Вовк Іванович

асистент кафедри професійної освіти та технологій с/г виробництва

Глухівського національного педагогічного університету

ім.Олександра Довженка

м.Глухів

ГЕНЕЗИС РОЗВИТКУ МАХОВИКОВИХ НАКОПИЧУВАЧІВ ЕНЕРГІЇ

На сучасному етапі стрімкого розвитку науки і техніки проблема накопичення енергії – є однією із найважливіших проблем науково-технічної галузі. Оскільки будь-який технологічний процес не може обійтися без накопичення енергії, у зв'язку з цим існує потреба у розробці різних механізмів, які забезпечуватимуть даний процес. Нині електрична енергія є найбільш застосованою та зручною, тому електричні її накопичувачі мають найбільшу вагомість для людства в цілому.

В умовах сьогодення маховикові накопичувачі енергії широко використовуються в енергетиці, накопичуючи енергію, наприклад, в нічний час, коли потреби в ній мінімальні, та віддаючи її в піковий період, коли електростанції перевантажуються. Саме тому зараз актуальним постає питання дослідження шляхів розвитку та удосконалення накопичувачів енергії.

Варто відзначити, що історія розвитку маховикових накопичувачів сягає глибокої давнини і пов’язана з одним із найвеличніших міст Межиріччя - стародавнім Уром, у руїнах якого в 1929 році знаменитий англійський археолог Леонард Вуллі знайшов не зовсім звичайний гончарний круг. [1, с. 49].

Через 1200 років після винаходу маховика в Межиріччі, в стародавньому Китаї був виготовлений інший гончарний круг маховичного типу. Цей маховик був значно досконалішим, витесаним із каменю, що надавало йому велику міцність і довговічність. Приводився такий масивний диск в обертання ногами.

У Європі часів Середньовіччя впевненого розвитку набували технічні науки, з'являлися нові машини та механізми. Застосування маховика стало дедалі поширенішим у різних технічних пристроях. Характерним прикладом і доказом цього є ковшовий водопідйомник XV століття, колесо якого повинен був повертати вручну спеціально найнятий для цього працівник. Якщо людині було зручно обертати рукоятку, укріплений на ній досить великий маховик «приймав» частину енергії і повертав її тоді, коли крутити ручку ставало незручно. В результаті робітник менше стомлювався, а машина працювала більш рівномірно. За подібним принципом працював і поршневий насос кінця XV - початку XVI століття для підняття води у важкодоступні місця[2, с. 143].

Наступним етапом науково-технічного прогресу було винайдення парового двигуна та двигуна внутрішнього згорання, проте вони мали суттєві недоліки – машина виділяла енергію лише у момент подачі пари в циліндр або в момент спалювання в ньому пального.Решту часу вона лише витрачала її на своє прокручування. У зв’язку з цим велику увагу привернула необхідність використання маховика [1, с. 50].

Таким чином, в період початку розквіту машинобудування маховик завойовував собі чільне місце. Вперше його використання знайшло відображення в 1791 році російським механіком І.П. Кулібіним у його знаменитій «самокатці».

Перший маховозбув винайдений1862 року З. Шуберським, який був зроблений із системи маховикових коліс і повинен був працювати під час руху поїздів по крутих схилах залізниць, маючи змогу використовувати збережену швидкість при підйомі вгору.

1883 рік позначився створенням Дж. Хауелломвійськовоїторпеди для доставки вибухівки до атакованого корабля. В даному пристрої маховикпри водився в дію паровою машиною за 1 хвилину, в результаті чого торпеда мала змогу пройти близько 1,5 кілометрів зі швидкістю 55 кілометрів на годину.

Згодом, 1905 рокувчений Ф. Ланчестер отримав патент на власний винахід, який був по суті відображенням маховика, що міг досить швидко обертатися, приводячи в рух моторний екіпаж.

У 1918 році вже радянський винахідник А.Г. Уфімцевстав власником патенту на маховиковий накопичувач - інерційний акумулятор. Через декілька років він довів використаннятакогомаховика під час приведення в рух трамвая. Однак даний проект у той час не був здійснений. Використання маховиків, близьких до сучасних, в транспортній сферірозпочинається з появоюмаховикових візків для внутрішньозаводських перевезень. Маховики в автомобілях з’явилися з виготовленням швейцарською фірмою «Ерлікон» маховоза-гіробуса в 1945 році [3, с. 157].

Нині дослідження, присвячені використаннбюмаховикових накопичувачів енергії в транспорті, мають вагоме місце серед науково-технічних розробок різних країн, до списку яких входить і Україна. Так, наприклад, у Нью-Йорку два трамвайних вагони мають в обладнанні маховикові накопичувачі, завдяки чому економія енергії склала близько 30%. Швецька компанія «Вольво» зробила пробну експлуатацію міського автобуса, де з метою акумулювання енергії гальмування застосовується маховиковий накопичувач у поєднанні з гідрооб'ємною трансмісією.

В сучасній Україні розробка діючих моделей та екологічно чистих автомобілів з наявністю рекуператорів енергії належить фахівцям Харківського державного автомобільно-дорожнього технічного університету в тісній співпраці з ученими Харківського фізико-технічного інституту низьких температур НАНУ.

Література

1. Гулиа Н. В. Удивительнаямеханика / Н. В. Гулиа. –М.:НЦ ЗНАС, 2006. – 187 с.

2. Устройствоавтомобиля/ [Под ред.Е.В. Михаловского, К.Б. Серебрякова, Е.Я. Тура]. - М.: Машиностроение, 1985. - 325 с.

3.   Гулиа Н. В. В поисках «энергетическойкапсулы» / Н. В. Гулиа. - М.: «Детскаялитература», 1986. – 342 с.