В 1924 году Ганс Гебхард из Мюнхена запатентовал, а затем изготовил коньки с бензиновым мотором. Мотор соединялся с колесами цепной передачей. Для охлаждения служил бачок с водой. О результатах их испытаний нам ничего не известно, но мы можем о них поразмышлять. Прежде всего, отметим, что условия работы всех элементов роликовых коньков весьма тяжелы. Вызвано это тем, что диаметр роликов невелик, а дорожное покрытие всегда имеет выбоины и шероховатости, сравнимые с ним по размерам. Поэтому качение ролика напоминает езду по булыжной мостовой. Ролики испытывают сильные удары как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. К ним добавляются удары от неизбежных при езде на коньках всякого рода прыжков и падений. Возникающие при этом ускорения намного превышают те, что появляются при самых крутых виражах самолета-истребителя.
Вот почему производство надежных роликовых коньков освоили лишь немногие предприятия, являющиеся филиалами аэрокосмических фирм. Все сказанное относится, прежде всего, к роликовым конькам обычного типа. Если же на них появится двигатель, то возникнут трудности особого рода. И здесь уместно вспомнить самолетный опыт.
Однажды во время войны на истребитель С.А. Лавочкина поставили 45-мм пушку. Ожидалось, что с ней самолет сможет крушить броню любых танков. Получалось прямо-таки сверхоружие, но надежды не оправдались. Как только пушка начинала стрелять, боковые удары, вызванные силой ее отдачи, тормозили движение поршней и двигатель самолета останавливался… Аналогичный эффект должен бы возникнуть и на коньках Ганса Гебхарда.
Кроме того, колеса коньков при движении по неровностям получают продольные удары, которые мгновенно то увеличивают, то уменьшают скорость их вращения. При жесткой связи вала двигателя с колесом эти ударные изменения скорости вращения могут разрушить кривошипно-шатунный механизм.
Получилось так, что после патента Ганса Гебхарда, относящегося к 1924 году, следующий патент США под № 4508187 на роликовые коньки с мотором был выдан лишь в 1985 году инженеру Виллиаму Венселу из Калифорнии.
Венсел предложил роликовые коньки с приводом от бензинового мотора, расположенного у человека за спиной. Мощность двигателя передается на переднее колесо при помощи гибкого вала (рис. 1).
Такая схема, по сравнению со схемой Гебхарда, имеет большие преимущества. Двигатель полностью защищен от дорожной тряски. Габариты его не столь ограничены, как при установке непосредственно на коньке. Поэтому В. Венсел применил бензиновый мотор с вентилятором, аналогичный тому, что применяется на газонокосилках. От ударных изменений скорости вращения колес двигатель спасает гибкий вал. (Гибкий вал, напомним, представляет собой особым образом свитый из стальной проволоки трос, вложенный в гибкую оболочку. Трос передает крутящий момент, а оболочка защищает его от контакта с окружающими предметами и предотвращает перекручивание. Не будь ее, трос при малейшей нагрузке завязался бы узлом.)
Трос гибкого вала упруг и эластичен. Поэтому он не пропускает на вал двигателя силы ударного скручивания, но и сам нуждается в защите от нее. Вот как изобретатель решил эту проблему.
На рисунке 2 вы видите узел соединения гибкого вала с колесом конька. Он состоит из пары конических шестерен. Диаметр шестерни, сидящей на гибком валу, в 2–3 раза меньше, чем у шестерни на колесе.
Получается замедляющая передача. Она позволяет применить тонкий гибкий вал, вращающийся с большой скоростью. Между гибким валом и малой шестерней расположена пружинная муфта, гасящая крутильные колебания, способные передаться на вал. Подобная муфта расположена между большой шестерней и колесом. Она защищает уже сами шестерни от ударно-крутильных колебаний, поступающих с колес.
Вы видите, как солидно, прочно, с применением толстых стальных раскосов выполнен сам узел гибкого вала (рис. 3).
Однако закреплять его неподвижно изобретатель не счел нужным, ибо тогда на нем при малейшем толчке возникали ли бы значительные ломающие усилия. Виллиам Венсел избежал их, позволив узлу гибкого вала в небольших пределах поворачиваться относительно вертикальной и горизонтальной осей. Ради этого колесо конька он соединил с пружинной муфтой при помощи еще одной гибкой резиновой муфты, допускающей значительные изгибы оси вращения.
В начале 80-х годов в популярных журналах появлялась фотография американского инженера, разъезжающего по территории завода на роликовых коньках с мотором. Весьма вероятно, что это и был сам Виллиам Венсел.