Моноколесо — вид транспорта на одном колесе¶
Моноколесо — транспортное средство, состоящее из одного колеса, приводимого в движение силой мышц человека или электродвигателем, и предназначенное для перемещения одного пассажира. Термин происходит от латинского mono («один») и латинского collum («колесо»). Моноколёса делятся на механические (самокатные, велосипедные, мотоциклетные) и электрические (моноколёса-балансеры, гироскутеры). Наибольшее распространение в XXI веке получили электрические моноколёса-балансеры, известные также под названиями «hoverboard» и «сигвей без руля».
¶История
¶Ранние конструкции
Идея езды на одном колесе стара как сам велосипед. В XIX веке в Европе и США запатентовано множество конструкций моноколёс, приводимых в движение ногами через педали, расположенные непосредственно на ободе колеса или по его сторонам. Наиболее известной ранней конструкцией считается моноколесо Пирса, запатентованное в Великобритании в 1869 году. В 1880-е годы моноколёса активно разрабатывались одновременно с велосипедами, однако из-за сложности управления и малой устойчивости они не получили широкого распространения.
В 1890-е годы моноколёса использовались в цирковых и бродячих представлениях как аттракцион. В начале XX века появились мотоциклетные моноколёса — например, моноколесо австро-венгерского инженера Йожефа Фрайнда (1910-е годы), оснащённое бензиновым двигателем. Эти машины оставались единичными конструкциями и в массовое производство не поступали.
¶Электрические моноколёса
Современные электрические моноколёса-балансеры появились в начале 2010-х годов. Первые серийные модели были разработаны китайскими производителями; в 2014—2015 годах продукция получила широкое распространение в США, Европе и России. Принцип работы устройства основан на гироскопических датчиках и акселерометрах: система непрерывно отслеживает наклон платформы и, изменяя скорость вращения электродвигателя, удерживает равновесие. Пользователь управляет моноколесом, наклоняя корпус вперёд или назад.
¶Устройство и характеристики
Электрическое моноколесо-балансер состоит из следующих основных элементов:
- Колесо (обычно диаметром 6,5, 8 или 10 дюймов) с бесколлекторным электродвигателем внутри ступицы.
- Платформы для ног, расположенные по обе стороны колеса.
- Гироскопические датчики и акселерометры, отслеживающие наклон корпуса.
- Контроллер — плата, управляющая двигателем на основе данных датчиков.
- Литий-ионный аккумулятор, обеспечивающий запас хода от 10 до 30 км в зависимости от модели.
- Корпус из пластика или алюминиевого сплава.
Типичная скорость электрического моноколеса составляет 10—15 км/ч, максимальная скорость отдельных моделей достигает 20 км/ч. Время зарядки аккумулятора — 1—3 часа.
Механические моноколёса (неэлектрические) устроены иначе: колесо снабжается ободом или ступицей с педалями, а устойчивость обеспечивается за счёт балансировки телом пассажира. Для обучения езде на таком моноколесе используют вспомогательные колёса или поручни.
¶Классификация
| Тип | Привод | Особенности |
|---|---|---|
| Моноколесо-самокат | Мускульный | Колесо с рулём-стойкой, отталкивание ногой |
| Веломоноколесо | Мускульный | Педали на ободе или по бокам колеса |
| Мотомоноколесо | Бензиновый/электрический двигатель | Оснащено сиденьем и дугами безопасности |
| Моноколесо-балансер | Электродвигатель | Управление наклоном корпуса, гироскопическая стабилизация |
¶Безопасность и правовой статус
Использование электрических моноколёс на автомобильных дорогах во многих странах, включая Россию, запрещено: устройство не относится ни к транспортным средствам, ни к средствам индивидуальной мобильности, допущенным к движению по дорогам общего пользования. Передвижение разрешено на тротуарах и велодорожках, однако на практике это регулируется местными нормативными актами.
В 2015—2016 годах, на пике популярности первых моделей, были зафиксированы случаи возгорания литий-ионных аккумуляторов дешёвых моноколёс, что привело к всплеску критики и временному снижению спроса. Производители стали применять более качественные системы управления зарядом и сертифицированные аккумуляторы.
Рекомендуемая экипировка при езде — шлем, наколенники и налокотники. Медицинские исследования показывают, что падения с моноколеса-балансера часто приводят к травмам верхних конечностей, поэтому защитная экипировка существенно снижает риск повреждений.
¶Моноколёса в культуре и спорте
Езда на неэлектрическом моноколесе является дисциплиной циркового искусства и включена в программу ряда цирковых школ, в том числе в России. Соревнования по моноколёсному спорту проводятся в формате слалома и скоростных заездов; в ряде стран существуют национальные федерации моноколёсного спорта.
В научной и инженерной среде задача уравновешивания моноколеса является классической моделью для отработки алгоритмов управления неустойчивыми системами — той же проблемой, что стоит перед балансирующими роботами и гироскопическими платформами.
¶Примечания
- Моноколёса-балансеры массово продавались под торговыми марками Hoverboard, Swagway, Ninebot и другими.
- В России к категории средств индивидуальной мобильности отнесены электросамокаты; моноколёса-балансеры в эту категорию не входят.
Источники:
- Британская энциклопедия (Encyclopædia Britannica) — статьи о моноколесе и гироскутере
- Журнал «Популярная механика» — обзоры электрических средств передвижения
- ГОСТ Р 59642-2021 «Средства индивидуальной мобильности. Требования безопасности»
- Правила дорожного движения Российской Федерации