяти, поскольку источник давно утерян и его следов в нынешнем цифровом пространстве я не нашел. Другими словами, первым автомобильным сигналом был револьвер, а первым головным освещением автомобиля — факел!
Начнем с того, чо головное освещение автомобиля — это первейший элемент активной безопасности, наряду с рулевым управлением, тормозами и тд. Формально первой автомобильной фарой считается керосиновая лампа. Но когда я готовил к печати этот материал, вдруг из юности всплыла одна заметка (в бумажной тогда ещё газете, по-моему, «Комсомольской правде»), которая рассказывала о всяческих юридических казусах и курьезных законах. Один из них мне хорошо запомнился потому, что автомобилями я тогда уже увлекался и занимался. Тот давний закон гласил, что «…впереди самодвижущейся тележки обязан идти специальный человек с флагом, если это днём, или с факелом, если ночью, а также периодически стрелять в воздух из револьвера». Цитата эта, разумеется, приведена мною по памяти, поскольку источник давно утерян и его следов в нынешнем цифровом пространстве я не нашел. Другими словами, первым автомобильным сигналом был револьвер, а первым головным освещением автомобиля — факел!
Самая первые автомобильная фара
Но официально, первая фара в мире действительно представляли собой керосиновую лампу, а иногда и масляный светильник. Ведь керосин тогда был такой же обыденной вещью, как у нас сегодня электричество, газ или бензин. На улицах горели керосиновые фонари, в помещениях висели на стенах керосиновые лампы, и даже еду готовили на керогазах, примусах и прочих «керосинках». То есть, налицо имела место банальная унификация.
Учитывая уровень тогдашнего автопрома (если его можно было так вообще назвать) и технологии конца ХIХ века, керосиновой лампы в качестве головного освещения вполне хватало. Ведь скорость автомобиля не превышала 10-12 километров в час, а это, в сущности, скорость бегущего человека или шагающей лошади. Но по большому счету керосиновые фары не столько освещали дорогу перед автомобилем, сколько обозначали его наличие на дороге. Однако и «автопром» рос, и скорости автомобилей — также.
На автомобильные крылья со лба паровоза
С инженерной точки зрения автомобильная фара и сегодня остается той же, как в начале ХХ века. На машины уже устанавливался так называемый ацетиленовый прожектор, который активно применялся… да — на паровозах! Дело в том, что к этому моменту (1908 год) была придумана новая схема работы ацетиленовой горелки — рефлектор и линза дали свету строгое направление, благодаря чему видимость и освещенность дороги выросли, например, до 100-200 метров, а это уже позволяло машинам ездить с «почти автомобильными» скоростями.
Корпус, источник света (фонарь, горелка, лампа), отражатель и рассеиватель светового пучка — вот принципиальное устройство автомобильной головной оптики за все минувшие 140 лет.
Конструкция ацетиленового прожектора (или фары) была, разумеется, в разы сложнее керосиновой лампы. Чтобы включить головной свет на том же паровозе, машинист должен был поднять стеклянные колпаки прожекторов, подлить в карбид воды, открыть специальный кран подачи ацетилена и зажечь спичкой горелки. Ацетилен вырабатывался в отдельном баке из двух отсеков, куда перед поездкой нужно было насыпать того же карбиду кальция, а во второй залить воду. Впрочем, как и запастись дровами/углём и заправить водой бак парового двигателя.
Электричество появилось — ура!
Электрические фары стали применяться с начала 20-х годов. Хотя лампы накаливания с нитью из вольфрама придумали и изобрели еще в XIX веке, тем не менее «дорабатывают» лампы до сих пор. Для их работы на автомобиле требовался собственный и при этом автономный источник тока, и только после изобретения генератора в 1912 году в автомобилях появился собственный электрический свет.
Одними из первых электрические фары, впрочем, как и многие другие инновации, которые поначалу всегда являются довольно дорогими опциями, получают, понятно, автомобили из люкс-сегментов. В частности, в данном случае (с электрическими фарами) это были авто — Cadillac и Rolls-Royce.
Технологии упрощались, приборы и устройства дешевели. Но теперь, когда и автомобилей на дорогах становилось все больше, и света они значительно «прибавили», проявилась другая проблема — встречные водители нещадно слепили друг друга. Именно тогда начали появляться и первые корректоры. Их было много разных конструкций и типов — тросовые, рычажные, гидравлические, включая банальный реостат, который регулировал яркость фар рычажком из салона.
Были еще и некоторые другие «принципиальные схемы», которые дошли до наших дней. Например, лампы с двумя (и даже с тремя) нитями накаливания, две пары фар (вспомним родную до боли ВАЗовскую «шестёрку), а к 1920-м годам был изобретен ещё и рассеиватель.
Примечание: Два мира — две точки «освещения». Приблизительно с 50-х годов, а конкретно — после Второй мировой войны, по разные стороны океана стали по-разному смотреть на автомобильное освещение — и головное, и всё остальное. Цвет огней и фонарей автомобиля в Европе был стандартизован Венской конвенцией в 1949 году, а почти через 20 лет, в 1968 году, «узаконен» ещё и Конвенцией ООН «О дорожном движении». Согласно ныне действующим международным ПДД, передние фары должны иметь белый или жёлтый свет, сигналы поворота — жёлтый или янтарный, а задние фонари, включая стоп-сигналы — однозначный красный. А вот в США и вообще в Северной Америке «поворотники» могут быть и оранжевого, и красного цвета. Имеются также различия в цветовом пучке и в других параметрах головного света американских и европейских автомобилей; именно так «продвинутые» автомобилисты отличают «американцев» в потоке машин.
Галогенки — ещё более громкое «ура»
Вольфрамовая нить в традиционной лампе накаливания со временем испаряется, истончается и, в конце концов, рвётся; мы это называем — «лампа перегорела». Чтобы увеличить срок ее службы, колбу стали заполнять так называемым галогенидом — газообразным соединением брома или йода (отсюда и название — галогеновая/галогенная лампа). К радости изобретателей все характеристики лампы улучшились даже не на проценты, а — в разы! Светоотдача выросла в полтора раза, ресурс лампы — в два раза, теплоотдача упала втрое и, наконец, возросла мощность лампы при тех же «бортовых энергозатратах». А в 1971 году компания Hella представила автомобильной общественности галогенную лампу и вовсе с двумя нитями. То есть, ныне нам известный ближний и дальний свет в одной фаре был придуман почти полвека назад.
И до сих пор «работает».
Другие типы «раздачи» света
Ксенон в качестве «наполнителя» колбы увеличивает и эффективность освещения, и световой поток по спектру приближает к естественному солнечному.
Причем в современных ксеноновых газоразрядных ламах светится уже не вольфрамовая нить, а сам газ. Ксенон (свою очередь) потребляет ещё меньше энергии, светит ярче галогеновых и служит дольше. Излучает свет в диапазоне до 4000 кельвинов, что очень близко к дневному. Однако конструкция ксенона сложна, состоит из блока розжига, омывателя, корректора, потребляет много электричества, а самое печальное — работает «на лампочках», которые, как оказывается, также «горят».
.
Светодиоды потребляют значительно меньше энергии, служат даже не в разы, а на порядок дольше, устройство их значительно проще, отсутствует характерная инерция при включении, как это имеет место у ксенона. Им не нужны дополнительные «разжигающие» блоки, их легче устанавливать и обслуживать; они значительно снижают нагрузку на бортовую электрическую сеть, их свет ещё ближе к дневному и значительно меньше утомляют водителя. А самое главное, больше не нужно их менять, как это было раньше с лампочками.
LED-системы устроены на «базе» светодиодов, и сделала это снова компания Hella (это не реклама, а констатация факта; именно тут придумали эту матричную «схему»). Она не слепит встречного водителя (и даже встречных водителей), поскольку ЭБУ (процессор) получает информацию от камер и датчиков и выключает отдельные группы светодиодов, если «видит» встречных, модуль выборочно выключает освещение участков проезжей части впереди себя.
Примечание из личного опыта
Мне когда-то удалось видеть презентацию подобной системы, которую организовывал Мерседес (также — не реклама). Фары автомобиля включали журналистам на асфальте поочередно — квадраты, треугольники и трапеции света, и, наконец, высветилось даже само слово «Mercedes». Впечатлило…
Лазерная оптика — не просто передовой край «светооптического фронта», а самый его интенсивно светящийся «наконечник», авангард! Однако лазер — пока еще экзотика, поскольку обычный рядовой потребитель не готов платить по 15 тысяч евро за одну «лампочку». Их также с недавнего времени презентуют на различных мероприятиях и обещают, цитата: «…невиданную доселе компактность, могучую интенсивность света и… невероятную экономичность…»
…но не сегодня и пока ещё не завтра.
Иные производители уже предлагают в качестве опций дорогущие лазерные фары для BMW i8, Audi R8 LMX и некоторых других дорогих супер- и гиперкаров.
Формы и материал фар — стекло или пластик
А вот этот «параметр» (стекло или поликарбонат) на развитие автомобильного головного освещения оказал куда большее влияние, чем все вместе взятые ксеноны, и прочие «двухэтажные» и «линзованные» оптики.
Почему?
А потому что поликарбонат, имея все сходные эксплуатационные характеристики с традиционным стеклом, позволил отказаться и от линзы, и вообще от круглой формы, поскольку теперь свет распределяет рассеиватель, имея при этом любую форму. Твердость по Шору, крепость на излом и разбитие, способность к «выживанию» в экстремальной среде (самый-самый передок автомобиля), податливость к шлифовке и полировке — все эти козыри буквально вытеснили стекло, и стеклянную фару вы сегодня сможете отыскать разве что на каком-нибудь очень старом авто.
Структура поликарбоната при его изготовлении в условиях завода-производителя позволяет создать и нужное количество мелких сот, и каждую из них «научить» задавать нужное направление световому пучку. Теперь рассеиватель может «себе позволить» не быть круглым, именно поэтому последние поколения автомобилей имеют фары, фонари и подфарники — самых разных форм и конфигураций.
Компания Opel ещё в 1993 годы на своей модели Omega (также не реклама) впервые применила пластиковый, а точнее — поликарбонатный, рассеиватель, что, во-первых, повысило «светопропускную» способность фары и, во-вторых, радикально снизило ее вес — почти на целый килограмм. А это в среде разработчиков автомобилей считается весьма существенным достижением!
Поворотные фары массово начали появляться в конце 90-х, хотя самым первым производителем, который в 1968 году применил их в серийном автомобиле, был французский Ситроен — на своей легендарной модели Citroën DS.
Конструкций фар, которые умеют «заглядывать в поворот», сегодня множество — это и реально «поворочаивающиеся» механизмы, и специальные шторки внутри фары, и «просто» включающаяся нужная (левая или правая) противотуманка. Словом, — много. Но куда интереснее сегодня — лидары, радары и ПНВ (приборы ночного видения), которые умеют проецировать картинку из темноты — прямо на лобовое стекло перед водителем.
Вот это — действительно интересно!
И — безопасно!
Сергей Жебаленко
автомобильный инженер, журналист,
специально для сайта автосервиса «Восток-Авто».
