Dyson: развивая ресурсосберегающие технологии
Компания Dyson, хорошо известная своими инновациями, не делает секрета из принципов, которые лежат в основе ее деятельности. Разрабатывая новые устройства, компания придерживается принципа экологически рационального проектирования, минимизируя как количество потребляемой ими электроэнергии, так и объем материалов, расходуемых при производстве. Компания стремится довести свою позицию до потребителей, проводя встречи с представителями СМИ.
Такая встреча состоялась в Москве 18 декабря – на нее специально приехал Мэтт Келли (Matt Kelly), инженер-разработчик компании Dyson, уже знакомый нашим читателям (см. James Dyson Award 2015: прием заявок продолжается). С 2012 года он состоит в штате отдела развития новых продуктов (New Products Development), где принял участие в создании новой линейки беспроводных пылесосов V6, устройств с технологией Air Multiplier, робота-пылесоса Dyson 360 Eye. В этот раз Мэтт посвятил свое выступление обзору инновационных продуктов, разработанных Dyson в последнее время, уделив особое внимание ресурсоэффективному подходу к их проектированию.
Мэтт Келли, инженер-разработчик компании Dyson
Почему в выступлении Мэтта говорилось о ресурсоэффективности, а не об экологичности? Приведем слова Джеймса Дайсона, основателя компании: «Кто-то может считать наши устройства «экологически чистыми». Но для меня само понятие экологичности напоминает маркетинговый ход. Устройство с незначительно улучшенными экологическими показателями поступает в продажу в зеленой упаковке и украшается значком с изображением растения. Так преувеличиваются преимущества и недооцениваются проблемы, стоящие перед планетой Земля. Давайте будем откровенны: экопылесос не спасает тропические леса Амазонки. Мы не занимаемся манипуляцией и не называем свою продукцию экологически чистой».
Компания подчеркивает, что даже если упаковка прибора выполнена в зеленом цвете или устройство имеет маркировку с листьями, это еще не повод говорить о его экологической чистоте. Важна именно технология, не только низкое энергопотребление, но и эффективность работы прибора.
В руках у Мэтта – компактный электрический двигатель Dyson с цифровым управлением
«Сердцем» приборов Dyson (аккумуляторных пылесосов, а также сушилок для рук Dyson Airblade – см. О гигиене рук начистоту: маски долой!) являются разработанные компанией миниатюрные электрические двигатели с цифровым управлением. Например, работающий в аккумуляторных пылесосах двигатель Dyson V6, весит всего 218 г и при мощности 425 г развивает скорость вращения до 110 000 об./мин. На его создание ушло семь лет и более 150 млн. фунтов стерлингов.
Благодаря двигателю Dyson с цифровым управлением (тому самому, который на нашем снимке в руках у Мэтта) сушилка для рук Dyson Airblade «срезает» влагу с рук с помощью плоских потоков холодного воздуха, движущегося со скоростью 692 км/час, в результате чего руки высушиваются всего за 10 секунд.
Для обеспечения высоких показателей производительности и качества двигатель должен собираться с абсолютной точностью. Но даже самым ловким человеческим рукам не по силам такая филигранная работа, поэтому в сборке двигателя задействовано 50 высокоскоростных роботов. К примеру, при монтаже шарикоподшипников необходимо нанести микроскопическое количество клея (слишком большое его количество может привести к смещению шарикоподшипников и нарушить бесперебойную работу). Роботы используют микрокапли для точного нанесения чрезвычайно тонкого слоя клея, что снижает количество отходов и исключает отказы в работе двигателя Благодаря огромному количеству экономичных устройств, с высокой скоростью выполняющих такие точные операции, полностью автоматизированная линия сборки в Сингапуре производит в год шесть миллионов двигателей Dyson с цифровым управлением, выпуская новый двигатель каждые шесть секунд.
Одна из недавних разработок компании, вышедших на российский рынок – увлажнитель воздуха Dyson AM10
При разработке безлопастных приборов Dyson применяется компьютерное моделирование аэродинамики воздушных потоков
Ультразвуковой увлажнитель воздуха Dyson AM10 буквально насыщен технологическими разработками компании (см. Увлажнитель воздуха Dyson Humidifier AM10: на страже вашей красоты и здоровья). Например, для равномерного распределения увлаженного воздуха используется технология Air Multiplier™, уже несколько лет успешно работающая в безлопастных вентиляторах Dyson. Мощная струя воздуха выходит из узкого щелевого канала по всему контуру овального воздухораспределителя. Благодаря специальной аэродинамической форме профиля с тыльной стороны вентилятора создается пониженное давление, и воздух комнаты начинает втягиваться в овальный контур, сильно ускоряясь при этом. Аэродинамика этого процесса была просчитана с помощью компьютерного моделирования.
Кстати, высокий уровень владения принципами аэродинамики позволил специалистам Dyson оснастить новую модель тепловентилятора АМ09 функцией Jet Focus, использующую эффект Коанда, которая позволяет регулировать воздушный поток, направляя его в заданное место или равномерно рассеивая его по всему помещению (см. Dyson AM09: совершенство технологии). Нет никаких лопастей и отклоняющих поток решеток, поэтому прибор не имеет лишних деталей, а в итоге расходуется меньше материалов.
Лоток для воды увлажнителя АМ10 изготовлен из особой пластмассы, стойкой к обеззараживающему УФ излучению
В качестве примера рационального проектирования Мэтт привел один из элементов конструкции увлажнителя – лоток для воды. Дел в том, что вода в приборе подвергается ультрафиолетовому облучению, что обеспечивает устранение 99,9% бактерий до того, как влага попадает в воздух (применяемая здесь технология Ultraviolet Cleanse защищена пятью патентами). Не всякая пластмасса обладает стойкостью к воздействию такого излучения, однако изготавливать весь прибор из УФ-стойкого пластика было бы нерационально. Исходя из этого, данный материал использовали только для лотка, где происходит обеззараживание воды.
Во время мероприятия мы смогли убедиться том, что компания Dyson непрерывно совершенствует свою продукцию. Этим летом, выполняя тест увлажнителя АМ10, мы посетовали на то, что его детали не имеют фиксирующих защелок, поэтому переносить увлажнитель, взяв за овал воздухораспределителя, нельзя – только взяв за низ основания (см. Dyson AM10: увлажнение без бактерий). Рассказали об этом Мэтту – и он тут же продемонстрировал обратное: и резервуар для воды, и овал надежно зафиксированы защелками и прибор можно без проблем поднять, взяв за верх овала.
Мэтт Келли с роботом-пылесосом Dyson 360 Eye™
Еще одна инновационная разработка, на особенностях которой остановился Мэтт – робот-пылесос Dyson 360 Eye™ (см. Dyson 360 Eye: премьеры в Токио и Берлине). Модель обладает высокой мощностью всасывания и оснащена уникальной оптической системой кругового обзора. А благодаря энергосберегающему двигателю Dyson V2 с цифровым управлением и высокоэффективной циклонной технологии Radial Root Cyclone™ робот-пылесос способен улавливать мельчайшие частицы пыли, размером до 0,5 микрон.
Уникальная система с диапазоном зрительного сканирования пространства 360° позволяет роботу-пылесосу Dyson 360 Eye™ выстраивать подробный план поверхности пола, благодаря чему он отлично ориентируется в окружающем пространстве, перемещаясь обдуманно и рационально и отслеживая свое местонахождение.
Робот-пылесос Dyson 360 Eye™ перемещается не на колесах, а на гусеницах
В отличие от представленных на рынке моделей, робот-пылесос Dyson 360 Eye™ перемещается при помощи сплошного гусеничного трека, что позволяет ему свободно пересекать стыки различных типов поверхностей и преодолевать небольшие препятствия, не снижая скорость и всегда двигаясь в нужном направлении. А его широкая щетка проходит от края до края, позволяя роботу добраться до самых удаленных уголков помещения. Мягкие ворсинки из углеродного волокна удаляют мелкую пыль с твердых поверхностей, а жесткая нейлоновая щетина — въевшуюся грязь с ковров.
Как и все приборы Dyson, робот-пылесос подвергается серьезным испытаниям на прочность. Мэтт демонстрирует, как в этих тестах наносятся удары, имитирующие столкновение со стенами или мебелью.
Робот-пылесос Dyson 360 Eye™ в разрезе крупным планом: хорошо видна система циклонов Radial Root Cyclone™
Мы поинтересовались: почему, несмотря на то, что робот-пылесос был впервые показан публике в Токио и в Берлине (на выставке IFA 2014) более года назад, он еще не поступил на рынок. Мэтт ответил, что несколько сотен этих пылесосов поступило на рынок Японии, и компания внимательно изучает отзывы потребителей, чтобы внести изменения в конструкцию и программное обеспечение устройства, если это будет необходимо. После этого робот-пылесос появится на рынках европейских стран.
В руках у Мэтта – беспроводной пылесос Dyson V6 Total Clean
Модель Dyson V6 Total Clean (см. Dyson V6 Total Clean: наш желанный гость, Dyson V6 Total Clean: на страже вашего здоровья) – не только флагман семейства беспроводных пылесосов компании, но и воплощение принципов рационального проектирования. Отказавшись от увеличения количества материала для усиления прочности, инженеры Dyson сделали ставку на конструкцию и геометрию прибора. Например, конструкция блока циклонов из 15 конусов позволила им уменьшить поперечное сечение стенки циклона с 2 мм до 0,7 мм. А сделав алюминиевую трубку на 0,3 мм тоньше, они компенсировали снижение прочности за счет внутренней пластиковой трубы с двойными стенками, что свело к минимуму количество используемого материала. В итоге было сэкономлено более 20 г первичного алюминия на каждом приборе. В целом это позволило сократить выбросы CO2 в атмосферу на 1 769 818 кг по сравнению с 2007 годом, когда был выпущен первый беспроводной пылесос Dyson.
Один из макетов, созданных при разработке пылесоса методом 3D-печати
На протяжении всей своей истории компания Dyson использует макетирование при создании новых продуктов. Одни макеты делаются для отработки общей компоновки прибора, другие – для исследования акустических характеристик, третьи – для оптимизации воздушного тракта (см. Dyson раскрывает секреты. Часть 2: посторонним вход воспрещен). Этому принципу инженеры следуют и сейчас, с той разницей, что теперь для изготовления макетов применяется 3D-печать.
Конечно, нам хотелось приоткрыть завесу тайны и попытаться узнать у Мэтта, какие новинки от Dyson можно ожидать в ближайшем будущем. Например, последует ли за увлажнителем воздуха прибор для его осушения? Однако он напомнил нам, что в компании действуют очень строгие правила, исключающие утечку подобной информации. Например, доступ в рабочие помещения производится по отпечаткам пальцев, а с каждым сотрудником подписывается специальный контракт (Мэтт пальцами показал его толщину), в котором прописаны обязательства по неразглашению сведений такого рода. Ведь сейчас в лабораториях и мастерских в Малмсбери работают над приборами, которые, возможно, появятся на рынке только через десять лет.
И ожидать нам следует многого: компания Dyson взяла на себя обязательство инвестировать 1,5 млрд фунтов стерлингов в развитие технологий будущего, в том числе 1 млрд — на исследования и разработку новых продуктовых инноваций. Компания формирует четыре новых портфеля технологий и в течение следующих четырех лет выпустит на мировой рынок 100 новых устройств (см. Dyson инвестирует £1,5 млрд в научные исследования).
Объявлено что Dyson инвестирует $15 млн лидеру в области производства твердотельных аккумуляторных батарей, компании Sakti3 (Мичиган, США). Эти инвестиции являются первой частью от общего объема вложений ($20 млн.) в рамках соглашения о сотрудничестве по совместным разработкам в целях коммерциализации твердотельных технологий Sakti3 для использования их в новых устройствах Dyson (см. Dyson: инвестиции в новые технологии).
Команда из 1 600 инженеров и ученых, включая самого Джеймса Дайсона, трудятся в лабораториях Малмсбери, Малайзии и Сингапура, создавая и испытывая новые устройства. Для пропаганды технического творчества среди молодежи создана благотворительная организация James Dyson Foundation, которая стремится стимуловать молодых людей самостоятельно решать актуальные проблемы и задачи. На сегодняшний день в реализацию этой идеи инвестировано 35 млн. фунтов. Каждую неделю представители Фонда посещают школы и университеты, проводя семинары и давая молодым людям возможность почувствовать, что значит быть инженером. Фонд работает напрямую с преподавателями, предоставляя им материалы для проведения занятий, например, «инженерный ящик», набитый устройствами, которые можно разбирать и анализировать; также предлагаются идеи для уроков. В подобных мероприятиях уже приняли участие 200 000 молодых людей.
Каждый год James Dyson Foundation отмечает наиболее перспективные студенческие изобретения Премией James Dyson Award (см. Объявлен международный победитель конкурса James Dyson Award 2015). Задача конкурса проста: создать изобретение, которое решает существующую проблему. И, конечно, лучшими из проектов признаются те, что созданы на базе критериев рационального проектирования, которых придерживается компания Dyson.
Вот что говорит об этом Джемс Дайсон: «Мы возлагаем свои надежды на выпускников ВУЗов – на их светлые молодые умы, еще не замутненные годами работы. Мы трудимся вместе, чтобы достичь стоящих перед нами целей. Их видение проблем и их идеи – вот что вдохновляет меня сейчас». (см. Джеймс Дайсон: создавая то, что не удается другим).
Весной этого года Джеймс Дайсон объявил о создании Инженерной школы Dyson на базе Императорского колледжа Лондона (Imperial College London). Новая Школа будет готовить молодое поколение инженеров и ведущих специалистов в области технологий, столь необходимых в будущем (см. Dyson: открытие Инженерной школы).
Сэр Джеймс Дайсон возле здания Императорского колледжа Лондона, на базе которого открыта Инженерная школа Dyson
