Кризис современного автопроизводства

Кризис современного автомобиля имеет две тесно переплетающиеся составляющие. Первая составляющая – это кризис развития непосредственно самого автомобиля, как плода инженерной и конструкторской мысли. А вторая – это кризис всей системы автомобильного транспорта в целом.

Истоки автокризиса берут начало ещё в веке двадцатом. Этот кризис назревал и развивался по собственным законам, мало зависящим от приходящих и уходящих кризисов экономических. Но для начала, попробуем ответить на вопрос, лежащий, вроде бы, несколько в стороне от автомобилестроения. Отчего вдруг некоторые мировые автопроизводители обратили сегодня пристальное внимание на авиастроение? Среди них, например, японские компании Toyota, Honda, Mitsubishi, которые осваивают авиационные технологии, занимаются разработкой, созданием и производством собственных лёгких самолётов. Чтобы попытаться понять это, посмотрим на ситуацию, складывающуюся именно вокруг автомобиля и автомобильного транспорта.

На улицах крупных городов мы наблюдаем, всё более удручающее своими масштабами, явление последних десятилетий – растущие и множащиеся год от года, автомобильные пробки. Если вы покупаете сегодня автомобиль, пусть даже и очень дорогой, то это ещё не значит, что вы приобретёте скоростное и мощное средство передвижения. Живя в мегаполисе или крупном городе, вы получите, cris1 скорее всего, дорогое средство для регулярного и долгого стояния в пробках. И что особенно обидно, от них не спасёт даже запредельная «навороченность» купленного авто. Ни его скоростные характеристики, ни мощность двигателя, ни оснащённость суперсовременной электроникой, компьютером и GPS-навигатором. Но заполучив столь недешёвое место в пробке, вы вскоре ещё и с грустью убедитесь, что оно мало, чем лучше места самого дешёвого.

Автомобиль, как средство массового наземного транспорта, постепенно и исподволь вошёл в область собственного, теперь уже достаточно жёсткого кризиса. Кризиса, которому, по всей вероятности, и доведётся решить судьбу автомобиля – одного из самых выдающихся детищ инженерной мысли, рождённого в конце позапрошлого века, развивавшегося и совершенствовавшегося более ста лет, ставшего средоточием множества достижений науки и техники. И всё-таки оказавшегося в явном тупике развития.

Первая составляющая кризиса

Ею является кризис развития самого автомобиля, как продукта инженерной мысли. Почти с самого момента своего рождения, бурно развивавшийся автомобиль, двигаясь всё быстрее, настоятельно требовал совершенствования дорог. Дороги расширялись, улучшалось качество их покрытия, техническая оснащённость, появлялись магистрали, обычные и многоуровневые развязки, тоннели и т.п. Однако на некоторой стадии развития и автомобиля, и дорог наступил момент, когда уже никакое совершенствование дорог не давало автомобилю возможности и дальше реализовывать свои растущие скоростные способности и увеличивающуюся мощность двигателя. Автомобиль своими техническими возможностями стал явно превосходить возможности дальнейшего совершенствования дорог и улиц. То есть, до определённого времени, проявления противоречий между растущими техническими возможностями автомобиля и препятствиями для их реализации в окружающей среде, служили стимулом для совершенствования этой среды. Однако в веке двадцатом автомобиль начал всё больше вступать уже в непреодолимые противоречия со средой своего «обитания». Среда «обитания» автомобиля практически исчерпала возможности для своего дальнейшего совершенствования, удовлетворяющего требованиям развивающегося автомобиля.

Внешне, в своей крайней форме, следствия этих противоречий чаще всего проявляются в неудержимо нарастающем количестве автомобильных аварий, а с ними – увечий и смертей на автодорогах. Естественно, что дальнейшее наращивание мощности и скорости сегодняшнего автомобиля уже утрачивает всякий смысл. Более того, сегодня уже почти любая попытка полностью «выжать» из автомобиля на автодороге, заложенные в нём мощность и скорость, угрожает автокатастрофой и гибелью людей. Рискнёт ли водитель автомобиля Bugatti Veyron, с двигателем мощностью в 1001 лошадиную силу, будучи в здравом уме, даже на самой лучшей дороге, использовать хотя бы однажды всю заложенную в нём мощность, чтобы развить скорость, равную 407 км в час? Трудно сказать! Ведь здравый смысл у человека за рулём не всегда сохраняется. Владельцы любых, и даже самых простеньких машин, упоённые скоростью, часто теряют чувство опасности и «летят» по дорогам, калеча и убивая себя и других. Отметим для себя, что человек здесь оказывается не только самым уязвимым, но в то же время, и самым ненадёжным звеном автомобильной транспортной системы. И он не только жертва транспортных катастроф, но и очень часто – их главная причина. И всё чаще и настойчивее возникает мысль о том, что, лишь отобрав баранку руля у многих наших водителей, можно спасти от гибели и их самих, и ещё большее количество их потенциальных и безвинных жертв.

С каждым годом число человеческих жертв на дорогах растёт. Пожалуй, за всю человеческую историю нельзя назвать столь нескончаемой и «кровавой бойни», как та, что ни на минуту не прекращаясь, всё больше разворачивается на автодорогах мира. Можно говорить, что уже не одно десятилетие всё больше «разгорается война» между машиной и дорогой, дорогой и человеком. Между желанием человека двигаться быстрее и ограниченными возможностями для этого земной поверхности и автодорог на ней.

Жертвами этой войны становятся десятки тысяч из нас. Автодороги мира убивают за год больше 1 млн. 200 тысяч человек. А число раненых или получивших увечья ещё в 6 – 8 раз больше. То есть, каждые 3 – 4 секунды автодороги калечат или убивают одного человека! Это при том, что в нынешних военных конфликтах в мире за год гибнет почти в три раза меньше людей – менее 500 тысяч человек. Таким образом, сегодня мы наблюдаем достаточно драматичные признаки кризиса развития автомобиля, порождённого неразрешимым противоречием между неудержимо растущими мощностью, скоростными возможностями автомобиля и тем естественным пределом, что существует для их реализации на поверхности земли, на автодорогах.

Чтобы выйти из этого тупика и успешно развиваться дальше, автомобилю, как средству массового индивидуального транспорта, требуется уже некая принципиально новая среда «обитания». Однако требуются и принципиально новые, собственные качества. Без них ему, определённо, «выше своей головы не прыгнуть» и из нынешней среды не вырваться.

При сегодняшней ситуации на дорогах, для каждого из нас было бы уже более безопасным находиться не в авто, «летящем» по дороге со скоростью 120 км в час, а в машине, летящей в несколько раз быстрее. Но летящей, теперь уже, в буквальном смысле этого слова. И на почтительном расстоянии от «земной тверди» – на высоте от нескольких десятков до нескольких тысяч метров. Впрочем, тогда машина эта уже не будет привычным для всех нас наземным автомобилем.

Вторая составляющая кризиса

Ею является кризис системы автомобильного транспорта в целом. Он порождён неустранимым противоречием между потребностью человечества во всё большем количестве автомобилей и стремительно уменьшающейся площадью земной поверхности, cris2 ещё свободной для передвижения этой растущей автомобильной «рати». В своей предельной фазе противоречие это проявляется в виде неудержимо нарастающей лавины пробок на дорогах мира. По данным Texas Transportation Institute (США), пробки стоят экономике США 78 млрд. долл. ежегодно. Япония из-за пробок теряет ежегодно около 2% от ВВП (около 85 млрд. долл.). Странам Евросоюза заторы на дорогах тоже обходятся в немалую сумму, от 1 до 3% национального дохода.

Однако это ещё не самое худшее. Специалисты Texas Transportation Institute, проведя тщательное компьютерное моделирование процессов роста количества автомобилей и развития автодорожной сети, получили совершенно шокирующий результат. Оказывается, автомобильное движение всего Северо-востока США, примерно, к 2015 году неизбежно будет парализовано, остановившись в одной глобальной «пробке». Если, конечно, к тому времени не будет создано принципиально новой основы для разрешения этого противоречия кризиса. Шокируют близкие сроки этой катастрофы. При этом важно отметить, что никакие, самые гигантские финансовые затраты на дорожное строительство, но с применением только имеющихся технологических решений, уже не в состоянии предотвратить транспортный коллапс. Они могут его лишь несколько отсрочить. Например, можно вдвое увеличить пропускную способность дороги, надстроив её второй уровень. Проблемы такой подход в принципе не решит, однако стоимость такой дороги подскочит при этом примерно в 10 раз.

Однако, результаты дальнейших попыток «лечения от пробок» можно предсказать уже сейчас. Для этого нужно лишь вернуться к результатам научных исследований, полученным учёными из Texas Transportation Institute. Из которых вытекают следующие, вполне определённые выводы.

Для городов и мегаполисов существует некий верхний предел концентрации движущихся автомобилей, при котором начинается неизбежный процесс паралича автотранспорта.
Предел этот является непреодолимым препятствием для дальнейшего роста интенсивности наземных автотранспортных процессов.
Сегодня не существует технологий, способных предотвратить эти нарастающие процессы паралича наземного автотранспорта. (Если, конечно, не считать такими «технологиями» меры по искусственному тотальному снижению и замораживанию на пониженном уровне интенсивности движения автотранспорта).
Базируясь только на сегодняшних технологиях, процессы нарастания паралича автотранспорта невозможно остановить лишь через «закачивание» в дорожное строительство финансовых вливаний, пусть даже и самых запредельных.

Исходя из этих выводов, естественно сделать заключение. Дальнейшее значительное наращивание интенсивности сегодняшних автотранспортных процессов, без неизбежного перерастания их в транспортный паралич, невозможно. А существенно увеличить интенсивность массового транспортного движения можно только при переходе к некой другой транспортной системе, базирующейся на иных, нежели у автомобильного транспорта, основах и функционирующей в другой среде. Так что, упомянутым выше специалистам по «лечению пробок» мы можем уверенно ответить, что успех борьбы с пробками зависит не от размера запрашиваемых ими фантастических денежных сумм. А от того, насколько удачные и верные технические и технологические решения будут найдены и использованы здесь другими, более перспективно мыслящими командами специалистов.

Где же решение проблемы?

Итак, нарастание до крайнего предела противоречий кризиса современного автомобиля, выражающихся и в громадном росте числа человеческих жертв на дорогах, и в разрастании до глобальных размеров автомобильных пробок, требует поиска путей перехода автомобиля на некую новую основу, свободную от этих неразрешимых противоречий. Но не только две указанные составляющие кризиса подталкивают к поиску кардинального решения проблемы. Немалое значение имеют и следующие обстоятельства.

Общая длина сегодняшних автодорог в мире составляет свыше 10 млн. километров. При этом они уже отняли у человечества больше 50 млн. гектаров земли. Значение и стоимость этой земли неудержимо растут. Ещё быстрее растёт стоимость земли в городах и мегаполисах. А обустройство на этих землях автодорог и, тем более, многоуровневых развязок, тоннелей и т.п. – есть дело ещё более дорогостоящее.

Но сегодня созданием уже не поверхностных, а именно, очень дорогостоящих, пространственных (многоуровневых) автодорожных структур ещё как-то можно улучшить транспортную функцию земной поверхности, уменьшая на ней концентрацию автомобилей и тем самым несколько отодвигая момент наступления транспортного «паралича». Однако такие автодорожные структуры не только очень дорогостоящи, но и очень консервативны, и «негибки». Имеется в виду, что в условиях динамично развивающегося мегаполиса, важно, чтобы сеть дорог успевала за его развитием, синхронно с ним меняя свои схемы и конфигурации.

В таких попытках угнаться за развитием мегаполисов, сегодняшние автодорожные сети строятся, перестраиваться, сносятся и вновь строятся. На это уходят громадные финансовые и материальные ресурсы. Конечно, для интенсивно развивающихся городов и мегаполисов, наилучшим был бы транспорт, с пространственными дорожными структурами «гибкими», виртуальными, мгновенно меняющими и свою конфигурацию, и схемы движения.

И такой вид массового транспорта может быть создан. Он не будет требовать дорогостоящей инфраструктуры и сможет мгновенно, без материальных затрат, гибко менять схемы и конфигурацию своих дорог. Но главное – он позволит вывести наш самый массовый транспорт, который является сейчас автомобильным, из неразрешимого кризисного тупика. Этим массовым транспортным средством, способным перенести нас от крайней ограниченности движения по поверхности к значительной свободе движения в пространстве, может стать так называемый «летающий автомобиль» (или «аэромобиль»). cris3

По приблизительным оценкам, пропускная способность будущей (пространственной) системы аэромобильного транспорта будет выше, чем у нынешней (поверхностной) системы автомобильного транспорта минимум на три порядка. При этом учитываются такие особенности аэромобильного транспорта, как:

значительная скорость передвижения (до 700 и более км в час);
многоуровневое движения по высотам (эшелонам);
высоты полёта – до нескольких тысяч метров;
абсолютные его «внедорожность» и «проходимость»;
возможность мгновенных и беззатратных изменений конфигураций и схем «небесных дорог»;
безошибочность управления всей массой аэромобилей со стороны будущей Глобальной компьютерной управляющей системы аэромобильного транспорта, в целом, и каждым аэромобилем в отдельности со стороны его бортового управляющего компьютера;
оптимальность прокладываемых маршрутов и практически мгновенная скорость реакции автоматических систем управления на изменения дорожных ситуаций.

«Летающим автомобилям» не потребуются ни дороги, ни мосты, ни тоннели. Из инфраструктуры на начальных этапах использования им нужны будут системы спутниковой навигации (типа GPS, ГЛОНАСС или Galileo), системы связи, а также центры управления воздушным транспортом (ЦУВТ) и небольшие площадки протяжённостью до 20 – 40 метров для взлёта и посадки аэромобилей.

Стоит сказать, что из десятков конструкторских групп и лабораторий разных стран (США, Канады, Израиля, Англии, Японии и др.), интенсивно занявшихся разработками «летающих автомобилей», именно американские составляют сегодня большинство. А прагматичных американцев трудно заподозрить в отрыве от реальности при решении столь жизненно важной проблемы. Да и упомянутые в начале статьи, японские автомобилестроительные фирмы, как теперь становится понятно, также неспроста принялись вплотную осваивать и развивать авиационные технологии. Ведь новый вид массового воздушного транспорта будет требовать от своих создателей и производителей максимального владения как нынешними авиационными, так, затем, и более высокими, завтрашними технологиями. Национальное агентство по аэронавтике (НАСА) даже объявило в США конкурс на лучший проект «летающего автомобиля». Его специалисты оценивают объём будущего рынка «летающих автомобилей», лишь в США, величиной порядка одного триллиона долларов в год. Соответственно, объём мирового рынка «летающих авто» составит около 4 – 5 триллионов долларов в год. Для сравнения вспомним, что максимальный объём нынешнего мирового рынка автомобилей не достигал уровня и полутора триллионов долларов в год.

По прогнозам, представленным на 5–м международном научно–техническом симпозиуме «Авиационные технологии 21-го века», проходившем в 1999 г. в ЦАГИ, аэромобили в 2015 году будут составлять около 0,1% всех личных транспортных средств, а к 2050 году их число может достигнуть уже 25%. Таким образом, мы уже сейчас наблюдаем первые признаки редкого исторического процесса смены транспортных эпох – перехода от эпохи массового автомобильного транспорта на поверхности к эпохе массового аэромобильного транспорта в воздушном пространстве.

«Человек – высшая ценность». Это не лозунг, а главный программный файл транспортного робота

cris4 Не коснуться темы безопасности – нельзя. Безопасность будущего массового аэромобильного транспорта – это жизни многих и многих тысяч людей. «Посмотрите, что делается на наших автодорогах! Хотите, чтобы подобное творилось и в воздухе над нашими головами?» Похожие слова нередко можно услышать от людей, в ответ на информацию о проектах по созданию «летающих автомобилей». И эти люди правы! Правы, если понимать под будущим аэромобильным транспортом всего лишь сегодняшний автомобильный транспорт, неким образом трансформированный для движения в небе. Но нечто впечатлившее нас в фантастике, может оказаться опасной для всех «вольностью», совершенно недопустимой в нашей реальной жизни. Мы не будем здесь даже и говорить о лихачах и, тем более, о нетрезвых водителях за рулём! Они просто недопустимы в завтрашнем небе. И без них, самая невинная погрешность в действиях нынешнего водителя автомашины или простая неисправность двигателя автомобиля, если их перенести в небо, почти наверняка повлекут за собой катастрофу машины. Ведь на заглохшем аэромобиле не съедешь на обочину «небесной дороги», а уставшая рука нынешнего водителя на штурвале летательного аппарата, вполне может опрокинуть его в «штопор». Поэтому фундаментальный принцип особой безопасности человека и сверхнадёжности техники должен быть центральным и отправным, вокруг которого обязаны решаться все задачи создания как самих аэромобилей, так и всей системы аэромобильного транспорта в целом.

Представляется, что для реализации этого принципа новая транспортная система должна создаваться с учётом следующих основных подходов:

В ближайшей перспективе, максимальное устранение и из управления аэромобилями, и из работы всех жизненно важных звеньев оперативного управления аэромобильным транспортом, такого малонадёжного, легкоуязвимого и трудно предсказуемого звена, как «человек». Обеспечение полностью автоматического полёта каждого аэромобиля, управляемого Глобальной управляющей системой, состоящей из связки: Бортовой управляющий компьютер (БУК) аэромобиля и Компьютерный комплекс Центра управления воздушным транспортом (КК-ЦУВТа). Последующее создание аэромобилей в виде полностью автономных, кибернетических транспортных роботов, с согласованной точностью выполняющих команды ЦУВТа. Разрешение на «ручной» полёт только в зонах, выделенных для свободного пилотирования, но при постоянной «подстраховке» со стороны БУКа и ЦУВТа.
Трёхкратное (и более) дублирование жизненно важных элементов, систем, узлов и агрегатов (в том числе – двигателя, бортового управляющего компьютера, различных систем и т.п.) аэромобиля, а также дублирование жизненно важных элементов систем управления, обеспечивающих безопасное функционирование всей системы аэромобильного транспорта (в том числе, систем навигации, связи, управления и т.д.).
Предполётная комплексная биометрическая идентификация БУКом личности пилота и проверка его состояния на возможность управления полётом машины. Предполётная и постоянная полётная проверка, тестирование и диагностика БУКом основных показателей здоровья, адекватности поведения и правильности действий экипажа (болезнь, опьянение, усталость и проч.), а также работы всех узлов, агрегатов и систем аэромобиля. Постоянное тестирование КК-ЦУВТа функционирования всех жизненно важных звеньев инфраструктуры управления аэромобильным транспортом. Автоматическая компенсация возникающих сбоев и неисправностей, автоматическое отключение неисправных и включение в работу резервных элементов, модулей и каналов. Предупреждение и компенсация БУКом действий экипажа, ведущих к возникновению нештатных и аварийных ситуаций. При необходимости, принудительная автоматическая посадка аэромобиля БУКом (по согласованию с ЦУВТом) на площадки по оказанию скорой медицинской или технической помощи, либо на площадки по пресечению противоправных, преступных и террористических действий.
Применение технических решений, с целью достижения таких свойств и качеств аэромобиля, которые бы пассивно и активно обеспечивали его максимальную надёжность и безопасность. Например, прочности и негорючести конструкции, наличия систем автоматического пожаротушения, хорошей управляемости и аэродинамической устойчивости машины в полёте, возможности лёгкого и быстрого покидания аппарата экипажем на земле и, с парашютом в воздухе, возможности спуска на парашюте всего аппарата целиком, и т.д.
Невозможность вскрытия конструкции, систем и агрегатов аэромобиля и непредусмотренного вмешательства в их работу любыми лицами, в том числе и владельцем аэромобиля. Такие работы будут выполняться только группами специальной инженерной сервисной службы ЦУВТа. Аналогично, особая защищённость бортового управляющего компьютера и его программного обеспечения от взлома и вмешательства в их работу. Мгновенное блокирование любого такого вмешательства, с обездвиживанием машины на земле или с принудительной посадкой машины на спецплощадку, при полёте. Передача в ЦУВТ идентификационного кода блокированного аэромобиля. Невозможность взлёта такой машины без особого разрешения ЦУВТа, обычно с прибытием и выяснением обстоятельств случившегося специальной мобильной службой. Постоянное, круглосуточное, спутниковое отслеживание ЦУВТом местоположения всех аэромобилей, находящихся как в воздухе, так и на земле, в их любом (включённом или выключенном) состоянии. Оперативное реагирование ЦУВТа на сигналы с БУКа аэромобиля о возможном захвате или хищении воздушного судна, либо о насильственных действиях в отношении пилота, с блокированием работы систем судна на земле и отслеживанием его местонахождения, в полёте. Возможная принудительная посадка судна на площадки МВД, вылет на место происшествия команд оперативного реагирования и т.п.
Конструктивное обеспечение максимально быстрой, лёгкой и надёжной замены специалистами мобильной сервисной службы неисправных элементов, модулей, агрегатов и систем, и в самих аэромобилях, и во всех важных звеньях Глобальной системы управления аэромобильным транспортом.

Конечно, практика полётов и жизнь будут вносить свои коррективы в этот перечень мер безопасности, но, для начала, он представляется примерно таким.

Куда пойдёт мировое автомобилестроение?

Уже рассмотренный нами «кризис автомобиля» можно сравнивать с болезнью вырождения биологического вида, существующего в некоем перенаселённом и ограниченном плоском мире. Болезнью, которая развивается неизбежно, но сначала незаметно и медленно, а затем всё быстрее, явственнее и драматичнее. А вот действие мирового финансово-экономического кризиса на автомобильные отрасли больше похоже на нежданно нагрянувшую со стороны эпидемию чумы. Которая, по стечению обстоятельств, буйствует сейчас, но с таким же успехом могла бы налететь тремя–четырьмя, а то и семью годами позже. По мнению Карлоса Гона, мировая автопромышленность стоит на пороге глобального спада. Это не краткосрочный спад, а реальное падение рынка. Как утверждает Гон, мировому автопрому потребуется затем около 7 лет, чтобы преодолеть последствия финансово-экономического кризиса в отрасли. Нет повода сомневаться в наличии у руководителя крупнейшего французско-японского автомобилестроительного альянса достаточного объёма данных, подтверждающих столь пессимистичные выводы. Но достаточно ли только этих данных и только такого ракурса при взгляде на проблему? Не чересчур ли «оптимистичен» пессимизм уважаемого Карлоса Гона?

Однако воображение с трудом рисует картину, где бы мировая автоиндустрия полностью восстановилась и вновь, с прежней скоростью, продолжила «штамповать» всё те же миллионы автомобилей в год, но уже на фоне прогрессирующего глобального паралича автотранспорта всего Северо-востока США и аналогичных явлений в других странах мира. cris6 Конечно, автомобильная отрасль, как и мировая экономика в целом, «переболеет» нынешней «чумой» финансово–экономического кризиса. Но ей (увы!) не победить неизлечимые «возрастные болезни» автомобиля, которые проявляются всё чаще, всё трагичнее и всё безысходнее. Поэтому, более реальной представляется ситуация, в которой потенциал автомобилестроения, после преодоления мировой экономикой финансово-экономического кризиса, сначала медленно поднявшись со «дна» до некоторого докризисного уровня, будет всё активнее давать ростки для своей трансформации и развития в иное, перспективное и более высокотехнологичное направление – в аэромобилестроение. Таким образом, можно ожидать, что к 2015 году, из-за перегруженности автодорожных сетей, развитые страны начнут испытывать уже значительные трудности с использованием имеющейся и вновь производимой массы автомобилей. При этом, «лишние» автомобили, как и их производства, всё в большей степени будут вытесняться в развивающиеся страны.

Сегодняшние стартовые условия участников уже начавшейся «небесной автогонки» пока ещё не очень различаются. За рубежом уже появились летающие образцы аэромобилей и заявлено об их предстоящем в этом году промышленном производстве. Но нужно признать, что мы ожидали увидеть у наших зарубежных коллег (имеющих хорошие технические, материальные и финансовые к тому предпосылки) варианты более эффективных идей и инженерных решений, при разработке и создании этих машин. Решений, обеспечивающих сочетание в машинах таких необходимых, на наш взгляд, качеств, как: многократно продублированные безопасность и надёжность, высокие лётно-технические характеристики и способность машин «работать» по принципу «от двери – до двери». Но, такого сочетания качеств в их разработках пока, увы, нет.

Статья написана по материалам сайта Релга