Нет, наш труд, хотя кое-кто из пессимистов называл его
«мартышкиным», не пропал даром. Говоря «высоким штилем» – из искры стало
разгораться пламя, причем созидательное. Я далек от мысли, что это
созидательное пламя разгорелось только от нашей скромной искорки. Но все
наши изобретения, а их около трех сотен, были запатентованы, а патенты
специалистами изучаются. Все наши находки и ошибки, концепции и расчеты,
данные испытаний и планы на будущее публиковались в сотнях статей и
десятках книг, изданных в том числе «за бугром». Работы эти цитировались
и обсуждались в книгах и статьях зарубежных авторов, поэтому логично
предположить, что кое-что из прочитанного использовалось и на практике. И
я бываю просто счастлив, когда среди новых зарубежных конструкций и
расчетов встречаю такие знакомые мне решения…
Конечно же, главное предназначение «энергетической
капсулы», по крайней мере на ближайшее будущее, – это гибридные силовые
агрегаты автомобилей. Сейчас многие промышленно развитые страны
приступают к их выпуску. Существует много концепций гибридов, главным
образом связанных с электроаккумуляторами и электроприводами. Ведь почти
все преимущества супермаховика основаны на использовании механической
трансмиссии с высочайшим КПД, иначе говоря – супервариатора. А его пока в
промышленном исполнении нет – уж очень недавно он изобретен. Схема гибрида автомобиля «тойота приус»
Пожалуй, самым известным гибридом является автомобиль
«тойота приус». В этом гибриде двигатель соединен с генератором
переменного тока, который заряжает аккумуляторную батарею, питающую
опять же электрические тяговые двигатели переменного тока. Стало быть,
преобразуется не только механическая энергия в электрическую, но и
переменный ток в постоянный, и обратно. Однако этим дело не
ограничивается – тяговые двигатели связаны сложной дифференциальной
передачей, имеющей две степени свободы, с генератором и главной
передачей автомобиля. Даже тепло от двигателя через специальные
накопители тепла нагревает особый химический реактив – гидрид никеля,
который выделяет водород, поступающий для сгорания в тот же двигатель!
Что ж, «богатенькие» японцы здесь развернулись на славу! Не хватает
только солнечных батарей и ветроколес для подзарядки батарей в солнечную
или ветреную погоду. Себестоимость такого автомобиля баснословная, хотя
продается он, видимо, по рекламным соображениям, не так уж дорого.
Ближе к реальной жизни, на наш взгляд, гибридный
легковой автомобиль, проект которого разработан в США совместно с
германской фирмой «BMW». При общей массе 1500 кг его двигатель
потребляет всего 3 литра топлива на 100 км пробега. Если с бензиновым
штатным двигателем такой автомобиль имел бы мощность 100 кВт, то в
гибридном варианте оказалось достаточном дизельного двигателя мощностью
27 кВт и добавочных 50 кВт от супермаховичного накопителя с запасом
энергии 1,5 кВт·ч. Обороты супермаховика – от максимальных 35 тыс. до
минимальных – 17 тыс. оборотов в минуту. Схема гибрида обычная – дизель
вращает генератор, который обеспечивает мощностью как тяговые двигатели
автомобиля, так и разгонный электродвигатель супермаховика. Общая масса
накопителя с электродвигателем, подвеской, супермаховиком и корпусом –
50 кг. Супермаховичный накопитель, разработанный американскими и германскими специалистамиСупермаховик (а) и ротор мотор-генератора (б) американско-немецкого накопителя
Интерес представляет конструкция супермаховичного
накопителя. Супермаховик из композитного материала подвешен на
колоколообразной ступице в вакуумированном корпусе. Подвеска –
магнитная, с постоянными магнитами и фиксирующими шарикоподшипниками.
Между верхними и нижними подшипниками установлен скоростной
мотор-генератор, дающий дополнительную мощность тяговым
электродвигателям. Сам супермаховик и ротор мотор-генератора можно
видеть на фотографии. Устройство гибридного автомобиля «Patriot» фирмы «Крайслер» (а) и установленный на автомобиле накопитель (б)
Более смелый проект предложила известная американская
фирма «Крайслер» для своей спортивной модели «Patriot». Скоростной
газотурбинный двигатель объединен в один агрегат с генераторами, дающими
ток как для движения автомобиля, так и для подзарядки супермаховичного
накопителя. Все агрегаты выполнены как бы в миниатюре специально для
небольшого спортивного автомобиля массой около 700 кг и мощностью почти
500 лошадиных сил (370 кВт).
Супермаховичный накопитель содержит цилиндрический
супермаховик, выполненный из графитового композита и помещенный в
вакуумный корпус. Хотя об этом впрямую не говорится, подвеска, конечно,
магнитная – другой здесь и быть не может. Мотор-генератор развит в
размерах по диаметру, чтобы обеспечить огромную мощность, хотя бы в
сравнении с предыдущим проектом. Супермаховичный накопитель автомобиля «Patriot»
Что ж, получился вполне компактный скоростной
автомобиль, стоимостью в сотни тысяч долларов. Этакий гибридный «болид»
для профессионального гонщика, а может быть, для богатого и столь же
смелого автолюбителя. Но настоящим автомобилем, вернее электромобилем
будущего, я бы назвал гибридный автомобиль-такси, разработанный в США.
Его основной источник энергии – топливные элементы, работающие на
водороде, который получают из метана, метанола или углеводородного
жидкого топлива в конверторе на самом автомобиле. Вспомним, что ранее
говорилось о топливных элементах, об их малой плотности мощности,
несмотря на огромную плотность энергии и высокий КПД. Стало быть, для
повышения мощности автомобиля нужно что? Да, конечно же, супермаховик!
Его и использовали создатели нового электромобиля, серийный выпуск
которого запланирован на 2010 год. Запас энергии в супермаховике – 2
кВт·ч; мощность его мотор-генератора номинальная – 50 кВт, но может быть
временно повышена и до 100 кВт. Обороты супермаховика максимальные –
30 тыс. оборотов в минуту. Устройство накопителя – обычное. Супермаховик
из композита, вероятно графитового, подвешен в магнитной подвеске в
вакуумном корпусе. Мотор-генератор на основе постоянных магнитов для
экономичности. Обхватывающее корпус защитное кольцо – на случай разрыва
супермаховика. Читатель может спросить, а что же отличает эти гибриды от
электромобиля, который предлагал автор? А отличие состоит в том, что
привод в описанных гибридах электрический вместо супервариатор-ного. В
результате масса – больше, а КПД – меньше. Но ведь сегодня нет реального
привода к гибриду, кроме электрического. Ведь супервариатор пока –
журавль в небе, а электропривод – синица в руках! Гибридный автомобиль-такси с топливными элементами и супермаховичным накопителемСхема супермаховичного накопителя гибридного такси (а) и общий вид накопителя (б)
Вспомним, что раньше некоторые ученые считали
супермаховик глупой фантазией, уверяя, что маховики надо лить или ковать
из стали. А сейчас супермаховичный накопитель можно просто заказать.
Вот я читаю рекламку: «Полная супермаховичная система с ротором из
углепластика; мощность – 100 кВт; запас энергии – 1кВт·ч; КПД – более
0,92; дизайн, цена – договорные. Калифорния, национальная лаборатория
„Лауренс-Ливермор" – и далее адрес и факс. „Лауренс-Ливермор" – это вам
ничего не говорит? Да это же одна из самых высокотехнологичных военных
лабораторий в США, а пожалуй, и в мире.
Да, теперь супермаховик – в надежных руках! |