Техника - молодёжи 1973-06, страница 24

МАХОВИКИ

чивается и энергоемкость маховика из проволоки. Многие волокна, например стеклянные, имея прочность большую, чем у стальных, втрое легче их. «Удельная» весовая энергоемкость маховика из этих волокон соответственно повышается втрое.

Но основное преимущество супермаховиков — безопасность при разрыве. На рисунке VII показан супермаховик американской фирмы «Локхид». Заостренный с двух сторон цилиндр из стеклопластика вращается (в горизонтальном положении) вокруг вертикальной оси. Его компактность оставляет желать лучшего. Но случись с ним авария — он всего лишь размочаливается на отдельные легкие волокна, неспособные пробить кожух Еще тоньше размочаливается при разрыве супермаховик (также из стеклопластика) ободкового типа (рис. VIII), разработанный автором вместе с А. М. Куперманом. Помимо прочих достоинств, такой супермаховик компактен, а по энергоемкости почти вдвое превосходит американский — 11 против 5,5 тысячи кгм в 1 кг веса. Итак, опять ободковый маховик, но зато на новом, более высоком уровне!

Следует отметить и оригинальную конструкцию, предложенную доктором Д. В. Рабенхорстом из университета имени Дж. Гопкинса (США). Его су-нермаховик из стекловолокна назван клиновым. Он компактнее локхидов-ского, имеет лучшие аэродинамиче-» ские показатели. Форма у него весьма замысловатая, и не всякий догадается о назначении конструкции (рис. IX).

Наконец, образец «сверхбезопасного» маховика, разработанный автором, представлен на рисунке X. Обод намо-

Рис. XIII. Маховик переменного момента инерции, предложенный французским писателем и летчиком Антуаном Сент-Экзюпери (1 — пружины, 2 — поршни, 3 — цилиндры, 4 — вода).

Рис. XIV. Ленточный маховин переменного момента инерции (1 — прочный обод, 2 — обод из ленты, 3 — ветви ленты, 4 — моток ленты на внутреннем барабане, 5 — барабан, F — центробежная сила).

Рис. XV. «Кинетический маятник» (1 — дисковые щеки из фанеры или пластика, 2 — банка из-под сгущенного молока, 3 — спица, 4 — рукоять, 5 — шнур, 6 — грузик).

Рис. XVI. Упругий маховин (1 — контур маховина в покое, 2 — «растянутый» маховик при вращении).

Рис. XVII. Маховик 3 в неподвижном корпусе 1 с промежуточным вращающимся кожухом 2.

Рис. XVIII. Маховик швейцарского гиробуса в корпусе, наполненном водородом (1 — маховик, 2 — корпус, 3 — мотор-генератор, 4 — водород).

Рис. XIX. Корпус 1 маховика 2 с откачкой воздуха 4 при вращении крыльчатки вакуум-насо-са 3, насаженной на валу 5. (Фирма Кларк, Англия.)

тан из высокопрочной тонкой пружинной ленты, скрепленной полимерным клеем. При разрыве такого маховика повреждается только внешний виток. Отклеившийся кусок ленты трется о кожух и быстро останавливает маховик, который можно отремонтировать и использовать снова Энергоемкость конструкции достаточно высока — около 8 тыс. кгм в 1 кг веса.

2. Приемистость

Так именуют весьма ценное качество двигателя, заключающееся в способности преодолевать перегрузки В более широком смысле слова приемистый двигатель по своим рабочим характеристикам хорошо соответствует условиям эксплуатации. Об обычном маховике этого сказать нельзя — уж очень своеобразно его «поведение» Приемистый двигатель (например, паровой) на увеличение нагрузки тотчас же отвечает снижением оборотов при возрастании усилия. Так называемый «жесткий» двигатель (например, дизель) даже при небольшой перегрузке глохнет. А маховик словно и не замечает кратковременных перегрузок — он преодолевает их, практически не сбавляя скорости. Если перегрузки продолжают увеличиваться — будет сломан вал, передача, что угодно, но маховик не перестанет вращаться, развивая кратковременно чрезвычайно большие усилия. И в то же время даже небольшие постоянные нагрузки, даже незначительные потери на трение о воздух и в подшипниках медленно, но верно сбавляют скорость маховика. Да, хотя это и крайне желательно, регулировать скорость его вращения невозможно.

Однако попытки создания маховиков с регулированием скорости (или, что одно и то же, момента инерции) предпринимались. Одно из самых распространенных направлений поисков — создание пустотелых маховиков, заполняемых водой, ртутью, дробью, песком и т. п. Загрузка полого маховика тяжелым жидким или сыпучим материалом облегчала условия пуска и разгона, плавно увеличивая момент инерции. (На рисунке XI представлен маховик, наполняемый водой.) Однако недостатков у подобных ма-» ховиков хоть отбавляй: и малая энергоемкость, и большие потери, и сложность устройства, и т. д. Не удержался от соблазна изобрести «наполняемый» маховик и автор, разработав совместно с Л. Е. Литвинцевым и Э. Я. Слонимом конструкцию наподобие «сегнерова колеса» (рис. XII).

Оригинальный — но, увы, неработоспособный — вариант маховика переменного момента инерции предложил знаменитый французский писатель и летчик А. Сент-Экзюпери. Грузы-поршни раздвигались при подаче во-

22