Всемирный велобум, охвативший практически все развитые и развивающиеся страны, в полной мере подтверждает предположение о том, что грядущее столетие будет веком велосипеда. По прогнозу американских специалистов, уже в первой четверти XXI века двухколесные педальные машины начнут вытеснять автомобили и постепенно станут основным средством передвижения. Обоснованность подобного прогноза подтверждает общая картина происходящего. В США и Германии - безусловных мировых лидерах по количеству легковых автомобилей на каждого жителя - ежегодно продается велосипедов больше, чем автомобилей. Бесконечную вереницу велосипедистов можно наблюдать на дорогах Дании, Голландии, Швеции и других стран Европы. В Японии практически каждый второй житель регулярно ездит на велосипеде, а Токио в часы пик буквально забит велосипедистами. Каждый день 500 миллионов человек ездят на велосипеде на работу в Китае. Во многих европейских мегаполисах вводится запрет на автомобильное движение в городских центрах и открываются бесплатные пункты проката велосипедов.
Невиданная популярность велосипеда не случайна, во многом она связана с негативными последствиями автомобилизации. Дело в том, что автомобиль, завоевав практически всю планету, стал главным потребителем невосполнимых природных ресурсов (нефти), загрязнителем земли, воды и воздуха и "производителем" шума. В автомобильных авариях ежегодно погибает людей больше, чем в иных кровопролитных войнах. Главная же опасность автомобиля, как утверждают медики, в том, что он отучил нас самостоятельно двигаться. Люди начинают понимать это и, чтобы бороться с гиподинамией, пересаживаются на велосипед.
Внушительный перечень из более чем 30 тысяч зарегистрированных велопатентов открыл в 1818 году родственник русского императора Александра I немецкий барон Карл фон Дрез. (Он запатентовал двухколесный экипаж, который разгонялся, когда ездок отталкивался от земли ногами.) Перечень этот продолжает постоянно пополняться.
Велосипед был первым изобретением, позволившим человеку перемещаться быстрее и дальше только за счет собственных мускулов. Но едва двухколесная машина появилась на свет, изобретатели стали думать над тем, как увеличить ее мощность и скорость. Начиная со второй половины прошлого века велосипед пытались оснастить дополнительным источником энергии: паровой машиной, электромотором, бензиновым и даже реактивным двигателем. Однако из-за большого веса, громоздкости и целого ряда других недостатков ни один из них на велосипеде не прижился. Тогда же, около ста лет назад, одновременно с электромобилями были сконструированы и первые электровелосипеды. Но очень скоро и те и другие, не выдержав конкуренции, уступили дорогу автомобилям, а сами надолго были забыты.
Второе рождение электровелосипеда произошло буквально на наших глазах. В 1994 году японская компания "Ямаха" начала выпуск нового велосипеда с дополнительным электроприводом, а сейчас конструкторы фирмы разрабатывают модели электровелосипедов уже третьего поколения. В прошлом году в одной только Японии было продано 250 тысяч таких двухколесных "гибридов". Вслед за "Ямахой" производством электровелосипедов одна за другой занялись компании "Хонда", "Панасоник", "Саньо", "Мицубиси" и "Судзуки". Специалисты прогнозируют, что через год-два на электровелосипедах будут ездить больше миллиона японцев.
Сегодня электровелосипеды выпускают все крупные велостроительные компании Азии, Америки и Европы. На восьмой международной велоярмарке, проходившей в июне прошлого года в Пекине, велосипеды с электроприводом разных моделей представили 23 велозавода, в том числе несколько китайских. Власти Китая считают, что электровелосипеды способны заменить десятки тысяч чадящих и тарахтящих мотороллеров и мотоциклов и тем самым существенно улучшить транспортную ситуацию. В Шанхае, например, уже открыто 15 центров зарядки велосипедных аккумуляторов и более 100 пунктов их замены. Кроме того, планируется построить сеть аварийных зарядных станций, где любой велосипедист сможет, опустив в автомат монету и вставив вилку зарядного устройства в розетку электрозарядной колонки, быстро зарядить аккумулятор.
Современный электровелосипед - вполне комфортное, экологически чистое транспортное средство, требующее минимальных затрат на содержание и совсем мало места в гараже и на стоянке. Что касается скоростных качеств электровелосипеда, то на горизонтальном участке дороги его без особого труда может обогнать обычный спортивно-туристский велосипед. И дело тут не в низкой мощности мотора. Электровелосипед специально сконструирован так, что электропривод вырабатывает ток только тогда, когда велосипедист жмет на педали. Как только он перестает работать ногами или разгоняется до скорости 20-24 км/ч, мотор автоматически отключается. Хочешь ехать быстрее - крути педали.
На так называемых "тихих" электровелосипедах, развивающих скорость до 24 км/ч, электропривод выполняет вспомогательную функцию - с ним велосипедист затрачивает меньше усилий, что особенно важно в поездках на большие расстояния, при встречном ветре или подъеме в гору. Мощность электромотора не превышает 250 Вт - это величина, соизмеримая с мощностью, которую может достаточно долго развивать сам велосипедист. На электровелосипеде трогаются с места на одних педалях. Когда же скорость достигает 2-3 км/ч, специальный датчик на вилке приводного колеса автоматически включает мотор. Но есть электровелосипеды с более сложными датчиками, они включают электромотор сразу после трогания с места.
В Швейцарии и некоторых штатах США выпускают более мощные "быстрые" электровелосипеды, скорость которых не ограничивается 20-24 км/ч. На них устанавливают электромоторы мощностью 400 Вт и более, работающие независимо от педалей. Мощность двигателя и соответственно скорость регулируются ручкой "газа". На "быстром" электровелосипеде электрический привод играет основную роль, а мускульный - вспомогательную. Технические характеристики у такой машины примерно такие же, как у легкого мопеда. Ездить на "быстром" электровелосипеде можно только в защитном шлеме, с правами на управление мопедом и номерным знаком (его выдают вместе со страховым полисом). Привод электромотора передает усилие на переднее или заднее колесо велосипеда при помощи шестеренчатого редуктора, цепной передачи или фрикционного ролика, который прижимается к покрышке ведущего колеса.
Вот уже несколько лет японские, тайваньские и немецкие фирмы выпускают электровелосипеды с мотор-колесами мощностью 200-250 Вт, которые встраиваются в ступицу. Идея мотор-колеса не нова, но до последнего времени эта конструкция не находила широкого применения. Использование мотор-колеса на электровелосипедах дало возможность отказаться от механической трансмиссии, а значит, значительно повысить эффективность электропривода. Специалисты считают, что управляемое бортовым микропроцессором мотор-колесо - наиболее удачная и перспективная конструкция привода электровелосипеда.
На электровелосипедах обычно применяют никель-кадмиевые аккумуляторные батареи емкостью 7-10 ампер-часов, весом 5-7 килограммов и более дешевые, но менее долговечные и энергоемкие, герметичные свинцово-цинковые аккумуляторы с желеобразным электролитом. Время зарядки аккумуляторной батареи - 4-5 часов, запас хода при полной зарядке - 20-30 километров и более. Хотя уже появились электровелосипеды третьего поколения, например "Старкросс" фирмы "Ямаха", с запасом хода свыше 40 километров. Есть и новые, пока еще достаточно дорогие никель-металлгидридные и никель-водородные аккумуляторы, увеличивающие пробег электровелосипеда без подзарядки до 50 километров.
В США, Японии, Германии и других наиболее развитых странах уже сейчас электровелосипед вполне может заменить второй семейный автомобиль, который обычно используют для поездок на расстояние в среднем до 15 километров, например на работу или за покупками. Особенно он пригодится не слишком спортивным и пожилым людям, всем тем, кто осознает необходимость умеренных, но регулярных физических нагрузок. В гараже, на стоянке, на проезжей части электровелосипед занимает места во много раз меньше, чем малогабаритный автомобиль. И самое главное, он не загрязняет окружающую среду.
В западных странах "тихие" электровелосипеды, у которых мотор лишь помогает движению, наиболее популярны среди людей старше 40 лет. Больше всего на них ездят в Японии и европейских странах. Молодежь привлекают скоростные модели с мощным электроприводом и современным дизайном. На "быстрых" электровелосипедах можно изменять мощность мотора, а постоянно крутить педали необязательно. Они доминируют в США и Китае.
Цены на электровелосипеды в Европе, Японии и США колеблются от 1000 до 2000 долларов. Самые дешевые - в Китае и на Тайване, там их можно приобрести за 200-350 долларов. Еще дешевле купить обычный велосипед и самому или в мастерской поставить на него комплект электропривода: мотор, аккумуляторную батарею, зарядное устройство, электронный блок, пульт и ручку управления.
В России даже на столичных улицах электровелосипед пока в диковинку. Хотя и у нас есть конструкции, ничем не уступающие лучшим зарубежным образцам, в том числе и электроприводы. Бестрансмиссионные электроприводы для велосипеда сконструированы в московском научно-инженерном центре "Мехатроника", на фирме "Инкар" из подмосковного Королева, в московских ООО "Старград" и ТОО "Рэдос". К сожалению, это всего лишь единичные образцы, из года в год путешествующие по международным выставкам и салонам велотехники, но так и не нашедшие своего производителя. Вот лишь несколько примеров.
Уже много лет эксплуатируются инвалидная коляска, электровелосипед и легкий электромобиль с мотор-колесами Василия Шкондина (ООО "Старград"), и ни разу ни одно из его изобретений не отказало и не обнаружило каких-либо даже незначительных дефектов. Заложенные в их конструкциях идеи защищены целым пакетом российских авторских свидетельств и запатентованы в 28 промышленно развитых странах. В 1990 году мотор-колесо Шкондина получило Гран-при и Большую золотую медаль Всемирного инновационного салона в Брюсселе, а в мае нынешнего года - золотую медаль на Международном салоне изобретений в Париже.
В ТОО "Рэдос" на базе низковольтного электродвигателя постоянного тока с дисковым печатным якорем изобретатель Виктор Евсеенков разработал мотор-колеса разной мощности для привода инвалидной электроколяски, электровелосипеда, электроскутера, электровелорикши и транспортной электроплатформы. Эти оригинальные двигатели тоже защищены авторскими свидетельствами и патентами.
На нескольких предприятиях Москвы и Подмосковья созданы тяговые конденсаторы большой емкости, вполне способные заменить привычные аккумуляторные батареи. Такие конденсаторы заряжают буквально за несколько минут, причем срок их службы на порядок выше, чем у аккумуляторов. Конденсаторы большой емкости почти не требуют затрат на обслуживание, легко поддаются утилизации и, что очень важно, не загрязняют окружающую среду. В нынешнем году АО "Чепецкий механический завод" в Удмуртии совместно с американской фирмой Ovonic приступает к выпуску никель-металлгидридных аккумуляторов с высокой удельной энергоемкостью и сроком службы, превышающим 1000 зарядных циклов. Эффективные двигатели для электровелосипедов и других легких электротранспортных средств, усовершенствованные и новые виды аккумуляторов и конденсаторов большой емкости, электронные системы контроля и управления - все это есть и на российских предприятиях оборонной отрасли. Дело только за производителями, да еще за развитой велодорожной сетью, которой обустроены все развитые страны.
Классический велосипед, трансформированный в транспортное средство с педальным и электрическим приводом, не только сохранил все свои преимущества: небольшой вес, компактность, маневренность, бесшумность, экологичность, но и приобрел новые привлекательные свойства: способность преодолевать большие расстояния, крутые подъемы и встречный ветер с меньшими затратами физических усилий.
По прогнозу специалистов, к 2003 году количество электровелосипедов в мире превысит два миллиона. Вполне вероятно, что их повсеместное использование откроет путь для внедрения других видов экологически чистых электротранспортных средств - электророллеров, электроциклов, электромобилей и электробусов.
