Vrhunski elektromotor, uporaben za letala, avtomobile, čolne ...

»Pred leti, ko je bilo treba za letenje usposobiti Pipistrelov taurus, smo uporabili še Sinetonov motor. Že med tem pa sem se lotil razvoja svojega, še lažjega in močnejšega elektromotorja, ker sem ga potreboval tudi za svoje enosedežno letalo EA1,« je povedal inž. Roman Sušnik, danes lastnik izboljšanega apisa EA2 (ta se po novem, odkar je lastnik projekta ajdovski Pipistrel, imenuje »Apis/Bee«).


Razvoj je nikoli 
dokončana zgodba

Naš sogovornik je sprva začel docela ljubiteljsko, takrat je za svoje letalo uporabil krtačni Lynchev elektromotor. Priredil mu je le reduktor, da je zmanjšal število vrtljajev in povečal vrtilni moment za pogon večjega propelerja. Toda motor ni prenesel potrebnih, včasih tudi dvojnih obremenitev, zato ni dolgo vzdržal. Ker na trgu ni bilo boljšega, se je inž. Sušnik odločil za razvoj in izdelavo svojega, in sicer brezkrtačnega, prirejenega posebej za neposredno gnane sisteme. V njegovem primeru je bil to počasneje gnani propeler z odličnim izkoristkom. Preden je na tej podlagi nastal pravi elektromotor za varen let, je moral narediti več prototipov. Nazadnje se je izkazalo, da je motor z aksialnim magnetnim fluksom najustreznejši. Poimenoval ga je Emrax. Tehta le 11,5 kilograma; njegova moč je 30 kilovatov pri 2000 vrtljajih na minuto, za dve minuti pa lahko da od sebe celo do 50 kW.

Danes poganja njegovo drugo letalo EA2, ki za vzlet potrebuje le 50 metrov, vzpenja pa se s hitrostjo 5 metrov na sekundo, kar je neprimerno več kot pri pogonu z bencinskim motorjem. Zanj je zasnoval in izdelal tudi propeler, večji in izvirno oblikovan, tako da mu je zelo izboljšal izkoristek. Dolg je 180 centimetrov in pri 1820 vrtljajih na minuto ustvari statični potisk dobrih 150 kilopondov oziroma približno 1500 njutnov.

Inž. Sušnik poudarja, da je razvoj nikoli dokončana zgodba, vedno se najde še kakšna izboljšava. Pri tem gre pogosto sicer za malenkosti, toda izgube emraxa je ravno z majhnimi izboljšavami nazadnje zmanjšal na minimum, čeprav za izdelavo uporablja materiale, ki so na trgu dostopni in niso pretirano dragi. Izbira materialov in sama tehnologija izdelave sta prav tako nekaj posebnega, saj motorju kljub njegovi majhni teži poleg že omenjene moči zagotavljata tudi nenavadno veliko togost.

Ker se je emrax tako dobro obnesel pri letalih, so se kmalu pokazale možnosti za razširitev uporabe še na avtomobile, čolne pa celo industrijo in vetrne elektrarne, saj lahko deluje tudi kot generator. Zato je izdelal še povsem enak motor, ki ga je mogoče hladiti tudi z vodo. Uspešno ga je preizkusil v laboratoriju podjetja Piktronik v Mariboru. Mnogi potencialni uporabniki so se potem, ko so temeljito preverili ponudbo na svetovnem trgu, nazadnje vrnili k njegovemu elektromotorju.

Vendar to še ni vse. Naš sogovornik predvideva, da bo zaradi tako majhnih električnih izgub lahko gnal motor s še višjo napetostjo in dosegel 4000 vrtljajev na minuto pri enako velikem vrtilnem momentu, kar pomeni kratkotrajno moč 80 kilovatov. Dva motorja se da tudi serijsko zvezati in moč oziroma vrtilni moment tako podvojiti. Na podlagi vsega tega in na podlagi dejstva, da je naročil, zlasti iz tujine, zelo veliko, se je odločil za serijsko proizvodnjo. Njegovi elektromotorji bodo med drugim poganjali dvosedežni Pipistrelov taurus electro, o katerem smo v prejšnji Znanosti pisali v prvem delu članka o slovenskih električnih letalih.


Celo za pogon 
štirisedežnega letala

In koliko inž. Sušniku pri tem pomaga država, natančneje ministrstvo za gospodarstvo oziroma izvajalska institucija vlade Slovenski podjetniški sklad? »Zelo sem razočaran. Zdaj je že skoraj dve leti, kar sem se prijavil na razpis, ki mi je bil pisan na kožo, za dokončanje tega razvojnega projekta. Nazadnje so mi sporočili, da zato, ker med letoma 2007 in 2009 nisem zaposlil nobenega delavca, ne dobim nič. Izdelek, čeprav najboljši svoje vrste na svetu, pri tem ni igral nobene vloge!« Povedal pa je, da so mu bili v veliko pomoč pri razvoju motorja kolega in letalski modelar mag. Andrej Černigoj, podjetje Piktronik in v zadnjem času tudi prof. Damijan Miljavec z ljubljanske fakultete za elektrotehniko.

Inž. Roman Sušnik danes ne vidi drugih možnosti razen razvoja in proizvodnje. »Treba je iti v delavnico, narediti izdelek, prodati, zaslužiti. Tu je pravi denar, ne pa tisto 'delanje denarja iz denarja' na račun ljudi, ki delajo v proizvodnji za majhno plačo. Razpisov se ne grem več,« je poudaril. Moral je prodati vse prototipe motorjev, ki jih je izdelal v svoji delavnici, da je sploh lahko razvijal naprej. Tudi denar, ki ga je zaslužil s sodelovanjem pri projektu Electro Taurus, je porabil za razvoj. »Za primerjavo vam lahko povem, da je nekaj podobnega razvijala skupina dvanajstih inženirjev iz idrijskega Kolektorja. Za štiriletni razvoj elektromotorja, kakršnega lahko v nekaj mesecih sam naredim za nekaj tisoč evrov, so porabili milijon!«

Toda inovator iz Radomelj se ne da. Taurus electro G2 iz ajdovskega Pipistrela pri vzletu in med vzpenjanjem, kot rečeno, žene neprekosljivi emrax. Podvojitev njegove moči s serijsko vezavo »dvojčkov« in povečanje števila njunih vrtljajev bosta zadoščala celo za nemoteno delovanje štirisedežnega letala znanega ameriškega proizvajalca Cessna, kjer so se odločili za nadgradnjo enega njihovih letal s slovenskim elektromotorjem.

Inž. Sušnik je trenutno še na RTV Slovenija, kjer dela kot vodja energetike. Odgovoren je za investicije in vzdrževanje elektroinštalacij, naprav za ogrevanje in klimatizacijo itd. »Toda v državni službi si žal plačan po razredih in ni važno, koliko znaš.« Vendar je zdaj stvar že toliko dozorela, da bo lahko kmalu »sam svoj šef«. Nova tovarniška hala, z vsemi potrebnimi numerično krmiljenimi stroji, je strašansko draga zadeva. Sam nima toliko denarja, državne subvencije za njeno postavitev pa, kot vse kaže, ne bo. Za zdaj se namerava obrniti na manjša podjetja, ki taka orodja imajo (trenutno sodeluje s podjetjem MP Burja).

»V bistvu je Boscarolova pot odlična,« poudarja. »Delo oziroma izdelavo polizdelkov je treba porazdeliti med manjša zasebna podjetja, zbrati moraš naročila s predplačili, iz njih potem dobiš nekaj denarja in na tej podlagi nadaljuješ.«

Emraxe je prodal tudi DG Flugzeugbau ter več univerzam in drugim ustanovam po svetu. Vgrajujejo jih v svoje prototipe pri različnih okoljevarstvenih projektih. V tem in v sodelovanju s Pipistrelom vidi inž. Roman Sušnik svojo prihodnost tudi »brez pomoči mačehe domovine«.

Nizka cena 
najboljšega izdelka

Navezuje stike, pogovarja se denimo z Iskro TELA. Po njegovih besedah imajo pri njih zelo sodoben pristop k izdelavi jeder za navijanje tuljav v elektromotorjih. »Ne gre za to, da kar uporabiš pločevino in izdelaš jedra, temveč je treba izbrati pravi material, ga pravilno vstaviti v sistem in izvesti še dodatno tehnološko obdelavo.« Če bi tak elektromotor pozneje kdo razdrl, sledov teh dodatnih postopkov ne bi opazil, saj niso vidni. Toda kdor za strukturo materiala poskrbi, kot je treba, naredi oziroma dobi pravo stvar: kakovost tehničnih lastnosti izdelka se lahko celo podvoji.

Elektromotor je v postopku patentne zaščitite. Oddal je že vlogo, vendar zdaj kaže, da postopka ne bo nadaljeval. Stroški so namreč zelo veliki, denarja od države najverjetneje tudi v tem primeru ne bo. Zato se je odločil drugače, po njegovem je najboljša zaščita nizka cena zelo dobrega oziroma najboljšega izdelka, tako da se nikomur ne izplača krasti ideje in začeti proizvodnje. Izdelek je že na trgu in ga je enostavneje in ceneje kar kupiti. »To pa sem že zdaj skoraj dosegel,« je na koncu dejal inž. Roman Sušnik.

*

Sušnikov elektronsko komutirani brezkrtačni zračno hlajeni elektromotor Enstroj EMRAX standardno deluje pri 2000 vrtljajih na minuto. Njegova nominalna moč je 30 kilovatov, največja (pri dvominutnem delovanju) 50 kW, tehta pa le 11,5 kilograma. Nominalni navor je 120 njutonmetrov, največji, pri enominutnem delovanju, pa 250 Nm. Izkoristek elektromotorja, ki lahko brez težav in z enako učinkovitostjo deluje tudi kot generator, je kar 90- do 94-odstoten.

Inž. Sušnik se z inovacijami ukvarja že vse življenje. Že pred 25 leti je skonstruiral in izdelal športni avto, nadgrajeval je menjalnike Z101 in yuga s peto prestavo, izdeloval hidrocentrale z Bankijevo turbino in gledališke scene, šele v zadnjem času pa je z razvojem in izdelavo učinkovitega elektromotorja veliko prispeval tudi k elektromotornemu letalstvu.