Супермаховик

Супермаховик, який містить маточину з диском і обід, виконаний у вигляді намотки з високоміцної стрічки, який відрізняється тим, що намотка виконана у вигляді тіла обертання конусоподібної форми, переріз якого діаметральною площиною має вигляд трикутника заданих розмірів. (19) (21) u201107156 (22) 06.06.2011 (24) 25.01.2012 (46) 25.01.2012, Бюл.№ 2, 2012 р. (72) ГАЙША ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, КАНЯШИН ВІТАЛІЙ ОЛЕГОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ ІМЕНІ АДМІРАЛА МАКАРОВА 3 міцності матеріалу намотки. Як високоміцну стрічку можна застосувати карбонове волокно, описане, наприклад, у «С. Симамура. Углеродные волокна. М.: «Мир», 1987». Супермаховик працює наступним чином. При обертанні супермаховика, яке передається йому за допомогою маточини 1, у ньому запасається кінетична енергія, а відцентрові сили прагнуть розірвати його. Максимальна концентрація напружень спостерігається у центральній області супермаховика, і при запропонованій конусоподібній формі ободу 3 відцентрові сили розподіляються за іншим законом, ніж при традиційній циліндричній намотці. Розрахунок показує, що при конусоподібній намотці концентрація напружень на границі з диском 2 при однаковій масі супермаховика буде дещо більшою при однаковій швидкості обертання, однак питома енергія, що запасається запропонованим супермаховиком, буде значно більшою. У порівнянні з прототипом, при масі маховика, наприклад, 3250 кг і при кутовій швидкості обертання 90 рад/с, супермаховик, згідно з пропозиці8 8 єю, дозволяє запасти 1,210 Дж, при 0,710 Дж у прототипі. З точки зору забезпечення потреб міц 66870 4 ності маховиків двох вказаних типів можна сказати, що гранична швидкість обертання запропонованого маховика складає 90 рад/с, а циліндричного, згідно прототипу, складає 110 рад/с, тобто запропонований маховик виглядає ніби гірше. Однак, маховики призначені для запасання енергії, а не тестування міцності, і при меншій кутовій швидкості 90 рад/с запропонований конусоподібний 8 обід запасає 1,19410 Дж, в той час як більш шви8 дкий циліндричний при 110 рад/с запасає 0,99750 Дж, що менше на 20 %. Таким чином, використання конусоподібної намотки у конструкції супермаховика дозволяє збільшити максимально можливу питому енергію, що запасається на одиницю маси, без зміни матеріалів для намотки. Також у пропонованому супермаховику більші обсяги енергії запасаються при менших швидкостях обертання, що дуже важливо, бо це є більш безпечним у випадку розриву ободу супермаховика. Таким чином, пропонований супермаховик є більш безпечним та енергомістким при використанні його у технічних пристроях та системах. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 66870 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601