Автомобильные фары: история создания и развития

Первые автомобили пришли на смену конным экипажам и заимствовали у них колодочный тормоз, систему рычагов и светильники. На экипажах стояли масляные лампы, которые не столько освещали путь, сколько обозначали присутствие экипажа на дороге. В 1880 годах автомобили использовали керосиновые лампы.

В 1896 году летчик Луи Блерио из Франции поставил ацетиленовые, или кабридные, лампы. В горелке лампы при реакции кабрида с водой образовывался ацетилен, который поджигался спичкой. Кабридные лампы были популярны благодаря пламени, устойчивому к ветру и дождю.

Перед поездкой водитель заливал воду, добавлял кабрид, и получал свет, бьющий на 30 метров.

Автомобильные фары: история создания и развития

Ацетиленовая лампа образца 1880 года

Первые электрические фары представила в 1989 году американская компания «Коламбия Электрик Кар». Они не получили широкого распространения, потому, что динамо-машины были громоздкими, а компактных, но мощных динамо тогда не было.

В 1904 году такие динамо-машины появились, и американская компания Пирлес включила электрические лампы в стандартную комплектацию. Английская компания «Поклей» выпустила первый набор фар для автомобиля из передних, боковых и задних огней.

Питание подключалось от 8-вольтной батареи, которую меняли или заряжали на станциях. Лампы переключались рычагом снаружи автомобиля. Нужно было выйти наружу в дождь и грязь, переключить лампу и вернуться обратно.

Учебный центр Auto3N представляет курсы для обучения специалистов по продаже автозапчастей. Пройдите вебинары, тренинги и электронные курсы, и проверьте знания по тестам.

1912 год. Кадиллак совместил электрическое зажигание автомобиля «Делко» и систему освещения, и создал современную автомобильную электрическую систему

В 1917 году Кадиллак провела рычаг управления фарами внутрь. Появилась проблема. Масляные лампы освещали слабо, а новые фары светили, как прожекторы маяка, и слепили встречных водителей.

Поэтому в 1915 году Гайд Ламп Компани изобрела фары ближнего света.

В 1924 году лампа компании Билукс была первой современной моделью фары, которая имела две лампы с нитями для ближнего и дальнего света.

Технические характеристики Ближний и дальний свет: излучались разными фарами. Дальний свет: светил на 50 метров. Ближний свет: светил на 15 метров. Автомобильные фары: история создания и развития

Фары Кадиллака.

В 1927 году появился ножной переключатель режима свечения фар, с тремя нитями накаливания. От самого мощного до самого слабого лучи назывались «проезд по стране», «загородный проезд» и «городское вождение».

Автомобильные фары: история создания и развития

Паккард 1927 года.

В Нэше 1934 года также использовалась трехлучевая система, усовершенствованная несимметричным освещением дороги. Со стороны водителя фары светили слабее и не слепили встречных водителей, а со стороны пассажира сильнее, высветляя обочину. Последними автомобилями с педальным регулятором света были фургоны Ford F-Series и E0Series 1991 года выпуска.

В том же 1934 на чехословацкой «Татре 77а», которая выпускалась всего один год, применили направленное освещение. При направленном освещении фары поворачивались в ту сторону, куда поворачивался руль. Первые противотуманные лампы появились в 1938 году на Кадиллаке.

Скрытые фары были впервые введены в 1936 году на Корде 810/812. Фары были вмонтированы в переднюю панель, которая была гладкой, пока фары не поднимались вакуумным механизмом, каждая своей собственной рукояткой на панели приборов.

Закрытое состояние добавляли аэродинамических свойств и были визитной конструктивной особенностью Корда. Позже их использовали на Шевроле Корвет, Феррарри Берлинетта Боксер и Ламборгини Countach, чтобы получить линии низких капотов благодаря конструкции фар.

С 2003 года скрытые фары на автомобили не ставятся.

В 1940 году в США вводится закон, по которому все фары в стране стандартизировались. Мощность – 37 500 Кн, форма круглая, диаметр – 7 дюймов, конструкция одна для всех автомобилей. В то же время в Европе разрешалась мощность в 140 000 Кд.

Автомобильные фары: история создания и развития

Симетричное распределение света.

Автомобильные фары: история создания и развития

Асиметричное распределение света.

Круглая форма фары тормозила развитие дизайна автомобилей в США. Импорт автомобилей в США, на которые нельзя установить стандартные американские фары был также запрещен.

Европа стандартами изобретательность не ограничивала и культивировала обтекаемость корпуса, прятала фары в углублениях и устанавливала скрытые фары.

Первые прямоугольные фары использовала французская компания Сибие (Cible) на Ситроен Ами 6.

В 1981 году форд мотор компани подали петицию на отмену закона о стандартизации фар в сша. в 1983 году закон отменили, и стало возможным устанавливать фары нестандартной формы со сменным лампочками.

До 1980-х отражатели делались из штампованного железа и имели форму параболы. В 1983 году на Остин Маэстро впервые поставили новые монофокальные отражатели.

В 1980 году появляется технология CAD – система автоматизированного проектирования, которая позволяет делать отражатели любой формы.

Верхняя часть отражателя может иметь форму ветки параболы, а нижняя быть произвольной формы, которая эффективней собирает пучки света и направляет их на рассеиватель или линзу.

Позже производители экспериментировали с прозрачными линзами. Новая форма отражателей собирала свет и формировала пучок лучей, который охватывал территорию нужного диапазона, что рассеиватель не требовался. Первым автомобилем, который был оснащен фарами с прозрачными линзами был японский Хонда Аккорд.

В 1991 году введены ксеноновые газоразрядные лампы высокой интенсивности на BMW 7-Series, в США ранним проектом HID был Линкольн Марк VIII 1996 года. Ксеноновые лампы работали дольше, свет был ярче, но стоили дороже.

Автомобильные фары: история создания и развития

Светоотражатели параболической формы для УАЗ-469 1972 года выпуска.

В 1992 году HELLA и BOSCH производят газоразрядную лампу высокой интенсивности. Работает на том же принципе, что и галогенные. Различие – в мощности. Эти фары работают дольше, а светят ярче. Впервые использована на БМВ 7-серии. В 1999 году представлена би-ксеноновая система, которая совмещала огни ближнего и дальнего света.

Ауди А8 стала первым автомобилем в 2004 году, которая использовала светодиоды в качестве дневных ходовых огней. В 2006 году LED устанавливают на Лексус ЛС 600. Светодиоды работают на принципе p-n перехода.

В полупроводнике отрицательно заряженные электроны заполняют «свободные» места – дырки, которые заряжены положительно. На месте, откуда ушел электрон, образуется новая дырка, которая заполняется следующим электроном. Таким образом возникает электрический ток.

P-n переход сопровождается выделением фотонов – элементарной частицы света, излучение которого мы и видим. КПД светодиодов достигает 80% по сравнению 5% лампы накаливания.

Это значит, что лишь 20% энергии уходит в тепло, все остальное – в свет. В то время как у лампы накаливания 95% энергии рассеивается в виде тепла, и лишь 5% энергии приходится на видимое излучение.

Автомобильные фары: история создания и развития

Пример светодиодных фар.

Данный тип фар стал новшеством 2014 года. Марка БМВ на модели Ай8 представила фары дальнего света, которые используют лазеры для светообразования. Считается, что технология эффективна для скоростного вождения в условиях с низкой видимостью.

Автомобильные фары: история создания и развития

Лазерные фары БМВ Ай8

Тормозная система работает идеально, если правильно подобраны ее детали. Подберите нужные детали в быстром поиске Auto3N.

Перейти в каталог

Эволюция автомобильных фар: путь длиною в полтора века

Дата: 06.08.2019 | Категория: Свет

Трудно поверить, но первые автомобили не имели никакого оборудования для освещения дороги. Передвигаться на авто в конце девятнадцатого века было опасно даже днём, а в ночное время приходилось ездить практически наугад. Быстрое развитие и распространение автомобилей вынудило решать эту проблему.

Первые автомобильные фары

Автомобильные фары: история создания и развития

Первым источником освещения дороги стали керосиновые лампы, которые в те годы были распространены и использовались как светильники. Их главное преимущество — простая конструкция. Но со своей функцией — освещением дороги, керосиновые лампы почти не справлялись. Они скорее обозначали присутствие автомобиля на дороге и не более.

Чуть позже начали использовать масляные светильники, но их эффективность также была практически нулевой. Благо им быстро нашли замену.

Ацетиленовые фары

Автомобильные фары: история создания и развития

Луи Блерио — авиаконструктор, который в 1896 году предложил устанавливать на автомобили ацетиленовые фары. Тогда они применялись на паровозах.

Такие фары гораздо лучше справлялись с освещением дороги, нежели их предшественники. Главный недостаток ацетиленовых фар — сложности в процессе эксплуатации. Чтобы фары заработали, нужно было повернуть кран, который отвечает за подачу ацетилена. После открыть колпаки и зажечь горелки. Эта процедура отнимала много времени.

Выработка ацетилена происходила на ходу в специальном баке, который разделялся на два отсека. Перед началом движения нужно было проверять и по необходимости досыпать карбид и доливать воду.

Светильникам на основе ацетилена нашлось применение и в 21 веке. Маяки, которые находятся далеко от линий электропередач, работают на ацетилене.

Электрические фары

Автомобильные фары: история создания и развития

Электрические лампы начали применяться в середине десятых годов прошлого века, но только на люксовых автомобилях. Широкое использование началось через 7-10 лет. Rolls-Royce Silver Ghost и Cadillac Model 30 — автомобили, которые первыми получили электрические лампы.

Электрические фары в начале двадцатого века представляли собой небольшие прожектора. С освещением дороги они справлялись отлично, но появилась другая проблема — ослепление водителей на встречной полосе. Почти сразу были разработаны первые корректоры фар, которые частично решали проблему. На панель выводился рычаг реостата, которым регулировалась яркость.

Читайте также:  Что такое перегазовка и зачем она нужна

Стремительный прогресс

Автомобильные фары: история создания и развития

Многие считают, что современные фары ушли далеко вперёд, по сравнению с их столетними предшественниками. Отчасти это правда, но современные фары головного света по-прежнему состоят из отражателя, лампы, рассеивателя и корпуса. Всё как в начале двадцатого века.

Всё же прогресс идёт, и автомобильные фары дополнялись и продолжают дополняться важными элементами, которые повышают комфорт, безопасность, функциональность и срок эксплуатации.

Лампа с парой нитей накаливания была представлена компанией Bosch в 1919 году. Это был важный шаг на пути к решению проблемы с ослеплением автомобилистов, движущихся по встречной.

Середина 50-х ознаменовалась новой технологией, которая подразумевала внедрение ассиметричного свечения. Если говорить простым языком, то фары со стороны пассажира светили дальше, чем со стороны водителя. В 1957 технология была внесена во все технические регламенты Европы и требования к автомобилям, которые производились массово.

https://www.youtube.com/watch?v=9267nWuYcXA

Компания Hella в 62-ом году прошлого века представила первую в мире галогенную лампу для автомобиля, которая превосходила предшественников почти по всем показателям. Даже сейчас галогенные лампы используются на большинстве автомобилей. Ознакомьтесь с ассортиментом галогенных ламп в нашем интернет-магазине: https://electro-kot.ru/avtosvet/galogenoviye-lampy/

Спустя несколько лет после презентации галогенных ламп начали производить фары прямоугольной формы.

Пластиковый поликарбонатный рассеиватель был представлен компанией Opel в начале девяностых. Разработка позволила сделать фары легче и улучшить пропускание света.

Два последних десятилетия активно используют и продолжают совершенствовать ксеноновые лампы. По эффективности они превосходят «галогенки». Срок эксплуатации ксеноновых фар больше чем галогенных, что тоже является весомым преимуществом. Ксеноновое освещение в нашем интернет-магазине: https://electro-kot.ru/avtosvet/komplekt-ksenona/

Будущее за светодиодами

Автомобильные фары: история создания и развития

Специалисты считают, что в ближайшем будущем даже ксеноновые лампы не смогут тягаться со светодиодными фарами. Низкое потребление энергии, продолжительный срок службы, простое устройство и отсутствие «инерции» при включении — основные преимущества фар на основе светодиодов.

BMW 3-ей серии в кузове кабриолет — автомобиль, который первым оборудовали светодиодными «стопами». Audi A8, в начале двухтысячных, получила ходовые огни на основе светодиодов. А полностью светодиодные фары впервые были установлены в 2008 году на Lexus LS 600h.

В 2019 году светодиодные фары перестали быть чем-то необычным. Даже автомобили среднего класса оснащаются светодиодными фарами.

  • Ассортимент нашего магазина помогает модернизировать фары на основе галогеновых и ксеноновых ламп. Для этого мы можем предложить:
  • Светодиодные лампы: https://electro-kot.ru/avtosvet/svetodiodnyye-lampy/
  • Би-диодные линзы: https://electro-kot.ru/avtosvet/bi-linzy-na-auto/svetodiodniye-linzy-na-avto/
  • Инструменты и материалы: https://electro-kot.ru/avtosvet/komplektuiushie/instrument-dlj-retrofita/

Эволюция автомобильной фары

Слово «фара» произошло от греческого названия Фарос – это небольшой остров в Средиземном море, недалеко от побережья Египта. Именно на этом острове в III веке до нашей эры был построен ставшей легендой Александрийский маяк – первый маяк в мире, который причисляют к одному из семи чудес света. Он остерегал корабли от рифов, притаившихся на пути в Александрийскую бухту.

История возникновения и развития автомобильной фары

Конные экипажи освещали дорогу с помощью свечей, которые устанавливались не только спереди, но и сзади экипажа – их назначение с тех времен не изменилось. Передние освещали дорогу перед транспортным средством, а задние указывали на габариты экипажа – чтобы другие участники движения могли без труда определить, где именно он находится, и обогнать.

Автомобильные фары: история создания и развития

Спустя десятилетия свечи сменили светильники с газовым пламенем. Эти системы еще называются карбидными, или ацетиленовыми. Однако зажечь их составляло куда большую проблему, нежели парафиновые свечи.

Первая автомобильная лампа накаливая была запатентована еще в 1899 году одной французской фирмой

Перед поездкой водителю необходимо было залить воду в специальный бак, который был соединен с газом. Эта емкость обычно располагалась на подножке автомобиля. Ацетиленовый газ образовывался при соединении карбида натрия с водой. Он попадал в горелку через трубку, а горелка, в свою очередь, находилась в отражателе.

Так вот, чтобы добыть огонь, требовалось спичкой зажечь горелку – и фара начинала светить отраженным светом. Кроме сложности этого процесса, у таких фар были и другие недостатки: например, отражатель быстро покрывался сажей и требовал постоянной чистки, газ быстро заканчивался, а в бак регулярно следовало доливать воду.

Однако мучения водителей закончились с появлением лампочки накаливания. Первая автомобильная лампа накаливая была запатентована еще в 1899 году одной французской фирмой.

Прошло чуть больше десяти лет, прежде чем в 1906 году в качестве материала для нити накаливания стали использовать тугоплавкий вольфрам вместо неэкономичной угольной нити. А позже, в 1913-м, немецкая компания Bosch, начала выпускать систему зажигания «магнето». Вскоре ассортимент расширился, и в Bosch наладили производство осветительного оборудования.

Технология не стояла на месте: осветительные системы уже состояли из фар, аккумуляторной батареи, генератора, и реле-регулятора для подзарядки батареи. В год продавалось свыше трех тысяч таких комплектов.

Но и у вольфрама были свои недостатки – он имел свойство испаряться с нити накаливания. Чтобы избежать этого, лампы стали заполнять химической смесью азота и аргона, который препятствовал нежелательному испарению.

Так лампы стали долговечнее.

Автомобильные фары: история создания и развития Лампочки BOSCH

Одна проблема была решена, пора было заняться другой: как сделать так, чтобы свет фар не слепил встречных водителей? Тут Bosch снова нашел ответ, предложив простое и гениальное решение – лампу с двумя нитями накаливания – ближний и дальний свет. К 1919 году, когда это изобретение вошло в эксплуатацию, уже было создан светорассеиватель – стекло фары, покрытое призмовидными линзами, которое направляло свет вниз, на дорогу.

История галогена и ксенона

В 50-х годах в обращение вошел галогенид – соединение брома или йода. Благодаря химической реакции между галогеновым газом и вольфрамом, такие лампы могли служить дольше и отличались высокой светоотдачей. Первая подобная автомобильная лампа была выпущена в 1962 году фирмой под названием Hella, и вскоре галогеновые фары стали популярны по всему миру.

Автомобильные фары: история создания и развития

Следом за галогеновой лампой появилась ксеноновая. Это стало новой вехой в эволюции автомобильных фар и на данный момент самой современной. Ксеноновые лампы представляли собой колбу, в которую под большим давлением закачивали смесь инертных газов, в том числе и ксенона.

Главное преимущество ксенона – более мощное свечение при более низком потреблении энергии. Кроме этого, для розжига в таких лампах используются два провода, а не нить накаливания – а значит, перегореть она не может.

На дороге также ощущается разница: ксенон не слепит других водителей, но при этом отлично пробивает туман и воду, и, в отличие от других, не высвечивает капли в воздухе, а светит точно на дорожное полотно.

Современные автомобильные фары — какие они?

Если говорить о сегодняшнем дне, то сейчас производители отдают предпочтение светодиодам – эксперты считают, что будущее именно за ними. Уже сейчас светодиоды интегрируются как в заднюю, так и в переднюю оптику.

Из плюсов светодиодов отмечают компактность, долговечность (они могут работать свыше 10 тысяч часов!), светодиоды четче реагируют на сигнал включения и выключения, а также потребляют сравнительно немного электричества.

Автомобильные фары: история создания и развития

Сама конструкция фары следующая: она имеет корпус, рассеиватель, отражатель и сам источник света. На протяжении долгих десятилетий все фары были круглыми – это было связано с тем, что корпус фары не являлся частью крыльев автомобиля.

Сейчас моделирование фары происходит при помощи компьютерной программы, а изготавливают оптику из термопластика, алюминия, магния

Однако годы шли, автомобильная промышленность неуклонно эволюционировала, а вместе с тем менялся и дизайн автомобильной оптики. В какой-то момент появились прямоугольные фары (такая форма пользовалась особой популярностью на советских автомобилях).

Позже, правда, начались аэродинамические и технические исследования, которые показали: сам отражатель должен иметь параболическую форму, а сама конструкция должна быть обтекаемой и небольшого веса. Тут на помощь инженерам пришел пластиковые рассеиватели.

Впервые такую фару установили на европейские модели Opel Omega.

Автомобильные фары: история создания и развития

А сейчас моделирование фары происходит при помощи компьютерной программы, а изготавливают оптику из термопластика, алюминия, магния и т.д. При этом роль «стекла» играет поликарбонат.  

От керосинки до лазера: эволюция автомобильной фары за 110 лет истории / Автомобили и другие средства передвижения и аксессуары / iXBT Live

На первых автомобилях, которые гордо именовались самобеглыми колясками или самобеглыми экипажами, не то что фар, даже подобия какой либо «осветительной арматуры» не было и в помине. Днем ездить можно. Ночная поездка, если не считалась самоубийством, то уж точно была в те времена довольно рискованным предприятием.

Хоть и не было тогда большого скопления автомобилей на дорогах, но и дорог (как таковых в нашем понимании) тоже практически не было. А вот во время начала массового распространения самоходных машин остро встал вопрос необходимости освещения пространства перед движущимся транспортом в темное время суток.

Читайте также:  Duesenberg Model J / SJ (1928): характеристики, описание, фото

  Сегодняшний пост расскажет, как менялась автомобильная фара, пройдя за более чем век эволюции несколько этапов: с разными источниками света, формой и «начинкой».

1. Керосинки

Первым подобием фар, устанавливаемых на автомобилях, стали керосиновые лампы. Конструкция — простейшая и широко распространенная в то время для нужд бытового освещения.

Правда с задачей освещения дороги перед автомобилем такие «фары» абсолютно не справлялись. Максимум, для чего годны были керосинки — это обозначить присутствие автомобиля на дороге (что-то похожее на функцию современных габаритных огней).

С такой «фарой» разглядеть дорогу впереди автомобиля можно было лишь на 8-10 метров.

2. Ацетиленовые горелки

В самом конце XVIII века на автомобилях стали устанавливать ацетиленовые горелки, которые освещали дорогу намного лучше керосиновых ламп. Идея таких фар была позаимствована у ацетиленовых прожекторов, которые служили тогда источниками света на паровозах.

А с 1910-х годов форма и конструкция автомобильной ацетиленовой горелки приобрела подобие «настоящей» фары, в нашем понимании. Сзади ацетиленовой горелки установили отражатель с серебряным покрытием (напыление), а перед горелкой установили линзу.

Теперь свет горелки отражался от рефлектора и проходил через прозрачную линзу, тем самым создавался довольно таки мощный направленный поток света. Благодаря такой конструкции, видимость освещаемой впереди автомобиля дороги доходила до 150-300 метров.

А вот чтобы «включить» такую фару, водителю приходилось выйти из автомобиля, засыпать в бачок карбид кальция, залить туда же воду, открыть кран подачи ацетилена, снять стеклянный колпак фары, спичкой зажечь горелку, установить на место стеклянный колпак. «Выключить» фару было немного проще — надо перекрыть кран подачи ацетилена. 

3. Электрические лампы накаливания

С начала 1920-х годов в автомобильных фарах стали применять электрические лампы накаливания, которые являли собой более мощный и менее проблематичный источник света, по сравнению с ацетиленовыми горелками.

В течение последующих 80-ти лет, как сами лампы, так и конструкция фар, материал и форма сот отражателей претерпевали изменения. Появились лампы с двумя нитями накаливания, позволяющие водителю переключаться с ближнего на дальний свет и обратно.

Стали изготавливать фары с асимметричным пучком света, в результате чего дальность освещаемой дороги со стороны пассажира стала больше, чем со стороны водителя. За счет применения рассеивателя, покрытого мелкими сотами разной формы, появилась возможность задавать направление световому лучу и равномерно распределить его свет по поверхности дороги.

В свою очередь это позволило отказаться от обязательной до этого круглой формы фар (дизайнеры теперь могли «вписывать» в автомобиль не только прямоугольные, но и фары практически любой формы).   

4. Галогенные (галогеновые) лампы

Электрические лампы накаливания, установленные в автомобильных фарах довольно часто выходили из строя, так как вольфрам довольно быстро «испарялся» с нити накаливания. В 1970-х годах на смену лампам накаливания пришли галогенные лампы.

Это практически та же лампа накаливания с нитью из вольфрама, но газовая колба наполнена галогенидами, которые препятствуют испарению вольфрама. В результате чего ресурс работы и мощность лампы увеличились вдвое, существенно снизилась теплоотдача.

5. Ксеноновые лампы

В 1990-е годы в автомобильных фарах стали устанавливать ксеноновые лампы. Колба ксеноновой лампы, внутри которой установлены два электрода, заполнена смесью инертных газов. При подаче напряжения, за счет ионизации газа, между электродами образуется очень яркая световая дуга.

За счет излучения такими лампами света со световой температурой около 4000 К, свет ксеноновых ламп близок к дневному свету. Поэтому, во время движения в темное время суток, свет автомобильных фар с ксеноновыми лампами позволяет водителю за рулем сохранять концентрацию, не засыпать.

С таким светом фар меньше устают глаза и не так рассеивается внимание.

6. Светодиоды

Следующим этапом в эволюции фар автомобиля стало применение светодиодов в 2000-е годы. Это нововведение упростило конструкцию фар (отпала необходимость в дополнительных блоках, омывателях, корректорах и т.д.), повысило надежность, срок службы и уменьшило потребление энергии. 

7. Лазерные фары

Достижением современных высоких технологий стали лазерные фары. Сейчас установка на автомобиль лазерных фар — это очень «дорогое удовольствие» (дорогостоящие комплектующие, дополнительные электронные блоки и т.д.) и автопроизводители только начинают осваивать «лазерный свет».

Но, со временем (когда технология будет полностью отработана и такие изделия пойдут в массовое серийное производство), лазерные фары будут устанавливаться на автомобили повсеместно, так как их свет еще более благоприятен для глаз человека и не вызывает усталости, даже по сравнению со светом светодиодных фар.

А длина самого светового луча лазерной фары составляет порядка пятисот метров! Лазерные фары не слепят встречных водителей и пешеходов, так как свет электроника (компьютер и датчики) направляет именно в ту зону, которая должна освещаться, не «задевая» встречных автомобилей.

Ближайшее будущее автомобильных фар однозначно за лазером.

За 110 лет своей эволюции автомобильные фары прошли огромный путь от керосиновой горелки до лазера. Какими они будут через 10 или 50 лет, точно сказать, конечно, никто не может. Но, несомненно, что будущее автомобильных фар — это новые источники света, невообразимые формы и удивительные технологии.

От керосина до светодиодов: история и современность автомобильных фар

Без света на дороге было трудно во все времена: даже когда основным транспортным средством был не автомобиль, а карета. Фонарь крепили на ней для того, чтобы обозначить экипаж на дороге и хоть немного осветить окрестности.

Большего и не надо было: лошади двигались сами, им достаточно было лунного света, а уж в кромешной тьме не ездил никто — безопаснее было переждать, чем рисковать встретиться с разбойниками.

Ну а самые первые «самоходные повозки» времен Даймлера и Бенца были настолько сложными в эксплуатации — начиная с запуска двигателя и заканчивая процессом заправки, — что ездить на них еще и ночью было сродни безумству. 

Одна из первых «самоходных повозок» Даймлера

Шло время, скорости стали выше, а водить было уже не так страшно, так как путь начали освещать банальными керосиновыми и масляными лампами. Света они практически не давали, да и топливо заканчивалось быстро. Но, надо заметить, осветительные приборы на судах и поездах к тому времени были уже намного мощнее, хотя все упиралось в источник энергии. 

Новое решение предложил в 1896 году французский изобретатель и авиатор Луи Брелио — тот самый, что несколько лет спустя самолично впервые в истории перелетит через Ла-Манш. Он запатентовал ацетиленовую лампу. Газ ацетилен получался прямо на ходу при соединении карбида кальция и воды, которые засыпались и заливались в специальный бак с двумя отсеками.

Фары открывались, зажигались при помощи спичек и закрывались. Такие лампы светили довольно ярко, их хватало на несколько часов, а то и на полдня. Потом приходилось останавливаться и чистить фонари, но к тому времени все равно уже нужно было смотреть двигатель и приводить в порядок подвеску.

В общем, такой межсервисный интервал по тем временам был обычным делом. 

Первые же вакуумные электрические лампочки сразу попытались приспособить для фар. Правда, на это потребовалось немало времени.

Русский изобретатель Александр Лодыгин, один из создателей лампы накаливания, получил еще и патент на вольфрамовую нить, а в 1906 году продал разработку корпорации General Electric. Вольфрам, самый тугоплавкий металл, поначалу стоил очень дорого.

Впоследствии его производство удалось удешевить. Электрические лампочки по-настоящему «оживили» автомобили. Мало того, что фары больше не надо было чистить, — теперь появилась возможность осветить и салон, и приборную панель, и заднюю часть автомобиля, и, конечно, дорогу.

Не говоря уже о том, что на смену «кривому» стартеру пришел электрический. Первыми автомобилями с полным электропакетом стали Cadillac Model Thirty SelfStarter и Rolls-Royce Silver Ghost.

Параллельно с развитием электрических фар росло и общее количество автомобилей на дорогах. Поэтому нарисовалась другая проблема — ослепление встречных водителей. Пришлось придумывать еще и первые корректоры освещения, которые помогали регулировать яркость ламп.

Так, еще в 20-е годы прошлого столетия возникло понятие ближнего и дальнего света. И да, уже тогда «паровозный» дальний слепил встречных водителей.

Лишь спустя три десятилетия французская компания Cibie предложила решение, применяемое до сих пор: пучок света должен быть асимметричным: со стороны водителя фары светят ближе, ниже, а со стороны пассажира — наоборот. Так еще и обочина освещается.

Такое распределение и по сей день входит во все европейские технические регламенты. В странах с левосторонним движением пучки света «меняются местами».

Читайте также:  Subaru Outback (2019): характеристики и описание

Первая галогенная лампа появляется в 1962 году стараниями компании Hella. В колбе такой лампы — соединения йода или брома в газообразном виде. Они позволяют сохранить вольфрам на нити накаливания. В результате лампа светит ярче, служит дольше, а еще становится компактной. Галогенные лампы — это и по сей день «золотой стандарт», они стоят на всех бюджетных автомобилях, и не только на них.

Актуальные требования ПДД к цвету фар обозначены довольно конкретно. На передней части автомобиля могут располагаться световые приборы с огнями только трех цветов — белого, желтого и оранжевого. При этом для ближнего и дальнего света разрешен исключительно белый свет.

То есть цветные пленки на дорогах общего пользования — вне закона. Что касается задней части, то государственный регистрационный знак тоже может быть освещен только белым, равно как и фонари заднего хода.

А вот стоп-сигналы могут быть только красными, чтобы не вводить в заблуждение других участников дорожного движения.

Параллельно с этим совершенствовались и усложнялись внутренние отражатели фары. Благодаря их неровной поверхности КПД лампы достиг максимума. Верхний же прозрачный колпак с 1993 года стали делать не из стекла, а из поликарбоната.

Фара сразу стала легче в среднем на килограмм. Зато, в отличие от обычного стекла, поликарбонатные рассеиватели хуже сопротивляются истиранию и в какой-то момент начинают требовать полировки.

По этой причине на современные фары не ставят дворники — их нужно промывать вручную.

Следующая ступень «эволюции» автомобильной оптики — фары с газоразрядным источником света. В народе их называют ксеноновыми, хотя газ ксенон присутствует внутри далеко не всегда. Вся колба лампы заполнена смесью газов, и свечение исходит именно от этой смеси, а не от одной вольфрамовой нити накаливания.

Первым автомобилем, получившим такие фары в серийной версии, стал BMW 750iL в 1991 году. Такая лампа дает много света, почти не греется, отлично переносит дорожную тряску. Правда, увеличивает расход топлива.

А если покупается в случайных местах и монтируется «на коленке», то может при эксплуатации доставлять дискомфорт встречным водителям.

Применительно к фарам важна и цветовая температура, которая измеряется в кельвинах (К). Некоторые водители думают, что чем она выше, тем лучше видимость, даже если за окном шторм. На самом деле это совершенно не так. Цветовая температура — это про восприятие потока света человеческим глазом.

С ее возрастанием в световом потоке появляются голубоватые и затем сиреневатые оттенки, из-за которых, наоборот, можно не заметить неровность на дороге. То же касается и насыщенных желтых оттенков (2500 К и ниже). Нейтральные же 4000–5000  К (едва заметный желтоватый или голубоватый оттенок) близки к дневному свету и не причиняют неудобств другим участникам дорожного движения.

То, что значительно выше или ниже этого диапазона, годится разве что для автомобильных шоу или концепт-каров.

Впрочем, предела совершенству нет, и уже сейчас на смену ксеноновым лампам и, тем более, галогенным, постепенно приходят светодиодные. Светодиодам нужно куда меньше энергии, они гораздо проще устроены, а служат дольше.

Эксперименты со светодиодами начались еще в 1990-е, сначала, правда, на стоп-сигналах. В 2000-х светодиодными дневными ходовыми огнями обзавелась Audi A8 W12. А первые полностью светодиодные фары поставили на Lexus LS 600h 2008 года.

Сегодня такими осветительными приборами уже никого не удивишь, и в качестве опции они доступны не только на люксовых автомобилях. 

Lexus LS 600h, спортивная версия, выпускавшаяся в 2012–2017 гг.

Что дальше? На концепт-карах уже давно можно встретить… первые лазерные фары! Автопроизводители обещают фантастическую дальность освещения — несколько сотен метров. Правда, стоимость их высока, конструкция сложна, и уж тем более непонятно, что делать с ослеплением встречного потока таким светом.

Прочие же разработки призваны, как водится, сделать часть работы за водителя. Например, интеллектуальные оптические датчики смогут сами выключать или включать часть светодиодов в зависимости от дорожной обстановки: темная ли это трасса или ярко освещенная городская улица с пешеходами, нужно ли сместить световой поток на обочину или просто расширить его в повороте.

В российских реалиях газоразрядные и галогенные лампы не исчезнут еще долго, но вскоре им придется потесниться, ведь уже сейчас светодиодные ходовые огни часто можно встретить на авто отечественной сборки.

Путь становления автомобильных фар: от карет до внедорожников

Углубляться в древние времена, когда путь коннице освещали факелы и отблески костров мы не станем, а начнём экскурс в историю со времён не столь незапамятных — конца XIX столетия.

Опасность попасть в аварию на дороге появилась одновременно с созданием первого самодвижущегося транспортного средства. А может и еще раньше, в эпоху карет и колесниц. Углубляться в древние времена, когда путь коннице освещали факелы и отблески костров мы не станем, а начнём экскурс в историю со времён не столь незапамятных — конца XIX столетия.

Первые шаги изобретателей

Острая необходимость освещать путь во время ночных перегонов возникла во времена карет, так как до этого ямщики предпочитали переждать ночь на постоялом дворе. А кареты, вопреки сложившемуся стереотипы, вовсе не являлись примитивным средством передвижения.

Прогресс и в конце XIX века двигался с большой скоростью, кареты начали оснащать подвеской, примитивными обогревательными системами, тормозами и т. д.

Когда число экипажей на дорогах превысило определенный порог и столкновения двух карет на ночном тракте стало обычным делом, пришлось задуматься о том, как исхитриться осветить путь и заранее дать о себе знать едущим навстречу извозчикам.

Попытки осветить путь свечами, керосиновыми и масляными лампами в какой-то мере приносили результат, но света они давали мало, в плохую погоду то и дело гасли, становились причиной возгорания кареты и в целом приносили больше вреда, чем пользы. Лампы накаливания уже были изобретены на то время, но они требовали постоянного источника тока. Газовые фонари светили ярко, но тяжелого баллона хватало не больше, чем на два часа.

Новатором и прародителем современной автомобильной оптики стал французский изобретатель, авиатор и предприниматель Луи Блерио. 120 лет назад, в 1896 году, он получил патент на конструкцию, состоящую из ацетиленовой лампы и генератора. Как всегда, всё гениальное оказалось простым.

Луи предложил не подготавливать топливо для ламп заранее, а вырабатывать горючий газ непосредственно во время движения. Смешивание карбида кальция и воды в нужных пропорциях вызывало реакцию горения и давало яркое пламя, которое посредством системы линз фокусировалось на дорогу.

Риск воспламенения и взрыва был сведен к минимуму, а свет от таких фар был виден с приличного расстояния. Не забывайте, что в начале XX века высокой скоростью самодвижущиеся повозки похвастаться не могли, поэтому извозчики успевали заметить друг друга и совершить необходимые манёвры.

Карбидные лампы верой и правдой прослужили до 1910 года и затем постепенно были вытеснены электрическими лампами.

Переход на электричество

Приятно отметить, что весомый вклад в развитие электрических осветительных приборов внёс русский электротехник Александр Ладыгин, один из создателей лампы накаливания.

Его работы и работы Томаса Эдисона легли в основу ламп с вольфрамовыми нитями накаливания, в 1910 году запущенными в серийное производство. КПД было очень низким (порядка 2-3%) и стабильностью первую модели не отличались, но начало было положено.

Повсеместная электрификация отразилась на конструировании автомобилей в целом. Ведь появился электрический стартер! После 1915 года все автомобили оснащались электрическими лампами.

Повысить КПД и яркость помогла замена наполнения колбы: раньше внутри создавали вакуум, но потом заметили, что лучше наполнять колбу галогенами: аргоном, бромом или йодом. В 20-ые годы мощности увеличились, появились стандарты цоколей, а фары по назначению начали подразделять на ближний и дальний свет.

Рассеивание света и линзованная оптика

Начиная с 50-х годов велся активный поиск способа получить пучок света заданной формы. Новаторской идеей стало применение параболического рефлектора и рассеивателя с призматическими линзами.

Пробовались разные формы и узоры стекол фар, наибольший КПД был достигнут в фарах головного света, работающих на базе рефлектора свободной формы.

Их КПД достигал 67%! Затем появились эллипсоидные рефлекторы с КПД 70%, которые могли направлять световой поток строго в заданном направлении.

В середине 90-х годов обычных галогенных фар стало не хватать и европейские конструкторские бюро начали разработку ксеноновых газоразрядных ламп.

Сегодня можно купить дополнительные фары для автомобиля любой мощности и формы, а лидерами на рынке остаются светодиодные фары (или же LED фары).

Их ближайший конкурент — фары на основе лазеров, используемые в новых автомобилях Audi и BMW, но им еще предстоит долгий путь совершенствования. Желаем безопасности на дорогах!

Ссылка на основную публикацию