Материал для маховика -это для примера. С таким же успехом можно было задать вопрос: из какого материала делать ракеты и теннисные ракетки, лодки и шесты для прыжков, топливные баки и корпуса автомобилей? И ответить: рациональнее всего из .

Что такое маховик

Что такое маховик и для чего он нужен? В политехническом словаре за 1977 год сказано, что маховик - это колесо с массивным ободом, устанавливаемое на валу машины с неравномерной нагрузкой для выравнивания ее хода. Если иметь в виду только эту цель, то для изготовления маховиков целесообразно выбирать как можно более тяжелый материал, чтобы они справлялись со своей задачей при сравнительно небольших размерах. Маховик - колесо с массивным ободом. С тех пор роль маховиков в технике существенно расширилась. Во всяком случае, приведенное определение явно неполное. Сегодня повышенный интерес к маховикам связан не только и не столько с их традиционным использованием для выравнивания нагрузки на валах поршневых двигателей, компрессоров, насосов и других машин, сколько с проблемой рекуперации механической энергии, то есть использования энергии, погашаемой при торможении машин. Суть проблемы состоит в следующем. Движущиеся поезда, автомобили, трамваи, троллейбусы, автобусы периодически (и довольно часто) нужно останавливать. Для этого, как известно, служат тормоза. Но при каждом торможении кинетическая энергия транспортного средства переходит в тепло, нагревая тормозные колодки, диски и безвозвратно рассеиваясь в окружающей среде. При современном энергетическом кризисе такое расточительство недопустимо. Как показывают подсчеты, примерно половина энергии, развиваемой двигателями, теряется при торможении.

Маховик - аккумулятор механической энергии

Вот маховики-то и могут помочь резко снижать эти потери. Маховик - аккумулятор механической энергии , то есть устройство, позволяющее накапливать механическую энергию, хранить ее и при необходимости опять выделять. Если массивный маховик заставить вращаться с большой скоростью, он может за счет своей инерции развить мощность, достаточную для того, чтобы привести в движение автобус или поезд. Это его свойство и навело на мысль: вместо того, чтобы тратить кинетическую энергию машины на нагрев тормозов, ее нужно расходовать на раскручивание маховика, установленного на машине.
Маховик - аккумулятор механической энергии. При торможении маховик накапливает энергию, а когда возникнет необходимость снова тронуться с места, эта энергия будет передаваться с помощью специальных механизмов на ведущие колеса. Иными словами, разгон будет осуществлять энергия, накопленная при торможении. Это позволит на 30- 50 % сэкономить горючее, значительно уменьшить количество токсичных выхлопных газов, повысить проходимость. В наше время все это настолько важно, что имеет прямой смысл заняться разработкой транспортных средств, снабженных маховиками, которые играют роль дополнительных источников энергии. И во всем мире такими разработками усиленно занимаются. Основное требование, предъявляемое к маховику, вытекает из его назначения: он должен накапливать при вращении как можно больше энергии. Если маховик представить в виде тонкого кольца, величина этой энергии Е оценивается формулой:

Е=0,5 mV 2 , (1)

Где m- масса кольца, V - линейная скорость его вращения. Из этой формулы следует, что для увеличения энергоемкости маховик следует делать как можно тяжелее и вращать с максимально возможной скоростью.

Какой применить материал для маховика

Возникает вопрос, какой применить материал для маховика ? Нужно взять материал с максимально высокой плотностью γ, чему соответствует вольфрам, плотность которого 19 300 кг/м 3 . Большую плотность имеют только осмий (γ=22 500 кг/м 3), иридий (γ=22 400 кг/м 3) и платина (γ=21 450 кг/м 3), но это очень дорогие металлы. Рассмотрим вариант применения вольфрама. До какой скорости можно раскручивать маховик? Ясно, что не до бесконечно большой. Предельная скорость вращения ограничена прочностью материала. Известно, что при достижении определенной скорости вращения маховик может разорваться. Поскольку эти скорости составляют десятки и сотни метров в секунду, от такого разрушения ничего хорошего ждать не приходится. В лучшем случае дело кончится поломкой вала и ходовой части машины. Но при разрыве маховика разлетающиеся с огромной скоростью обломки могут разрушить близлежащие постройки и, что самое страшное, привести к человеческим жертвам. Так что допускать разрушения ни в коем случае нельзя.

Какие силы разрывают маховик

Знаете ли вы, какие силы разрывают маховик ? Часто можно услышать ответ: силы инерции или центробежные силы. Ничего подобного. Таких сил просто-напросто не существует. Вернее, они существуют на бумаге или в нашем воображении - так легче и удобнее проводить расчеты, но в маховике их нет. А есть силы связи между отдельными частями маховика (силы упругости), которые в результате стремления частей двигаться по инерции (то есть равномерно и прямолинейно) при вращательном движении приводят к деформации маховика. Возникающие при деформации силы обеспечивают всем частям вращающегося тела ускорения, необходимые для движения по окружности. Если для обеспечения вращения нужны силы, превышающие прочность связи отдельных частей тела, оно разрушается. Таким образом, непосредственной причиной разрушения маховика является не его вращение и не действие воображаемых центробежных сил, а его деформация. Для тонкостенного кольца, которым мы моделируем маховик, величину напряжений σ, возникающих в нем, можно оценить соотношением:

Где γ - плотность материала, v - линейная скорость вращения маховика. Из этого уравнения можно рассчитать предельную допустимую скорость v пред, которая приводит к разрушению. Оно произойдет, когда величина напряжения σ достигнет предела прочности σ в материала, из которого маховик изготовлен. При этом скорость v будет равна предельной скорости v пред которая рассчитывается из выражения

v пред = √σ в / γ= √σ уд (3)

Отношение прочности σ в к плотности γ называется удельной прочностью σ уд материала. Следовательно, предельно допустимая скорость вращения маховика равна корню из его удельной прочности. Формула (1) определяет величину всей энергии, запасаемой маховиком. А удельная энергия, запасаемая единицей массы маховика (например, одним килограммом), составляет:

е=Е/m=0,5v 2 . (4)

Предельную величину удельной энергии е пред, которую в состоянии накопить каждый килограмм массы маховика, можно рассчитать из уравнения (4), где вместо v следует поставить значение v пред из формулы (3), то есть:

е пред =0,5σ в /γ=0,5σ уд (5)

Таким образом, максимальная удельная энергия, которую можно «накачать» в маховик, однозначно определяется удельной прочностью материала, из которого он изготовлен. При одинаковой прочности двух материалов большую удельную прочность имеет более легкий из них. Значит, чтобы сделать маховик максимально энергоемким, его нужно делать не из тяжелого, а из легкого, но прочного материала . Итак, супермаховики, то есть маховики, способные запасать очень большое количество энергии, нужно делать из сверхпрочных и легких материалов. Из каких именно? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сопоставим значения удельной прочности некоторых традиционных машиностроительных материалов (сталей, алюминиевых, титановых, вольфрамовых сплавов) и некоторых композитов. Эти значения приведены в таблице.

Материал	Предел прочности при растяжении, МПа	Плотность, кг/м 3	Удельная прочность, МПа/(кг/м 2)
Легированная сталь	1500	7800	0,190
Алюминиевые сплавы	600	2700	0,220
Титановые сплавы	1500	4500	0,300
Вольфрамовые сплавы	1500	19300	0,078
Композиты:
Бороалюминий	1400	2700	0,520
Углеалюминий	1000	2300	0,430
Углепластики	1400	1550	0,900
Органопластики	1500	1380	1,090

Приведенные данные говорят: лучше всего для изготовления супермаховиков подходят композиты, в частности органопластики . Они обладают наибольшей удельной прочностью из всех известных конструкционных материалов. А вольфрам, который мы хотели использовать, оказался самым неподходящим материалом, поскольку у него самая низкая удельная прочность. Каждый килограмм маховика из огранопластика способен накопить в 14 раз больше энергии, чем из вольфрама. Это связано с тем, что большая прочность и малая плотность органопластика позволяют раскручивать изготовленные из него маховики до огромных скоростей, тогда как вольфрамовые маховики сами себя разрывают при сравнительно низких скоростях вращения. Но не во всех случаях удается реализовать возможности, заложенные в органопластиковых маховиках. Не будем забывать, что, хотя удельная энергия не зависит от массы маховика, абсолютная величина накапливаемой энергии пропорциональна его массе, поэтому маховик должен быть достаточно тяжелым, а при небольших размерах нужную массу из органопластика набрать трудно. Но если особых ограничений на размеры маховика нет и можно обеспечить максимально допустимые (из соображений прочности) скорости вращения, органопластики находятся вне конкуренции. Из таблицы видно, что по удельной энергоемкости к органопластикам приближаются углепластики . Хотя они имеют несколько меньшую удельную прочность, их модуль Юнга, (подробнее: ) намного выше, а это означает, что маховики из углепластиков испытывают меньше деформации. Обстоятельство немаловажное. Дело в том, что маховики из органопластиков склонны к расслоению, и одна из главных причин этого - их низкая жесткость. Супермаховики не только помогают экономить энергию, теряемую при торможении, они могут сами выполнять роль двигателя машины. Подсчитано, что супермаховик из органопластика массой 127 кг и энергоемкостью 30 квт ч, раскрученный в течение 5 минут мощным внешним двигателем, может обеспечить движение легкового автомобиля со скоростью 96 км/ч на расстояние 320 км. Электромобилю с аналогичными техническими характеристиками нужна батарея аккумуляторов массой 1 т. Как видим, 1 кг маховика может запасать намного больше энергии, чем современный электрический аккумулятор такой же массы.

Органопластики

Органопластики - это композиты, состоящие из полимерной матрицы и органических волокон. Если раньше органические волокна (капроновые, нейлоновые и др.) не могли конкурировать по прочности с лучшими образцами стеклянных, металлических и керамических волокон, то сегодня картина резко изменилась. Сверхпрочные и очень легкие органические волокна - наиболее перспективные армирующие элементы для полимерных матриц. Большую популярность приобрели волокна, которые называются у нас СВМ, а за рубежом - Кевлар. Они имеют прочность при растяжении 3000-4000 МПа, легко подвергаются переработке, с ними удобно работать, и их выпуск постоянно растет. Однако в тяжелонагруженных конструкциях применение органопластиков вследствие их низкого модуля Юнга приводит к большим деформациям, что сказывается на работоспособности конструкций. Чтобы этого не происходило, к органическим волокнам добавляют более жесткие углеродные и получают так называемые гибридные композиты, содержащие два и более видов волокон. Если у волокон марки Кевлар-49 модуль упругости 140 000 МПа, то у углеродных волокон - 200 000-700 000 МПа при прочности 1000-3500 МПа.
Волокна кевлар как вид органопластики. В качестве арматуры можно использовать не только отдельные волокна и нити, но и ткани, сетки, пряжу из органических и углеродных волокон. Низкая плотность органо- и углепластиков (в пять раз ниже, чем у стали и почти вдвое, чем у алюминия) наряду с высокой прочностью делает их очень привлекательными для конструкторов, занимающихся разработкой не только маховиков, но и космических кораблей, самолетов, подводных лодок, спортивного инвентаря и многих других изделий. Полимерные композиты уже широко применяются в технике. А внедрение в промышленность композитов на металлической основе отстает от полимерных. Причина этого ясна. Методы получения новых композитов с полимерными матрицами (угле-, органо-, боропластиков) принципиально не отличаются от методов получения давно известных стеклопластиков, которые разработаны еще полвека назад. Замена стеклянных волокон более совершенными проходит сравнительно безболезненно, на том же оборудовании, теми же специалистами. А опыта промышленного производства металлических композитов пока очень мало. Это совсем новые материалы, они требуют нетрадиционных для металлургии и металлообработки технологий, создания специального оборудования, они просто непривычны для металлургов. А непривычное всегда кажется ненадежным. Еще один вопрос, который хотелось бы обсудить: в каких случаях следует применять металлические, а в каких - полимерные композиты? Здесь все определяют условия работы материала. В супермаховиках, например, целесообразнее использовать полимерные композиты , поскольку у них удельная прочность выше, а нагрев при работе невелик. И вообще, при температурах, близких к комнатной, полимерные композиты обычно предпочтительнее по механическим свойствам. Но у полимеров есть серьезный недостаток - они не выдерживают высоких температур. Самые термостойкие из них разрушаются при температурах выше 600-700 К. Поэтому для конструкций, работающих в условиях интенсивного нагрева, нужны металлические композиты . Выбор матричного материала могут диктовать и такие показатели, как электросопротивление, теплопроводность, стойкость к радиации, способность накапливать статическое электричество и др. В одних случаях по этим показателям подходят полимеры, в других - металлы. Поэтому полимерные и металлические композиты не только конкурируют, но и дополняют друг друга. И чем больше различных композитов создадут ученые, тем шире станут возможности техники, тем совершеннее будут изготовленные из них изделия.

3.1. Обзор типов маховиков

В настоящее время, существуют пять основных типов маховиков:

Рис. 3.1. Диск с отверстием;

Рис. 3.2. Обод со спицами;

Рис. 3.3. Диск равной прочности;

Рис. 3.4. Кольцевой маховик;

Рис. 3.5. Супермаховик.

3.2. Краткая характеристика и сравнительный анализ рассмотренных типов маховиков

Общеизвестно, что энергия каждого килограмма маховика зависит от его формы и прочности. Если сравнивать вышеуказанные типы маховиков по этим критериям, то сразу отпадает маховик в виде диска с отверстием как наиболее неэффективный. Как правило, это малая прочность материала, из которого он обычно изготавливается, т.е. стальные поковки или отливки. А крупные отливки или поковки даже из лучших сортов стали не слишком прочны. В таких изделиях невозможно избежать мельчайших дефектов, сильно уменьшающих прочность всего маховика. Чем прочнее литой или кованый маховик, тем опаснее его разрыв, если он приключится, и тем больший запас прочности понадобится, чтобы уберечь маховик от разрыва.

Однако потом точные расчеты показали, что выгоднее помещать массу не дальше от центра, а, наоборот, ближе к центру, вследствие чего появились маховики, тонкие по краям и утолщающиеся к середине, - диски « равной прочности ». Энергии они могут накопить в два раза больше, чем обод со спицами, и в три раза больше, чем диск с отверстием, при той же массе маховика.

Рассмотрим следующий вариант из нашего списка. Это супермаховик. Простейший пример, это кусок троса, зажатый в кольцевом зажиме – оправке, которая в свою очередь посажена на вал.

В чем преимущества такого супермаховика? Если вращать вал с оправкой и тросом в ней, то трос, как и обычный маховик, накопит кинетическую энергию. При этом частицы троса, стремясь двигаться по инерции, будут все сильнее растягивать его, пытаясь разорвать. Наибольшая нагрузка тут приходится на середину троса. При увеличении скорости сверх меры трос начнет рваться, но рваться по частям, по одной проволочке, а тоненькие проволочки не способны пробить даже легкий защитный кожух, т.е. разрыв супермаховика происходит безопасно.

Так как прочность проволоки (стальной струны) выше прочности монолитного стального куска примерно в пять раз, то супермаховик из струны при прочих равных условиях накопит энергии во столько же раз больше, чем обычный маховик стой же массой. Благодаря же большей безопасности, супермаховику не нужен слишком большой запас прочности, и его следует уменьшить примерно вдвое по сравнению с маховиком. Следовательно, супермаховик из троса может накопить в каждом килограмме массы в десять раз больше энергии, чем обычный стальной маховик.

Большие перспективы сулят так называемые кольцевые супермаховики. Такой супермаховик представляет собой кольцо, навитое из высокопрочного волокна и помещенное в вакуумную камеру в форме бублика – тора. Поскольку кольцевой супермаховик лишен центра, в нем наиболее полно реализуются прочностные свойства волокон. Кольцевой супермаховик удерживается в камере в подвешенном состоянии с помощью магнитных опор, размещенных в нескольких местах по окружности. Само кольцо служит ротором мотор - генератора, а те места, в которых стоят обмотки магнитов, - статором. Это упрощает отбор энергии и зарядку супермаховика.

Если сравнивать кольцевой супермаховик со стальным маховиком из самой прочной стали, плотность энергии кольцевого супермаховика в 2 – 3 раза больше и достигает 0,5 мегаджоуля на килограмм массы. Потери на вращение у него в 50 – 100 раз меньше, чем у стального. Так как отсутствуют самые большие потери – потери на трение в подшипниках.

К сожалению, в нашем случае кольцевые маховики мы вынуждены исключить из рассмотрения по двум причинам: сложность подвесной системы и дороговизна изготовления.

С учетом всего вышеизложенного из всех вариантов выбираем супермаховик.

Опыт показал, что для супермаховиков, кроме прочности и размеров решающее значение имеет их масса. Как ни парадоксально, но чем легче супермаховик, тем лучше.

Плотность энергии маховика определяется удельной прочностью, то есть отношением прочности к удельному весу материала.

Поэтому в качестве материала маховика выберем борное волокно, как наиболее выгодное по показателю удельной прочности.

Таблица 3.1.

Материал	Предел прочности, 10 9 ,(Н/м 2 )	Плотность, 10 3 ,(кг/м 3 )	Линейная скорость, V max (м/с)
Стальная проволока
Стекловолокно			1000
Угольное волокно	1,22		1049
Борное волокно			1673

3.3. Методика расчета маховика

Известно, что емкость супермаховика определяется частотой вращения, массой и его геометрическими размерами (внешним и внутренним радиусом).

Энергия, запасенная супермаховиком, определяется по формуле:

W=E/3600, Вт*ч

где Е определяется по формуле:

E=J/2*(w 1 2 -w 2 2 ), Дж

где w 1 2 – максимальная угловая скорость вращения супермаховика, рад/с;

w 2 2 – минимальная угловая скорость вращения супермаховика, рад/с;

J – момент инерции, кг*м 2 ;

Момент инерции определяется по формуле:

J=M/2*(R 2 +r 2 ), кг*м 2 ;

где М – масса, определяется по формуле:

M=(p*(R 2 -r 2 )*h*g)/2, кг

где R – внешний радиус супермаховика, м;

r – внутренний радиус супермаховика, м;

h – толщина, м;

g - плотность материала, из которого изготовлен супермаховик, кг/м 3 ;

Отсюда энергию, запасенную супермаховиком, можно определить по формуле:

W=(p*(R 4 -r 4 )*h*g*(w 1 2 -w 2 2 ))/(8*3600), кВт*ч;

3.4. Конструкция маховика

Супермаховик из борного волокна конструктивно представляет собой обод со ступицей, на который определенным образом намотано борное волокно (Рис. 3.6.).

Основной проблемой в данном случае является то, что на высоких оборотах предъявляются высокие требования к качеству и точности изготовления.

Борное волокно

Металлическая ступица

Наиболее важным моментом в изготовлении супермаховика является способ намотки борного волокна на металлическую ступицу, потому что намотка супермаховика должна начинаться со ступицы и на ней должна заканчиваться (Рис. 3.7.).

Это объясняется тем, что крайние наружные витки подвергаются при вращении более сильным растягивающим усилиям, чем внутренние витки. Поэтому чтобы уменьшить вероятность разрыва волокна, намотка должна осуществляться подобным образом.

Значит вентильный двигатель предлагаете (на постоянных магнитах). У него в катушках статора (как и в металлической опоре ) будет наводится переменное напряжение всегда - при раскрутке, и при торможнии - получим момент сопротивления, зависящий от оборотов.

Во-первых, смотря какой вентильный.

Вентильные реактивные электродвигатели делают без постоянных магнитов - http://en.wikipedia.org/wiki/Switched_reluctance_motor

Во-вторых, сопротивление будет только тогда, когда на концах катушек будет нагрузка, без нее сопротивлению откуда же взяться?

магнитные подшипники можно заказать - стоят они не так дорого. Причем если диск будет вращатся в горизонтальной плоскости, то нужно будет только ОДИН хороший магнитный подшипник, на который придется вес маховика и один маленький, стабилизирующий второй конец ротора.

Возможно выведение вала из вакуумной камеры через вакуумный запор с магнитной жидкостью. Она свободно продаётся, хотя неприлично стоит, (800р за 10 мл), а можно и изготовить её самостоятельно, был рецепт в Химии и Жизни.

Можете купить и дешевле, здесь, например - http://www.amcub.ru/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=5&Itemid=10

Сегодня имел телефонный разговор с Н. В. Гулиа на счет применения маховичных накопителей.
Итог таков- у нас в России никто их не выпускает, долго сохранять энергию в маховике весьма проблематично и поэтому дорого, разрушение маховика очень опасно, изготовление маховика хлопотное занятие и т. п.
Поэтому придется искать другие накопители.

Что-то тут не так.

В книжках Гулиа пишет одно, а по телефону говорит другое. Он же сам писал, что если выполнить маховик в виде лент, то разрыв будет безопасен.

Хлопотное занятие? Может быть, а изготовление, например, АКБ или ионисторов менее хлопотное? Сомневаюсь.

Долго сохранять энергию проблематично? Может быть, но для целого ряда применений потери в 1...2% за час приемлемы.

Мой знакомый рассказывал про попытку разработать в России стационарный маховичный накопитель.
Нужны были вложения около 0,3 млн долл.
Таких денег не нашли и забили на это дело.
Однако этот накопитель был бы для больших энергий и грамотно сделанный (магнитный подвес, вакуум, электронное управление и т. п).
Цена же небольшого накопителя для частника, порядка 2 Мдж, обошлась бы примерно в 3 тыс. долл.

Если уж приводите конкретные суммы, то может приведете детализацию?

Что почем и где нужно купить для сборки этих накопителей?

Вот скажите мне: какая религия мешает товарищу Гулиа производить стационарные маховики способные удержать ну положим 20 киловатт-часов в течение пары суток? Вот сколько такой агрегат может стоить?
Неужели сильно дороже аккумуляторов?

Тоже задаюсь таким вопросом. Ведь для стационарного накопления можно было бы делать тяжелые габаритные маховики с не очень большими оборотами на основе доступных материалов, но и по доступным ценам.

Аккумулятор и генератор в одном лице – древнейшее изобретение человечества, которое претендует на звание лучшего накопителя энергии. Не так сложно получить энергию, как потом ее сохранить и использовать при необходимости. Известны десятки, если не сотни способов аккумулирования энергии. Сегодня мы окружены химическими накопителями. Это связано со множеством мелких электронных устройств, не требующих большой мощности. Всё логично, но что делать, если вам нужно запасти энергию для обеспечения целого дома? В этом случае традиционные аккумуляторы уже не так эффективны, а главное, они обходятся очень дорого, и при этом, недолговечны.

Вот тут идеальным решением может стать именно вращающийся маховик. Для чего он нужен и как он функционирует в качестве накопителя энергии? Обладая самой высокой удельной мощностью на единицу массы, механические накопители способны быстро запасать и передавать энергию. Если поместить такое устройство в герметичный корпус, откачать воздух и поставить магнитные подшипники, то он будет сохранять запасенную энергию даже не месяцы, а годы. Это не фантастика. Ряд западных фирм уже серийно выпускают такие устройства для разных электростанций, промышленности и частных потребителей.

А вот идеальным местом для размещения таких накопителей может стать Космос. Ведь там уже вакуум плюс невесомость, которая сама устраняет нагрузки на подшипники. Например, спутники связи сегодня питаются не только от солнечных батарей, но и от обычных аккумуляторов в то время, пока находятся в тени Земли. Однако время жизни таких аккумуляторов невелико. Вот здесь и подойдут маховики, которые в космосе могут работать практически вечно.

Буквально революцию способны произвести механические накопители в колесном транспорте. Дело в том, что двигатель автомобиля почти никогда не работает на полную силу. И городе, например, средняя мощность двигателя менее одной десятой от максимальной. Потери на разгон, торможение. КПД при этом 7%, что видно по расходу топлива. Да, есть электрические гибриды. Но зачем переводить механическую энергию в электричество и обратно, если маховик решает эту проблему напрямую. Только представьте – двигатель гораздо меньшей мощности постоянно работает в оптимальном режиме, запасая энергию в маховике. И только только маховик через вариатор передает ее на колеса. На спусках и при торможении избыточная энергия не теряется в тормозах, а переходит обратно в маховик, в результате чего КПД двигателя может оказаться даже выше своего максимума.

Для гоночного автомобиля такой накопитель просто подарок. Небольшой маховик массой около 10 килограмм на скорости вращения несколько тысяч оборотов в минуту может на 10-15 секунд сообщить дополнительную мощность болиду в сотни киловатт, что помогло бы в решающий момент обогнать соперников.

Ну и, конечно, велосипед. Эту конструкцию может повторить каждый. Преимущество в том, что здесь не нужно долго хранить энергию, поэтому требования к механике вообще минимальные.

Простейший маховик способен вернуть более 50% энергии которые сегодня теряется при торможении, а также при езде с частыми подъемами и спусками. Каждый может найти свое применение кинетической энергии, запасенной в маховике. Например, светильники. В быту есть моменты, когда свет нужен буквально на пару минут. Подвалы, чердаки, подсобки. Нужно только подумать над механизмом возврата веревки. Но это ведь мелочь, правда?

В Аккумулятор будущего - маховик?

Дешев. Долговечен. Экологически чист. Энергетические возможности маховика, как накопителя кинетической энергии определяются тремя параметрами: скоростью вращения, диаметром и массой. Увеличив скорость вращения можно убавить вес и размер, но возникает опасность разрыва маховика центробежной силой.
В молодости я прочитал книжку в поисках "энергетической капсулы"
Ее автор изобрел супермаховик, супервариатор, а если все это установить на автомобиль, то и он будет - супер!Изобретение Нурбея Гулиа заключалось в том, что он придумал маховик навитый из металлической ленты. Такой маховик выдерживал центробежную силу в пять раз большую, чем литой. А при разрыве не разлетался на части, как артиллерийский снаряд, а тормозился лентой о кожух. Супермаховик в вакуумном корпусе с магнитной подвеской и скоростным электродвигателем-генератором для отбора мощности. В общем, жил бы на западе, давно бы уже был мультимиллионером, а не обклеивал квартиру авторскими свидетельствами вместо обоев (у него их три сотни).
С приходом нанотехнологий его изобретение приобрело еще большую значимость. Вот, что он пишет:
>если из такого материала (карбоновое нановолокно) навить супермаховик, то его удельная энергия достигнет 1Мв-час/кг, или в тысячи раз больше, чем у самых перспективных аккумуляторов! Это значит, что на таком накопителе массой в 150 кг легковой автомобиль сможет пройти с одной зарядки свыше 2 миллионов километров — больше, чем способно выдержать шасси. То есть теоретически уже сейчас можно создавать автомобили, которые в течение всего срока службы не требовали бы никакого топлива. Удельная энергоемкость такого сверхнакопителя в 500—1000 кВт·ч/кг позволит, например, создать электромобиль, заряжаемый прямо на сборочном конвейере один раз на весь срок эксплуатации машины. Два-три десятка килограммов нового супермаховика обеспечат накопление дешевой ночной электроэнергии для огромного дома и расходование этой энергии днем. .>
Фантаст, конечно, но идея красивая!

Американская компания Beacon Power основанная в 1997 году, сделала большой шаг в этом направлении, создав целую линейку тяжелых стационарных супермаховиков, предназначенных для включения в промышленные энергосети.


Накопители представляют собой цилиндрические емкости, высотой по пояс человека или по грудь, внутри которых на активных магнитных подшипниках подвешены супермаховики, которые могут раскручиваться до штатных 22,5 тысяч оборотов в минуту.
Расчетный срок службы - 20 лет, диапазон рабочих температур - от минус 40 до плюс 50 по Цельсию. Согласитесь, для химических аккумуляторов трудновато было бы обеспечить такие показатели. Полностью статья