Když se kabina nehne ani o píď: elektromagnetické odpružení Bose

Letopočet 2004 si bude vybraná skupina amerických automobilových novinářů pamatovat nejspíš do smrti. V létě tohoto roku byli pozváni do centrály firmy Bose v americkém Massachusetts, aniž by věděli, proč sem jedou. Jejich jediná informace byla, že uvidí něco revolučního. Celé to bylo o to zvláštnější, že jeli do sídla společnosti, která s auty příliš nesouvisí, jejími výrobky jsou reproduktory a další hudební vybavení.

Záhada pokračovala, když byli místo do vývojového oddělení nebo nějaké prezentační místnosti přivezeni na parkoviště u hlavní budovy a před nimi stál obyčejný deset let starý světlý Lexus LS400 s nápisem Bose na dveřích. Na druhé straně parkoviště byla ještě podivnější věc, ležela zde poměrně mohutná tyč bílé barvy.

Jakmile měl řidič sedící v Lexusu potvrzenou pozornost všech zúčastněných, rozjel se a po dosažení poměrně vysoké rychlosti zamířil přímo na danou tyč. Blížil se k ní opravdu rychle a nevypadal, že by se chystal k úhybnému manévru. Přihlížejícím se zvedal tep. Vždyť se o ni přerazí a auto rozbije! Už se jí nejde vyhnout, je moc blízko! Co se bude dít?    

Jenže auto se o tyč nepřerazilo. V posledním momentě ji totiž jako laň přeskočilo. Ano, čtete správně, tento pětimetrový sedan s osmiválcem a váhou okolo 1,8 tuny se ladně vznesl a tyč nejprve svou přední a pak zadní nápravou přeletěl. Šokovaní novináři stáli v němém úžasu a nechápali, čeho se právě stali svědky. A jejich fascinace ještě stoupla, když se řidič po skoku vrátil na místo startu, vystoupil, uklonil se a pak se úplně stejně uklonilo i auto. Tolik toho piva cestou zase neměli!

Ozřejmění tohoto zázraku přinesl přítomný zakladatel firmy a absolvent MIT Amar Bose. Nejednalo se o žádnou hru světla a stínů, Lexus ani nebyl výplodem temné magie. Jen ho vybavili výsledkem dvacetičtyřletého vývoje nejdokonalejšího odpružení v historii automobilismu postaveného na principu elektromagnetismu.  

Pro pochopení celé situace je potřeba se vrátit do šedesátých let. Tehdy Amar Bose prodával svůj desetiletý Pontiac vybavený vzduchovým podvozkem. Nebyl s ním moc spokojený, zařízení často zlobilo a i když dokázalo nerovnosti filtrovat lépe než konvenční řešení, jízdu bez houpání zajistit neumělo. Jenomže americký automobilový průmysl nic lepšího nabídnout neuměl. 

Tak si jako náhradu zakoupil v USA tou dobou oficiálně prodávaný Citroën DS, poněvadž to byl přece ten slavný létající koberec s nejlepším tlumením nerovností na trhu. Po několika letech však i tento model poslal do světa, jelikož s ním měl také problémy. Jeho plynokapalinový podvozek byl sice mnohem klidnější než u zmíněného Pontiacu, ale hydraulický olej neustále někde prolínal a auto trávilo víc času v servisu než na silnici.

Pan Bose tak začal uvažovat nad tím, zda-li je vůbec možné zajistit, aby auto přes nerovnosti jelo opravdu prakticky neznatelně a přitom nebylo tolik závislé na těsnosti pryže. Poměrně dlouhou dobu zůstávala tato teze jen myšlenkou. Jednoho dne ho ale napadlo zajímavé řešení. Jeho firma už nějaký čas poměrně úspěšně prodávala reproduktory osazené elektromagnetem. Ten pomocí silového pole buď přitahoval nebo oddaloval membránu a tím měnil elektrickou energii na zvuk. 

Amar si začal pohrávat s myšlenkou, že kdyby se toto pole dostatečně zesílilo, tak by mohlo místo kusu plastu nést automobil. A tak jak membrána pomocí pole pruží tam a zase zpátky podle toho, jaký tón má vyloudit, tak by se i kola mohla v podbězích zvedat a klesat, aby dokonale vyrovnala povrch vozovky a tím odstranila kmity karoserie.

Tak započal onen čtyři-a-dvacetiletý vývoj projektu s krycím názvem Zvuk, aby pan Bose nevyplašil finanční oddělení. Bylo samozřejmě potřeba vyřešit spoustu problémů. Zaprvé bylo zařízení potřeba udělat takovým způsobem, aby bylo účinné, ale zároveň se vešlo do podběhů, zadruhé bylo potřeba vyřešit jeho spotřebu elektrické energie.

Tím nejpalčivějším problémem však bylo naučit systém samočinně rozeznávat výmoly ve vozovce a přizpůsobovat se jim. Amar se chtěl spoléhat na soustavu čidel u každého kola, která by měřila množství a rozsah změn ve vozovce a svá data odesílala do výkonného palubního počítače, jež by je dokázal dostatečně rychle zpracovat a následně pohybovat koly tak, aby výmolům uhýbala a do děr jemně vplouvala. Problém byl v tom, že po dlouhou dobu taková výpočetní technologie neexistovala.  

Až v devadesátých letech se na trh dostaly natolik výkonné řídící jednotky, že toto všechno stíhaly. Mezitím už tým pod vedením pana Bose dokázal velikost i spotřebu elektromagnetického odpružení upravit, aby se dalo použít. Takže už stačilo jen vytvořit správné algoritmy, implementovat čidla i počítač a systém sladit s nějakým autem. 

Vybrán byl právě Lexus LS400 – tenkrát jedno z nejpohodlnějších aut na trhu (citroëny se už v USA neprodávaly). Jeho podvozek byl výborný, ale nerovnosti stále přenášel do karoserie, která se tak na silnici houpala. Jinými slovy, byl to ideální vůz na ukázku toho, že dobré může být ještě podstatně lepší. Firma zakoupila rovnou dva úplně stejné kusy, jeden tmavý a druhý světlejší. Systém však instalovala jen do jednoho, aby druhý mohl sloužit jako ukázka kontrastu.  

A tím se vracíme do roku 2004, neb právě v něm byly práce na vývoji a implementaci hotové. Skok z úvodu textu neměl být součástí sériové výroby, měl jen novinářům přiblížit schopnosti systému (a ohromit je). Ukázka praktického vlivu na jízdu tak přišla až po Amarovu vysvětlení teorie. Předmětné Lexusy byly doplněny tenkrát úplně novým Porsche 911 a vyslány na testovací dráhu.

Ta sestávala z několika částí. Auta měla za úkol nejprve vjet do zatáčky, pak prudce zabrzdit, rozjet se a překonat sérii opravdu velkých umělých nerovností. Nejprve vyrazil tmavý standardní model. Zatáčku projel, ale silně se nakláněl. Pohyby karoserie se ještě zhoršily při brždění, kdy se vozu silně ponořila příď. Při rozjetí šla dolů zase záď a nakonec se ještě auto na dírách rozhoupalo ze strany na stranu.

Neupravený kus tedy sérii zvládl, ale klidná jízda to nebyla. Právě naopak, spíš se jednalo o zážitek podobný plutí parníku při bouři. Jako druhá na řadu přišla devět-set-jedenáctka. Ta zvládla změny směru i rychlosti o poznání lépe, ale svůj doposud dobrý výsledek zcela potopila na nerovnostech. Auto se tak nepříjemně natřásalo, že řidič musel použít helmu, aby jeho hlava pro neustálé narážení do bočního skla neušla újmě.

Nakonec přišel na řadu světlý Lexus s elektromagnetickým odpružením Bose. A novinářům opět nezbylo než nevěřícně zírat. Ať už auto zatáčelo, brzdilo, zrychlovalo nebo jelo přes díry, karoserie se po celou dobu byť jedinkrát nepohnula. Systém dokázal tak mistrně snímat změny povrchu i působení odstředivé síly a přizpůsobovat jim vertikální polohu kol, že zůstala naprosto klidná. 

Amar Bose to okomentoval těmito slovy: „Dnes poprvé tu máme odpružení, které je stejné jak pro sportovní tak pro luxusní vůz. “ Nepřeháněl. Elektromagnetický podvozek byl natolik dobrý, že mohl zároveň sloužit dálničnímu křižníku pro úplné vyhlazení děr i sporťáku pro kompletní eliminaci náklonů karoserie. Nevěříte? Zde je video se stejnými auty, jehož autoři dostali svolení experiment zopakovat. Je v Angličtině, ale to nevadí, znalost jazyka není potřeba.

Když je to tak dokonalý systém, proč ho i osmnáct let po původním představení stále žádné auto nemá? To je jednoduché. Tým sice vyřešil potíže s velikostí i energetickou náročností, ale zařízení je to stále těžké (onomu Lexusu přidávalo skoro 100 kilogramů) a hlavně velmi drahé. Přímo Lexus se prý vyjádřil, že toto řešení nepřipadá v úvahu z pohledu sériové instalace ani za příplatek, zákazníci by nebyli ochotni platit vysoké desetitisíce dolarů navíc.     

Světlý Lexus LS400 ročníku 1994 tak zůstává jediným autem, jehož kabina se opravdu nehne ani o píď. Nicméně firma Bose dokázala pro své poznatky z vývoje najít uplatnění v amerických kamionech. Jen zařízení přepracovala a instalovala do sedačky řidiče. Systém pojmenovaný Bose Suspension Truck Seat a později Bose Ride funguje vlastně stejně, soustava čidel snímá pohyby kabiny a elektromagnetický motorek upravuje polohu ukotvení sedadla. Řidiči prý na něj nedají dopustit.  

A i svět osobních aut ještě není zcela bez naděje. V roce 2017 (už po smrti Amara Bose) odkoupila všechny patenty na elektromagnetické odpružení Bose firma Clearmotion. Ta vyvíjí nový aktivní podvozek nazvaný Digital Chassis System s tlumiči se speciálním olejem obohaceným o magnetické částice, akcelerometry a aktivními motorky schopnými tlumič zkracovat a prodlužovat. Vynález massachusettské firmy jim prý velmi pomůže. No, tak uvidíme.

Zdroj: různé články, hlavně ten na stránkách extremetech.com