Свободная энергия. Маховик системы Часа Кэмпбелла

Свободная энергия. Маховик системы Часа Кэмпбелла

Система Часа Кэмпбелла близко:

схема

репликация

Сегодня, как и в прошлом веке, генераторную систему замкнутого цикла можно сделать для себя и своей семьи, только самостоятельно.

Чтобы узнать что это возможно, без нарушения традиционных законов , я предлагаю свой материал:

Материал включает в себя три элемента ПДФ формата и Эксель таблицу с системой расчета:

Секреты механических устройств безтопливной генерации электрической энергии самоподдерживающегося типа” (145 стр).

В данном материале, широко и обзорно раскрывается суть магнитного потока, как упрощенный подход про магниты отражается на проектировании систем по типу “Мотор+Генератор” [MG], или еще одно название на жаргоне СЕшников – Ротовертер. Почему нельзя включить генератор напрямую в потребительскую сеть. И много интересных моментов конструкторских решений и разбор установок и патентов, в том числе установка Турецких инженеров на 200 кВт, и Установка Андрея Слободяна с его оригинальным решением.

Автономная электрогенерация без топлива” (29 стр).

В данном материале, подробно рассматриваем кинетическую энергию маховика с разных сторон и установки умножения крутящего момента. Рассматриваем различные установки с маховиком в расчетах. В данный материал включена инструкция пользователя расчетной системы МГ с маховиком, маховиками и редукцией. Рассматривается патент умножения крутящего момента на валу.

Многоуровневая система расчета маховика, мотора поддержки и мощности съема” (Книга Exel формата)

С данной системой расчета, вам предостовляется возможность оценить систему до ее воплощения в железе. Как маховик иак и пример с редукцией.

Основы создания – безтопливного зарядного устройства” (35 стр)

Данный материал, идет приложением. Интересен тем. что в ней подробно рассматривается механизм генерации, хранения и использования электрической энергии в автономном режиме для домохозяйства.

С данным материалом, вы точно определитесь в возможности расчета и постройки системы без топливной генерации замкнутого типа.

Главное, вы убедитесь. что сие возможно и ни каких особых секретов в данном вопросе нет, есть инженерный подход.

НЕ ПРОДАЕТСЯ! / Not for sale!

Всегда есть альтернативные решения, например вот это из Азии

5 кВт Генератор Свободной Энергии ( 2 000,00 долл. США) ССЫЛКА

20 кВт Генератор свободной энергии ( 3 000,00 долл. США) ССЫЛКА

Или еще хороший ресурс ССЫЛКА , реализуют различные схемы БТГ и не только

Самый эффективный способ накопления энергии стар как мир

Когда речь заходит о том, что надо как-то накопить энергию, многие сразу начинают думать об аккумуляторной батарее. Конечно, что же это может быть еще. Тем не менее, есть еще один способ, который используется не очень часто, но при этом имеет очень хорошие перспективы. Особенно, на фоне развития других технологий. Такие разработки даже применялись при производстве общественного и грузового транспорта. Их начало берет свои корни еще в Советском Союзе, но в последнее время технология начинает применяться все чаще. Несколько лет назад, когда позволял регламент, это использовалось даже в Формуле-1. Откроем завесу тайны и расскажем, как работает это достаточно простое, но гениальное изобретение, и о человеке, который посвятил этому жизнь.

Древний маховик тоже был своего рода аккумулятором.

Что такое маховик?

Говорить мы сегодня будем о супермаховиках и об их создателе Нурбее Гулиа. Хоть и кажется, что маховик это что-то устаревшее и чисто техническое, но и в новом электрическом мире ему есть место.

Маховик (маховое колесо) — массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии или для создания инерционного момента, как это используется на космических аппаратах.

Сами маховики были изобретены очень давно и даже успешно применялись в промышленности тех лет. Есть даже находки в Междуречье и древнем Китае, которые подтверждают использование подобных устройств. Правда, тогда они делались из обожженной глины или из дерева и выполняли иные функции.

Где применяются маховики?

Благодаря своей массивности и законам физики, которые сопровождают движение маховика, он нашел применение во многих современных механизмах — от транспорта до промышленности.

Самое простое применение заключается в сохранении скорости вращения вала, на котором установлен маховик. Это может пригодиться во время работы какого-нибудь станка. Особенно, в те моменты, когда он испытывает резкие нагрузки и надо не допустить падения частоты вращения. Получается такой своего рода демпфер.

Наверное, самым частым местом, где встречаются маховики, является двигатель внутреннего сгорания автомобиля. Он позволяет сохранить скорость вращения двигателя при выключении сцепления. Тем самым снижается воздействие на трансмиссию, так как переключение передачи происходит в то время, когда двигатель работает на оборотах выше оборотов холостого хода. Кроме этого, так достигается больший комфорт и плавность движения. Правда, на гоночных машинах маховик очень сильно облегчается для снижения веса и увеличения скорости, с которой раскручивается двигатель.

Маховик легкового автомобиля.

Также маховики часто используются для стабилизации движения. Происходит это за счет того, что колесо, которым и является маховик, при вращении создает гироскопический эффект. Он создает сильное сопротивление при попытке наклонить его. Этот эффект легко ощутить, например, раскрутив колесо велосипеда и попытавшись его наклонить, или взяв в руки работающий жесткий диск.

Такая сила мешает при управлении мотоциклом, заставляя прибегать к контррулению, особенно на большой скорости, но очень помогает, например, для стабилизации корабля во время качки. Также подвесив такой маховик и учитывая, что он всегда находится в одном положении относительно горизонта, можно фиксировать его отклонения от корпуса объекта и понимать его положение в пространстве. Применение таких свойств маховика актуально в авиации. Именно вращающийся маховик позволит определить положение фюзеляжа самолета в пространстве.

Супермаховик Гулиа

Теперь, после достаточно долгого введения и предысторий, поговорим непосредственно о супермаховиках и о том, как они помогают сохранять энергию, не имея в составе каких-либо химических соединения для этого.

Нурбей Гулиа — создал и продвигает идею супермаховика, как накопителя энергии.

Супермаховик представляет собой один из типов маховиков, предназначенный для накопления энергии. Он специально сделан так, чтобы накапливать как можно больше энергии без необходимости применения по другому назначению.

Такие маховики тяжелые и очень быстро крутятся. Из-за того, что скорость вращения очень высокая, есть риск разрежения конструкции, но это тоже продумано. Сам маховик состоит из намотанных витков стальной пластичной ленты или из композитных материалов. Кроме того, что такая конструкция прочнее монолитной, она еще разрушается постепенно. То есть, при отслоениях маховик просто будет тормозиться и запутается в своих же частях. Думаю, не стоит объяснять, что разрыв маховика, который вращается со скоростью в десятки тысяч оборотов в минуту и весит минимум десятки килограмм, чреват очень серьезными последствиями.

Читайте также:
Как сделать крутой самодельный электроскутер

Кроме этого, для обеспечения еще большей безопасности можно поместить систему с таким маховиком в бронекапсулу и закопать ее на несколько метров в землю. В этом случае движущиеся элементы точно никак не смогут навредить человеку.

Дополнительным плюсом использования бронекапсулы будет создание в ней вакуума, который позволит существенно снизить воздействие внешних сил на движение. Проще говоря, так можно свести к минимуму или вообще убрать сопротивление газовой среды (в обычном случае воздуха).

Так устроен супермаховик Гулиа.

В качестве дополнительных сил, мешающих вращению, еще выступает сопротивление подшипников, на которых установлен маховик. Но его можно установить на магнитный подвес. В этом случае силы воздействия сведены к такому минимуму, которым можно пренебречь. Именно по этой причине такие маховики способны крутиться месяцами. Кроме этого, магнитный подвес позволяет не задумываться об износе системы. Изнашивается только генератор.

Именно генератор и является тем элементом, который позволяет выработать электричество. Он просто подключается к маховику, и получая переданное им вращение вырабатывает электричество. Получается аналог обычного генератора, только для этого не надо сжигать топливо.

Чтобы получать еще больше интересной информации из мира высоких технологий, подписывайся на наш новостной канал в Telegram.

Для накопления энергии в то время, когда нет нагрузки, маховик раскручивается и тем самым “держит заряд”. Собственно, возможен и комбинированный вариант по аналогии с обычными аккумуляторами, которые могут одновременно отдавать энергию и заряжаться сами. Для раскрутки маховика используется мотор-генератор, который может как раскручивать маховик, так и забирать энергию его вращения.

Такие системы актуальны для накопления энергии в домохозяйствах и в системах зарядки. Например, подобная система по задумке инженеров Skoda должна использоваться для зарядки автомобилей. Днем маховик раскручивается, а вечером отдает заряд в электромобили, не нагружая городскую сеть в вечернее и ночное время. При этом можно заряжаться медленно от одного маховика или быстро от нескольких, с которых будет “сниматься” больше электричества.

Эффективность супермаховиков

Эффективность супермаховиков при всей их кажущейся архаичности достигает очень высоких значений. Их КПД доходит до 98 процентов, что даже не снилось обычным аккумуляторным батареям. Кстати, саморазряд таких батарей тоже происходит быстрее, чем потеря скорости хорошо сделанного маховика в вакууме и на магнитном подвесе.

Можно вспомнить старые времена, когда люди начали запасать энергию посредством маховиков. Самым простым примером являются гончарные круги, которые раскручивались и крутили, пока ремесленник работал над очередным сосудом.

Мы уже определись, что конструкция супермаховика достаточно проста, он имеет высокий КПД и при этом стоит относительно недорого, но есть у него один минус, который сказывается на эффективности его использования и стоит на пути массового внедрения. Точнее, таких минусов два.

Главным из них будет тот самый гироскопический эффект. Если на кораблях это полезное побочное свойство, то на автомобильном транспорте это будет очень сильно мешать и надо будет использовать сложные системы подвеса. Вторым минусом будет пожароопасность в случае разрушения. Из-за большой скорости разрушения даже композитные маховики будут выделять большое количество тепла за счет трения о внутреннюю часть бронекапсулы. На стационарном объекте это не будет большой проблемой, так как можно сделать систему пожаротушения, но на транспорте может создать очень много трудностей. Тем более, на транспорте риск разрушения выше за счет вибраций во время движения.

Где применяются супермаховики?

В первую очередь, Н.В. Гулия хотел использовать свое изобретение именно на транспорте. Даже было построено несколько образцов, которые проходили испытания. Несмотря на это, системы дальше испытаний не пошли. Зато применение такому способу накопления энергии нашлось в другой сфере.

Так в США в 1997 году компания Beacon Power сделала большой шаг в разработке супермаховиков для применения их в электростанциях на промышленном уровне. Эти супермаховики могли запасать энергию до 25 кВт⋅ч и имели мощность до 200 кВт. Строительство станции мощностью 20 МВт началось в 2009 году. Она должна была нивелировать пики нагрузки на электрическую сеть.

В России тоже есть подобные проекты. Например, под научным руководством самого Н. В. Гулиа компания Kinetic Power создала собственную версию стационарных накопителей кинетической энергии на базе супермаховика. Один накопитель может запасать до 100 кВт⋅ч энергии и обеспечивать мощность до 300 кВт. Система таких маховиков может обеспечивать выравнивание суточной неоднородности электрической нагрузки целого региона. Так можно полностью отказаться от очень дорогих гидроаккумулирующих электростанций.

Возможно использование супермаховиков и на объектах, где нужна независимость от электрических сетей и резервное питание. Эти системы имеют очень высокую скорость отклика. Она составляет буквально доли секунд и позволяет обеспечить действительно бесперебойное питание.

Такая идея «не зашла». Может получится с поездами?

Еще одним местом, где возможно применение Супермаховик, является железнодорожный транспорт. На торможение составов тратится очень много энергии и, если не тратить ее впустую, нагревая тормозные механизмы, а раскрутить маховик, накопленную энергию потом можно потратить на набор скорости. Вы скажете, что система на подвесе будет очень хрупкой для транспорта и будете правы, но в таком случае можно говорить и о подшипниках, так как запасать энергию надолго просто нет необходимости и потери от подшипников будут не такими большими на таком промежутке времени. Зато такой способ позволяет экономить 30 процентов энергии потребляемой поездом для движения.

Как видим, системы на супермаховиках имеют очень много плюсов и совсем немного минусов. Из этого можно сделать вывод, что они будут набирать популярность, становиться более дешевыми и массовыми. Это тот самый случай, когда свойства вещества и законы физики, знакомые людям с древних времен, позволяют придумать что-то новое. В итоге вы получили удивительным симбиозом механики и электрики, потенциал которого до конца еще не раскрыт.

Генератор свободной энергии: схемы, инструкции, описание

Универсальное применение электроэнергии во всех сферах человеческой деятельности сопряжено с поисками бесплатного электричества. Из-за чего новой вехой в развитии электротехники стала попытка создать генератор свободной энергии, который позволил бы значительно удешевить или свести к нулю затраты на получение электроэнергии. Наиболее перспективным источником для реализации этой задачи является свободная энергия.

Что представляет собой свободная энергия?

Термин свободной энергии возник во времена широкомасштабного внедрения и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, когда проблема получения электрического тока напрямую зависела от затрачиваемых для этого угля, древесины или нефтепродуктов. Поэтому под свободной энергией понимается такая сила, для добычи которой нет необходимости сжигать топливо и, соответственно, расходовать какие-либо ресурсы.

Первые попытки научного обоснования возможности получения бесплатной энергии были заложены Гельмгольцем, Гиббсом и Теслой. Первый из них разработал теорию создания системы, в которой вырабатываемая электроэнергия должна быть равной или больше затрачиваемой для начального пуска, то есть получения вечного двигателя. Гиббс высказал возможность получения энергии при протекании химической реакции настолько длительной, чтобы этого хватало для полноценного электроснабжения. Тесла наблюдал энергию во всех природных явлениях и высказал теорию о наличии эфира – субстанции, пронизывающей все вокруг нас.

Сегодня вы можете наблюдать реализацию этих принципов для получения свободной энергетики в бестопливных генераторах. Некоторые из них давно встали на службу человечеству и помогают получать альтернативную энергетику из ветра, солнца, рек, приливов и отливов. Это те же солнечные батареи, ветрогенераторы, гидроэлектростанции, которые помогли обуздать силы природы, находящиеся в свободном доступе. Но наряду с уже обоснованными и воплощенными в жизнь генераторами свободной энергии существуют концепции бестопливных двигателей, которые пытаются обойти закон сохранения энергии.

Читайте также:
Работа асинхронного двигателя в режиме генератора

Проблема сохранения энергии

Главный камень преткновения в получении бесплатного электричества – закон сохранения энергии. Из-за наличия электрического сопротивления в самом генераторе, соединительных проводах и в других элементах электрической сети, согласно законов физики, происходит потеря выходной мощности. Энергия расходуется и для ее пополнения требуется постоянная подпитка извне или система генерации должна создавать такой избыток электрической энергии, чтобы ее хватало и для питания нагрузки, и для поддержания работы генератора. С математической точки зрения генератор свободной энергии должен иметь КПД более 1, что не укладывается в рамки стандартных физических явлений.

Схема и конструкция генератора Теслы

Никола Тесла стал открывателем физических явлений и создал на их основе многие электрические приборы, к примеру, трансформаторы Тесла, которые используются человечеством, и по сей день. За всю историю своей деятельности он запатентовал тысячи изобретений, среди которых есть не один генератор свободной энергии.

Рис. 1. Генератор свободной энергии Тесла

Посмотрите на рисунок 1, здесь приведен принцип получения электроэнергии при помощи генератора свободной энергии, собранного из катушек Тесла. Это устройство предполагает получение энергии из эфира, для чего катушки, входящие в его состав настраиваются на резонансную частоту. Для получения энергии из окружающего пространства в данной системе необходимо соблюдать следующие геометрические соотношения:

  • диаметр намотки;
  • сечения провода для каждой из обмоток;
  • расстояние между катушками.

Сегодня известны различные варианты применения катушек Тесла в конструкции других генераторов свободной энергии. Правда, каких-либо значимых результатов их применения добиться, еще не удалось. Хотя некоторые изобретатели утверждают обратное, и держат результат своих разработок в строжайшей тайне, демонстрируя лишь конечный эффект работы генератора. Помимо этой модели известны и другие изобретения Николы Теслы, которые являются генераторами свободной энергии.

Генератор свободной энергии на магнитах

Эффект взаимодействия магнитного поля и катушки широко применяется в магнитных двигателях. А в генераторе свободной энергии этот принцип применяется не для вращения намагниченного вала за счет подачи электрических импульсов на обмотки, а для подачи магнитного поля в электрическую катушку.

Толчком к развитию данного направления стал эффект, полученный при подаче напряжения на электромагнит (катушку намотанную на магнитопровод). При этом находящийся поблизости постоянный магнит притягивается к концам магнитопровода и остается притянутым даже после отключения питания от катушки. Постоянный магнит создает в сердечнике постоянный поток магнитного поля, которое будет удерживать конструкцию до тех пор, пока ее не оторвут физическим воздействием. Этот эффект был применен в создании схемы генератора свободной энергии на постоянных магнитах.

Рис. 2. Генератор свободной энергии на магнитах

Посмотрите на рисунок 2, для создания такого генератора свободной энергии и питания от него нагрузки необходимо сформировать систему электромагнитного взаимодействия, которая состоит из:

  • пусковой катушки (I);
  • запирающей катушки (IV);
  • питающей катушки (II);
  • поддерживающей катушки (III).

Также в схему входит управляющий транзистор VT1, конденсаторы Cб и Cф, диоды VD1-VD6, ограничительный резистор Rб и нагрузка Z­H.

Данный генератор свободной энергии включается посредством нажатия кнопки «Пуск», после чего управляющий импульс подается через VD6 и R6 на базу транзистора VT1. При поступлении управляющего импульса транзистор открывается и замыкает цепь протекания тока через пусковые катушки I. После чего электрический ток протечет по катушкам I и возбудит магнитопровод, который притянет постоянный магнит. По замкнутому контуру магнитосердечника и постоянного магнита будут протекать силовые линии магнитного поля.

От протекающего магнитного потока в катушках II, III, IV наводится ЭДС. Электрический потенциал от IV катушки подается на базу транзистора VT1, создавая управляющий сигнал. ЭДС в катушке III предназначена для поддержания магнитного потока в магнитопроводах. ЭДС в катушке II обеспечивает электроснабжение нагрузки.

Камнем преткновения в практической реализации такого генератора свободной энергии является создание переменного магнитного потока. Для этого в схеме рекомендуется установить два контура с постоянными магнитами, в которых силовые линии имеют встречное направление.

Кроме вышеприведенного генератора свободной энергии на магнитах сегодня существует ряд схожих устройств конструкции Серла, Адамса и других разработчиков, в основе генерации которых лежит использование постоянного магнитного поля.

Последователи Николы Теслы и их генераторы

Посеянные Теслой семена невероятных изобретений породили в умах соискателей неутолимую жажду воплотить в реальность фантастические идеи создания вечного двигателя и отправить механические генераторы на пыльную полку истории. Наиболее известные изобретатели использовали принципы изложенные Николой Тесла в своих устройствах. Рассмотрим наиболее популярные из них.

Лестер Хендершот

Хендершот развивал теорию о возможности использования магнитного поля Земли для генерации электроэнергии. Первые модели Лестер представил еще в 1930-х годах, но они так и не были востребованы его современниками. Конструктивно генератор Хендершота состоит из двух катушек со встречной намоткой, двух трансформаторов, конденсаторов и подвижного соленоида.

Рис. 3: общий вид генератора Хендершота

Работа такого генератора свободной энергии возможна только при его строгой ориентации с севера на юг, поэтому для настройки работы обязательно используется компас. Намотка катушек выполняется на деревянных основаниях с разнонаправленной намоткой, чтобы снизить эффект взаимной индукции (при наведении в них ЭДС, в обратную сторону ЭДС наводится не будет). Помимо этого катушки должны настраиваться резонансным контуром.

Джон Бедини

Свой генератор свободной энергии Бедини представил в 1984 году. Особенностью запатентованного устройства был энерджайзер – устройство с постоянным вращающимся моментом, которое не теряет оборотов. Такой эффект был достигнут за счет установки на диск нескольких постоянных магнитов, которые при взаимодействии с электромагнитной катушкой создают в ней импульсы и отталкиваются от ферромагнитного основания. Благодаря чему генератор свободной энергии получал эффект самозапитки.

Более поздние генераторы Бедини стали известны за счет одного школьного эксперимента. Модель оказалась значительно проще и не представляла собой чего-то грандиозного, но она смогла выполнять функции генератора свободного электричества порядка 9 дней без помощи извне.

Читайте также:
Самодельный кондиционер из пластиковых бутылок, который работает без электричества

Рис. 4. Принципиальная схема генератора Бедини

Посмотрите на рисунок 4, здесь приведена принципиальная схема генератора свободной энергии того самого школьного проекта. В ней используются следующие элементы:

  • вращающийся диск с несколькими постоянными магнитами (энерджайзер);
  • катушка с ферромагнитным основанием и двумя обмотками;
  • аккумулятор (в данном примере он был заменен на батарейку 9В);
  • блок управления из транзистора (VT1), резистора (R1) и диода (VD1);
  • токосъем организован с дополнительной катушки, питающей светодиод, но можно производить питание и от цепи аккумулятора.

С началом вращения постоянные магниты создают магнитное возбуждение в сердечнике катушки, которое наводит ЭДС в обмотках выходных катушек. За счет направления витков в пусковой обмотке ток начинает протекать, как показано на рисунке ниже через пусковую обмотку, резистор и диод.

Рис. 5. Начало работы генератора Бедини

Когда магнит находится непосредственно над соленоидом, сердечник насыщается и запасенной энергии становится достаточно для открытия транзистора VT1. При открытии транзистора, ток начинает протекать и в рабочей обмотке, осуществляющей подзаряд аккумулятора.

Рис. 6. Запуск обмотки подзаряда

Энергии на этом этапе становится достаточно для намагничивания ферромагнитного сердечника от рабочей обмотки, и он получает одноименный полюс с находящимся над ним магнитом. Благодаря магнитному полюсу в сердечнике, магнит на вращающемся колесе отталкивается от этого полюса и ускоряет дальнейшее движение энерджайзера. С ускорением движения импульсы в обмотках возникают все чаще, и светодиод с мигающего режима переходит в режим постоянного свечения.

Увы, такой генератор свободной энергии не является вечным двигателем. На практике он позволил системе работать в десятки раз дольше, чем она смогла бы функционировать на одной батарейке, но со временем все равно останавливается.

Тариель Капанадзе

Капанадзе разрабатывал модель своего генератора свободной энергии в 80 — 90-х годах прошлого века. Механическое устройство основывалось на работе усовершенствованной катушки Тесла. Как утверждал сам автор, компактный генератор мог питать потребителей мощностью в 5 кВт. В 2000-х генератор Капанадзе промышленных масштабов на 100 кВт попытались построить в Турции, по техническим характеристикам ему для пуска и работы требовалось всего 2 кВт.

Рис. 7. Принципиальная схема генератора Капанадзе (вариант схемы от Jean-Louis Naudin)

Оригинальный вариант схемы генератора Капанадзе остается неизвестным. На рисунке выше приведена принципиальная схема генератора свободной энергии от исследователя Jean-Louis Naudin. Он провел серию экспериментов, цель которых была понять принцип работы генератора Капанадзе, который тот представлял в демонстрационном видео ролике. В итоге эта работа привела к созданию собственного варианта генератора, который близок к оригинальному устройству.

Практическая схема генератора свободной энергии

Несмотря на большое количество существующих схем генераторов свободной энергии совсем немногие из них могут похвастаться реальными результатами, которые можно было бы проверить и повторить в домашних условиях.

Рис. 8. Рабочая схема гегератора Тесла

На рисунке 8 выше приведена схема генератора свободной энергии, которую вы можете повторить в домашних условиях. Этот принцип был изложен Николой Тесла. Для его работы используется металлическая пластина, изолированная от земли и расположенная на какой-либо возвышенности. Пластина является приемником электромагнитных колебаний в атмосфере. Сюда входит достаточно широкий спектр излучений (солнечных, радиомагнитных волн, статического электричества от движения воздушных масс и т.д.)

Приемник подключается к одной из обкладок конденсатора, а вторая обкладка заземляется, что и создает требуемую разность потенциалов. Единственным камнем преткновения к его промышленной реализации является необходимость изолировать на возвышенности пластину большой площади для питания хотя бы частного дома.

Современный взгляд и новые разработки

Несмотря на повсеместную заинтересованность созданием генератора свободной энергии, вытеснить с рынка классический способ получения электроэнергии они еще не могут. Разработчикам прошлого, выдвигавшим смелые теории по поводу значительного удешевления электроэнергии, не хватало технического совершенства оборудования или параметры элементов не могли обеспечить надлежащего эффекта. А благодаря научно-техническому прогрессу человечество получает все новые и новые изобретения, которые делают уже осязаемым воплощение генератора свободной энергии. Следует отметить, что сегодня уже получены и активно эксплуатируются генераторы свободной энергии, работающие на силе солнца и ветра.

Но, в то же время, в интернете вы можете встретить предложения о приобретении таких устройств, хотя в большинстве своем это пустышки, созданные с целью обмануть неосведомленного человека. А небольшой процент реально работающих генераторов свободной энергии, будь то на резонансных трансформаторах, катушках или постоянных магнитах, может справляться лишь с питанием маломощных потребителей. Обеспечить электроэнергией, к примеру, частный дом или освещение во дворе они не могут.

Как итог, генераторы свободной энергии – перспективное направление, но их практическая реализация все еще не воплощена в жизнь.

Индия приступает к строительству гигантских гравитационных батарей

Перечень доступных нам возобновляемых источников энергии постоянно расширяется. Уже в скором времени его пополнит новая технология получения и хранения электричества, основанная на гравитации.

Компания Energy Vault, базирующаяся в Калифорнии и Неваде, только что объявила о своих первых клиентах – индийском энергетическом гиганте Tata и мексиканской строительной компании CEMEX, изъявивших желание приобрести ее гравитационные башни, работающие по принципу ГЭС, только без воды.

Ее функцию выполняют массивные бетонные кирпичи. Когда в наличии есть избыточная энергия, они поднимаются вверх, после чего следует их контролируемое падение, в процессе которого приводится в действие генератор, вырабатывающий электроэнергию. Как утверждают представители Energy Vault, система способна хранить от 10 до 35 МВт⋅ч.

Полный цикл «путешествия» бетонного кирпича обеспечивает 90-процентную эффективность хранения энергии. Еще одним плюсом гравитационных башен является их универсальность — их можно расположить практически в любом месте, где есть кусок земли и открытое пространство.

10МВт*ч = 3671000тонн силы на метр. Высота свободно стоящего башенного крана КБ-416 -70м грузоподъёмность 10т . Получается 5244 крана:). Если взять максимальный подъём (из шахты) 120м то будет уже 3060 кранов.

походу там много грузов, и их перекидывают вверх-вниз

1. откуда 10 тонн? для стационарного крана с симметричной нагрузкой не будет проблемой сделать грузоподъёмность несколько тысяч тонн (кажется рекорд для нессиметричного крана около 7тысяч тонн)
2. шахту, как я понимаю, можно и побольше сделать, так что 120 м – это далеко не максимум. так что вполне реальные цифры.

Практически ВСЕ консольные краны работают ТОЛЬКО с симметричной нагрузкой.

Действие ВСЕГДА сопровождается противодействием

принцип действия часов с кукушкой и гирями

КПД забыл.. 3400 кранов

Неандертализм.
Эквивалентность массы и энергии вытекает из известного уравнения Эйнштейна E = mc², где E — энергия, m — масса и c = 299 792 458 м/с — скорость света в вакууме. Таким образом, 1 килограмм массы эквивалентен 8,98•10¹⁶ джоулям энергии или (1 J)/c² = 1,112 650 056 × 10⁻¹⁷ кг.
Пример: Реакция двух килограммов исходных веществ: одного килограмма антивещества и одного килограмма вещества могла бы привести к выделению 1.8×10¹⁷ Дж, или 180 петаджоулей энергии, или 50 ТВт.
50 миллионов МВт*ч. Карл.

Читайте также:
Как сделать батарею из подручных средств своими руками

Уже как пол века теория Энштейна опровергнута опытом, а вы всё её используете в расчётах. Давайте лучше сразу условимся, что звёзды нарисованы на небосводе, а земля стоит на трёх слонах.

Это кто ж её опроверг? :D

Что за хрень ты написал? В огороде бузина. сумбур надерганный из википедии.

внебрачный сын Эйнштейна?

Вы продавец антивещества! Сообщите
контакты с вашим офисом

дело за малым поймать килограмм антивещества Была бы бумажка скрутил бы цигарку да табачку то вот нет

Кому и опавшие листья табачок. :)

да, да, все дураки – один ты умный.

Это что взводить башенные часы??Биг бен или Кремлёвские?Масса цифр в комментариях..Такие же фейковые как новость.И всё это бедному психологу.Чувствую у меня началась регенерация мозга от подобного.

Индусы конечно древний народ, может быть и что-то осталось от предков. Но тут что-то не верится без описания принципа.

Потрясающий в своём идиотизме комментарий. Ты, прежде чем комментировать, статью прочти.

Не. Без гравицапы работать не будет.

У меня тоже ученый был. Крылья сделал. Так мы его на бочку с порохом посадили. Пущай летает

Этот принцип изобрёл Сизиф, а деятельность так и называется “сизифов труд”

У нас в Индиях это называется “мартышкин труд”

Сизифов труд это называется

кажется их развели..

Главное собрать деньги с желающих на проект. А работает оно или нет, дело десятое!

Просто эксперимент, не более. Врядь ли что то получиться

Если я правильно понял, то грузы висят как на пружине безмена. При прохождении Луны груз приподнимается, а после ухода приливных сил готов отдать полученную энергию. Занятно.

Они решили нам на головы Луну свалить.

Вообще-то наоборот, разогнать её и запулить подальше от земли. Чтоб ночью не светила!

Больше на похоже на то, что при избытке энергии краны строят башню из блоков, а при недостатке разбирают. Но в реальность такого проекта вериться с трудом.

Избытки. Ветроген вертится всегда, потребитель – когда много, когда мало. Когда мало – поднимают гири, потом отдадут, когда понадобится. Это они вместо батареек гири повесили, а не вечный двигатель изобрели.

это простой гравитационный аккумулятор

Проверенный гравитационный аккумулятор – ГЗС

Скорее это похоже на запасание избытка $$$

Откуда взяли 5244 крана, если вы хотите извлечь накопленную энергию 10Мвт/ч за 1 секунду тогда да, нужно 5244 крана, но если извлекать за 1 час то с этой задачей справится всего 1 кран с симметричным подвесом.

У моего деда в деревне давным–давно такая технология была. Мельница называлась. Были у него 6 двухпудовых гирь. Это сейчас они нужны лишь для спорта а тогда спорт был лишь баловством. Гири нужны были исключительно для определения веса и были в каждом подворье.
. Он залазил на чердак клал их каждую на площадки.Площадки попеременно отпускались толкая собой зубчатые рейки, вращая шестеренки на валу маховика и крутя жернова. Причём гири опускались автоматически. Потом он поднимал площадки с гирей веревкой,привязанной к каждой гире перекинутой через балку на чердаке в сенях. Сами червячные рейки откидывались от шестеренок маховика одним движением рычажка.

Аноним прав. Кранов будет много) мощность электродвигателей подьемного крана, суммарная, сейчас составляет от силы 25-40. Кран поднимат груз в высшую точку от силы минут10. Получается если надо запасти допустим 1Мвт энергии надо 1Мвт разделить на 25-40квт что дает от 40 до 25 подьемников) в итоге вместо вентиляторов в поле будут стоять краны)))

Прально понял: в поле стоит ветряк и через редуктор крутит лебёдку с грузом и генератор, а когда ветра нет груз опускается и крутит генератор – вот такая перпетум мобиля

сомнительная идея, выйдет пшик

это аккумулятор, не израсходованная энергия от ветряков или других источников энергии накапливается в башне. Как пишут кпд 90 %, а 10%; энергии уйдет на подъем блоков

Сори не видел ваш комент

ne na podyem blokov, a na rabotu v celom. No eto vseravno netochno, tak kak netu tochnih dannih o resurse raboti etoi ustanovki. A esli tros porvetsya, zaklinit zatormozyat podshipniki, gruz upadet, izza vetra nevozmozjen zacep gruza.
pomoemu 50-85 kpd, ili 0-85 kpd.

Народ че тупите то рядом ветряки или приливные станции вырабатывают эл энергию а вопрос где ее столько хранить решен с помощью вот таких сооружений))) краны электрические при избытке энергии в сети поднимают грузы а при падении опускают при опускании крутится генератор который вырабатывает назад энергию в сеть

нет ошибся, на подъем блоков уйдет 100% свободной энергии, а на выходе будет 90%

Сегодня самые повторяемые устройства генерирующие электроэнергию и имеющие классификацию: устройства разового пуска, это системы мотор -генератор с маховиком. Мало того мощность данных изделий очень даже различна как и конструктивные особенности. Маховик используют так давно, что и подумать страшно. Маховик (Маховое колесо) есть аккумулятор кинетической энергии (инерционный аккумулятор) найдете в любом учебнике физики. Маховик является обязательным элементом двигателя внутреннего сгорания, паровых машин в недалеком прошлом. Является стабилизирующим, защитным устройством на гидротурбинах для генерации электроэнергии, в коммунальных предприятиях (да есть и такие)
Маховик на одной оси с гидротурбиной
Также, был (именно был) совсем недавно в середине прошлого века такой вид транспорта как ГИРОБУС, – особый вид автомобиля а также троллейбуса с автономным ходом, движущийся за счёт кинетической энергии, накопленной вращающимся маховиком, приводящим в движение тяговый генератор. В насто

В настоящее время гиробусы не используются, хотя концепт гиробуса является объектом научно-технических изысканий.
Так же и у нас в бывшем СССР, профессором Н.В. Гулия, были разработаны различные типы супермаховиков, реализована система для автомобиля испытанная Львовском Автобусном Заводе но как всегда кто то просто не дал хода.
Сегодня маховичные накопители или масштабные бесперебойники для электрических сетей уже даже не фантастика, а обычная дорогостоящая реальность. Если кто сталкивался с маховиками, то знает, что в первую очередь он является объектом повышенной опасности в раскрученном состоянии. Ведь особенность его материал из которого он изготовлен, способность не разлететься на части, при достижении своего максимума. И еще это все же накопитель, ему требуется источник для раскрутки в одну сторону (мотор), и приемник в другую сторону (генератор), классически это одно устройство сначала мотор. потом генератор. Т.е. одновременно — как мотор; как генератор в этих гигантских

Читайте также:
Простой самодельный источник электроэнергии из сахара-рафинада

Т.е. одновременно — как мотор; как генератор в этих гигантских «упсах» не фунциклируют оно просто одно универсальное, только – или мотор, или генератор. Но вероятно вы видели в сети на ютуб каналах ролики с устройствами, которые самоходные да еще и лампочки зажигают и дрелями дрелят. Я не буду доказывать или опровергать, рассмотрим некоторые из них.
По моему мнению все началось (ажиотаж) с Австралийца Часа Кэмпбелла (изобретателя в отставке) который изготовил устройство инерционного типа, которое являлось самоходным.
Австралийский изобретатель Час Кэмпбелл разработал и испытал генератор избыточности, который якобы создает достаточную энергию для поддержания себя, с избыточной энергией.
Машина состоит из серии взвешенных колес различного размера, которые все приводятся в действие электродвигателем мощностью 800 Вт, который, в свою очередь, управляет генератором мощностью 3,500 Вт. Из этого, машина производит достаточную энергию, чтобы управлять циркуляционной пилой 2500 Watts,

сверлом, различными огнями и вентилятором. Изобретателю не удалось найти поддержки со стороны научного сообщества или правительства Австралии, поскольку, по их словам, устройство не будет работать.

Vitya! nu pochemu ti takoi tupoi ? Ti chto pod svoim pervim komentom ne mog chtoli vse napisat.
A vot kempbel ne smog postroit ustroistvo obrazec. po etomu i ne dali $, ne pomogli.

Избыточная энергия – это когда (например) атомная станция или ТЭЦ работает и генерирует электроэнергию , а ее никто не потребляет (ночь) и станцию при этом остановить невозможно, поэтому излишек энергии нужно куда то девать, есть станции по перекачки воды в водохранилища ночью, а днем воду спускают как в ГЭС и генерируют электроэнергию днем , когда эта самая атомка в пике и не справляется с собственной генерацией. А тут принцип грузов, ночью подняли , днем спустили и сгенерировали энергию

Похоже на развод (утилизацию излишков денег у лохов)

Принцип как у ГАЭС, скорее всего дороже, но места меньше занимает.

Случайные сегменты кода, которые сгруппировавшись
образуют неожиданные протоколы, аднако. )))

Очередная фикция.
Энергия А=m*g*h
1Дж=2,7Е-07 кВт*час
При опускании груза весом 1000 кг с высоты 100 метров вырабатывается энергия 1000000 Дж или 0,27 кВт.
Ради этой мелочи строить такие гигантские гравитационные аккумуляторы?
От таких устройств давно отказались из-за их малой энергетической эффективности.

“Как утверждают представители Energy Vault, система способна хранить от 10 до 35 МВт⋅ч.”
Это получается от 36 ГДж до 126 ГДж что эквивалентно опусканию с высоты 100м груза от 36000 до 126000 тонн! А стоимость запасенной энергии при этом равна (из расчета 4 руб. за 1 кВт*час) от 40 тыс. до 140 тыс. рублей! :)))

если по ночному тарифу (что-то около 2-х руб) то от 20 до 70 тыс.руб., а если продать днём, по 6 рубчиков за кВтч, то с учётом 90% КПД получим примерно 54-190 тысяч рублей, и грязная прибыль будет от 34 до 120 тысяч рубчиков в сутки. И за сколько эта хреновина окупится, интересно?

А , во время сильного ветра , что делать с грузами ? Вот обмотает )))

Лёнь, а в сильный ветер и ветряков с лихвой хватит. зачем кантовать “батарейки”

Уж лучше бы воду перекачивали в более высокие цистерны и спускали обратно вниз в шахту, когда нужна энергия.
Так то конечно бетон тяжелее воды и куда более емкий на единицу объема энергоноситель, но мы вроде пока что не страдаем от недостатка площадей, да и в индии нет заморозков.

На земле миллиарды автотраспортных средств и никто не задумался об аккумулировании энергии механическим способом при торможении . Мне это одному в голову пришло?

Про рекуперацию слышал что-нибудь?

Аналог – не ГЭС, а ГАЭС (гидроаккумулирующая электростанция).

“Перечень доступных нам возобновляемых источников энергии постоянно расширяется. Уже в скором времени его пополнит новая технология получения и хранения электричества, основанная на гравитации.”
Автор, прекращай тупить. Речь идёт об обычном аккумуляторе, а ни о каком не о “возобновляемом источнике энергии”. Возобновляемый источник энергии – это такой источник, откуда ты можешь брать энергию даром, при чём брать её от него многократно – она в нём не иссякает. Это, например, солнце или ветер, или приливы-отливы или течение реки. А здесь, чтобы взять энергию, надо сначала её туда загрузить – при чём загрузить больше чем взять. Теперь понял разницу между аккумулятором и возобновляемым источником энергии?

Чтобы запасти этим способом 1 кВт-час при КПД 90%, надо поднять 2,7 тонны на высоту 150 метров. чтобы запасти 35 МВт-часов – надо поднять на ту же высоту в 35 тысяч раз больший груз. Считайте, кому не лень, а мне и так всё ясно. Одна из многих публикаций, на которую будут ссылаться авторы “строго научных” докладов, сочиняемых с целью убедить свои правительства в том, что все проблемы, связанные с использованием воэобновляемых источников энергии, вот-вот будут решены. Типичный опус такого рода содержит сотни две таких ссылок, и не слова о том, что, с технико-экономической точки зрения всё это – туфта. Практика показывает, что для того, чтобы гг. Путина, Медведева и их зарубежных коллег дать деньги на продолжение заведомо тупиковых работ в области возобновляемых источников энергии, этого вполне достаточно. Новые ссылки нужны для того, чтобы заменить те, научная несостоятельной которых была доказана ко вресмени сочинения нового доклада.

Ох, страшно подумать, что бы об этом сказал бы Тесла.
Волчком крутится в гробу от мысли до чего дошел прогресс.

А что бы внутри опоры каждого ветряка грузику не ерзать. Можно вообще через редуктор от вентилятора цеплять – КПД будет 99%.
Да и на генератороах экономия, при опускании груз будет вращать тот же генератор, что и вентилятор.

Надо бы заявку на изобретение подать. :)

Гравитационная лампа, выпускается серийно.
https://www.deciwatt.global/gravitylight/
Генерируемая мощность при весе груза 12,5 кГ равна 0,085 Вт (максимальный ток 0,031А)

А этот дурачок http://www.membrana.ru/particle/12324
заявил, что выдаваемая мощность при весе груза 22 кг в течение 4 часов будет равна 40 Вт.
Получается, что он ошибся в 1000 раз.

А это наши распильщики http://putc.org/chubajs-postroit-80-metrovyj-gravitacionnyj-akkumulyator/

Индусам, коих много, нужно все тренажеры в фитнес-залах подключить к генераторам и будет свет

Коментаторы критиканы))) Вы разберитесь с начала в самой сути идеи) Индусы продвинутые чуваки и здесь реально наваторская мысль рулит! У любой генерируемой электростанции есть потенциальная мощность, к примеру 25МВт. И она, каждое мнгновение, формирует линейное напряжение, обладающее способностью отдать эту мощность в сеть. Но потребители, далеко не всегда, успевают переработать эту мощность в полном объёме. И тогда, этими избытками энергии, что бы она не пропала, поднимают блоки, после чего появляется возможность выработки электроэнергии усилием лишь гравитации, опуская эти веса, с нагрузкой на генераторы. Как результат, экономия ресурсов электростанций и энергоносителей.

Читайте также:
Солевая батарея своими руками

Есть разные способы аккумулировать энергию. Гравитационные как этот, маховик, тепловой, химический и прочие. Так гравитационный самый плохой вариант. Самое минимальное количество энергии накапливается на единицу массы и объема. Поэтому в реальных проектах перекачивают туда сюда целые озера.

кидать кирпичи с вершины джомолунгмы
такова задумка индийских йогов

Самый простой метод сохранения энергии-это гигантские маховики,и желательно в вакууме,или высотные водонапорные башни

Верно. Маховики отработаны и у них высокий энергозапас.

Характеристики и сферы применения маховичных накопителей энергии

Последние достижения в нанотехнологиях и других направлениях хайтека сдвинули с места прогресс не только электрохимических накопителей энергии, чего следовало ожидать, но и механических, таких, как маховики.

Проблема безопасности маховиков была принципиально решена более полувека назад. В 1964 г. советский инженер Нурбей Гулиа предложил вместо цельнолитой конструкции, которая могла на больших оборотах разлететься на крупные куски и порушить всё вокруг, использовать барабан, изготовленный из композитных материалов, например, намотанный из тонких слоёв стальной ленты, витков стекловолокна или углеродных композитов.

Конструкция Н. Гулиа получила название супермаховика. При превышении допустимых оборотов он разрушается лишь частично, отделившиеся куски внешних слоёв обмотки тормозят барабан, предотвращая уничтожение всей конструкции.

«Супер» и «сверх»

Помещать супермаховик в вакуумированную камеру и использовать магнитную подвеску начали уже давно. В последнее время разработчики пробуют применять подвеску на основе сверхпроводящих электромагнитов и изготавливать накопительный барабан из материалов, полученных с помощью нанотехнологий.

В 2015 г. в Японии был создан маховичный накопитель мощностью 300 кВт, способный запасать 100 кВт-ч электроэнергии. Его барабан при диаметре 2 м имеет массу 4 тонны, скорость вращения достигает 6000 об./мин. Особенность конструкции -несущий подшипник включает две сверхпроводящие обмотки.

Накопительный элемент собран из девяти колец 10-сантиметровой толщины, у которых внутренний диаметр равен 1,4 м, внешний -2 м. Подобная конструкция позволяет регулировать ёмкость, меняя число колец. В кольцах намотаны нити, особым образом сплетённые из углеродных волокон.

Сверхпроводящие магниты из высокотемпературных сверхпроводников второго поколения на основе иттрия работают при температуре -223 °С. Сегодня описанная система проходит испытания на фотоэлектрической солнечной станции мощностью 10 МВт в японском местечке Комекураяма (префектура Яманаси).

Максимум скорости

Кинетическая энергия вращающегося тела (постоянной формы) пропорциональна его массе и квадрату скорости вращения, поэтому разработчики маховичных накопителей не особо гонятся за массой, предпочитая добиваться как можно больших оборотов. Для этого нужно при намотке роторов супермаховиков использовать самые прочные композитные материалы.

Boeing. В 2012 г. её инженеры сумели получить линейную скорость обода супермаховика 800 м/с. На тот момент мировой рекорд для малых тестовых систем составлял 1405 м/с. Не менее важно, что инженеры Boeing с помощью сверхпроводящих электромагнитов смогли замедлить «саморазряд» накопителя до скорости, характерной для электрохимических систем, см. рис. 1.

По замыслу инженеров Boeing, энергокомпаниям будут предлагаться контейнерные системы ёмкостью 2 МВт-ч, составленные из линейки малых маховиков по 100 кВт-ч каждый. Серийно производимые накопители для энергетических предприятий будут стоить около 100 долл. за киловатт-час ёмкости.

Инженерные решения

Маховичные накопители энергии первого поколения начали поставляться ещё в 1990-х годах и до сих пор предлагаются на рынке. Технология доказала свою эффективность, если закрыть глаза на необходимость раз в 2-3 года менять подшипники качения, останавливая накопитель на целую рабочую смену.

За последние два десятилетия разработчики маховичных накопителей предложили ряд интересных технологических решений, например, сделали вакуумный насос частью системы. Компания POWERTHRU (шт. Мичиган) использует для этого патентованный молекулярный насос с геликоидом (тонкой спиральной канавкой), находящимся непосредственно на валу маховика внутри его корпуса.

В конструкции POWERTHRU (см. рис. 2) сам маховик и мотор-генератор заключены в общий вакуумированный корпус, при этом электрическая машина компактно поместилась внутри кольца маховика. Колесо из композитного материала, включающего прочные углеродные волокна, вращается со скоростями от 30 до 53 тыс. об./мин.

Один модуль системы POWERTHRU имеет сравнительно небольшую ёмкость – 528 Вт-ч (при номинальной мощности 190 кВт она расходуется всего за 10 с), но ёмкость может быть увеличена параллельным соединением нужного количества модулей. Ток «зарядки» накопителя можно ограничить программным способом.

В прошлом номере «Энерговектора» отмечалось, что на мировом рынке промышленных систем хранения вперёд вырываются электрохимические решения, то есть аккумуляторные батареи. Тем не менее маховики имеют перед ними ряд преимуществ. Это высокое количество циклов «заряд-разряд», отсутствие деградации характеристик со временем и простота измерения оставшегося заряда. Теоретически, маховик из высококачественных углеродных нановолокон (однослойных графеновых трубок) способен обеспечить высочайшую плотность энергии – 53,4 кВт-ч/кг, – далеко обогнав всех соперников по этому показателю, но на практике гра-феновые трубки пока слишком дороги. При применении
однослойных графеновых трубок более низкого качества плотность энергии падает на порядок, а при применении многослойных – ещё в несколько раз.

Свои ниши

Как показывают исследования, маховики великолепно проявляют себя в случаях, когда требуется высокая мощность, а не ёмкость, то есть они конкурируют скорее с суперконденсаторами, чем с аккумуляторами. По всему миру разработкой маховичных накопителей занимаются более 25 научных коллективов, а производством – по крайней мере, 27 предприятий. Существуют коммерческие решения для транспорта с удельной мощностью 3,5 кВт/кг и удельной ёмкостью 6,4 Вт-ч/кг. Для сравнения: новейшая система рекуперации энергии для транспорта на основе суперконденсаторов имеет соответствующие показатели 1,7 и 2,3. В таблице приведены сравнительные характеристики трёх систем накопления энергии для электроприводного транспорта.

Зачастую основная задача маховиков – обеспечить «первую линию обороны» при отсутствии электроэнергии. Поскольку львиная доля перерывов в энергоснабжении приходится на кратковременные отключения (до 10 с), маховики экономят ресурс свинцово-кислотных батарей или дают время для запуска резервного дизель-генератора.

Ещё одна область применения – буферные накопители для повышения энергоэффективности электрических кранов, экскаваторов и других агрегатов, работающих с неравномерной нагрузкой. Например, крупные портальные краны зачастую питаются от собственной дизель-генера-торной установки. Её мощность обычно подбирают так, чтобы покрыть максимальное пиковое потребление, которое наблюдается довольно редко. В остальное время дизель-генератор существенно недогружен, что приводит к повышенному расходу топлива и снижению ресурса двигателя. Буферный накопитель в электрической системе крана берёт пиковую нагрузку на себя, тем самым выравнивая условия работы дизель-генератора, который, кстати, можно заменить на менее мощный.

Читайте также:
Карманный трансформатор Тесла своими руками

В крановых системах сам накопитель подзаряжается от энергии, которая вырабатывается крановыми двигателями при опускании груза (рекуперация энергии груза). С учётом этого эффекта экономия дизельного топлива может достигать 30-35%.

Технологии производства супермаховиков на сегодня уже довольно зрелые: 500 накопителей установлены в автобусах Лондона (экономия топлива превысила 20%), 400 крупных маховиков по всему миру работают в энергетических сетях, выполняя задачи регулирования частоты, и многие тысячи задействованы в комплексных системах питания ответственного оборудования.

Почему маховики не прижились в автомобилях?

Идея родилась при подготовке к гонкам Формулы-1, однако с переменным успехом выступила лишь на гонке «24 часа Ле-Мана».

В 2010 году во время 10-часовой гонки Petit Le Mans, проводящейся в городе Брэзелтон, шт. Джорджия, США, экспериментальный гоночный автомобиль компании Porsche 911 GT3 R Hybrid находился в первой 20-ке среди 45 автомобилей. В это время репортёры телевизионной сети Speed брали интервью у Марго Т. Оге, которая тогда была директором отдела транспорта и качества воздуха при агентстве по охране окружающей среды США.

Репортёры при каждой возможности обращали внимание зрителей на новый автомобиль Porsche. Гибридные автомобили для дорог общего пользования становились всё более привычными, и Оге постоянно подчёркивала «большую значимость» этого автомобиля, вкупе с энергетической независимостью и низкими углеродными выбросами. Именно таких целей и добивалось агентство.


В 2009 году командам F1 первые разрешили использовать гибридные системы. Команда Williams решила разработать гибрид с маховиком вместо химических аккумуляторов. Но эта система так и не вышла на трассу.

Однако, как и его ближайший гибридный родственник с гонок «Формула-1», эту модель 911 GT3 R не планировалось выпускать на улицы. Этот гибрид использовал маховик. Вместо совместного применения бензинового двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя с аккумуляторами, гоночная машина совместила нижнеклапанный шестицилиндровый ДВС с электромеханической системой хранения энергии на маховике.


Как выглядел маховик Williams Hybrid Power

Инженеры Porsche начали изучать применение гибридных систем в гонках в 2007 году. Примерно в то же время руководство F1 разрешило интеграцию гибридных технологий. С сезона 2009 года F1 позволила командам использовать умеренные гибридные системы рекуперации кинетической энергии (kinetic energy recovery system, KERS).


Williams открыла дочернюю компанию Williams Hybrid Power для разработки и полировки гибрида с маховиком. В 2010 году она организовала партнёрство с Porsche Motorsport для создания 911 GT3 R Hybrid

Большинство команд F1 разрабатывало системы рекуперации на основе аккумуляторов, однако команда Williams создала электромеханический маховик. В итоге из-за технических ограничений гонок команде Williams так и не довелось выставить эту машину на трассу. Интересно, что компания Chrysler также пыталась сделать гибридный автомобиль с ДВС/маховиком для Ле-Мана за 15 лет до этого, но и их разработка не дошла до гонок.


Audi успешно использовала гибридную систему с маховиком для машины R18 e-tron Quattro. Эта машина выигрывала Ле-Ман три раза подряд.

Однако Porsche в итоге купила лицензию на технологию Williams Hybrid Power, и вознамерилась адаптировать её для гонок на выносливость в модели 911 GT3 R Hybrid. Компания Audi также занялась внедрением маховика в свой всепобеждающий дизель-электрический прототип R18 e-tron Quattro. В прототипе использовался доработанный маховик производства британской компании GKN, делающей запчасти для автомобилей и самолётов. Она купила эту технологию у Williams ещё в 2014 году. Полученный гибрид с маховиком выиграл десятки гонок, включая и «24 часа Ле-Мана» в 2012, 2013 и 2014 годах.


Схема гибридной системы Audi R18 e-tron Quattro

Учитывая такой вклад производителей в спортивные автомобили, очень многие наблюдатели ожидали, что технология маховика через несколько лет перейдёт и на обычные автомобили. Но этого так и не произошло. Почему?

Высокооборотистый ускоритель

Вкратце автомобильная гибридная система с маховиком использует механическую энергию маховика для кратковременной дополнительной помощи двигателю внутреннего сгорания. На осях или в колёсах машины расположены электромоторы/генераторы. Они используют кинетическую энергию, которая в ином случае просто уходит в тепло при торможении колодками.


GT3 R Hybrid был создан для гонок на выносливость на знаменитом состязании «24 часа «Нюрбургринга»» в 2010 году

Но вместо того, чтобы отправлять эту энергию в химический аккумулятор для хранения и последующего использования, электричество используют для раскрутки маховика. Электрическая энергия преобразуется в кинетическую энергию вращения посредством инновационного магнитного материала (иногда это магнитный порошок), нанесённого на маховик. Чем больше энергии приходит, тем быстрее он крутится. Это, кстати, отличает его от гибридной системы с механическим маховиком, которую компания Nissan безуспешно пыталась разработать для Ле-Мана 2015 года.


Схема трансмиссии у GT3 R Hybrid. Красным обозначены компоненты маховика, силовая электрика и два мотора/генератора.

Количество энергии, которое можно снять с маховика, определяется его массой и скоростью вращения. Обычно он вращается со скоростями от 25 000 до 55 000 об/мин. Для преобразования хранящейся в маховике кинетической энергии обратно в электрическую вращающееся магнитное поле генерирует ток, идущий в обратном направлении, и энергия поступает на те же самые моторы/генераторы, что собирали её во время торможения.


Схема GT3 R Hybrid под другим углом

Как было упомянуто ранее, эти моторы могут располагаться прямо в колёсах. Или же такой мотор можно подсоединить к ведущему валу двигателя через бесступенчатую или другую трансмиссию. По запросу она соединяется с валом, забирает энергию у маховика и превращает её в кинетическую энергию, вращающую вал и ведущие колёса.


У обычного автомобиля на этом месте располагается пассажирское сиденье. У GT3 R Hybrid там стоит маховик.

Маховики часто сравнивают с конденсаторами, способными быстро накапливать и отдавать энергию. Сторонники этой технологии считают её преимуществами малый вес, стоимость и малое воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными гибридами, использующими химические аккумуляторы.

Маховик 911 GT3 R был сделан из композитного углеволокна, и его диаметр равнялся 406 мм. Корпус маховика, также сделанный из углеволокна, располагался на месте пассажирского сиденья. Маховик отправлял и получал энергию от электрических моторов/генераторов по 80 л.с. (60 кВт), располагавшихся в обоих передних колёсах. Такая конфигурация позволяла улучшить управление автомобилем на поворотах.

Ёмкость маховика в машине Porsche составляла 0,2 кВт*ч. Он мог выдавать до 163 л.с. (122 кВт) на периоде до 6 секунд, помогая разгонять машину после поворотов или на длинных дистанциях – в зависимости от того, как водитель решал применить дополнительную энергию, нажимая на специальную кнопку на руле.

Читайте также:
Вихревой теплогенератор своими руками (чертежи и схемы)

Общая мощность всей системы составляла 670 л.с. (500 кВт), а весила машина примерно 1300 кг. Маховик с корпусом весили порядка 47 кг – значительно меньше, чем аккумулятор у электрических гибридов. В целом машина весила на 104 кг больше, чем обычные гоночные Porsche GT3, вместе с которыми она ездила по треку.

В Porsche решили, что хранить энергию в маховике в условиях экстремальных гоночных нагрузок надёжнее, чем в литий-ионных аккумуляторах. В отличие от последних, маховик можно было полностью заряжать (т.е. разгонять до максимальной скорости) и разряжать (останавливать почти полностью) много раз в минуту без всяких побочных эффектов.

Благодаря относительно эффективному использованию горючего, не самый быстрый среди участников гонки 2010 года «24 часа «Нюрбургринга»» 911 GT3 R Hybrid лидировал восемь часов подряд. В гонке 2010 года Petit Le Mans машина пришла 18-й – сказался износ деталей.

В 2011 году она снова вышла на трассу, но потом в Porsche сконцентрировались на прототипе 919 Hybrid для чемпионата мира по автогонкам на выносливость.

Не быстрое, а медленное хранение и восстановление энергии

Переход на 919 Hybrid в частности был связан с тогдашним проектом суперкара от Porsche. Так утверждает президент и генеральный директор североамериканского подразделения Porsche Motorsport, Дэниел Армбрюстер.

«Примерно тогда мы уже начали работать над гибридным заряжаемым прототипом спортивного автомобиля 918 Spyder, — вспоминает он. – И в обоих моделях, 919 и 918, обнаружилось, что литий-ионные аккумуляторы обеспечивают наилучший баланс между сохранением энергии и мощностью питания».

Езда по дорогам общего пользования заключается в постоянном разгоне и торможении, что как раз подходит для рекуперативного торможения. Однако в таких условиях ни о каком быстром разгоне с максимальным ускорением от одного поворота до другого, как в гонках, речи не идёт. Вместо быстрого и интенсивного восстановления энергии, и последующего активного её сохранения, на передний план выходит сравнительно медленная генерация энергии, из-за чего главным становится вопрос её хранения.

«Гибридная технология с использованием маховика в 911 GT3 R Hybrid позволяла экономить топливо, что уменьшало время, проведенное на пит-стопе, по сравнению с соперниками, — поясняет Армбрюстер. – В гонках маховик работает эффективнее из-за постоянного резкого торможения и резкого разгона. Для такого режима отлично подходит кратковременное хранение энергии с мощной отдачей».

«Но у этой технологии есть свои недостатки. В целом, в маховике не получается хранить много энергии – только ту, что дало торможение, — говорит он. – Аккумулятор же способен стабильно и долговременно хранить энергию, и с этими показателями маховику не сравняться. Во многих местах Европы возможность разгоняться, не делая выбросов в атмосферу, оказывается важной. Поэтому решение на основе аккумуляторов представляется наилучшим вариантом».

И хотя Porsche отказалась от маховика из-за ограниченной ёмкости, Армбрюстер добавляет, что «нет сомнений в том, что 911 GT3 R Hybrid сыграла важнейшую роль, доказав применимость гибридной технологии в скоростных гонках».

Глен Паско, ведущий инженер Williams Advanced Engineering, говорит, что с сегодняшней точки зрения понятно, что быстрый захват и отдача энергии в системах с маховиком больше подходит для режимов езды с периодической пиковой нагрузкой.

«Кроме поездок по центру города цикл работы типичного пассажирского автомобиля не подходит под режим ”разгон-торможение”, свойственный маховикам, — говорит Паско. – Энергия, хранящаяся в маховике, постоянно теряется, а в химическом аккумуляторе она может храниться очень долго».

На автобусах

Принцип работы маховика от Williams всё же нашёл применение в городских условиях в 2015 году, когда GKN модифицировала эту систему для установки на лондонские автобусы. В гибридную систему Gyrodrive с маховиком входит тяговый двигатель, связанный с ведущим валом машины, электрический маховик, инвертер для мотора/маховика, и электронная система управления.

Эта система с различными вариациями использовалась в как в одноэтажных, так и в двухэтажных автобусах британского производителя Alexander Dennis. Однако Gyrodrive оказалась слишком большой и дорогой для легковых городских автомобилей (например, такси), которые постепенно переходят на аккумуляторы.

Глен Паско говорит, что в настоящее время в WAE не занимаются какими-либо маховиками. Однако он добавляет, что «мы работаем с широким спектром индустрий и тщательно изучаем требования клиентов, поэтому такая технология может найти своё применение в будущем».

Среди примеров применения могут оказаться и гонки, если их устроители позволят использовать подобные устройства. Хотя в настоящее время, судя по всему, их больше интересуют аккумуляторные гибриды и технологии быстрой зарядки. Сейчас WAE занимается разработкой топливных систем на водородных ячейках для больших самосвалов. Там рекуперативное торможение используется практически так же, как у маховиков.

Президент североамериканского подразделения Porsche Motorsport говорит, что его компания «постоянно оценивает, какие технологии дают наилучшее решение в конкретных ситуациях», и не отказывается заранее ни от каких подходов.

Армбрюстер объясняет, что в стратегию Porsche «входят ДВС, спортивные заряжаемые гибриды и полностью электрические машины. Также мы исследуем вопрос синтетического топлива, делающего ДВС уже существующих машин более дружественными к окружающей среде».

Иронично, что большая часть тех из нас, кто столкнётся с гибридными автомобилями с маховиками, будет ехать в машине в качестве пассажира, а не водителя. Также в разработке находятся статичные маховиковые системы. Немецкая компания Chakratec недавно развернула маховиковую систему хранения энергии в гостинице Premier Inn в Лейпциге, позволяющую сглаживать пиковые нагрузки на зарядные станции для электромобилей.

Но всего десять лет назад гоночные автомобили, оснащённые маховиками, лидировали в гонке «24 часа «Нюрбургринга»» и убедительно соперничали с более лёгкими GT3. В будущем инвестиции в эту технологию могут как облегчить эту систему, так и увеличить её энергетическую ёмкость, и вновь дать гонщикам маховики – в спорте, где редко что-то выбрасывают просто так.

Работает супермаховик

Есть ли уже сегодня машины, на которых установлены супермаховики? Да, есть. Пусть эти машины и не выпускаются пока сериями, как «жигули» или «фольксваген», но они существуют. Работают, ездят, всех удивляют.

Самым типичным автомобилем, работающим за счет энергии супермаховика, является, пожалуй, маленький двухместный «махомобиль» американского ученого Дэвида Рабенхорста. Попробуем на его примере разобраться в устройстве махомобилей.

Супермаховик махомобиля соединен с валом разгонного электродвигателя, причем электродвигатель размещен в воздушной среде, чтобы он лучше охлаждался, а супермаховик – в вакууме, чтобы не было лишних потерь энергии. На выходе из вакуумной камеры вал герметизирован магнитным уплотнением. В принципе можно даже разрезать вал и вывести вращение из вакуума специальными магнитными муфтами.

Маховичный автомобиль (махомобиль) Девида Рабенхорста

Другой конец вала супермаховика соединен с гидронасосом обратимого типа, который может работать и в режиме гидродвигателя; о таких гидромашинах я уже говорил. Жидкость – масло от гидронасоса через распределитель или, что одно и то же, через механизм управления махомобилем, подается в четыре маленькие гидромашины, встроенные в колеса махомобиля. Таким образом, все колеса махомобиля ведущие, и это очень хорошо – махомобиль быстро разгоняется, движется устойчиво, без заносов.

Читайте также:
Солнечный коллектор из алюминиевых банок своими руками

В махомобиле нет таких привычных автомобильных частей, как сцепление, коробка передач, карданный вал, дифференциал, полуоси, электроаккумуляторы, стартер и генератор; отсутствует топливный бак и вся топливная система, система охлаждения с вентилятором, глушитель и, наконец, сам двигатель внутреннего сгорания. Махомобиль бесшумен, он не загрязняет окружающую среду выхлопными газами, приводится в движение практически мгновенно. Известно, что супермаховик может развивать громадные мощности, так необходимые автомобилям для быстрого разгона.

Зарядка энергией, или разгон супермаховика, производится включением разгонного электродвигателя в сеть. Время зарядки – 20—25 мин, что в десятки раз быстрее по сравнению с продолжительностью зарядки электроаккумуляторов. Для приведения махомобиля в движение повышают наклоном шайбы производительность насоса, и масло начинает поступать в гидродвигатели колес, разгоняя машину. Больше наклон шайбы – больше скорость.

Махомобиль рассчитан на крейсерскую, то есть постоянную скорость 90 км/ч, причем кратковременно скорость может быть значительно увеличена, например для выполнения обгонов.

Путь пробега махомобиля с одной зарядки пока около 60 км, но его планируется увеличить в три раза. Это при массе супермаховика 100 кг, скорости его вращения от 23 700 до 11 900 оборотов в минуту и запасе энергии 24 МДж. Удельная энергия супермаховика составляет 240 кДж/кг. Правда, уже испытаны супермаховики с удельной энергией в 650 и даже 700 кДж/кг, а это значит, что и путь пробега увеличивается почти до 500 км!

У махомобиля рекордно малая по сравнению с электро– и автомобилями стоимость пробега – около доллара на 100 км пути. Я думаю, вряд ли какой водитель откажется от такой машины!

Посмотрим теперь, каковы характеристики агрегатов махомобиля Рабенхорста по мощности и массе. Разгонный электродвигатель мощностью 30—40 кВт – 18,4 кг, гидронасос мощностью 37,5 кВт – 11,4 к г, четыре гидродвигателя колес такой же общей мощности – 10 к г, приборы управления – 9 кг, шасси – 175 кг, кузов – 270 кг. Вместе с супермаховиком, его корпусом, подвеской и даже пассажирами выходит чуть более 600 кг.

Махомобиль не боится длительных стоянок – маховик может вращаться без остановки почти полтора месяца. И это не предел, потому что так называемые кольцевые супермаховики, о которых будет сказано ниже, рассчитаны на более чем годичный выбег, а американский 45-килограммовый маховик в магнитном подвесе имеет столь малые потери, что способен крутиться без остановки свыше 10 лет!

Подвеска супермаховика в махомобиле тоже магнитная, только она практичнее, чем «абсолютный» магнитный подвес: здесь есть подшипники, способные не только принимать на себя усилия при тряске, но и ослаблять гироскопическую нагрузку при повороте оси супермаховика.

На сегодняшний день в разных странах уже построено много супермаховичных автомобилей и автобусов. Некоторые из них, как и швейцарский гиробус, оснащены штангами и могут двигаться как троллейбус. Но при этом раскручивается и супермаховик, который потом снабжает током тяговые электродвигатели. Такие машины, названные гиротроллейбусами, не тратят время, подобно гиробусу, на раскрутку супермаховика, так как «зарядка» идет на ходу. Затем, после разгона супермаховика, гиротроллейбусы едут на накопленной энергии до конечной остановки через весь город. В отличие от швейцарского гиробуса, маховик в таком гиротроллейбусе весит не 1,5 т, а всего около 300 кг.

Гиротроллейбус фирмы «Локхид» (США) (а) и его маховичный накопитель (б)

Существуют проекты использования супермаховиков в авиации. В одном из них для взлета сверхзвуковых самолетов предлагают применять маховичную катапульту. Если разогнать крупный маховик электродвигателем, а затем подключить его к лебедке, соединенной тросом с самолетом, то маховик за несколько секунд разовьет гигантскую мощность, в десятки раз превышающую мощность электродвигателя. За считанные секунды самолет разгонится до 400 км/ч и взлетит. При этом путь разгона будет не более 100—150 м. Такой запуск очень надежен и экономичен.

Двойную пользу можно получить от установки супермаховиков на легких тихоходных самолетах, у которых собственный двигатель развивает мощность не более 90-120 кВт. Супермаховик массой всего 13 кг способен выдать мощность 115 кВт в течение 20 с, а массой 57 кг – 225 кВт в течение 60 с – время, вполне достаточное для взлета. Кроме того, раскрученный супермаховик обеспечит безопасность экипажа в случае остановки мотора самолета. Энергии, накопленной в супермаховике, хватит для трехминутного полета самолета без мотора. Летчики успеют выбрать пригодную для посадки площадку и приземлиться.

Шотландский маховичный вертолет, прозванный «прыгающий Гиро»

Еще в 30-х годах прошлого века в Шотландии был построен маховичный вертолет. Разгоняли маховик на земле вместе с воздушным винтом, лопастям которого задавали нулевой угол атаки, чтобы разгон шел легче. После разгона маховика лопасти устанавливали под нужным углом, и машина взмывала в небо. Когда энергии в маховике оставалось уже мало, вертолет плавно опускался. Не правда ли, это очень похоже на игрушечный вертолет, в котором разгон лопастей-маховиков производится пусковым шнурком?

А полвека спустя в США создали разведывательный беспилотный вертолет с супермаховиками. Два легких кольцевых супермаховика диаметром 1,4 м, вращающиеся в разные стороны, раскручивают воздушные винты, расположенные внутри колец супермаховиков. Кольца разгоняют до 4 тыс. оборотов в минуту на специальном автомобиле, с которого вертолет стартует. Вертолет быстро поднимается на 100-метровую высоту, зависает там и, имея на борту фото– и телеаппаратуру, производит съемки или телепередачи. Подобный вертолет удобно использовать и для пожарных работ – его двигатель не заглохнет от дыма, а баки с горючим не загорятся, так как на этом вертолете нет ни двигателя, ни баков.

Разведывательный беспилотный маховичный вертолет

Если нужно попасть на борт вертолета, зависшего высоко над землей, или на какую-нибудь площадку на высоте 100 м и более, лучше всего воспользоваться для этого маховичным подъемником, который позволяет поднять девять человек подряд, причем в пять раз быстрее обычных моторных подъемников. Маховик подъемника разгоняется маленьким электродвигателем мощностью 1,5 кВт до 28 тыс. оборотов в минуту.

Осуществить экстренный спуск с того же вертолета или из окна горящего высотного здания поможет маховичный лифт, в разработке которого довелось участвовать и мне. При пожаре нередко требуется срочно эвакуировать людей с верхних этажей дома, но в это время ток от здания, как правило, отключают и никакие подъемные механизмы не работают. Вот и придумали особое устройство для такого случая.

Читайте также:
Вертикальный ветрогенератор своими руками

Человек надевает специальный пояс с прикрепленной к нему лентой и прыгает вниз. Лента намотана на валу небольшого маховика или супермаховика, как в ленточном вариаторе, о котором речь шла выше. Сматываясь с вала, она разгоняет маховик, сначала медленно, а затем все сильнее и сильнее. Человек же, Втулка наоборот, приближаясь к земле, все больше и больше теряет скорость. И наконец мягко – Корпус приземляется. Пояс с лентой сам поднимается вверх за счет энергии маховика, раскрученного ранее спустившимся человеком. Так маховичный лифт может доставлять на землю одного за другим сколько угодно людей.

Поистине безграничные возможности открываются перед супермаховиками в космосе.

В космическом вакууме у супермаховиков совершенно нет потерь на трение о воздух, а невесомость устраняет нагрузки на подшипники. В этом случае подшипники могут быть простыми «сухосмазывающимися» втулками.

На некоторых спутниках связи уже несколько лет используют супермаховичные накопители энергии. Дело в том, что спутники связи, транслирующие на большие расстояния телефонные разговоры, телепрограммы и радиопередачи, работают обычно не только от солнечных батарей, но и от аккумуляторов энергии, которые дают ток, пока Земля загораживает спутник от Солнца и тот находится в тени. Однако время жизни электрохимических аккумуляторов невелико, они быстро выходят из строя, а из-за них прекращает существование и сам спутник, который мог бы служить еще долго. Вот и пал выбор на долговечные супермаховики. Они вращаются в магнитной подвеске со скоростью 40 тыс. оборотов в минуту. Плотность энергии супермаховиков для спутников связи примерно 0,1 МДж/кг.

В исследовательском центре США создана супермаховичная установка для международной космической станции, превосходящая по своим показателям ранее применявшиеся никель-водородные аккумуляторы. Супермаховик запасает большее количество энергии, а срок его службы вдвое дольше, чем у химических аккумуляторов.

Видимо, не обойтись без супермаховиков и на космических станциях, которые отправятся к далеким планетам, где почти нет солнечного света, дающего энергию для питания электронного оборудования станций. По мнению ученых, кратковременных включений пиропатронов будет вполне достаточно, чтобы с помощью газовой турбины так разогнать супермаховик, что его энергии надолго хватит для бесперебойной работы всех приборов.

В космосе супермаховики необходимы и для более прозаических дел – например, для ремонта станций, приведения в движение механизированного инструмента.

Допустим, космонавту нужно просверлить отверстие или завернуть гайку. Если он применит обыкновенную дрель или гайковерт, то реактивный момент, действующий на корпус ручного инструмента, закрутит в первую очередь самого космонавта. На Земле такого не случается, так как этому противодействует сила тяжести и сила трения, а в условиях невесомости – это обычное явление.

Теперь проделаем следующий опыт. Возьмем самый простой детский волчок – юлу, укрепим на ее кончике сверло, разгоним юлу и уберем руку. На первый взгляд как будто ничего удивительного – юла стоит на сверле и сама сверлит подставку. А ведь ни с какой из обычных дрелей подобный опыт никогда не получится. Даже у электрической дрели корпус тотчас завертится в противоположную сторону и порвет все провода.

Дело в том, что маховики и супермаховики обладают свойством «безреактивности», то есть при вращении они не оказывают реактивного действия на корпус и другие части устройства. Маховик связан с корпусом только подшипниками, а они, свободно проворачиваясь, не передают вращательных усилий.

Маховичная «безреактивная» дрель

Изготовленная мною маховичная дрель успешно сверлила любые доски. При этом она прекрасно выдерживала вертикальное направление благодаря еще одному свойству маховика, о котором уже упоминалось, – способности сохранять устойчивое положение свободной оси в пространстве.

Чтобы проверить это свойство самому, лучше всего снять велосипедное колесо с вилки, взяться за концы оси и, держа колесо на вытянутых руках, попросить товарища раскрутить его. Если колесо раскручено как следует, никакие попытки свернуть ось в сторону ни к чему не приведут, даже несмотря на большие усилия. Колесо будет сопротивляться совсем как живое, стараясь вырваться из рук. Суть происходящего состоит в том, что ось вращающего маховика всякий раз стремится повернуться не туда, куда мы прилагаем усилие, а под прямым углом к этому направлению.

Существует много способов узнать, куда будет поворачиваться ось маховика, но все они трудны и рассчитаны на специалистов. Поэтому я придумал для себя способ попроще, который назвал «правилом колеса». Запомнить его ничего не стоит, достаточно иметь в кармане хотя бы одну монетку или колесико. Пустим монетку катиться по столу. Скоро она начнет падать набок, но что для нас особенно важно – она и сворачивать будет в ту же сторону. Теперь представим себе, что монетка – это вращающийся маховик. Допустим, мы пытаемся свернуть ось этого маховика в ту же сторону, куда падает монета. Направление поворота монеты позволит нам определить, куда на самом деле будет сворачивать ось маховика. Вот и все правило.

Опыт с монетой, демонстрирующий гироскопический эффект

Если ничто не воздействует на ось маховика, то она безупречно сохраняет свое положение в пространстве. И это делает маховик незаменимым в навигационных приборах, которые сейчас устанавливают на всех кораблях, самолетах, ракетах. Называют такие приборы гироскопическими. Об этих интереснейших приборах много написано, и я не буду подробно останавливаться здесь на них. А вот об автомобиле, в котором был применен как раз гироскопический эффект вращающегося маховика, думаю, сказать надо. Построил этот «гирокар» в 1914 году русский инженер П. П. Шиловский. Гирокар демонстрировался в Лондоне, где вызвал огромный интерес. Еще бы, машина Шиловского имела всего два колеса, как велосипед, однако она сохраняла без каких-либо упоров устойчивое положение, даже если все пассажиры садились по одну сторону. «Держал» машину раскрученный маховик благодаря гироскопическому эффекту. В гирокаре использовался примитивный автомат с датчиком наклона в виде шарика в трубке и сервомотором, воздействующим на 300-килограммовый маховик.

Гирокар П. П. Шиловского (а) и принцип его действия (б)

Такие автомобили строились и позже. Возможно, что будущий махомобиль с супермаховичной «энергетической капсулой» спроектируют тоже двухколесным, чтобы использовать сразу оба замечательных свойства супермаховика – способность накапливать энергию и сохранять неизменное положение в пространстве.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: