Анатолий Георгиевич Уфимцев — известный русский изобретатель-самоучка, человек интересной и трудной судьбы, родился в Курске 13 ноября 1880 года.

Особенно знаменит Уфимцев созданием маховичных инерционных аккумуляторов, которые он применил для ветроиспользо- вания, хотя и отмечал их перспективность для транспортных целей. Им были разработаны аккумуляторы разных типов для ветроиспользования, проведен тщательный анализ электрических аккумуляторов, а также «водородного аккумулирования», т. е. разложения воды путем электролиза на кислород и водород с дальнейшим их использованием; анализ теплового аккумулирования энергии в водяных баках и, наконец, инерционных аккумуляторов, на которых и был остановлен выбор.

Инерционный аккмулятор, состоящий из вращающегося маховика, соединенного с электрической или механической (рис. 50) трансмиссией, был предложен Уфимцевым в 1918 г. В 1920 г. им был изготовлен инерционный аккумулятор с маховиком массой 30 кг и давлением в камере вращения 2,5—3 мм рт. ст. После 50-минутной зарядки инерционного аккумулятора маховик вращался с частотой 12 000 об/мин. Затем зарядный двигатель отключался, включался генератор и к нему подключалась электрическая 5-свечовая лампочка, которая светила в течение 3 ч.

 

Рис. 50. Инерционный аккумулятор А. Г. Уфимцева с механическим приводом:

1—маховик; 2—вал; 3—кожух; 4—крышка; 5 и 6—малая и большая шестерни; 7—(выходной вал; 8—подшипник с уплотнением

В 1924 г. Уфимцевым была построена более крупная модель инерционного аккумулятора с маховиком массой 320 кг. Этот аккумулятор после зарядки обеспечивал равномерное свечение группы электрических ламп в 1000 свечей в течение часа.

Работы А. Г. Уфимцева по созданию аккумулятора энергии для ветродвигателей приобрели народнохозяйственное значение. Для демонстрации действия нового аккумулятора была построена Курская ветроэлектрическая станция, существующая и по настоящее время.

А. Г. Уфимцев сделал исключительно много, для создания новых типов маховичных аккумуляторов и их усовершенствования. И, пожалуй, в любом современном маховичном двигателе есть доля работы и жизни нашего «поэта техники» А. Г. Уфимцева.

Идеи Уфимцева живут, например, в проекте проф. Р. Поста и С. Поста (США), предусматривающем накопление энергии на электростанциях для использования в часы пик при помощи супермаховиков. Расчет показывает, что накопление энергии с помощью них, значительно эффективнее и экономичнее, чем применяемое в настоящее время аккумулирование с помощью подъема воды насосными установками. Ранее, когда маховики изготовлялись из металла, о таких перспективах не могло быть и речи.

В проекте предусматривается накопление 20 МВт энергии в час в супермаховике массой 200 т и диаметром 5 м. Рабочая частота вращения 3500 об/мин.

Супермаховик состоит из концентрических колец, навитых из кремниевого волокна, насаженных одно на другое с небольшим зазором, заполненным эластичным веществом типа резины для предохранения от расслоения обода (рис. 51).

Супермаховик помещается в герметичный корпус и соединяется с валом генератора. Устройство работает как генератор при потребности в энергии и как электродвигатель, когда энергия накапливается в маховике. Подсчитано, что затраты на киловатт мощности будут в этом случае на 47 фунтов стерлингов меньше, чем при гидроаккумулировании.

 

Рис. 51. Гигантский маховик для аккумулирования энергии электростанций в ночное время:

1—магнитная подвеска; 2—подшипники; 3—мотор-генератор с постоянными магнитами на роторе; 4— «слоеный» маховик

Единственное, что вызывает опасение авторов проекта — это случайный разрыв супермаховика. При его разрыве выделится энергия, эквивалентная взрыву 1000 т тринитротолуола. Поэтому энергетический агрегат планируется помещать под землей на безопасной глубине.

Однако, по нашему мнению, эти опасения преувеличены. Опыты по разрыву супермаховиков, описанные выше, показывают, что мгновенно выделяется лишь ничтожная часть энергии, накопленной в маховике, — не более 1—2%. Остальная энергия выделяется достаточно медленно, вызывая лишь тепловой эффект. Еще менее опасен разрыв ленточных вариантов.

Итак, маховик в качестве двигателя позволяет значительно увеличить экономичность, производительность и другие полезные качества машин (мы здесь не говорим о транспортных машинах, так как о них пойдет речь особо). Но, к сожалению, иногда от маховика требуют больше, чем он способен дать. Иногда, увлекаясь кинематикой таких устройств, авторы разработок забывают о динамической, силовой стороне дела и создают (к счастью, чаще всего на бумаге) нежизненные и даже опасные конструкции.

Конечно, создать маховичный двигатель, который отдаленно (а при ближайшем рассмотрении и очень) напоминал бы вечный двигатель или безопорный инерцоид создать заманчиво, но, увы, нереально