Представляет собой импульсно-инерционное электрическое колесо, и является важнейшим изобретением российского ученого Василия Васильевича Шкондина, который посвятил его созданию и внедрению в электротранспорт более 20 лет жизни.
История признания
Журналист по образованию и инженер по призванию, В. Шкондин ставил перед собой задачу создания мотор-колеса для велосипеда, которое бы превосходило все существующие до этого по работоспособности. В 1980-х рабочая модель такого колеса была собрана. Электрическое колесо имело небольшие размеры и вес, высокие показатели крутящего момента и к тому же имело всего одну вращающуюся деталь. Революционным это изобретение можно назвать также потому, что Шкондину впервые удалось установить идеальный баланс между электроколесом и велосипедом. К сожалению, после получения им звания «Человека года» на Брюссельском Салоне изобретений в 1990-м и золотой медали за разработанную им модель электрической инвалидной коляски, а также множества наград на других зарубежных выставках и патентов, коммерческий интерес в России к его мотор-колесу никто не проявил. В результате безуспешных попыток продвинуть свое детище на Родине, в 1992-м автор запатентовал это изобретение в США, и продолжал поиск инвесторов за рубежом. В результате в середине 90-х была налажена сборка электровелосипедов с МК Шкондина на Кипре. Но настоящие признание и успех пришли только в 2003 году – изобретением заинтересовалась компания «FlintstoneTechnologies» (Великобритания), принявшая решение финансировать выпуск электротранспорта с этим мотор-колесом. Чтобы развивать проект, была создана компания «UltraMotors», где В.Шкондин стал техническим директором. В этот же год инвестором выступила и отечественная компания «Русские технологии», вложив в проект внушительную по тем временам сумму. Еще год спустя компания «CromptonGreaves» (Индия) стала выпускать мотор-колеса отдельно и устанавливать их на велосипеды, трициклы, скутеры, электропогрузчики и коляски для инвалидов.
Несмотря на то что изобретатель представляет свое изобретение как мотор-колесо, увеличивающее возможности велосипеда, коллекторный электродвигатель можно модифицировать и использовать и в других видах электротехники.
Устройство МК Шкондина
Устройство этого мотор-колеса довольно простое, как все гениальное. Он имеет всего несколько основных деталей. Главные составляющие – внешний ротор и внутренний статор, оснащенный круговым магнитоприводом. Статор имеет 11 пар магнитов (состав – неодим-железо-бор), которые расположены друг от друга на одинаковом расстоянии, таким образом создавая 22 полюса. Ротор отделяет от статора воздушное пространство, на нем установлены 6 электромагнитов в форме подковы. Они располагаются по парам, и относительно друг друга сдвинуты на 120 градусов.
На корпусе статора располагается распределительный коллектор, на котором по окружности находятся токопроводящие пластины. Еще один элемент мотор-колеса – токосъемники, имеющие возможность взаимодействия с пластинами коллектора. В основе действия электродвигателя Шкондина положен принцип действия сил электромагнитного отталкивания и притяжения, которые наблюдаются в 
процессе взаимодействия магнитов статора и электромагнитов ротора. При прохождении электромагнита между осями магнита из неодима электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому, следующему в направлении движения. Такое электромагнитное воздействие и заставляет обод вращаться. При достижении электромагнитом оси магнита, происходит обесточивание, поскольку здесь располагается токосъемник. Такие «паузы» обеспечивают экономию энергии аккумулятора, поскольку питание двигатель получает не постоянно, а лишь при необходимости.
На внешней части корпуса электромотора располагаются отверстия для спиц и соединения с ободом колеса велосипеда.
Достоинства
КПД электроколеса - до 94%! Шкондин предусмотрел, что ротор может находиться как с внешней части статора, так и с внутренней. Форма конструкции двигателя может быть не только колесообразной, но и цилиндровой, благодаря чему этот электродвигатель может использоваться и для наземного транспорта, и для воздушного, и даже для космического.
Среди достоинств МК Шкондина – не только легкий вес и доступная цена. Колесо простое в эксплуатации, и имеет производительность гораздо выше, чем стандартный электродвигатель. Например, на электродвигателе 300 W на ровной дороге можно разогнаться до 30 км/ч без участия педалей. Небольшое число деталей обеспечивает устройству как высокую надежность, так и себестоимость в 2 раза меньшую, чем других электродвигателей. Электро колесо Шкондина не нуждается во внешнем управляющем устройстве, он защищен от влаги и пыли, и в процессе работы практически не нагревается. Функция рекуперации возвращает аккумулятору до 180 Wэнергии.
Применение данного мотор-колеса имеет серьезные коммерческие преимущества, позволяет значительно снизить зависимость современного транспорта от сырья и обеспечить его экологичность. Это устройство невероятно жизнеспособно и перспективно, и хочется верить, что за ним – будущее, причем не только наземного транспорта. Кстати, электромобили, которые использовались во время Олимпиады в Сочи, в своей основе имели именно мотор-колеса Шкондина.
Мотор — колесо Шкондина — это модификация электрического двигателя оснований на принципе работы линейного ускорителя. На ось ведущего колеса закрепляются дисковые пластины. Ось, в свою очередь, закрепляется с колесом ротора, на котором по периметру располагаются постоянные магниты. При вращении в статоре с закрепленными соленоидами на них воздействует короткие импульсы тока, и создается переменное магнитное поле. Движением управляет релейный триггер, создающий импульсы тока необходимой силы и последовательности. Это электромеханическое устройство, скромно названное в патенте на него «триггер Шкондина», как объясняет изобретатель, «перехватывает неиспользованные части импульсов и отгоняет их назад в аккумулятор». Благодаря этому гораздо меньшая часть исходного заряда аккумулятора тратится на нагрев обмоток и прочие посторонние цели, а КПД двигателя существенно возрастает.
Двигатель такого типа придуман 80-х годах Яном Львовичем Колчинским, но ему не удалось внедрить его в производство, Василий Шкондин продолжил идею подобного двигателя и 1991 году ему удалось его запатентовать. В двигателе Шкондина есть ряд недостатков, такие как например плохой тепловой режим, неудобство регулировки, но конструкторы ищут пути устранения этих недостатков.
Основное преимущество электродвигателя Шкондина перед простыми электродвигателями в том, транспортное средство на таком двигателе может преодолеть намного большее расстояние, чем на обычном электродвигателе при одинаковой емкости аккумулятора. Также двигатель Шкондина достаточно прост, он состоит всего из 5-и узлов, по этой причине он намного дешевле простых эл. двигателей.
На видео показано интервью Василия Шкондина телекомпании НТВ, в нем он объясняет принцип работы двигателя и его преимущество…
На следующем видео Василий Шкондин демонстрирует два электровелосипеда, первый образец разгоняется до 70 км/ч, а второй может проехать на одном заряде аккумулятора 100км!!!
- Похожие статьи
Войти с помощью:
Случайные статьи
- 05.10.2014
Основа устройства - два интегральных коммутатора серии К190 на полевых транзисторах с изолированным затвором. Один из них (DA3) коммутирует сигналы в левом канале, другой (DA4) - в правом. Управляющие сигналы, открывающие каналы транзисторов коммутаторов, формирует устройство, выполненное на транзисторной сборке DA1, тринисторах VS1-VS4 и конденсаторах СЗ-Сб. При касании пальцем руки, …
- 08.11.2014
Микросхема TA8208H разработана для приминения в качестве автомобильных УМЗЧ. В микросхеме TA8208H присутствует функция MUTE (вывод 6 микросхемы). При включении микросхемы по мостовой схеме необходимо добавить конденсатор 1000пФ между выводами 2 и 4. Номинальное напряжение питания микросхемы 13,2В, ниже приведена таблица напряжений на выводах микросхемы при номинальном напряжении питания. вывод …
В огроменном и толстенном ободе 26", спицы толщиной 4мм как у мотоцикла. Отличный вариант для тяжелых трехколесных велосипедов, велорикш, fat-bike"ов....
В комплекте контроллер (Полярис, 12 транзисторов, ток до 40 ампер, напряжение до 60 вольт), если хотите купить без него, то цена дешевле на 3000 руб!
Несколько слов о самом Шкондине и истории его изобретения: По этой ссылке можно скачать патент Шкондина на "мотор-колесо Шкондина". Это колесо, в центре которого размещен коллекторный двигатель постоянного тока:
У Шкондина каждая обмотка "сама по себе". На картинке мы видим 6 электромагнитов (ЭМ), они объединены в 3 пары из диаметрально-противоположных ЭМ. У каждой пары свои щетки.
Когда полюса ЭМ на ходятся напротив магнитов, то сила их взаимодействия, направлена радиально и нет смысла тратить электроэнергию на эту силу. Здесь "пауза".
Когда ЭМ сдвинулись немного в сторону, возникает тангенциальная сила, полезная. Тогда подаём в обмотки ток.
Эффективное использование "пауз", позволяет питать ЭМ в "энерговыгодных" положениях. Это дает как экономию электроэнергии, так и большой крутящий момент.
В патенте Шкондин прямо указывает суть своего изобретения: "...что позволяет за счёт размещения постоянных магнитов на роторе упростить конструкцию, повысить мощность и скорость за счёт подвода большего тока и улучшить тепловой режим. ".
Иными словами, главное слово в изобретении - это "упростить" управление коллекторным двигателем .
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Наш двигатель "современное мотор-колесо Шкондина", полностью повторяет суть изобретения, но на современном уровне развития техники, когда вместо коллектора и щеток используется современное микропроцессорное управление через контроллер.
Точно так же, как и в колесе Шкондина изобретенного в 1984 году, здесь те же три независимых обмотки и точно так же, в зависимости от угла поворота, одна обмотка всегда отключена!
Напомним сферу применения такого мотор-колеса, всего есть два варианта:
1. Если вы хотите очень быстро ездить, для этого нужно подать на колесо около 80-100 вольт.
2. Если вы хотите ездить очень медленно, вам нужны постоянные "старт-стоп", движение в гору или движение с очень малой скоростью. Тогда достаточно 36-48 вольт и вы никогда не сможете перегреть (или как-то иначе) сломать это мотор-колесо.
Но если у вас нет 100 вольт и если постоянный "старт-стоп" вам не нужен.... то и это колесо покупать смысла нет!
Для простого и равномерного движения по асфальту гораздо лучше подходит
Сущность изобретения: мотор-колесо содержит закрепленный на полой оси якорь 2 с магнитопроводом 3, на котором размещены две группы электромагнитов 4.1 и 4.2. Индуктор 5 подвижно закреплен на оси 1 и имеет магнитопровод 6 с постоянными магнитами 7, размещенными равномерно с чередующимися полярностями. На роторе 5 размещен распределительный коллектор, представляющий собой равномерно размещенные по окружности на изоляционном основании токопроводящие изолированные пластины 9, 10, 11. Пластины 9 и 10 сгруппированы через одну в группы и соответственно соединены между собой. Кольцевой контакт электрически соединен с одной группой пластин 9, другая группа 10 через корпус соединена с первым выводом источника регулируемого напряжения. Распределительный коллектор может располагаться как на роторе, так и на статоре. В результате реализуется обращенная конструкция с постоянными магнитами на роторе, что позволяет за счет размещения постоянных магнитов на роторе упростить конструкцию, повысить мощность и скорость за счет подвода большего тока и улучшить тепловой режим. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве мотора-колеса транспортных, дорожных и других передвижных средств. Известен мотор-колесо, содержащее встроенную в колесо асинхронную электрическую машину, при этом статор с магнитопроводом неподвижно закреплен на оси колеса, на магнитопроводе статора размещены магнитные элементы статора, ротор установлен подвижно по оси колеса и имеет магнитопровод с короткозамкнутыми обмотками
Известный мотор-колесо имеет ряд недостатков: плохие тепловой режим и регулировочные характеристики, высоковольтное питание, сложную систему управления и другие. Известен мотор-колесо, которое в силу наибольшей схожести по технической сущности и общим признаком выбрано за прототип, содержащее обод, ось, электропривод с электродвигателем и блок регулируемого напряжения, статор электродвигателя жестко закреплен на оси, на статоре размещен магнитопровод статора с электромагнитами статора, образованными катушками, размещенными на сердечниках, соединенных с магнитопроводом статора, или на зубцах магнитопровода статора, ротор электродвигателя с магнитопроводом ротора, установленный на оси колеса с возможностью вращения относительно статора и несущий обод, на магнитопроводе ротора размещены магнитные элементы ротора, обращенные к магнитным элементам статора так, что магнитные элементы статора и ротора имеют магнитное взаимодействие, распределительный коллектор, токосъемники с минимум двумя элементами токосъема Его недостатками является сложность в силу размещения электромагнитов на роторе, недостаточные мощности и скорость в силу невозможности подачи большого тока в катушки ротора через щетки, недостаточно хороший тепловой режим за счет недостаточного воздушного охлаждения постоянных магнитов (так как они неподвижны). Цель изобретения увеличение мощности и скорости вращения, улучшение теплового режима и повышение надежности. На фиг. 1 изображен мотор-колесо с группами электромагнитов на статоре; на фиг. 2 схема электрических элементов для рекуперации электроэнергии; на фиг. 3 схематично электрическое соединение. Мотор-колесо с группами электромагнитов на статоре и одним кольцевым контактом содержит закрепленный на полой оси 1 якорь (статор) 2 с магнитопроводом 3, на котором размещены группы (две) электромагнитов 4.1 и 4.2. Индуктор (ротор) 5 подвижно закреплен (на подшипниках, не показано) на оси 1 и имеет магнитопровод 6 с постоянными магнитами 7, размещенными равномерно с чередующимися полярностями. На роторе 5 размещен распределительный коллектор, представляющий собой равномерно размещенные по окружности на изоляционном основании 8 токопроводящие изолированные пластины 9, 10 и 11. Пластины 9 и 10 сгруппированы через одну в группы и соответственно электрически соединены между собой. Дополнительные пластины 11 находятся между ними (и могут быть нетокопроводными). Кольцевой контакт 12 электрически соединен с одной группой пластин 9, другая группа 10 через корпус соединена с первым выводом источника регулируемого напряжения 13. На якоре 2 закреплен дополнительный токосъемник 14, элемент 15 которого имеет электрический контакт с кольцевым контактом 12 и электрически соединен с другим выводом блока регулируемого напряжения 13. На якоре 2 жестко закреплены токосъемники 16.1 и 16.2 групп электромагнитов, элементы которых 16.1.1, 16.1.2, 16.2.1 и 16.2.2 имеют электрический контакт с пластинами распределительного коллектора и электрически соединены с выводами соединений катушек соответствующих групп электромагнитов 4.1 и 4.2. Постоянные магниты и электромагниты в группах размещены равномерно с угловыми расстояниями между их серединами 360 о /8 45 о. Группы электромагнитов смещены (в данном случае на 22,5 о) для обеспечения трогания с места и плавности движения. Мотор-колесо работает следующим образом. При включении блока регулируемого напряжения 13 напряжение подается на пластины 10 через корпус и 9 через элемент 15 дополнительного токосъемника 14 и кольцевой контакт 12. С пластин 9 и 10 напряжение подается на группу электромагнитов 4.1 через элементы 16.1.1 и 16.1.2 токосъемника 16.1. За счет электромагнитных сил притягивания и отталкивания постоянных магнитов и электромагнитов индуктор 5 приходит во вращение. Когда элементы токосъемника 16.2 другой группы электромагнитов оказываются на пластинах 9 и 10 в создании сил электромагнитного взаимодействия начинают участвовать электромагниты следующей группы 4.2, а когда элементы 16.1.1 и 16.1.2 оказываются на дополнительных пластинах 11, то только группа 4.2 создает вращающий момент. Таким образом группы 4.1 и 4.2 поочередно (а в одном такте вместе) создают вращающий момент, величина которого (а, следовательно, и скорость) зависит от напряжения источника 13. К изложенному необходимо добавить, что угловые расстояния между элементами токосъема одного токосъемника кратно нечетному числу для подачи на выводы соединения катушек электромагнитов напряжения от блока 13. При этом, когда элементы одного токосъемника находятся посередине пластин 9 и 10, то элементы другого посередине 11, и наоборот;
Группы сдвинуты на угловое расстояние /2, так как имеют место две группы электромагнитов, при N группах сдвиг равен /N, а в общем случае может быть произволен. Увеличение числа групп увеличивает среднюю мощность и уменьшает рывкообразность;
Целесообразно число магнитов выбирать четным и в зависимости от диметра в диапазоне 20-36. В моторе-колесах по пунктам:
2 формулы имеет место два кольцевых контакта, что позволяет избежать электрического соединения через "корпус";
4 формулы введена дополнительная возможность рекуперации за счет снятия энергии с промежуточных секций, введенных между секциями 9 и 10. Конструкции таких мотор-колес отличаются от предыдущих конструкций усложнением распределительного коллектора. На фиг. 2 представлен схематический рисунок мотора-колеса с рекуперацией электроэнергии. Оно дополнительно имеет накопительный контакт 17, размещенный концентрично к контакту 12, накопительный токосъемник 18 с его элементом 19, имеющим электрический контакт с выводом накопительного блока 20. Посередине пластин 11 размещены промежуточные пластины 21, изолированные от них и сгруппированные в две группы: одна соединена с контактами 17, другая через корпус с вторым выводом блока 20. Рекуперация осуществляется следующим образом: когда элементы токосъема 16.2.1 и 16.2.2 находятся на промежуточных пластинах 21 (фиг. 3) замыкается электрическая цепь с блоком 20, и за счет изменения магнитного потока в сердечниках электромагнитов индуцируемая в их катушках ЭДС заряжает блок 20. Блок 20 представляет собой в простейшем случае подключенный через диодный мост аккумулятор. Размещение электромагнитов в группах и постоянных магнитов по окружности индуктора равномерно позволяет получить максимальную мощность. Выбор одного или двух кольцевых (накопительных) контактов зависит в каждом конкретном случае от возможности осуществления электрического соединения через корпус. Выполнение индуктора или якоря с двумя магнитопроводами или расположением магнитных элементов с их двух сторон позволяет добиться увеличения мощности. Таким образом предлагаемое изобретение обеспечивает значительное увеличение мощности и повышение надежности и позволяет создать новую конструкцию мотора-колеса.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. МОТОР-КОЛЕСО, содержащее обод, ось, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего индуктор с постоянными магнитами, размещенными равномерно на поверхности его магнитопровода, якорь с магнитопроводом и катушками обмотки, которые расположены по окружности магнитопровода по меньшей мере одной группой и размещены в группах так, что угловое расстояние между осями любых двух катушек кратно угловому расстоянию при этом любые две катушки одной группы создают противоположно направленные магнитные потоки, если угловое расстояние между их осями кратно нечетному числу a и одинаково направленные, если это расстояние кратно четному числу a группы катушек смещены друг относительно друга таким образом, что когда оси катушек как минимум одной группы совпадают с осями постоянных магнитов, оси катушек как минимум одной другой группы не совпадают с осями постоянных магнитов, токосъемники для каждой группы катушек каждой из которых с минимум двумя элементами токосъема, распределительный коллектор, выполненный с возможностью углового смещения относительно постоянных магнитов и образованный расположенными по его окружности изолированными токопроводящими основными пластинами, соединенными электрически через одну друг с другом, образуя две группы основных пластин, при этом ширина любого элемента токосъема меньше расстояния между любыми двумя основными пластинами, отличающееся тем, что, с целью улучшения регулировочных свойств, увеличения мощности и повышения надежности, индуктор электродвигателя закреплен на ободе колеса, якорь закреплен на оси колеса, распределительный коллектор расположен на индукторе, токосъемники расположены на якоре, постоянные магниты размещены так, что угловые расстояния между осями любых двух магнитов кратно угловому расстоянию a при этом любые два постоянные магниты имеют противоположную полярность, если угловое расстояние a равно нечетному числу, и одинаковую если четному числу, установлены дополнительный токосъемник, закрепленный на якоре и содержащий минимум один элемент токосъема, и минимум один кольцевой контакт, закрепленный на индукторе и соединенный с соответствующей одной группой основных пластин распределительного коллектора, каждый из элементов токосъема каждого токосъемника электрически соединен с соответствующим одним выводом катушек обмотки, другой с другим их выводом, при этом когда оси катушек обмотки любой одной группы находятся посредине между осями соответствующих постоянных магнитов, элементы токосъема токосъемника, соответствующего этой группе катушек, имеют электрический контакт с основными пластинами, которые электрически соединены с разными выводами источника регулируемого напряжения. 2. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в конструкции электродвигателя с двумя кольцевыми контактами дополнительный токосъемник содержит два элемента токосьема, электрически соединенные с разными выводами источника регулируемого напряжения и установленные с возможностью электрического контакта с соответствующим кольцевым контактом, каждый из которых соединен электрически с соответствующей одной группой основных пластин. 3. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в конструкции электродвигателя с одним кольцевым контактом дополнительный токосъемник содержит один элемент токосъема, электрически соединенный с одним из выводов источника регулируемого напряжения и установленный с возможностью электрического контакта с кольцевым контактом, электрически соединенным с одной группой основных пластин, а вторая группа основных пластин имеет электрическое соединение с другим выводом источника регулируемого напряжения. 4. Мотор-колесо по пп.1 3, отличающееся тем, что дополнительно введены накопительный блок (аккумулятор), минимум один накопительный контакт, выполненный в виде токопроводного кольца, накопительный токосъемник с минимум одним элементом токосъема и токопроводящие промежуточные пластины, каждая из которых размещена между двумя соседними основными пластинами, соединенные электрически через одну друг с другом, образуя две группы промежуточных пластин. 5. Мотор-колесо по п.4, отличающееся тем, что в конструкции с одним накопительным контактом и одним элементом накопительного токосъемника накопительный контакт размещен на индукторе и электрически соединен с одной группой промежуточных пластин, вторая группа которых имеет электрическое соединение с одним выводом накопительного блока, второй вывод которого соединен электрически с элементом токосъема накопительного токосъемника, размещенного на якоре, имеющим электрический контакт с накопительным контактом. 6. Мотор-колесо по п.4, отличающееся тем, что в конструкции с двумя накопительными контактами и двумя элементами накопительного токосъемника элементы токосъема накопительного токосъемника электрически соединены с соответствующими выводами накопительного блока и имеют электрический контакт с соответствующими накопительными контактами, размещенными на индукторе и электрически соединенными с соответствующими группами промежуточных пластин. 7. Мотор-колесо по п. 4, отличающееся тем, что в конструкции с одним накопительным контактом и одним элементом накопительного токосъемника накопительный контакт размещен на якоре и электрически соединен с одним из выводов накопительного блока, второй вывод которого имеет электрическое соединение с одной группой промежуточных пластин, вторая из которых электрически соединена с элементом накопительного токосъемника, размещенного на индукторе, имеющим электрический контакт с накопительным контактом. 8. Мотор-колесо по п.4, отличающееся тем, что в конструкции с двумя накопительными контактами и двумя элементами накопительного токосъемника накопительные контакты размещены на якоре и электрически соединены с соответствующими выводами накопительного блока, элементы накопительного токосъемника имеют электрический контакт с соответствующими накопительными контактами и электрически соединены с соответствующими группами промежуточных пластин. 9. Мотор-колесо по пп.1 8, отличающееся тем, что катушки обмотки в любой группе размещены равномерно с чередующимися по окружности полюсами, при этом угловые расстояния между осями двух любых соседних катушек обмотки равны между собой и равны a, а = 360 /m, где m натуральное четное число, равное числу катушек. 10. Мотор-колесо по пп.1 9, отличающееся тем, что индуктор снабжен вторыми магнитопроводом с постоянными магнитами, распределительным коллектором и токосъемниками с элементами токосъема, выполненными, расположенными и соединенными аналогично основным магнитопроводу, распределительному коллектору и токосъемникам. 11. Мотор-колесо по пп.1 10, отличающееся тем, что катушки обмотки расположены с двух сторон магнитопровода якоря, магнитопроводы индуктора с токосъемниками расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив катушек обмотки, а оси намагниченности постоянных магнитов параллельны оси колеса. 12. Мотор-колесо по пп.1 10, отличающееся тем, что магнитопроводы индуктора расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив катушек обмотки, а оси намагниченности постоянных магнитов параллельны оси колеса. 13. Мотор-колесо по пп.1 10, отличающееся тем, что оси намагниченности постоянных магнитов радиальны. 14. Мотор-колесо по пп.1 10, отличающееся тем, что якорь снабжен минимум одним дополнительным магнитопроводом с катушками обмотки и токосъемниками, индуктор снабжен минимум двумя магнитопроводами с постоянными магнитами и токосъемниками, выполненными, расположенными и соединенными подобно основному якорю и индуктору. 15. Мотор-колесо по пп.1 14, отличающееся тем, что токосъемники выполнены с возможностью углового смещения относительно катушек обмотки.
На самой границе Московской области, за Окой, в 80 километрах от МКАД, есть очаровательный «наукогородок» Пущино. Серьёзно-напыщенное – «наукоград» – ему как-то не к лицу, всего чуть больше 20 тыс. жителей. На них, правда, приходится целых 9 научно-исследовательских институтов и радиофизическая обсерватория РАН. И один изобретатель – Василий Шкондин. Там, где прячется гениальность Ждём Василия Васильевича на автостоянке Института белка – там он арендует помещения для мастерской-лаборатории. «Мороз и солнце – день чудесный». Появляется свежая иномарка-минивэн, за рулём сам Шкондин. Приглашает следовать за ним. Едем по извилистым дорожкам института и наконец паркуемся на крошечной площадке перед задней частью какого-то крупного одноэтажного здания, напоминающего цех средних размеров. Знакомимся – на первый взгляд (да и на второй тоже) изобретатель совсем не тянет на 1941 год рождения. Заранее заготовленный образ «непризнанного гения» тает как парок на ветру. Нас встречает и обнюхивает средних размеров гончий пёс. По глазам видно, что давно не щенок, серьёзный товарищ и он первый сюрприз Шкондина. Изобретатель утверждает, что собаке от роду 22 года. Прочитал на моём лице недоверие и призвал в качестве свидетелей помощников – как оказалось, к мастерской он прибился совсем маленьким щенком в 1992 году, с первого дня аренды. Подумалось – может быть, институт занимается не исследованиями структуры и функций белка, а давно решил вопрос, как побороть старость? И Шкондин подозрительно моложав и энергичен… Внутри небольшого, не более 100 кв. м, помещения, разбитого на три пространства, атмосфера типичной мотовеломастерской. Куда ни кинь взгляд – рамы, колёса, скутера и солидный трёхколёсный байк. Тесно… Много места занимает огромный допотопный фрезерный станок. И только приглядевшись, замечаешь, что колёса необычные – внутри ободов установлены диски, внешне что-то вроде коробок от киноплёнки. На рабочих столах преобладают тестеры, магниты и ещё какие-то совершенно незнакомые детали. Техника на грани фантастики Увесистый трёхместный и трёхколёсный байк-рикша, с огромными мягкими креслами, тяжёлой рамой, широченными колёсами и начисто лишённый каких-либо обтекателей, призванных экономить топливо и энергию (аэродинамика обувной коробки, а то и хуже), на 14 литрах топлива способен преодолеть без дозаправки 1400 км – заслуга мотор-колёс Шкондина. Расход – 1 литр на 100 километров. Большой и мощный мотор выброшен, установлен маленький и слабосильный бензиновый, который призван компенсировать механические потери и подзаряжать аккумуляторы. Динамика – зверская. Осталось создать конструкцию с благородными формами, изначально спроектированную под мотор-колёса Шкондина, и революция в автопроме будет неизбежной. Удалось испытать в деле далеко не самую новую и максимально «простую» разработку Василия Васильевича – велосипед с мотором в заднем колесе и несколькими аккумуляторами. Шкондин с сомнением посмотрел на меня, на снег со льдом, переключил двигатель на малый ход (до 40 км/ч), проинструктировал: – Тормоза обычные, педали не крутите. Вот ручка газа, как на мотоцикле. Я взгромоздился на седло (минус 22оС, толстенный свитер и дублёнка – не самая удобная одежда для «ходовых испытаний» велотехники) и крутанул ручку газа на себя. С трудом парировал желание велика встать на заднее колесо и опрокинуть седока. Из-за спины слышу вопль Шкондина: «Осторожно!!!» Отчаянно торможу – до кирпичной стены осталось меньше метра… Только тогда понял, осознал, какая мощь таится в этих шкондинских мотор-колёсах. Освоился, сделал несколько кругов, помечтал – эх, мне бы такое чудо – летом по Москве рассекать. Василий Васильевич именно на нём частенько летает к себе на дачу в Тульскую область. Это не очень далеко, 30 с небольшим километров. Преимущество его мотор-колёс перед всеми остальными не только малый вес, в разы большие дистанции пробегов на небольших и совершенно обыкновенных кислотных аккумуляторах (показывал и суперсовременные батареи, их установит на новые модели), но и колоссальная тяга, момент силы, выраженный в ньютон-метрах (Н·м). В горку, как на импортных электровелосипедах, педали крутить не надо. Мотор-колёса для велотехники и скутеров при максимальной электрической мощности, сопоставимой с компактной кофемолкой, имеют момент до 65 Н·м – подтверждено испытаниями в МЭИ. Для сведения: у бензинового двигателя внутреннего сгорания малолитражного авто (те же «Жигули») этот показатель равен 70 Н·м. И КПД – 30%.
В хозяйстве изобретателя Василия Шкондина в подмосковном наукограде Пущино всё по-прежнему. Сам – воплощение энергии. Только не встречает пёс-долгожитель – скончался на 23-м году жизни. Его заменил здоровенный «двортерьер» Фока, который взял под опеку мастерскую изобретателя и своим басом постоянно вмешивался в разговор. Куда китайцам против русского Левши… Кажется, стало ещё теснее на легендарных 100 кв. метрах, арендованных у института. Колёса, велосипеды, скутеры… С потолка лопухами свисает и периодически падает штукатурка. Рядом, за стеной, уже готово помещение в 370 кв. метров, светлое, куда более удобное. Но переезд сродни пожару, а на столах у инженеров-технологов – дикое нагромождение приборов, диодов, магнитов и множество мелких деталей. Страшно тронуть – концов не найдёшь. У входа в мастерскую-лабораторию стоит слегка распотрошённый мотоскутер. Василий Васильевич поясняет: – Этот электромотоцикл привезли из Шанхая, там это писк моды. Максимальная скорость не мотоциклетная – 45 км/ч, дальность пробега на одной зарядке – 45–50 км. Мы сейчас ставим своё мотор-колесо, оно на 10 кг легче, источник тока остаётся прежний – нет смысла переделывать, аппарат собран и изготовлен отлично. В итоге получаем скорость свыше 80 км/ч, дальность увеличилась до 130 км. Спидометр пришлось ставить свой – прежний, родной, оцифрован до 45 км/ч. Мысленно, глядя на электромотоцикл, облизнулся. С мотор-колесом Шкондина это уже не игрушка, а нормальное транспортное средство, да ещё и выстреливающее со светофора до максимальной скорости за считаные секунды. Очень удобен, низкий центр тяжести обеспечен за счёт грамотного размещения аккумуляторов. Шкондин смеётся: «Можно медведя сажать, и в цирк, на арену». Модернизированный электромотоцикл хотят отвезти обратно в Китай и продемонстрировать его новые возможности директору предприятия-изготовителя. Я заволновался: – Скопируют, китайцы же мастера по этой части! – Нет, без нас у них ничего не выйдет, – успокаивает Шкондин. Печально другое, и Василий Васильевич озвучивает проблему: – Если начнём с ними соревноваться, то никогда в массовом производстве Китай не обойдём.
У нас выточенный на станке простейший алюминиевый корпус велосипедного мотор-колеса по цене равен целому китайскому электровелику – в полном оснащении, с аккумуляторами и мотором. Неказистый электровелик уделал породистых немцев Электромотоцикл вывезли, чтобы не мешался выкатить на свет божий трицикл (трёхколёсный аппарат) и дать возможность журналисту на нём «прохватить» по длинным институтским дорожкам. Трицикл сделали из обыкновенного квадроцикла, вместо двух задних колёс приладили одно мотор-колесо, выкинули мотоциклетный двигатель и трансмиссию (она не нужна!), установили аккумуляторы. Сначала его оседлал Василий Шкондин – я фотографирую. Стоящий рядом седовласый мастер Володя тихо, себе под нос, бубнит: «Ну его к чёрту, убиться можно…» Аппарат переходит мне. Минус одно колесо сзади устойчивости не прибавило, приходится оттормаживаться перед поворотами, зато на прямиках – восторг! Моментальный, гоночный набор скорости – только держись. Конструктор объясняет, что сделали трицикл для демонстрации возможностей колёс большого диаметра. Вообще вся колёсная техника Шкондина заставляет концентрировать внимание – огромный момент «хиленьких», по меркам двигателей внутреннего сгорания, моторчиков требует нежного и аккуратного обращения с ручкой или педалью газа. Двигатель мощностью всего 300 ватт выдал на стенде 70 ньютонов на метр – тяга, сопоставимая с мотором небольшого легкового автомобиля. Инвалидная история В 80-х Шкондин, имея в активе диплом факультета журналистики МГУ, работал по специальности – директором издательства. И подрабатывал организацией концертов своего друга, певца и композитора Владимира Мигули (что приносило больше). А всё заработанное тратил на мечту – создавал самый эффективный мотор в мире. Фанатик-радиолюбитель с детства мастерил приборы, служил в армии на радиолокационных станциях ПВО. Признаётся, что именно конструктивные особенности РЛС натолкнули его на идею создать «электродвижитель». Уверяет, в гараже и на кухне родились сотни моделей, прежде чем в «железе» воплотил самую первую разработку, готовую для серийного производства – самоходную инвалидную коляску. Но время для внедрения было неудачное – 1990 год. Перестройка, митинги, развал промышленности. Эта коляска и сегодня на ходу, объехала с изобретателем весь мир, собрала целую гору медалей и дипломов самых престижных выставок. В начале 90-х показывали её и в правительстве РФ. «Смотрите, покрышки протёрты до корда, купить новые невозможно, такой типоразмер сейчас не производится», – поясняет Шкондин. Я с уважением трогаю «лысую» резину и спрашиваю: – Неужели самоходная инвалидная коляска сегодня уже никому не нужна? – Ещё как нужна! Наконец заключили договор, будут делать. Именно это инвалидное кресло (точнее, его оригинальные электроколёса) стало первым в череде украденных у Шкондина изобретений. Тогда это сделало НПО «Композит» из Королёва. Шкондин пришёл в Госкомизобретений – «Что делать?». Посоветовали срочно уступить лицензию американцам. Уступил и заработал 600 тыс. долларов. Для 1991 года сумма фантастическая. Американцы отказались выплачивать деньги и предложили недвижимость – купили изобретателю дом на Кипре, квартиру в Москве и дачу недалеко от Ясной Поляны. Они знали ситуацию в стране, знали, что наличность могут «умыкнуть». Заокеанская компания и сейчас себя неплохо чувствует. Вовсю пользуя стартовый патент В. Шкондина, вложили 90 млн. долл. и произвели 15 тыс. электробайков-велосипедов для армии США и 10 тыс. – для полиции. Когда по телевидению показывают несущихся по пустыне на электровеликах американских солдат в полной военной экипировке, знайте, что без русских мозгов такая картина была бы невозможна. Василий Васильевич знаком с этой техникой: – Они здорово развили первое поколение моих мотор-колёс, особенно их применение. Но у меня есть уже куда более совершенные и мощные разработки. Сейчас для наших силовых структур подготовили образцы электробайков, только МВД потребуется около 10 тысяч штук. Мотор-колёса для них готовят к серийному производству на нескольких заводах. Золотая клетка NASA Спрашиваю у Шкондина: «Частота оборотов двигателей ограничена?» – Теоретически – да. Но на практике хватает того, что есть. Например, мы сейчас делаем автомобильное колесо. Там требуется, допустим, 1600 оборотов в минуту, скорость машины в этом случае будет около 190 км/ ч – ерунда. Группа «Макларен» обращалась – им требуется 400–460 км/ч. Нет проблем, это где-то 2500 оборотов мотор-колеса. Чешские бизнесмены мечтают получить в свои руки технологии Василия Шкондина. Уговаривают: «Стоит к нам приехать, вы уже нигде больше не захотите работать. Будут лаборатория и всё, что пожелаете. О цене договоримся!» Братья-славяне почувствовали возможность утереть нос всему миру. У чехов промышленность за постсоветские годы изрядно просела, владельцами предприятий в основном стали немецкие концерны. Пару месяцев назад привёз в Германию свой новый внешне неказистый электровелик, на убогой китайской раме – главное-то мотор-колесо. Немцы посмотрели, посмеялись, предложили соревнование со своими самыми «крутыми» моделями от фирмы «Ауди». После первого же «заезда» российского чуда немцы отказались от соревнования-сравнения и тут же предложили Шкондину договор на 6 млн. долларов. При мне Шкондину звонили с уговорами из США: «Приезжайте, будем делать мотор-колёса для марсохода, деньги колоссальные». Отказывается: «Понимаю – престижно, интересно. Но мне 72 года, и я не хочу замыкаться на чём-то одном, идеи так и бурлят». Объясняет уже мне: – Не хочу попасть в «золотую клетку». Тут я свободный человек. В НАСА не позволят заниматься ничем другим. Что я там не видел? Не нравится мне в Америке. Зная мою страсть к рыбалке, предлагают яхту и выход в море на тунца, говорят: «Тогда ты, Василий, поменяешь позицию». Не поменяю. Нужно делать своё, отечественное. В России всё для этого есть. В оборонке – сверхсильные магниты, не чета китайским, с которыми я работаю. Вот простор для развития. Перспективное направление – авиадвигатель Турбовинтовой авиационный двигатель делают обязательно с понижающим обороты редуктором – скорость вращения турбины – около 10 тыс. оборотов в минуту. Воздушный винт, или винтовентилятор, эффективен в диапазоне оборотов от 1 до 2 тыс. в минуту. У несущего винта вертолёта число оборотов ещё меньше, максимум до 700. Двигатель Шкондина как раз попадает в эту нишу, выдавая огромный крутящий момент практически с места без всяких редукторов. Он может стать идеальной силовой установкой для множества летательных аппаратов. Вертолётчики об этом уже «пронюхали» и навестили изобретателя. Выигрыш – топливная экономичность, даже если для подзарядки аккумуляторов и электропитания двигателя Шкондина придётся использовать силовую установку традиционного типа. Да, традиционного, но раз в десять меньшей мощности, чем сегодня требуется, чтобы поднять в небо аппарат тяжелее воздуха. Нам бы не «проспать» перспективное направление. Под крышей авиастроительного концерна Airbus («Эрбас») компания AeroCompositeSaintongeуже дорабатывает и испытывает электрический самолёт E-Fan. Это двухместный летательный аппарат из композитных материалов, свыше полутонны весом, оборудован парой электродвигателей суммарной мощностью 60 кВт и двумя литий-полимерными аккумуляторными батареями. Время полёта на одной зарядке – 1 час. Разрабатывается 4-местная версия с гибридной двигательной установкой, которая сможет держаться в воздухе 3–4 часа. К счастью, европейские авиастроители не знакомы с технологиями В. Шкондина. Он уверен, два мотора его конструкции по 10 кВт каждый легко потянут 4-местный самолёт. Установить вместо ободов и покрышек воздушные винты – и передаваемое усилие будет соответствовать бензиновому мотору мощностью около 300 л. с. Всё посчитано, просто у изобретателя и его команды до этой темы «руки ещё не дошли». Но здесь уже должно «попахивать» госфинансированием или участием достаточно крупного предприятия, знакомого с авиационными технологиями и заинтересованного в создании силовых установок нового типа. Тогда будет шанс утереть нос заносчивой Европе и остальному миру. Но что-то ходоков из Объединённой двигателестроительной корпорации (ОДК) в гостях у Василия Шкондина никто не видел.
