Ленточный маховик может вращаться со скоростью 9 559 оборотов в минуту. Вращение кевларового - вдвое быстрее - около 19 000 оборотов в минуту.
Такую скорость развивает даже двигатель бытового пылесоса, с чем его подшипники прекрасно справляются.
Скорость вращения мощных газовых турбин обычно превышает 30 000 оборотов в минуту, а там есть подшипники, работающие в худших условиях, чем в маховике - в турбинах на них действуют нагрев, сильные вибрации и другие отрицательные факторы, которые в маховике отсутствуют.
Если один подшипник вставить в другой, то на каждый из них придется только половина общей скорости.
А если закрепить над маховиком кольцеобразный магнит, который будет принимать на себя его силу тяжести - тогда маховик должен быть стальной.
Чтобы получить тот же эффект с кевларовым, стеклянным и графитовым маховиками, надо вмонтировать в них второй магнит, взаимодействующий с первым.
Лучше чтобы магниты работали не на притяжение, а на отталкивание, тогда маховик сам вывесится на определенной высоте и в таком положении будет вращаться. Если например взять два кольцевых магнита от динамиков, надеть их на немагнитную палочку одноименными полюсами друг к другу - верхний магнит повиснет над нижним, и потребуется усилие чтобы приблизить их друг к другу.
Но и в такой магнитной подвеске нужны подшипники - маховик здесь разгружен только от силы тяжести, а не от боковых сил. Подшипники будут фиксировать подвеску. Без нагрузки - энергии на их вращение потребуется немного.
Магнитная подвеска маховика в виде батареи магнитов.
Одна из таких подвесок поддерживала мой маховик, массой 7 кг и диаметром около 0.5 м. В ней были использованы 10 магнитов, каждый массой около 30 г и диаметром 3 см, и миниатюрные фиксирующие подшипники, размером не больше таблетки.
Показывая своим гостям устройство подвески, я как бы нечаянно подталкивал маховик, и он начинал медленно, со скоростью диска проигрывателя вращаться. Но если после выключения проигрывателя его диск через считанные секунды останавливается, мой маховик продолжал крутиться в течение всего разговора, и казалось, скорость его не уменьшалась. Гости уже из принципа ждали час, другой, но маховик и не думал останавливаться.
Еще более свободно маховик будет вращаться в вакууме. Но как отбирать накопленную энергию через стенку вакуумной камеры?
Если нужно получить от маховика электроэнергию - устанавливаем внутри камеры вращения вместе с маховиком генератор, а провода выводим наружу через герметичные изоляторы. Подавая ток по проводам в машину, которая в этом случае будет работать в режиме двигателя, разгоняем маховик. Потом переводим машину в режим генератора, и она начинает выдавать электрический ток, отбирая энергию у маховика.
Однажды я увидел во сне магнитофон. Его вращающиеся катушки с лентой натолкнули меня на правильное решение. Для проверки своей мысли я изготовил специальные катушки, где намотка начиналась почти от самого вала, и поставив их на магнитофон, включил его в режиме перемотки.
Магнитофонный привод.
В то время как одна катушка (на которой ленты было немного) трогалась с места, другая (полная) вращалась едва заметно. Затем, по мере намотки ленты на первую катушку, вторая разгонялась все больше и больше. Наконец, когда первая заполнилась, ее скорость вращения стала едва заметной. Зато вторая, с которой лента смоталась, вращалась очень быстро - совсем как разогнанный маховик...
Ленту для подобного привода я взял такую же, какую использовал в маховиках - стальную, толщиной 1 мм и шириной 40 мм. "Магнитофонный" привод позволял передавать энергию от одного маховика другому, почти без потерь.
При торможении неподвижный маховик разгонялся инерцией, принимая чуть ли не всю энергию автомобиля и доводя его практически до остановки, а затем разгонял неподвижный автомобиль примерно до той же скорости, что была у него до торможения - теперь, отдав энергию останавливался маховик.
Этот привод работал как бы по заданной программе, всегда одинаково. Регулировать его надо было заранее, до пуска.
Чтобы полнее использовать энергию маховика (и регулировать скорость его вращения без какого-либо привода), можно менять расположение основной массы в маховике - либо отодвигать ее от оси вращения, либо приближать к ней.
Чтобы вращаться быстрее, например в танцах на льду, человеку надо сгруппироваться, собрать руки и плечи поближе к туловищу. Для замедления вращения ему следует наоборот, раскинуть руки пошире, отодвигая тем самым часть массы подальше от оси вращения. Лучше держать в это время в руках грузы, например гантели.
Так и в маховике: если изготовить его части раздвижными, то складывая части, можно ускорить вращение, а раздвигая - замедлить.
