Независимый взгляд на одну знаковую российскую инновацию, утопленную потому что было проще утопить, чем прокормить.
Как вы оцениваете уровень российского автомобилестроения по шкале от 0 до 10, где 0 это очень отсталое, а 10 — примерно уровень Ирана? Я, как человек проработавший 9 лет в автомобилестроении оцениваю на 8. И тенденция грустная, но об этом в следующий раз, а сейчас о природных налогах на энергию.
Налоговая небесной канцелярии
Движущийся автомобиль можно представить как условный накопитель энергии в, опять же, условно изолированной системе автомобиль-дорога. Когда автомобиль разгоняется, то ДВС преобразует химическую энергию, содержащуюся в топливе в кинетическую энергию, накопленную в импульсе автомобиля. Когда автомобиль тормозит, он через тормозную систему эту самую кинетическую энергию преобразует в тепло, по сути выбрасывая её. Хорошей иллюстрацией этого эффекта можно считать указываемые производителем средний расход для городского цикла (не имеющего ничего общего к жизни) и для цикла загородного движения. За городом автомобиль «кушает» меньше именно потому что циклограмма разгонов и торможений подразумевает сильно меньшее кол-во циклов накопления и выбрасывания энергии. Автомобиль в основном едет с постоянной скоростью. В городе же автомобиль часто разгоняется и тормозит, а значит постоянно выбрасывает кучу энергии.
Чтобы как-то исправить ситуацию человечество начало активно внедрять гибридизацию, пойдя при этом по пути электрификации автомобиля. Первой в этом деле преуспела Toyota со своим Приусом, вышедшим на рынок в бородатом ныне 1997 году.
Однако у автомобилей с электрической гибридной системой есть один большой минус. Как её не крути, но эффективность системы будет не выше 50-60% на круг, поскольку при разгоне от батареи и при торможении с рекуперацией энергия преобразуется минимум дважды. Из химической в электрическую и из электрической в механическую. А если рассмотреть весь цикл разгон-торможение, то четырежды. И каждое преобразование происходит с уплатой налога на энергию — потерей части энергии на преобразование. Эффективность преобразования (для сравнения) описывают коэффициентом полезного действия, сравнивая сколько энергии покинуло источник, а сколько в итоге преобразовалось в движение автомобиля.
Если рассмотреть путь движения энергии на примере Приуса, то получится так: аккумулятор — выпрямитель — инвертор — электромашина — трансмиссия — колесо, ну и в обратную сторону в обратной последовательности. На круг КПД не более 60% в супер идеальном режиме затяжного плавного разгона и такого же плавного торможения.
Добавьте сюда ещё и ограничение на мощность зарядки аккумулятора. Ведь ваш любимый Сяоми (топ за свои деньги) заряжается не моментально, не правда ли? А несколько часов. В случае с автомобилем всё то же самое. «Упаковать» обратно в аккумулятор удается лишь незначительную часть потраченной на разгон энергии.
Благодарю того читателя, который не заснул читая всё вышенаписанное, извиняюсь что так объемно, но поверьте, этот кусок надо было вставить в статью, иначе не будет понятно почему технология, которую утопили такая бомбовая и почему об этом стоит грустить.
В 1965 году, тогда советский, а ныне Российский ученый Нурбей Владимирович Гулиа, предложил концепт системы накопления энергии с т.н. супермаховиком. Это особым образом выполненный вращающийся маховик, находящийся в разряженной атмосфере с очень высокой скоростью, и способный разгоняя своё вращение накапливать энергию, и, напротив, замедляясь — её отдавать. Простая и понятная концепция. Мой читатель наверняка вспомнит зарю становления системы KERS в гонках F1, и эксперименты Вильямс и Порше в этом направлении.
Но! Для того чтобы супермаховик раскрыл свой недюжий потенциал, нужна трансмиссия, способная без преобразования энергии безразрывно трансформировать механический поток так, чтобы подвести его к колесам, вращающимся по мере разгона с угловой скоростью от 0 до 2500 об/мин, от маховика, напротив, вращающегося со скоростью от 30000 до 10000 об/мин, и наоборот при торможении.
У Нурбея Владимировича на изобретение такой трансмиссии, которую назвали Супервариатор, ушло всего-то каких-то 45 лет, пока, при помощи другого, невероятно талантливого (даже скорее гениального), ныне австрийского ученого, Виталия Владимировича Давыдова, в 2009-2010 годах была выдвинута концепция многодиапазонного электромеханического вариатора с планетарным механизмом со сложным внутренним преобразованием потока мощности.
В 2014 году компания Супервариатор (группа компаний Комбарко), в своей лаборатории продемонстрировала рабочий прототип сего устройства, показав на стендовых испытаниях средний КПД прототипа в основном диапазоне регулирования на уровне 94% , при этом вариатор полностью бесступенчатый в диапазоне регулирования i=0...9. Для сравнения, КПД ступенчатой коробки передач типового авто класса Б, типа Лада Веста редко выше 83-87%. Прототип повторял кинематику перспективного автомобильного привода для авто класса N1/M1 полной массой до 3500 кг. Кинематика прототипа позволяла в серийном изделии выполнить как микрогибридный привод, так и полноценный гибрид с маховичным накопителем. Позволяющим накапливать до 100% мощности, потребной для разгона автомобиля до максимально скорости. При этом цикл разряд-заряд должен был иметь КПД до 85% без ограничения по максимальной мощности заряда аккумулятора.
Супервариатор и Элон Маск
Короткий параграф. Один раз Элону предложили использовать технологию супервариатора для улучшения технических параметров автомобилей Тесла. И он отказался, потому что он по образованию химик, а не механик и хрен поймет как этот вариатор работает.
Особенности финансирования проектов в машиностроении
Инновации в машиностроении - жутко ресурсоемкая история. Когда вы делаете стартап в IT области вам нужен аджайл, смузи и десяток хипсторов, способных объяснить индийским кодерам чего надо сделать. Смета таких проектов состоит из: Смузи + ЗП Хипсторов + аренда офиса в центре + аренда Маков + еда для индийских кодеров. При этом вплоть до этапа коммерциализации (когда приходит время вкладываться в рекламу и продвижение) смета остается плюс минус в человеческих рамках.
Когда вы делаете венчурный проект в машиностроении, то вам нужна: лаборатория, КБ, штат техников, куча поставщиков, куча дорогостоящего оборудования и конечно же офис в центре чтобы бухгалтерам было удобно ездить на работу. Смета проекта в машиностроении выглядит так: Аренда офиса (можно без Маков) + на Доширак инженерам и ученым + аренда лаборатории + оборудование для лаборатории + ЗП техникам + изготовление прототипа изделия.
То есть уже с самой начальной фазы «проверки и доказательства концепции» нужна просто прорва шекелей (при этом в глазах фонда что хипсторы с приложением для айфона, что инженеры с автомобильным приводом это не более чем часть портфеля, а в портфеле нужно разделять риски, иначе никаких тебе бонусов по результатам финансового года, а значит всем ресурсы фонда поровну).
После подтверждения концепции по уму должна быть т.н. посевная фаза. Но в машиностроении подтверждение концепции == посевная фаза, если концепция работает значит работает и технология, и её можно упаковывать в продукт под требования конкретного заказчика. Короче классического венчурного смузи-стартапа с распиванием вискарика в Сколково не получается.
Супервариатор концепцию благополучно подтвердил. Мало того, нашел потенциального заказчика. Проект Тайфун завода КАМАЗ, при этом завод рассматривал его на столько пристально, что даже были опубликованы патенты с защитой конструкции перспективного серийного изделия.
Here comes the pain
По ситуации последних 10 лет длинных денег в стране нет. Занять у банков под более-менее человеческий процент не получится. Заводы обескровлены и заняты программой выживания и сокращений. Про инвестиции в инновации на предприятиях автомобилестроения речи не идет. Пусть и небольшой, но достаточный для минимального поддержания штанов поток денег от РВК прекратился в 2014 году (после известных событий). В компании Супервариатор людям прекратили выплачивать зарплаты и предложили найти себе другое занятие, шепнув на ухо «что вы слишком дорогие для нас ребята, и ваш вариатор тут никому не нужен».
Главный конструктор и главный идеолог электромеханической передачи уехал в Австрию работать на одну известную инжиниринговую компанию, разрабатывающую и доводящую коробки для половины автомобильных концернов мира.
Н.В.Гулиа был уволен с кафедры Детали машин после её ликвидации при оптимизации вузов страны в 2014-2016 годах и сейчас не у дел.
Ваш покорный слуга, не дописав диссертацию отправился в один большой глобальный автоконцерн запускать в производство автомобили румынской разработки, собранные по клише из середины 90-х.
Остальной коллектив разбрелся кто-куда. Электронщик в Германию, программист в нефтянку, главный механик и руки проект в Данию, остальные ребята преимущественно по иностранным компания на позиции менеджеров по чему-то.
Вишенка на тортике
Одной из портфельных компаний фонда была компания Кавикорм. Профиль компании — изготовление пищевых добавок из...навоза. Фонд в частности дал денег компании на разработку технологии производства питательных батончиков из «сырья». Мммм. Вкусняшка.
По неподтвержденным рассказам одной из инноваций, в которую фонд вложил деньги была упаковка для презерватива, которую можно открыть одной рукой, для одноруких путан и дальнобойщиков.
А вы говорите вариаторы...
Выводы
Импортозамещение, про которое гудят с каждой колокольни, в отсталых отраслях, к которым безусловно относится и автомобилестроение, не даст ничего кроме ещё большего отставания. Качество продукции определяется не уровнем локализации, а уровнем поставщиков и их возможностями. Именно поэтому продукт глобальной кооперации всегда будет лучше локального аналога, просто потому, что глобальный поставщик делает компонент или узел миллионными тиражами на весь мир.
Закрывание границ приведет к упрощению и удешевлению конструкции локальных автомобилей (что сейчас и происходит) просто потому что нет сильных локальных поставщиков, а иностранные не готовы вкладываться в заводы, рассчитанные на тиражи только для локального рынка. В итоге теряет потребитель. Сокращается предложение на рынке. С рынка уходят производители и поставщики. Падает конкуренция. А в след за ней падает и качество продукции. А вслед за падением качества мы увидим неоправданный рост цен (конкуренция то низкая).
В итоге через 5-10 лет на рынке будет только лада, хенде и фольксваген с 2-3 моделями каждый, внешне со свителками и бантиками, а по сути авто из начала 2000-х с красивыми кузовными панелями.
Лично я считаю этот путь ошибочным и пошлым.
Куда более правильный подход - это внедрение в мировую кооперацию за счет предложения превосходящих по потребительским свойствам технологий. Инновации - это верный путь. Но то как это исполнялось ранее - это позор.
Кто-нибудь из минпромторга, если ты читаешь это. Пожалуйста прекратите давить производителей. Лучше дайте нормальные субсидии новаторам от автомобилестроения и помогите им влезть в мировую кооперацию. Дайте Яндексу на автономные автомобили, дайте WayRay-ю на эти их HUD-ы. Развивайте поставщиков, давая им деньги и обеспечивая долю на мировом рынке. Иначе в полночь все локальные модели превратятся в жигули.
И давайте наконец-то перестанем просирать полимеры. Ну пожалуйста.