(Окончание. Начало здесь).
Приведенные выше факты – лишь верхушка айсберга. На самом деле, по разным оценкам, до 30-40% ключевых технологий в премиальных автомобилях имеют аэрокосмическое происхождение. И со временем трансфер технологий только ускоряется: то, что вчера летало в космос, сегодня ездит по дорогам.
Аэрокосмические технологии в современных автомобилях
Материалы и конструкции
- Углеродные волокна, или карбонопластики (CFRP) – были разработаны для корпусов ракет и самолетов. Также используется в кузовных панелях, рамах и дисках (BMW i-серия, суперкары).
- Титановые сплавы – благодаря легкому весу, высокой прочности, коррозионной стойкости и устойчивости к высоким температурам, применяются в ракетах, истребителях и самолетах. В современных автомобилях из них выполняются элементы выхлопных систем, клапанов двигателей, крепежных элементов.
- Алюминиевые пространственные рамы из авиационного конструирования перешли в автомобильные кузова (Audi Space Frame, Tesla).
- Сотовые структуры и сэндвич-панели – для легкости и жесткости одновременно.
- Керамические тормозные диски – технология из авиационного торможения.
Электроника и управление
- Fly-by-wire → Drive-by-wire – электронное управление газом, рулем и тормозами вместо механических тяг.
- Проекционный дисплей (HUD) – перенесен напрямую из кабин истребителей.
- Инерциальная навигация и GPS – изначально военно-космические системы.
- Телеметрия – передача данных о состоянии систем в реальном времени (сначала в «Формуле-1», теперь и в серийных авто).
Сенсоры и безопасность
- Радары и LiDAR – основа адаптивного круиз-контроля и автопилота, родом из авиации и ПВО.
Приборы ночного видения (ИК-камеры) – перешли из военной авиации (есть у Mercedes, BMW, Audi).
- Антиблокировочная система (ABS) – впервые создана для шасси самолетов (1940-е годы), затем адаптирована для авто.
- Системы предупреждения столкновений – аналогия с TCAS в авиации.
Аэродинамика
- Вычислительная гидродинамика (CFD) – методы моделирования обтекания из авиации.
- Активная аэродинамика – подвижные спойлеры, управляемые воздухозаборники (аналогично механизация крыла самолета).
- Диффузоры и генераторы вихрей – прямое заимствование из аэродинамики крыла.
Двигатели и энергетика
- Турбонаддув – турбокомпрессоры впервые применялись в авиадвигателях времен Второй мировой войны.
- Непосредственный впрыск топлива – первоначально был разработан для авиамоторов.
- Технологии теплозащиты – термобарьерные покрытия и экраны.
- Топливные элементы – пришли из космических программ (NASA, Gemini/Apollo).
Производственные технологии
- 3D-печать (аддитивное производство) – отработана в аэрокосмосе, теперь применяется для деталей серийных авто.
- Фрикционная сварка с перемешиванием (FSW) – используется для алюминиевых конструкций самолетов и ракет.
Аэрокосмические технологии в конкретных моделях
🏎️ Гиперкары
McLaren F1
Первый серийный автомобиль с полностью карбоновым монококом, разработанным специалистами из авиастроения. Золотая фольга в моторном отсеке использует тот же принцип теплозащиты, что и в космических аппаратах (отражение ИК-излучения).
Кресло водителя, расположенную по центру, – это компоновка, как в кабине истребителя.
Bugatti Veyron/Chiron
Титановые болты и крепеж по всей конструкции – это авиационный стандарт. Корпус из углеродного волокна изготовлен автоклавным методом, как панели самолетов.
Активная аэродинамика: антикрыло меняет угол атаки, на торможении выполняет роль воздушного тормоза. Это аналог спойлеров на крыле самолета при посадке. Система охлаждения с 10 радиаторами – инженерия теплоотвода уровня aerospace.
Koenigsegg Jesko/Gemera
Основатель компании Koenigsegg Automotive AB Кристиан фон Кенигсегг традиционно нанимает инженеров из SAAB Aerospace. Итогом является естественный трансфер технологий.
Горизонтальный амортизатор Triplex предотвращает «приседание» (squat) гиперкара при экстремальном продольном разгоне. Кроме того, этот элемент подвески компенсирует огромную аэродинамическую прижимную силу кузова на высоких скоростях без ущерба для геометрии прохождения поворотов.
Карбоновые колесные диски с полой структурой – это производство по авиационным стандартам.
Монокок из карбона весом около 70 кг также заимствован из авиации.
Pagani Huayra/Zonda
Горацио Пагани, основатель Pagani Automobili S.p.A, начинал карьеру, изучая композиты для Renault F1 и авиации.
Совместно с аэрокосмическими поставщиками был разработан карботаниум – материал из смеси углеволокна и титана.
Активные аэродинамические закрылки на носу и корме моделей Pagani работают, как элероны и закрылки самолета.
Gordon Murray T.50
Вентилятор в задней части этой модели – аналогия с технологией управления пограничным слоем из аэродинамики самолетов. Машина имеет шесть аэродинамических режимов, управляемых электроникой.
Aston Martin Valkyrie
Разработан совместно с Red Bull Advanced Technologies (подразделение с аэрокосмическим уровнем компетенций). Оснащен гибридной силовой установкой на базе двигателя V12 мощностью 1160 л.с.
Генерирует прижимную силу, равную весу автомобиля, – аэродинамические решения болидов «Формулы-1» уровня аэротрубы NASA. Имеет карбоновый монокок.
🏁Спорткары
Chevrolet Corvette C8 Z06
Карбон-керамические тормоза изначально использовались в тормозных системах военных самолетов.
Porsche 918 Spyder
Этот гибридный гиперкар имеет карбоновый монокок, изготовленный автоклавным прессованием (авиационный метод).
Активная аэродинамика с адаптивным антикрылом. Рекуперация энергии – принцип, родственный системам KERS и энергоменеджменту космических аппаратов.
Ford GT
Кузов из углеволокна канадской компании Multimatic (поставщик аэрокосмической отрасли и карбонового монокока для модели Aston Martin Valkyrie).
Летающие контрфорсы – аэродинамическое решение, названное авиационным термином и работающее по принципу канала Вентури. Гидравлическая подвеска, адаптирующаяся за миллисекунды.
Mercedes-AMG One
Имеет фактически двигатель болида Формулы-1 (W06) в дорожном автомобиле.
Турбина на выхлопе, работающая при 100 000+ об/мин, близка по технологии к газотурбинным авиадвигателям. Электрический компрессор MGU-H – дальний потомок турбонаддува авиамоторов. Базовый турбонаддув исторически развивался в авиации, однако сам мотор-генератор MGU-H (Motor Generator Unit-Heat) – это уникальная гибридная разработка, созданная специально для «Формулы-1» 2014 года. Эта система рекуперирует тепловую энергию выхлопных газов в электричество и принудительно раскручивает вал турбины для устранения турбоямы.
Lamborghini Sián / Revuelto
Суперконденсаторы вместо обычных батарей – технология хранения энергии, используемая в космических аппаратах. Кованый композит (Forged Composite) разработан совместно с Boeing и Callaway для авиаконструкций.
🚗Серийные и премиальные автомобили
BMW i3 / i8 / iX
Life module – это пассажирский отсек BMW i3 из высокопрочного и очень легкого пластика, армированного углеродными волокнами (CFRP). Для производства таких модулей в линейке i3 концерн BMW построил целый завод в Мозес-Лейк совместно с SGL Group (поставщик аэрокосмической отрасли).
На заводе в Ландсхуте из углепластика изготавливаются кузовные детали, которые поступают на сборочный конвейер в Лейпциге. Массовое производство компонентов из углепластиковых композитов (CFRP) было реализовано впервые в автоиндустрии.
Tesla Model S / Model 3 / Model Y
Технология фрикционной сварки с перемешиванием (FSW) была изобретена и запатентована британским Институтом сварки (TWI) в 1991 году. Космическая компания Илона Маска SpaceX, основанная в 2002 году, успешно применяет ее для сборки алюминиевых конструкций (топливных баков) своих ракет. Удаленные OTA-обновления – технология управления спутниками. Бортовые компьютеры с резервированием критических систем – принцип из авиации.
Mercedes S-Class (W223)
Проекционный дисплей (HUD) с дополненной реальностью – прямой потомок аналогичных дисплеев истребителей F-16 и F-35. Активная подвеска E-Active Body Control с камерами, сканирующими дорогу, – аналог системы упреждающего управления в авиации.
Приборы ночного видения с распознаванием пешеходов заимствованы из военной тепловизионной технологии. Pre-Safe Sound – кратковременный шум перед столкновением для защиты слуха, исследованный в аэрокосмической медицине.
Audi A8 (D5)
Кузов из алюминия, стали, магния и CFRP (армированный углепластик) – принцип мультиматериальной конструкции из авиастроения. LiDAR-сканер для автопилота – наследник лазерных дальномеров из военной авиации.
Volvo XC90/EX90
LiDAR от компании Luminar и борсодержащая сверхпрочная сталь в каркасе безопасности – технологии из военной авиатехники.
Subaru EyeSight
Машина имеет стереоскопическое зрение – используется стереопара из двух камер, которая находит применение в спутниковой и аэрофотосъемке.
Toyota Mirai
Водородные топливные элементы – обеспечивали электричество и питьевую воду для астронавтов в программе NASA Gemini 1960-х годов.
Mercedes-Benz EQS
Концепт-кар Mercedes-Benz Vision EQS впервые был представлен в 2019 году. А в апреле 2021 года публике презентовали первый серийный автомобиль, выполненный на базе Mercedes-Benz W223. Флагманский электрический седан EQS 2026 года имеет систему управления «по проводам» (англ. Steer-by-wire) без механической связи между рулем и колесами.
Вместо рулевого колеса для управления машиной используется штурвал, как в современных авиалайнерах и бомбардировщиках. Аналогичная система также установлена на Tesla Cybertruck и новом Lexus RZ.
Электродистанционная система управления (ЭДСУ, англ. Fly-by-Wire) применяется на современных самолетах как гражданского, так и военного применения. Ее принципы были разработаны еще на рубеже 1960-70-х годов. Например, ЭДСУ была внедрена на прорывном сверхзвуком бомбардировщике Т-4, известном также как «сотка». Он был разработан в ОКБ П.О. Сухого и совершил свой первый полет в августе 1972 года.
Mercedes-Benz Actros L
Аэрокосмические технологии переходят и на грузовую технику. Так, в декабре 2024 года стартовало производство дизельного тягача Mercedes-Benz Actros L с кабиной нового поколения – ProCabin. Ее аэродинамика и другие характеристики обеспечивают снижение расхода топлива до 7%. Это дает значимую экономию при активных грузоперевозках в крупных автопарках.
Коэффициент лобового сопротивления у машины – 0,6-0,7, что меньше, чем у болидов «Формулы-1» (1,2). Конечно, итоговое сопротивление воздуха у тягача больше из-за его фронтальной площади в 8-9 кв. м против 1,4 кв. м у гоночного автомобиля.
Также грузовик получил систему автономного вождения второго уровня и инфракрасную камеру слежения за зрачками водителя. Изначально эта технология применялась в кабинах истребителей.
Интересный факт. Российский аналог Mercedes-Benz Actros – линейка грузовиков КАМАЗ с кабиной нового поколения К5. В рамках локализации производства НПК АВТОПРИБОР занялся освоением таких комплектующих для этой кабины, как каркасная щетка большого размера (800 мм), привод стеклоочистителя, рычаг для щетки стеклоочистителя, радиоантенна и топливозаборник. Партнерство двух компаний насчитывает более 40 лет. Подробней: https://igrader.ru/accessories/npk-avtopreebor-noviye-avtokomponyenti-k5/.