СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ГИРОСКОПИЧЕСКОГО МОМЕНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR INCREASING GYROSCOPIC MOMENT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Преимущественные области техники: энергетика, транспорт.
Уровень техники
Прототипом данного изобретения являются центробежные маховичные аккумуляторы энергии.
Под воздействием на вращающиеся аккумуляторы внешними силами, создающими прецессию их осей вращения, возникает сила сопротивления, называемая гироскопическим моментом.
Эти свойства маховика используют для стабилизации положения в пространстве различных устройств, в частности навигационных приборов, относительно оси вращения земли.
Формула гироскопического момента для прототипа:
где
г
M - переменный гироскопический момент,
m - постоянная приведенная масса,
R - постоянный радиус момента инерции маховика,
п
Ω -переменная угловая скорость вращения маховика,
п
ω - переменная, угловая скорость прецессии оси вращения маховика,
I - постоянный момент инерции маховика,
п
H - переменный кинетический момент маховика.
Однако маховичные аккумуляторы обладают относительно малыми удельными величинами гироскопического момента и энергоемкостью кинетической энергии, что связанно с ограничением возможности увеличения угловой скорости.
/ С.А.Шестов. Гироскоп на земле, в небесах и на море. М.: Знание, 1989 г./
Раскрытие изобретения
Целью данного изобретения является получение в центробежном аккумуляторе энергии ряда положительных в сравнении с сопоставимым прототипом отличий: увеличение удельных величин гироскопического момента, увеличение удельной энергоемкости аккумулятора.
Это достигается созданием прецессии без воздействия на аккумулятор внешними силами, созданием дополнительно к центробежной аэродинамической силы.
Формула аэродинамической силы:
п
п
где V - окружная скорость в м/с; V=Ω ω,
2
S - площадь крыла [м],
3
ρ - плотность воздуха [кг/м],
x
C - коэффициент подъемной силы.
Формула гироскопического момента для данного изобретения:
п
где R - переменный радиус момента инерции грузов.
Устройство (см. чертеж) содержит:
Корпус 1; катушку 2 с направленной вверх осью вращения 3, на которой размещены упругие аккумуляторы энергии 4.
Ось 3 оперта на карданов шарнир 5, через который связана с корпусом 1.
Пару подобных между собой рычагов 6 с грузами 7.
Рычаги 6 кинематически связаны между собой с возможностью синхронного поворота их относительно своих осей 8, закрепленных на противоположных сторонах катушки 2.
Шкивы 9, тросы 10, двигатель 11, генератор 12, антифрикционные покрытия или устройства.
Аккумуляторы энергии 4 выполнены в виде упругих лент, которые в противоположных направлениях намотаны на ось катушки 2 и закреплены на ней одним концом, а противоположным концом через шкивы 9 независимо связаны с рычагами 6 посредством тросов 10.
Грузы 7 выполнены в виде аэродинамических крыльев.
Работа устройства
Центробежный аккумулятор энергии приводят во вращательное движение двигателем 11.
Возникающей центробежной силой переменной величины синхронно поворачивают подвижные рычаги 6 с грузами7 аэродинамической формы, изменяя величину радиуса момента инерции центров тяжести грузов 7.
Возникает переменный по величине гироскопический момент, который создает:
во-первых, прецессию обоих концов оси 3 центробежного аккумулятора с угловой скоростью, равной угловой скорости этой оси, а вершины конусов, очерчиваемых концами оси 3, располагаются в центре тяжести центробежного аккумулятора;
во-вторых, внутри тел упругих аккумуляторов энергии 4 возникает переменное по величине напряжение растяжения, передаваемое от рычагов 6 через шкивы 9 и тросы 10.
При этом с увеличением радиуса момента инерции расстояние вдоль оси 3 между центрами тяжести грузов 7 уменьшается.
Аэродинамическая форма грузов 7 создает дополнительную к центробежной силе аэродинамическую силу.