В Японии фары тоже светят асимметрично, но движение в стране левостороннее, а значит, и световой поток распределяется иначе, чем у европейцев. На американском же континенте автомобильная промышленность на долгие годы оказалась в плену странных законов, которые в разные годы предписывали использовать только круглые фары, запрещали блок-фары (вы, наверное, еще помните «Вольво» и «Мерседесы» с характерной странной оптикой и большими бамперами, которые приезжали к нам из США) и обязывали использовать только симметричное распределение света.
Volvo 244
Эксперименты с рассеиванием
Первой технологией, получившей массовое распространение для получения пучка света заданной формы стали параболический рефлектор и рассеиватель с призматическими линзами. Эта технология знакома многим, ее использовали на машинах вплоть до конца 90-х годов, например, на знакомым всем «Жигулях» и «Волгах».
Световой поток в этом случае отражается от рефлектора, задачей которого является как можно более полное отражение светового потока, и попадает на стекло фары, которое состоит из множества вертикальных собирающих линз и призматических элементов, отвечающих за распределение света по дальности и направляющих свет на дорожное полотно. Конструкция позволяет использовать стекла сложной формы и с большим наклоном, но КПД такой конструкции оказался невысоким. Не более 40% светового потока используется по назначению, а по методике компании Hella — и вовсе 27%.
Следующим шагом на пути к улучшению освещения стало использование фар головного света с рефлектором свободной формы. Технологию часто называют FF — от английского Free Form. В этом случае отражатель имеет намного более сложную форму, а стекло можно использовать плоское, без оптических элементов. В настоящее время эта технология — одна из наиболее часто используемых в фарах для обычных ламп накаливания. Фары такого типа имеют КПД намного выше — около 67% (45% по методике Hella). Но и это не предел.
Фара от Jaguar E-Type c параболическим рефлектором и рассеивателем с призматическими линзами
Линзованная оптика
Наиболее эффективной оптической схемой для фары является так называемая
прожекторная. Ее техническое обозначение — трехосный эллипсоид, или
просто DE (сокращение от немецкого Dreiachs Ellipsoid), а в просторечии
такую схему чаще всего именуют «линзой». Такой блок имеет эффективность
свыше 70% (52% — по методике Хелла). Но не это является его основным
достоинством.
В отличие от других технологий, он может работать с объемными
источниками света и формировать очень точный световой пучок, который
можно направить буквально параллельно дороге, а значит, и снизить
степень ослепления водителей даже лучом дальнего света. Интереснее всего
то, что такая схема является одной из старейших, ее использовали еще на
маяках и кораблях в конце ХIХ века.
Также любопытно, что в России линзованная оптика прочно ассоциируется
именно с газоразрядными лампами (о них речь ниже), хотя были автомобили и
с галогенными фарами, свет которых рассеивался линзами. Но к середине
90-х стало понятно, что лампы накаливания уже не отвечают современным
требованиям по яркости света и экономичности.
Что появилось в ответ на эту проблему, вы уже знаете. Сначала ксенон, потом светодиоды, а теперь и лазерные фары.