Гиромобиль
GYROMOBILE

Гиромобиль это транспортное средство с механическим аккумулятором - маховиком, который вращаясь накапливает и переносит во времени механическую энергию. Самый первый маховик создал древний шумерский мастер из города Ур более пяти тысяч лет тому назад. Это был массивный гончарный круг около метра в диаметре. Раскручивался он за рукоять, затем вращался по инерции, а гончар тем временем обрабатывал свое изделие. Две тысячи лет спустя китайцы применяли огромные, почти 10 метров в диаметре, составные маховики в своих водоподъемных сооружениях. Попытки использовать маховик на транспорте предпринимались в 1791 году гениальным русским изобретателем-самоучкой И. П. Кулибиным. В его знаменитой «самокатке» наряду с другими техническими новшествами был применен и маховик, расположенный горизонтально под тележкой. При движении «самокатки» по ровной дороге и тем более на спуске маховик раскручивался, накапливая энергию, а затем помогал человеку преодолевать подъемы. Талантливый изобретатель, русский инженер В. И. Шуберский применил маховик на железной дороге. Вот что писала об этом в июле 1862 года газета «Современная летопись»: «Два года назад в «Журнале путей сообщения» было заявлено об остроумном изобретении Шуберского. Маховоз Шуберского, состоящий из системы маховых колес, предполагается к употреблению при всходе и спуске поездов по крутым скатам железных дорог.Умеряя быстроту движения при спуске с горы и употребляя сбереженную скорость при подъеме в гору, снаряд Шуберского дает возможность проводить железные дороги со значительным склоном, уменьшая количество земляных работ и искусственных сооружений. Опыты над моделью маховоза оказались удовлетворительными, и изобретатель намеревается приступить к опытам в большом виде». Американский адмирал Хауэлл в 1883 году создал маховичную самодвижущуюся торпеду, способную преодолевать расстояние более километра. Эта торпеда еще раз показала высокие энергетические возможности маховика для движения транспортных средств, в том числе и водных. Англичанин Ланчестер в 1905 году получил патент №7949 на изобретение «…мотора в форме тяжелого быстровращающегося маховика с целью приведения в движение моторного экипажа». В 1909 году появляются маховичные однорельсовые двухколесные экипажи П. Шиловского, Л. Бреннана, А. Шерля.
Здесь маховик использовался для сохранения равновесия машины за счет гироскопического эффекта. Известный русский изобретатель-самоучка А. Г. Уфимцев в 1918 году создал инерционный аккумулятор с электроприводом и маховиком в виде диска. Он предлагал использовать инерционный аккумулятор для приведения в движение трамвая.
Швейцарская фирма «Эрликон» в 1945 году выпустила маховичный автобус - гиробус. Маховик раскручивали на остановках. Проходил гиробус с одной раскрутки 2-3 км. Вслед за этим появился целый ряд транспортных машин, использующих для движения энергию маховика, - отечественные шахтные гировозы, маховичные тележки для межцеховых перевозок, поезда метро, даже вертолеты.
Супермаховик - это маховик высокой удельной энергоемкости, изготовленный методом навивки с натягом на упругий центр материалов с высокой одноосной прочностью - проволок, лент, волокон со связкой (склейкой). Эксплуатируется супермаховик не в воздушной среде, а в среде с пониженными сопротивлениями вращению, например, вакууме. Первый патент на супермаховик имел советский приоритет от 15.05.1964 года №1048196, автор - Гулиа Н.В.
Доказано, что при заданной форме маховика, например, в виде массивного обода его удельная энергия зависит только от удельной прочности материала (отношение прочности к удельному весу или плотности). Действительно, чем прочнее материал и чем он легче, тем быстрее можно раскрутить маховик из такого материала, не опасаясь, что он будет разорван центробежными сипами. А чем выше скорость вращения маховика, тем больше запасенная им кинетическая энергия. Маховик из обычной стали приближается по удельной энергии к кислотным аккумуляторам. Известно, что стальная проволока в 10 раз прочнее того слитка стали, из которого ее сделали. Нити из кварца, бора, графита, специального материала «кевлар», которые соответственно в 3-7 раз легче стальной проволоки при той же прочности. Изготовить маховик из волокон даже легче, чем отковать его. Достаточно взять катушку из легкого материала и намотать на нее волокно или проволоку со склейкой. Еще один важный показатель для сравнения - удельная мощность, то есть мощность, приходящаяся на каждый килограмм массы двигателя. По этому показателю маховикам нет равных.
С этим сочетаются такие плюсы, как быстрая, в считанные минуты, зарядка маховика. Сроки сохранения энергии в маховике составят от нескольких часов до нескольких месяцев. Следующий сравнительный фактор - экономичность. И здесь маховик самый выгодный: и как аккумулятор энергии, и как двигатель. Потребляет он дешевую электроэнергию, даровую ветроэнергию, КПД самого маховика в вакууме близок к 100% и может восстанавливать энергию путем рекуперации при торможении транспортного средства. Преимущества у маховика и в долговечности, надежности. Температурные перепады на него тоже заметно не действуют. При разрушении монолитного маховика действительно образуются опасные осколки, а супермаховик в этом отношении совершенно безопасен: куски проволок или волокон не могут пробить даже тонкого кожуха. Более того, супермаховики чаще всего не разрываются полностью. Разрушаются только внешние их витки и трением о корпус автоматически останавливают вращающуюся массу.
Однако, существует опасность разрушения самой катушки маховика. Для повышения прочности катушки, ее боковины предлагаю изготовить в виде диска равной прочности. Катушку образуют два диска равной прочности, установленные на общую ось, на которую наматывают проволоку из прочного материала.
Маховики с механически связанными шестеренками с внутренней стороны устанавливают на общую ось на подшипниках и вращают встречно от общего электродвигателя с помощью шестеренчатой передачи. С внешней стороны каждого маховика на общую ось устанавливают вариатор, механически связанный с ним. Общую ось вращения маховиков с вариаторами устанавливают параллельно оси ведущих колес гиромобиля, на которую так же механически закрепляют два вариатора прямого и обратного хода. Вариаторы маховиков и вариаторы привода оси ведущих колес связывают ременной передачей с роликовыми натяжителями.
Включение и выключение ременных приводов осуществляют поочередным натяжением ремней с помощью управляемых роликовых натяжителей. При включении одного ременного привода транспортное средство движется вперед, а при включении другого ременного привода транспортное средство движется назад. Сближением и отдалением подвижных корпусов вариаторов регулируют скорость вращения оси ведущих колес, тем самым управляют скоростью движения транспортного средства.