Технические аспекты "Формулы-1"

[AlfaJet]

http://s60.radikal.ru/i167/0812/de/a38907c3faa4.jpg
Бошевский КЕРС

[AlfaJet]

Здесь тех.описание не формульного маховика, но все же дает представление, какие технические проблемы приходится решать инженерам.
"....Сам маховик имеет относительно небольшие размеры, расположен внутри контейнера примерно 60 сантиметров в высоту и 46 сантиметров в диаметре. Магнитно-левитируемый маховик вращается в вакууме со скоростью 54000 об/мин (тяжелые стальные маховики работают на скорости 8000 об/мин). Маховик не испытывает практически никакого аэродинамического сопротивления внутри герметично запаянного первичного контейнера. При запуске вал 52-фунтового маховика/ротора немедленно начинает левитировать в поле расположенных сверху электромагнитов. Четыре других электромагнита (два сверху и два снизу) поддерживают точное центрирование вала и его перпендикулярность.

Созданный для надежной и безопасной эксплуатации, маховик изготовлен из пропитанной эпоксидной смолой углеродной нити длиной 4,5 мили, туго закрученной, спрессованной и высушенной. В отличие от больших металлических маховиков, весящих сотни фунтов, маховик Socomec Sicon UPS не подвержен разрушению. В крайне редком случае разрушения маховика при превышении его нормальной рабочей скорости вращения 54000 об/мин более чем на 33% он просто размотается на нити с образованием частиц пыли.

Маховик расположен внутри двух стальных корпусов: внутреннего корпуса, содержащегося вращающуюся в вакууме группу, и внешнего корпуса. Внутренний корпус предназначен для сопротивления сжимающей нагрузке и удержания всех элементов маховика в случае неисправности вращающейся группы. Полость между двумя корпусами заполнена вязкой жидкостью, действующей как хладагент при нормальной работе и как гидродинамический буфер при неисправности маховика во внутреннем корпусе. Внутренний корпус соединен с внешним отделяемым фланцем, и жидкость принимает га себя вращение неисправного маховика во внутреннем корпусе. Внутренний корпус будет непродолжительное время вращаться в охлаждающей жидкости, которая действует теперь как гидравлический прерыватель, останавливающий вращение. Та многократно проверенная противоаварийная система позволяет за несколько секунд безопасно рассеивать энергию от неисправного маховика, гарантируя почти полное отсутствие передачи вращающего момента на шкаф. Безопасность является первостепенной в конструкции VSS+dc.

Электричество генерируется синхронным реактивным 4-полюсным двигателем-генератором. Ротор – это центральный вал, показанный на рис. 3. Статор частично перекрывает нижнюю часть вала, соединенную с корпусом. Имеется 4 узла в нижней части вала, имеющего слоистые металлические полосы (чередующиеся магнитные и немагнитные). При возбуждении генератор начинает вырабатывать электричество на двунаправленный преобразователь. Возбуждение генератор происходит как в типичном двигателе типа “беличья клетка” (короткозамкнутая обмотка).

Для поддержания чистого вакуума, свободного от трения Socomec Sicon UPS VSS+dc имеет насос для откачивания молекул, встроенный в верхнюю часть вала. Вращающийся вал действует как ротор насоса. Насос имеет спиральные вырезы, позволяющие проходить молекулам (но не каплям) водяного пара, которые откачиваются в двух верхних камерах. Верхняя камера находится при низком давлении, нижняя – при крайне низком давлении (высокий вакуум). Молекулы откачиваются в верхние абсорберы (поглотители), последние собирают и хранят молекулы для поддержания низкого давления в нижней камере. Вся эта система удалит до 5 граммов молекул на протяжении своего ресурса – около 20 лет. Абсорберы способны поглощать более 5 граммов за этот жизненный цикл и могут быть высушены и восстановлены без удаления герметичного уплотнения.

Рабочий диапазон скоростей вращения VSS+dc 54000 – 25000 об/мин. Он обеспечивает мощность 190 кВт в течение 13 секунд. Ниже 25000 об/мин VSS+dc отключается от шины постоянного тока ИБП. При запуске в эксплуатацию системе требуется менее 15 минут для раскрутки до полной скорости при подключении к большинству систем ИБП. После разряда система обычно возвращается в нормальный режим за 2-3 минуты. При применении с ИБП последний обеспечивает лишь малую часть «зарядной» мощности, а VSS+dc производит большую часть этой мощности. VSS+dc сконструирован так, что он может поглощать мощность с той же скоростью, что и при отдаче мощности. Когда возвращается полная зарядная мощность, VSS+dc может полностью перезаряжаться менее чем за 30 секунд. Маховик считается “симметричным”, так как он может принимать зарядную мощность с той же скоростью, что и отдавать ее."

[Sasha]

А здесь некоторые "штатские" посмеивались над карбоновым маховиком и магнитной подвеской.

[fda2000]

Ну что, ставим ветряк с маховиком на балконе и показываем голый зад Чубайсу?

[V_M]

Здесь тех.описание не формульного маховика, но все же дает представление, какие технические проблемы приходится решать инженерам.
"....Сам маховик имеет относительно небольшие размеры, расположен внутри контейнера примерно 60 сантиметров в высоту и 46 сантиметров в диаметре. Магнитно-левитируемый маховик вращается в вакууме со скоростью 54000 об/мин (тяжелые стальные маховики работают на скорости 8000 об/мин). Маховик не испытывает практически никакого аэродинамического сопротивления внутри герметично запаянного первичного контейнера. При запуске вал 52-фунтового маховика/ротора немедленно начинает левитировать в поле расположенных сверху электромагнитов. Четыре других электромагнита (два сверху и два снизу) поддерживают точное центрирование вала и его перпендикулярность.

Интересно потребление энергии на электромагниты какое, не получиться, что большая часть выработанной энергии уйдет на поддержание самой системы в рабочем состоянии.
Так же очень интересно как система будет гасить колебания болида при штурме бордюров и боковых перегрузках.

Рабочий диапазон скоростей вращения VSS+dc 54000 – 25000 об/мин. Он обеспечивает мощность 190 кВт в течение 13 секунд. Ниже 25000 об/мин VSS+dc отключается от шины постоянного тока ИБП. При запуске в эксплуатацию системе требуется менее 15 минут для раскрутки до полной скорости при подключении к большинству систем ИБП. После разряда система обычно возвращается в нормальный режим за 2-3 минуты. При применении с ИБП последний обеспечивает лишь малую часть «зарядной» мощности, а VSS+dc производит большую часть этой мощности. VSS+dc сконструирован так, что он может поглощать мощность с той же скоростью, что и при отдаче мощности. Когда возвращается полная зарядная мощность, VSS+dc может полностью перезаряжаться менее чем за 30 секунд. Маховик считается “симметричным”, так как он может принимать зарядную мощность с той же скоростью, что и отдавать ее."

А при помощи чего он раскручивается?
Раскрутка должна быть непрерывной или необходимо суммарное время в 15 минут.

[fda2000]

Интересно потребление энергии на электромагниты какое, не получиться, что большая часть выработанной энергии уйдет на поддержание самой системы в рабочем состоянии.

Об ЭЛЕКТРОмагнитах как основных речь не шла. Скорее всего, они для оперативной регулировки. И вообще, это был гражданский маховик

[V_M]

Об ЭЛЕКТРОмагнитах как основных речь не шла. Скорее всего, они для оперативной регулировки. И вообще, это был гражданский маховик

В тексте упомянуты 6 электромагнитов, 2 поддерживающих и 4 балансировочных и центрирующих, для их работы требуется энергия. Вот лично мне интересно внутреннее потребление на поддержание системы в рабочем положении в отношении к вырабатываемой. Проще говоря КПД.
При условии 15 минутной раскрутки потребуется ее поддерживать.
Гражданский или для Ф1 сейчас не столь важно, ведь обсуждаем не эффективность его применения в гонках, а принцип действия.

[fda2000]

В тексте упомянуты 6 электромагнитов, 2 поддерживающих и 4 балансировочных и центрирующих, для их работы требуется энергия. Вот лично мне интересно внутреннее потребление на поддержание системы в рабочем положении в отношении к вырабатываемой. Проще говоря КПД.
При условии 15 минутной раскрутки потребуется ее поддерживать.
Гражданский или для Ф1 сейчас не столь важно, ведь обсуждаем не эффективность его применения в гонках, а принцип действия.

Ну достаточно набрать в Яндексе VSS+dc - и вся инфа доступна Вроде о 300Вт общего расхода писали, притом что запасает 190КВт на 13 секунд. Пишут, в 10 раз лучше, чем у аккумуляторов. Понятно, что это не для бытовых нужд рассчитано
Подробнее например тут: http://newsdesk.pcmag.ru/node/881

[V_M]

Ну достаточно набрать в Яндексе VSS+dc - и вся инфа доступна Вроде о 300Вт общего расхода писали, притом что запасает 190КВт на 13 секунд. Пишут, в 10 раз лучше, чем у аккумуляторов. Понятно, что это не для бытовых нужд рассчитано
Подробнее например тут: http://newsdesk.pcmag.ru/node/881

Теперь понятно, что это за зверь.
Но как это можно применить данный принцип в гонках, раскручивать за счет энергии батарей, что бы после ракрутки отдать энергию на двигатель или зарядить батареи.

[fda2000]

Но как это можно применить данный принцип в гонках, раскручивать за счет энергии батарей, что бы после ракрутки отдать энергию на двигатель или зарядить батареи.

А почему за счет энергии батарей? Ведь там раскручивается от сети... Раскручиваем на торможении, питаем эти условные несчастные 300Вт за счет накопленного, что-то да накопится для разгона

[V_M]

А почему за счет энергии батарей? Ведь там раскручивается от сети... Раскручиваем на торможении, питаем эти условные несчастные 300Вт за счет накопленного, что-то да накопится для разгона

Раскручивать как будем механическим или электрическим путем.
Если механическим, то потребуется связать механически вал маховика и трансмиссию, что значительно ухудшит эффективность данной системы.
Если электрически, то как быть с принципом рекуперации кинетической энергии или поставим отдельный генератор для раскрутки маховика.

[fda2000]

Раскручивать как будем механическим или электрическим путем.
Если механическим, то потребуется связать механически вал маховика и трансмиссию, что значительно ухудшит эффективность данной системы.
Если электрически, то как быть с принципом рекуперации кинетической энергии или поставим отдельный генератор для раскрутки маховика.

Вильямс хочет электрическим, хотя как раз с механическим был бы больший КПД - теоретически... Совмещенный генератор/мотор, встроенный в маховик - я так понял работу VSS+dc... Ну и судя по всему, у Вильямса тот же принцип будет, т.е. отдельный электромотор к двигателю или КПП... Просто вместо аккумуляторов - система по типу VSS+dc. Остальное как у всех.

[V_M]

Вильямс хочет электрическим, хотя как раз с механическим был бы больший КПД - теоретически... Совмещенный генератор/мотор, встроенный в маховик - я так понял работу VSS+dc... Ну и судя по всему, у Вильямса тот же принцип будет, т.е. отдельный электромотор к двигателю или КПП... Просто вместо аккумуляторов - система по типу VSS+dc. Остальное как у всех.

Но для раскрутки электрическим способом нужна энергия, а откуда ее взять, собственный генератор системы еще не будет работать, вместо батарей заряженная система, но пока она не зарядиться энергию можно взять только с основного генератора на ДВС или отдельного генератора с приводом от колес.
Время раскрутки 15 минут, перезарядки 2-3 минуты.
Не думаю, что Макс позволит выезжать на старт с заряженными КЕРС, значит Вильямсу понадобиться около 10-12 кругов, чтобы привести систему в рабочее положение и применить ее можно только раз в 2-3 круга.
Далее вес системы будет очень большим, по меркам Ф1, сама система около 40 кг (только маховик около 25 кг), а еще электромотор и вспомогательные системы.

[fda2000]

Но для раскрутки электрическим способом нужна энергия, а откуда ее взять, собственный генератор системы еще не будет работать, вместо батарей заряженная система, но пока она не зарядиться энергию можно взять только с основного генератора на ДВС или отдельного генератора с приводом от колес.
Время раскрутки 15 минут, перезарядки 2-3 минуты.
Не думаю, что Макс позволит выезжать на старт с заряженными КЕРС, значит Вильямсу понадобиться около 10-12 кругов, чтобы привести систему в рабочее положение и применить ее можно только раз в 2-3 круга.
Далее вес системы будет очень большим, по меркам Ф1, сама система около 40 кг (только маховик около 25 кг), а еще электромотор и вспомогательные системы.

Отдельного генератора с колес. 15 минут, 40кг - это все конкретный экземпляр, не имеющий к Ф1 никакого отношения.

[Sasha]

Время раскрутки 15 минут, перезарядки 2-3 минуты.
Не думаю, что Макс позволит выезжать на старт с заряженными КЕРС, значит Вильямсу понадобиться около 10-12 кругов, чтобы привести систему в рабочее положение и применить ее можно только раз в 2-3 круга.
Далее вес системы будет очень большим, по меркам Ф1, сама система около 40 кг (только маховик около 25 кг), а еще электромотор и вспомогательные системы.

Приведенный в пример fda2000 КЕРС накапливает в 6,2 раза больше энергии чем разрешено по регламенту Ф1.
При той же скорости и размерах маховик можно сделать 4 кг. И скорость накопления энергии снизится соответственно до 2,5 - 3 минут. И не забывай, что скорость накопления энергии зависит от колличества оной выделяющейся на торможениях.
Слова "элекромагнитная муфта" тебе о чем нибудь говорят