Маховик как замена бензину, или давай изобретём гиромобиль!

«Всё новое – хорошо забытое старое»

(народная мудрость)

Недостатки автомобилей в современных крупных городах очевидны: малоэкономичное использование энергии топлива  при сравнительно небольших скоростях движения и значительное загрязнение окружающей среды выхлопными газами, а также утечками масла и бензина. Альтернативой традиционным авто могли бы стать электромобили, но у их аккумуляторов весьма ограниченные удельная энергоёмкость (Вт*ч/кг) и удельная снимаемая мощность (Вт/кг). По данным министерства энергетики США, для создания серийноспособных «семейных» электромобилей эти уровни должны достигнуть 220 Вт*ч/кг и 150 Вт/кг соответственно. Такие показатели в доступных для применения источниках тока получены, но «стоят» очень дорого.

Альтернативой автомобилям могли бы стать аэрокатера (см. мой материал «Городской аэрокатер, или все – в небо!»), а также гиромобили, - наземные транспортные экипажи с горизонтальным кольцеобразным маховиком, расположенным под салоном. Сам маховиковый накопитель представляет собой два противоположно вращающихся кольцевых маховика, одновременно являющихся роторами асинхронного электродвигателя-генератора. От маховикового накопителя энергия подаётся на четыре независимых мотор-колеса.

Зарядка осуществляется путём прямой подачи переменного тока на клеммы накопителя, бегущее переменное магнитное поле раскручивает стальной сердечник-ротор в противоположные стороны. После отключения внешнего источника маховики, расположенные в вакуумированном кожухе, переходят в режим автономного вращения, и при подключении к этому гироаккумулятору мотор-колес обеспечивает их независимый привод.

Преимущества такой схемы механического сохранения электроэнергии перед традиционной химической схемой очевидны: относительная простота, дешевизна и экологическая чистота изготовления основных узлов гироаккумулятора, независимый привод каждого из колёс, возможность возврата энергии в гироаккумулятор при торможении двигателями. Значительно выше будет и к.п.д. гироаккумулятора, т.к. не будет потерь энергии при преобразовании переменного тока в постоянный, а также при преобразовании электрической энергии в химическую и обратно. Особенно эффективно было бы использование маховикового (гироскопического) привода на внутригородском транспорте, где наиболее часто встречается режим «разгон-торможение». На начальном этапе внедрения приемлемо использование для постоянной подпитки маховика небольшого бензинового двигатель-генератора, работающего в постоянном режиме.

Единственной сложностью будет достижение требуемых для маховиков в соответствии с законами физики 42-48 тыс. об./мин (700-800 об./сек), но эту проблему вполне можно решить, привлекая к решению задачи оборонные заводы, изготавливающие гироскопы для танков и подводных лодок.

Если уж не летать, то хоть ездить максимально энергетически эффективно, и минимально загрязняя окружающую среду, - такой мотив двигал мной при проработке этой идеи. Да, и ещё одно преимущество гиромобиля, - из-за мощного маховика он будет «прилипать» к дороге на любой, даже очень большой скорости, и окажется, практически, гарантирован от переворачивания и опрокидывания с проливанием на землю ядовитых жидкостей. А физическая безопасность пассажиров – вещь немаловажная.

На фото: гибридная «Тойота Камри» 1997 г. и маховик с приводом от электромотора.

P.S. от 12.04.2023 г. Продолжение темы в публикации "Вместо электромобиля - гиромобиль" от 15.03.2022 г., https://ezhenkoff.blogspot.com/2022/03/blog-post_15.html.