iPhone на колесиках: городской транспорт по-русски

«Когда мы научились синтезировать одностенные углеродные нанотрубки (SWNT), – начал рассказывать историю годичной давности Юрий Коропачинский, – у нас была ошибочная мысль, что весь мир ждет нанотрубки. Производители из разных стран, включая таких гигантов, как Toyota, уже получили более 8000 патентов, связанных с SWNT. Мы были уверены: как только мы заявим, что умеем делать нанотрубки по цене в 75 раз дешевле конкурентов, к нам выстроится гигантская очередь технологических лидеров, которые будут кричать: "Еще! Еще!" – и перепродавать свои места другим желающим получить нанотрубки». Очередь не выстроилась.

Быстро стало понятно, что поскольку самих нанотрубок почти не было, то и промышленной технологии их использования быть не могло, и почти все выданные патенты не имели никакого отношения к производству. В OCSiAl поняли, что придется пройти весь путь от начала до конца и самим создать абсолютно новую отрасль. Вспомнилась история алюминиевого короля, концерна Alcoa: долгое время компания не могла придумать, для чего этот – поначалу очень дорогой – металл можно использовать. Начали с ювелирных украшений, Наполеон III делал из него награды.

Потом придумали алюминиевые кружки – не бьются и легкие. А в 1903 году полетел самолет братьев Райт. Его двигатель был изготовлен из сплава алюминия и меди. Так алюминий позволил человечеству взлететь, а авиация помогла создать алюминиевую промышленность.

В OCSiAl уверены, что нанотрубки приведут к такому же глобальному техническому прорыву. Одно из главных качеств новых материалов – удельная прочность. Плотность алюминиевых сплавов – 2700 кг/м3, высокопрочных сталей – 7800 кг/м3, а углепластика – 1600 кг/м3. Удельная прочность алюминиевых сплавов – 18, сталей – те же 18, а углепластика – уже 53–112! А нанотрубок – более 2500! Поэтому по мере развития технологии их получения и использования нанотрубки просто уничтожат всех конкурентов. Два главных направления, в которых при появлении материалов невиданной прочности возникнет прорыв, – строительство (мосты и небоскребы) и машиностроение. Это то, что сразу приходит в голову.

В OCSiAl решили строить демонстратор технологии. Мост или небоскреб – это пока слишком: значит, транспорт. К тому же всего в двух отраслях – авиастроении и автомобильной промышленности – применяются почти все известные материалы и способы их обработки. Таким образом, можно получить не только демонстратор отдельной технологии, а целую технологическую платформу и тестировать на ней огромный спектр передовых решений и материалов в самых разных сочетаниях.

Юрий Коропачинский стал искать тех, кто хоть что-нибудь понимал в применении нанотрубок. Самый близкий материал – современные углепластики. Так друзья добрались до американской компании Zavex – мирового лидера в области нанотехнологий. Она не создавала нанотрубки, но придумывала способы эффективно вводить их в углепластики, упрочняя их на 30%. Конечно, SWNT в их составе всего доли процента, но если ты способен повысить прочность самого прочного на Земле материала, может получиться что-то стоящее. То, чего еще никогда не было.

Акционеры OCSiAl решили купить эту компанию. Приехали в Коламбус (США) и подписали соглашение о поглощении. Стали обсуждать, где можно применить материал с нанотрубками. Zavex предложил сверхпрочный маленький игрушечный дрон, который нельзя сломать. Не впечатлило. Директор компании вспомнил, как производитель бейсбольных бит отказался от нового материала, потому что им не нужны вечные биты.

Потом они рассказали про даунхилл, где в течение одного соревнования несколько раз меняют колеса: они не выдерживают такой эксплуатации. Углепластиковый обод с добавлением нанотрубок выдерживал семь полных гонок – 20–30 заездов. Это было уже теплее. И директор сказал: «Понимаете, никому не нужен новый велосипед». «Я почувствовал, что мне прострелили мозг, – смеется Коропачинский, – и сказал: "Нет, нам именно нужен новый велосипед". И мы в течение полутора часов писали на доске, за что мы ненавидим велосипеды и мотоциклы и как можно создать конструкцию, которая объединяла бы в себе все лучшие свойства мотоциклов и велосипедов, но была бы избавлена от их недостатков». Юрий и Михаил настолько увлеклись этой идеей, что весь обратный полет из Нью-Йорка в Москву не сомкнули глаз, азартно обсуждая идею, рисовали прототипы. Когда самолет коснулся колесами взлетной полосы, у них уже была готовая концепция, изложенная на нескольких листах бумаги. Вернее, концепций было две: модель, которую можно сделать в течение двух лет, и модель, которая может появиться через пять лет.

Друзья пришли к выводу, что нет ни одного транспортного средства, которое мог бы поднять человек, – кроме велосипедов и игрушек-гироскутеров. Вес серьезного электробайка стартует со 100 кг. Несерьезный электробайк не сможет на одной зарядке пробежать 100 км. А требуется, чтобы служащий мог в костюме поехать на работу и, не вращая педалей, преодолеть расстояние до 100 км. Завезти байк в лифт, поднять в офис, положить в багажник. Ведь на самых интересных рынках, например в Гонконге или Сингапуре, с парковками гигантская проблема.

Долго не могли определиться, должны ли быть педали, и много об этом спорили. Потом поехали на крупнейшую выставку велосипедов в Германии. Там были десятки тысяч велосипедов, тысячи производителей, но больше всего поразило то, что все велосипеды одинаковы! Юрий и Михаил поняли почему. Дизайн велосипеда идеален и определяется тем, что у него есть педали. Самый экономичный способ езды – давить на педали весом. Поэтому высота, размер колеса, посадка, руль – все определено, ничего нельзя сдвинуть. Сдвигаешь – сразу проигрываешь в эргономике. Решение выкинуть педали было одним из самых сложных, на нем настоял Константин Нотман – глава OCSiAl product development, подразделения, которое на основе нанотрубок создает новые продукты. Как Стив Джобс выкинул из телефона клавиатуру. Отсутствие клавиатуры у iPhone создало ранее недоступную свободу для smartphone. Все смартфоны избавились от клавиш. Юрий и Михаил считают, что придумали новый класс транспортных средств для мегаполисов – smartjet. По затратам энергии на перемещение килограмма полезной нагрузки это самое совершенное персональное транспортное средство на планете.

Для реализации этого амбициозного проекта в Люксембурге была создана интернациональная компания UJET Vehicles, возглавил которую Константин Нотман. Концепт был создан в России, которая вообще славится изобретательством. «Периодическая таблица химических элементов придумана в России, – говорит Коропачинский. – Концептуальные вещи у нас получаются неплохо». А вот лучшие инженеры – в Германии. Поэтому весь инжиниринг сделан полностью на немецком языке немецкими подрядчиками и собственным инженерным офисом в Ульме. Юрий уверен, что, если бы язык был другой, не удалось бы уложиться в нужные сроки. Маркетинг был отдан на откуп французам. А за дизайном поехали в Италию, во всемирно известные автомобильные ателье. Увидев требования, одни дизайнеры сказали, что это невозможно, другие нервно рассмеялись: ведь это то, чего ждет автомобильная промышленность последние десять лет. Реальной же задача показалась небольшой немецкой компании Busse Design из Ульма, которая блестяще справилась с работой. А вообще в UJET Vehicles работают специалисты из 12 стран. Настоящий интернационал.

Задачи перед инженерами ставились почти невыполнимые: каждый узел требовалось переизобрести заново. Поэтому новый смартджет, получивший название UJET, удивляет с первого взгляда. Первое, что бросается в глаза, – отсутствие подвески, спиц на колесах и мотора. Но стоит сесть за руль, повернуть рукоятку газа – и тебя просто катапультирует с места. Это самое энерговооруженное персональное транспортное средство. К тому же очень комфортное. Значит, мотор и подсечка все-таки есть. А вот спиц, как ни крути, нет.

На каждом этапе инженеры боролись с весом. Например, все подвески известных двухколесников, пневматические или пружинные, работают на сжатие. Они имеют определенный лимит с точки зрения веса. В UJET Vehicles попытались реализовать простую штуку, работающую на скручивание, – торсионную подвеску. Не классические торсионы, используемые, например, на танках, а резинометаллическую модификацию, применяемую в виброгасителях. В итоге получили существенную экономию веса и избавились от спиц.

Мотор же решили спрятать в обод колеса. С нуля были разработаны три разных двигателя, после испытания оставили лучший. Причем все три являются одними из лучших в своем классе по соотношению «вес – мощность». В итоге на UJET стоит мотор мощностью 4 кВт и весом 1 кг 860 г. С чудовищным пусковым моментом, превышающим 110 Н·м.

Все, кто занимался когда-либо складыванием чего-нибудь – детской коляски или складного велосипеда, хорошо знают весь ужас этих конструкций, которые приходится разбирать и собирать. «Мы долго обсуждали эту проблему между собой и, конечно, с женами, – Константин Нотман может говорить об инженерных решениях часами. – Что является самым негативным фактором в сборке-разборке? Оказалось, сильнее всего раздражает то, что нужно сильно наклоняться. Это очень неудобно». Инженерам было дано задание: сконструировать такой механизм складывания, чтобы владельцу байка не надо было наклоняться.

«Скажу честно, – почти извиняется Константин, – нам не удалось разработать механизм, который бы складывался одним движением». Компания протестировала 25 (!) разных концептов систем складывания. Но минимизации движений достигли: при складывании-раскладывании UJET нужно поставить на подножку, нажать ногой на специальную педаль, чтобы разблокировать фиксатор, затем подвести переднюю половину к задней, держась за руль. Два колеса защелкиваются на магнитный замок, выдвигается ручка, и UJET можно легко катить за собой, как небольшой чемодан на колесах. Хочешь – в лифт, хочешь – в офис, хочешь – в электричку или на борт яхты, а то и просто засунуть в багажник автомобиля.

«Особая гордость Нотмана – батарейный отсек. В UJET используется уникальная батарея с плотностью энергии выше, чем у Tesla. Через некоторое время появится еще более эффективная батарея – с нанотрубками. Во всех транспортных средствах для хранения батарей существуют боксы, встроенные, например, в сиденье. Почему бы не объединить батарею и сиденье? В UJET батарейка и есть сиденье. Соответственно, и сиденья не нужно. Одним движением сиденье-батарея отделяется от UJET, из нее выдвигается удобная ручка, и на маленьких колесиках ее легко можно ввезти за собой в кафе или офис и поставить на подзарядку. Без труда справится даже хрупкая девушка. Кроме того, это и отличное противоугонное средство: кому нужен смартджет не только без батареи, но и без сиденья? Но и это еще не все.

Как правило, акустические системы на двухколесном транспорте встраиваются только в дорогие мотоциклы и скутеры. Акустика довольно тяжелая штука, требующая много места и тщательной защиты от внешней среды, например дождя или тумана. Но в мире есть контактные спикеры, которые через вибрацию превращают любую твердую поверхность в акустический излучатель-резонатор. В UJET таким резонатором является батарейный блок. Вся батарея и сиденье превратились в спикер. И музыку не только слышишь, но и чувствуешь. Это позволяет встроить не только обязательный по стандартам звуковой клаксон, но и акустический эмулятор двигателя, так как UJET движется абсолютно беззвучно, как тень. А как он будет звучать, каждый может выбрать сам: хочешь – как Ferrari, хочешь – как истребитель, хочешь – как звездолет из Star Wars. Батарея является источником энергии для всех гаджетов, в нее встроено два USB-порта. Мало того, батарейный блок является переносным бумбоксом. В UJET Vehicles шутят: наши инженеры сделали самый большой в мире MP3-плеер. Запаса энергии хватит на непрерывные танцы вокруг костра в течение нескольких дней.

«Девиз разработчиков выражался одним словом: easy, – говорит Константин Нотман. – Простота пользования во всем. Все должно быть востребовано, все функции должны быть просты в использовании». Например, рекуперация энергии. Часто рекуперация либо фейк, либо что-то абсолютно непонятное пользователю. В смартджете попытались сделать эту технологию настолько прозрачной, что теперь в каждую секунду пользователь знает, в каком режиме работает UJET: ручка газа на себя – ускорение, байк питается от батарей; ручка газа от себя – машина начинает тормозить электромотором, который переводится в режим генератора, и подзаряжает батарею. Удивительно удобная и интуитивно понятная штука, позволяющая тонко управлять скоростью смартджета одной рукой, не прикасаясь к тормозу.

В компании провели много исследований в области магического треугольника – пятая точка, ступни и кисти. Когда покупаешь велосипед, можешь настроить его под себя. Но львиная доля скутеров и мотоциклов этого не позволяет. Следуя девизу «быть проще», проблему решили изящно, предложив клиентам по одной цене UJET с сиденьями двух размеров. Для людей ростом от 155 до 175 см и для тех, кто укладывается в размеры от 176 до 195 см. Все просто. Впрочем, небольшой выбор все же есть: можно выбирать один из 17 цветов, батарейные блоки двух разных дизайнов и емкостей и даже фактуру кожи для ручек и сидений.

В UJET Vehicles настаивают, что производят не электрический скутер, а новый вид транспорта – смартджет. Созвучность со смартфоном неслучайна – он неотъемлемая часть UJET. «Один из первых мозговых штурмов в компании был посвящен проблеме авторизации пользователей, – вспоминает Константин Нотман. – Расписанная логическая цепочка занимала три полных листа А3. Пока не пришел правильный человек и не сказал два слова: "Телефонный номер"». Поэтому, во-первых, смартфон является ключом UJET. Во-вторых, он диагностическое устройство и показывает все возникшие проблемы. В-третьих, с его помощью можно расшарить машину, поделиться своим UJET с друзьями или, наоборот, запретить пользование. Достаточно ввести новый номер телефона в программу своего мобильного или передвинуть флажок. Очень удобно, например, для сервисов типа каршеринга.

Через бортовую систему можно менять и режимы мощности двигателя. Дело в том, что при опытной эксплуатации произошли две аварии, обе по причине недооценки UJET: внешний вид обманывает, люди не ожидают такой динамики. Поэтому в серийной машине будет три режима: Eco, Normal и Sport. И только в режиме Sport будет выдаваться максимальная мощность. В режиме Eco – 50%-ная мощность, которой тоже более чем достаточно. Никто не ожидает, что эта маленькая штучка начинает разгоняться, как снаряд по рельсотрону.

На борту UJET развернута профессиональная шина передачи данных, как в современном автомобиле. Управляет всем этим хозяйством 4-ядерный процессор, который непрерывно посылает в сервисный центр 64 параметра. И там знают про каждый смартджет все и могут незаметно решать многие проблемы онлайн – например, при перегреве батареи временно ограничить мощность. Клиент, конечно, может отказаться от передачи данных, но, если согласится, «Большой Брат» будет сильно помогать.

«В России широко распространены видеорегистраторы, – говорит Нотман. – Благодаря им засняли челябинский метеорит с самых разнообразных ракурсов. Но главное устройство передачи видео в наше время – смартфон. Мы решили не разделять видео-регистратор и смартфон. Поэтому со встроенной в UJET HD-камеры сигнал напрямую записывается на смартфон, и видео можно немедленно выкладывать в соцсети и интернет».

«Все теряют свои машины на парковках. Я – точно, – смеется Нотман. – Когда я выхожу из магазина, я не знаю, где она. У меня большой внедорожник, а маленький UJET вообще не найдешь. Можно, конечно, искать по координатам и картам, только по ним не все хорошо ориентируются. Это был мой персональный запрос – сделать поиск простым и эффективным». Теперь достаточно посмотреть вокруг через камеру смартфона в AR-приложении и прямо на фоне настоящей парковки найти точку, где находится UJET, и идти к нему. Easy.

Вернемся к главной идее: UJET – демонстратор новых материалов. Современные инженерные термопласты плотностью 1,25–1,3 г/см3 слишком тяжелы. Легкие термопласты типа полипропилена плотностью 0,9 г/см3 не очень прочные. Однако, усиленные небольшим количеством нанотрубок, они по прочности  перегоняют  тяжелые аналоги. Именно такие материалы и применяются в UJET.

Рекордные по весу в своем классе шины разработаны специально для этого проекта. На влажной дороге их сцепление увеличено на 15%. И в протекторах используются, как нетрудно догадаться, SWNT. Причем нанотрубки позволяют изготавливать шины не только черного цвета, но и любого другого. Применение инженерных решений и новых материалов уже сейчас позволило уменьшить вес UJET до 40 кг. Через несколько лет этот показатель должен существенно понизиться.

«UJET – новый супергаджет, – Юрий Коропачинский гордится своим детищем. – У него ничего не регулируется, просто выпускаются смартджеты разных размеров, как iPhone. Покупатель получает коробку, в которой лежат всего две детали: батарейка и сам UJET. Вставляешь одно в другое – и можешь ехать». Я покатался на нем и теперь не хочу iPhone. Я хочу UJET.