플라이휠 에너지 저장: 힘을 추가하거나 추출하기 위해 속도 증가 또는 감소

By Fouad Sabry

플라이휠 에너지 저장이란?

플라이휠 에너지 저장(FES) 시스템은 시스템의 에너지를 회전 에너지로 유지하는 동시에 로터의 속도를 높이는 방식으로 작동합니다( 플라이휠)을 매우 높은 속도로 시스템에서 에너지가 제거되면 에너지 절약 이론의 직접적인 결과로 플라이휠의 회전 속도가 느려집니다. 반면에 시스템에 에너지가 추가되면 에너지 절약 원칙의 직접적인 결과로 플라이휠의 회전 속도가 상승합니다.

혜택을 받는 방법

(I) 다음 주제에 대한 통찰 및 검증:

1장: 플라이휠 에너지 저장

2장: 에너지 저장

3장 : 초전도 자기 에너지 저장

4장: 자이로스코프

5장: 전기 모터

6장: 플라이휠

7장: 재생 제동

8장: 자기 베어링

9장: 브러시리스 DC 전기 모터

10장: DC 모터

11장: 모터 -발전기

12장: 분당 회전수

13장: 그리드 에너지 저장

14장: 마이크로터빈

15장: 제어 모멘트 자이로스코프

16장: 리타더(기계 공학)

17장: 런던 모멘트

18장: 하이브리드 자동차 구동계

장 19: 운동 에너지 회수 시스템

20장 : 자세 제어

21장: 플라이휠 저장 전력 시스템

(II) 플라이휠 에너지 저장에 대한 대중의 주요 질문에 답하기

(III) 실제 사례 많은 분야에서 플라이휠 에너지 저장 장치를 사용하기 위해.

(IV) 플라이휠 에너지 저장 장치 기술에 대한 360도 완전한 이해를 위해 각 산업에서 266개의 신기술을 간략하게 설명하는 17개의 부록

이 책의 대상

전문가, 학부생 및 대학원생, 열성 팬, 애호가 및 모든 종류의 기본 지식이나 정보를 넘어서고자 하는 사람들 플라이휠 에너지 저장

• Language: 한국어
• Publisher: 10 억 지식이 걸립니다 [Korean]
• Release date: Dec 19, 2022

Book preview

저작권

플라이휠 에너지 저장 저작권 © 2022 푸아드 사브리. 모든 권리 보유.

모든 권리 보유. 이 책의 어떤 부분도 저자의 서면 허가 없이 정보 저장 및 검색 시스템을 포함한 전자적 또는 기계적 수단으로 어떤 형태나 형태로도 복제할 수 없습니다. 유일한 예외는 리뷰에서 짧은 발췌문을 인용 할 수있는 리뷰어에 의한 것입니다.

표지는 푸아드 사브리가 디자인했습니다.

이 책은 픽션 작품입니다. 이름, 인물, 장소 및 사건은 저자의 상상력의 산물이거나 허구로 사용됩니다. 실제 사람, 산 사람이나 죽은 사람, 사건 또는 지역과의 유사성은 전적으로 우연의 일치입니다.

보너스

[e-mail] 로 플라이휠 에너지 저장: 속도 증가 또는 감소, 전력 추가 또는 추출이라는 제목으로 이메일을 보내면 이 책의 처음 몇 장이 포함된 이메일을 받게 됩니다.

푸아드 사브리

1BK 웹 사이트 방문

www.1BKOfficial.org

머리말

나는 왜 이 책을 썼을까?

이 책을 쓰는 이야기는 1989 년 중등 학교 학생이었을 때 시작되었습니다.

그것은 현재 많은 선진국에서 이용할 수 있는 STEM(과학, 기술, 공학 및 수학) 학교와 매우 유사합니다.

STEM은 학제 간 및 응용 접근 방식으로 과학, 기술, 공학 및 수학의 네 가지 특정 분야에서 학생들을 교육한다는 아이디어에 기반한 커리큘럼입니다. 이 용어는 일반적으로 학교의 교육 정책 또는 커리큘럼 선택을 다루는 데 사용됩니다. 인력 개발, 국가 안보 문제 및 이민 정책에 영향을 미칩니다.

도서관에는 매주 수업이 있었는데, 각 학생은 자유롭게 책을 선택하고 1 시간 동안 읽을 수 있습니다. 수업의 목적은 학생들이 교육 커리큘럼 이외의 과목을 읽도록 격려하는 것입니다.

도서관에서 선반에있는 책을 보면서 5 부로 총 5,000 페이지의 거대한 책을 발견했습니다. 책 이름은 기술 백과 사전으로, 우리 주변의 모든 것을 설명하고, 반도체에 절대 제로, 그 당시 거의 모든 기술은 다채로운 삽화와 간단한 단어로 설명되었습니다. 나는 백과 사전을 읽기 시작했고, 물론 매주 1 시간 수업에서 그것을 끝낼 수 없었다.

그래서 나는 아버지에게 백과사전을 사도록 설득했습니다. 아버지는 제 인생의 시작에서 모든 기술 도구, 최초의 컴퓨터 및 최초의 기술 백과 사전을 구입했으며 둘 다 저와 제 경력에 큰 영향을 미쳤습니다.

나는 올해 같은 여름 방학에 전체 백과 사전을 마쳤고, 우주가 어떻게 작동하는지, 그리고 그 지식을 일상적인 문제에 적용하는 방법을보기 시작했습니다.

기술에 대한 저의 열정은 30 년 전에 시작되었으며 여전히 여정은 계속되고 있습니다.

이 책은 신흥 기술 백과 사전의 일부로, 독자들에게 내가 고등학교 때와 같은 놀라운 경험을 제공하려는 시도이지만, 20세기 기술 대신 21 세기 신흥 기술, 응용 프로그램 및 산업 솔루션에 더 관심이 있습니다.

신흥 기술 백과 사전은 365 권의 책으로 구성되며 각 책은 하나의 신흥 기술에 초점을 맞출 것입니다. 신흥 기술 목록과 산업별 분류는 책 끝에 있는 출시 예정 부분에서 읽을 수 있습니다.

365 권의 책은 독자들에게 1 년 동안 매일 하나의 신흥 기술에 대한 지식을 높일 수있는 기회를 제공합니다.

소개

이 책은 어떻게 썼습니까?

신흥 기술 백과 사전의 모든 책에서 나는 사람들의 마음에서 직접 즉각적이고 생생한 검색 통찰력을 얻으려고 노력하고 있으며 신흥 기술에 대한 질문에 답하려고 노력하고 있습니다.

매일 30억 건의 Google 검색이 이루어지며 그 중 20%는 이전에 본 적이 없습니다. 그들은 사람들의 생각에 직접적인 라인과 같습니다.

때로는 '용지 걸림을 제거하는 방법'입니다. 다른 경우에는 감히 Google과 공유 할 수있는 끔찍한 두려움과 은밀한 갈망입니다.

플라이휠 에너지 저장에 대한 콘텐츠 아이디어의 미개척 금광을 발견하기 위해 많은 도구를 사용하여 Google과 같은 검색 엔진의 자동 완성 데이터를 듣고 모든 유용한 문구와 질문을 신속하게 처리하면 사람들은 키워드 플라이휠 에너지 저장.

그것은 사람들의 통찰력의 금광이며, 신선하고 매우 유용한 콘텐츠, 제품 및 서비스를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 당신과 같은 친절한 사람들은 정말로 원합니다.

사람 검색은 인간의 정신에 대해 수집 된 가장 중요한 데이터 세트입니다. 따라서이 책은 라이브 제품이며, 당신과 나와 같은 사람들이 묻는 플라이휠 에너지 저장에 대한 새로운 질문에 대한 점점 더 많은 답변으로 지속적으로 업데이트되며,이 새로운 신흥 기술에 대해 궁금해하고 그것에 대해 더 알고 싶습니다.

이 책을 쓰는 접근 방식은 사람들이 플라이휠 에너지 저장을 검색하는 방법에 대한 더 깊은 수준의 이해를 얻고, 반드시 내 머리 꼭대기에서 생각하지 않을 질문과 질문을 드러내고, 이러한 질문에 매우 쉽고 소화하기 쉬운 단어로 대답하고, 책을 직접 탐색하는 것입니다.

그래서이 책을 쓸 때 가능한 한 최적화되고 타겟팅되도록했습니다. 이 책의 목적은 사람들이 플라이휠 에너지 저장에 대한 지식을 더 잘 이해하고 성장하도록 돕는 것입니다. 나는 사람들의 질문에 가능한 한 가깝게 대답하고 더 많은 것을 보여 주려고 노력하고 있습니다.

사람들이 가지고 있는 질문과 문제를 탐구하고 직접 답변하고 책의 내용에 통찰력, 검증 및 창의성(피치 및 제안까지)을 추가하는 환상적이고 아름다운 방법입니다. 이 책은 풍부하고 덜 혼잡하며 때로는 놀라운 연구 요구 영역을 밝혀냅니다. 이 접근법을 사용하여 책을 읽은 후 잠재적 인 독자의 마음에 대한 지식을 증가시킬 것으로 기대된다는 것은 의심의 여지가 없습니다.

나는이 책의 내용을 항상 신선하게 만들기 위해 독특한 접근법을 적용했다. 이 접근 방식은 검색 청취 도구를 사용하여 사람들의 마음을 듣는 것에 달려 있습니다. 이 접근 방식은 다음을 수행하는 데 도움이되었습니다.

독자가 있는 곳에서 정확히 만나면 화음을 울리고 주제에 대한 이해를 높이는 관련 콘텐츠를 만들 수 있습니다.

사람들이 이 새로운 기술에 대해 새로운 방식으로 이야기할 때 업데이트를 받고 시간 경과에 따른 추세를 모니터링할 수 있도록 손가락을 단단히 고정하십시오.

숨겨진 질문의 보물을 발견하려면 콘텐츠의 관련성을 높이고 승리의 우위를 제공하는 예상치 못한 통찰력과 숨겨진 틈새 시장을 발견하기 위해 새로운 기술에 대한 답변이 필요합니다.

이 책을 쓰기 위한 빌딩 블록에는 다음이 포함됩니다.

(1) 나는 독자들이 원하는 내용에 대한 직감과 추측에 시간을 낭비하지 않고 사람들이 필요로하는 것으로 책 내용을 채우고 추측을 바탕으로 끝없는 내용 아이디어에 작별 인사를했다.

(2) 나는 사람들이 읽고 싶어하고 알고 싶어하는 것을 실시간으로 맨 앞줄에 앉히고 검색 데이터를 사용하여 포함 할 주제와 제외 할 주제에 대한 대담한 결정을 내리기 위해 확고한 결정을 내리고 위험을 줄였습니다.

(3) 콘텐츠 제작을 간소화하여 며칠, 심지어 몇 주의 시간을 절약하기 위해 개별 의견을 수동으로 조사할 필요 없이 콘텐츠 아이디어를 식별했습니다.

사람들이 질문에 대답함으로써 직접적인 방법으로 지식을 늘리도록 돕는 것은 멋진 일입니다.

이 책을 쓰는 접근 방식은 검색 엔진에서 독자가 묻는 중요한 질문을 추적하고 추적하기 때문에 독특하다고 생각합니다.

승인을

책을 쓰는 것은 내가 생각했던 것보다 어렵고 내가 상상할 수 있었던 것보다 더 보람이 있습니다. 이 중 어느 것도 권위있는 연구자들이 완료 한 작업 없이는 불가능했을 것이며,이 신흥 기술에 대한 대중의 지식을 높이기위한 그들의 노력을 인정하고 싶습니다.

헌신

깨달은 사람들, 사물을 다르게 보고 세상이 더 나아지기를 바라는 사람들에게 그들은 현상 유지나 기존 국가를 좋아하지 않습니다. 당신은 그들과 너무 많이 동의하지 않을 수 있고, 그들과 더 논쟁 할 수 있지만, 당신은 그들을 무시할 수 없으며, 항상 사물을 바꾸기 때문에 과소 평가할 수 없습니다 ... 그들은 인류를 앞으로 나아가게 하고, 어떤 사람들은 그들을 미친 사람이나 아마추어로 볼 수 있지만, 다른 사람들은 천재와 혁신가를 봅니다.

제사

플라이휠 에너지 저장 (FES) 시스템은 시스템의 에너지를 회전 에너지로 유지하면서 동시에 로터 (플라이휠)의 속도를 매우 높은 속도로 증가시키는 방식으로 작동합니다. 시스템에서 에너지가 제거되면 에너지 보존 이론의 직접적인 결과로 플라이휠의 회전 속도가 느려집니다. 반면에 시스템에 에너지가 추가되면 플라이휠의 회전 속도는 에너지 보존 원리의 직접적인 결과로 상승합니다.

목차

저작권

보너스

머리말

소개

승인을

헌신

제사

목차

1장: 플라이휠 에너지 저장

5장: 분산 생성

제 3 장 : 초전도 자기 에너지 저장

4장: 자이로스코프

5 장 : 전기 모터

6장: 플라이휠

제 7 장 : 압축 공기 자동차

8장: 회생 제동

챕터 9: 마그네틱 베어링

10 장 : 브러시리스 DC 전기 모터

11 장 : 모터 발전기

12 장 : 모터 발전기

8 장 : 피킹 발전소

14 장 : 마이크로 터빈

15장: 모멘트 자이로스코프 제어

16장: 리타더(기계 공학)

제 17 장: 런던의 순간

18장: 하이브리드 차량 구동계

19장: 운동 에너지 회수 시스템

제 20 장: 태도 조절

21 장 : 플라이휠 저장 전원 시스템

후기

저자에 관하여

개봉박두

부록: 각 산업의 신기술

1장: 플라이휠 에너지 저장

플라이휠 에너지 저장 (FES) 시스템은 시스템의 에너지를 회전 에너지로 유지하면서 동시에 로터 (플라이휠)의 속도를 매우 높은 속도로 증가시키는 방식으로 작동합니다. 에너지 보존 개념의 결과로 플라이휠의 회전 속도는 시스템에서 에너지가 제거됨에 따라 느려집니다. 반대로 시스템에 에너지를 추가하면 플라이휠의 속도가 시스템에 도입되는 에너지의 양에 정비례하여 상승합니다.

대부분의 FES 시스템은 플라이휠의 속도를 높이거나 낮추기 위해 전기 에너지에 의존하지만 연구원들은 기계적 에너지를 직접 활용하는 장치를 개발하기 위해 노력하고 있습니다.

롤링 요소 베어링에 의해 제자리에 고정되고 모터 발전기에 연결되는 플라이휠은 일반적인 설정의 예입니다. 마찰의 양과 손실되는 에너지의 양을 줄이기 위해 플라이휠과 모터 발전기를 진공 챔버에 둘러쌀 수 있습니다.

1 세대의 플라이휠 에너지 저장 장치에서 에너지는 기계식 베어링에서 회전하는 거대한 강철 플라이휠에 저장됩니다. 탄소 섬유 복합 로터는 강철보다 인장 강도가 높고 동일한 질량에 대해 훨씬 더 많은 양의 에너지를 저장할 수 있기 때문에 최신 시스템에 사용됩니다.

자기 베어링은 마찰 계수가 낮기 때문에 기계식 베어링 대신 때때로 사용됩니다.

냉각 비용이 높기 때문에 저온 초전도체는 자기 베어링에 사용할 수있는 잠재적 인 재료로 빠르게 포기되었습니다. 반면에 고온 초전도체(HTSC) 베어링은 비용 효율적일 가능성이 있으며 에너지를 저렴하게 저장할 수 있는 시간을 잠재적으로 늘릴 수 있습니다. 하이브리드 베어링 시스템의 구현은 초기에 발생할 가능성이 가장 높습니다. 과거에는 고온 초전도체 베어링이 더 큰 설계에 필요한 리프팅 력을 제공하는 데 어려움을 겪었습니다. 그러나 이러한 베어링은 필요한 안정화력을 공급하는 데 능숙한 것으로 나타났습니다. 결과적으로 하이브리드 베어링의 하중 지지는 영구 자석에 의해 제공되며 고온 초전도체는 베어링을 안정화하는 데 사용됩니다. 초전도체는 이상적인 반자성체이기 때문에 부하 안정화와 관련하여 매우 잘 수행 할 수 있습니다. 로터가 중심 위치에서 벗어나려고 하면 플럭스 피닝으로 인한 복원력이 로터를 다시 가져옵니다. 베어링의 이러한 특성을 자기 강성이라고합니다. 플라이휠 응용 분야에 완전 초전도 자기 베어링을 사용하는 것은 초전도 자석의 본질적인 어려움인 열악한 강성과 댐핑으로 인해 회전축 진동이 발생할 수 있기 때문에 불가능합니다.

플럭스 피닝은 안정화 및 리프팅 힘을 공급하는 과정에서 매우 중요한 구성 요소이기 때문에 HTSC는 다른 용도보다 FES용으로 훨씬 더 쉽게 제조할 수 있습니다. 플럭스 피닝이 충분히 강한 한, HTSC 분말은 상상할 수있는 임의의 형상으로 성형 될 수있다. 초전도체가 FES 시스템에 완전한 양력을 제공하기 전에 극복해야 할 지속적인 과제 중 하나는 초전도 물질의 플럭스 크리프로 인한 작동 중 부상력의 감소와 회전자의 점진적인 낙하를 억제하는 방법을 찾는 것입니다. 이것은 초전도체가 완전한 양력을 제공하기 전에 극복해야 하는 과제입니다.

전기를 저장하는 다른 방법과 비교할 때 FES 장치는 수명이 연장되고(유지 보수가 거의 또는 전혀 없이 수십 년 지속됨) 비용이 상대적으로 저렴합니다. 다음은 플라이휠 질량의 적분이며 회전 속도(초당 회전 수)입니다. m n_{m}

플라이휠의 로터에서 추출 할 수있는 최대 특정 에너지는 주로 두 가지 요소에 의해 결정됩니다 : 첫 번째는 로터의 형상이고 두 번째는 활용되는 재료의 품질입니다. 이 연결은 등방성인 단일 재료로 만들어진 로터에 대해 나타낼 수 있습니다.

{\displaystyle {\frac {E}{m}}=K\left({\frac {\sigma }{\rho }}\right),}

어디

E 는 로터의 운동 에너지[J], 는 로터의 질량[kg], 는 로터의 기하학적 형상 계수[무차원], 는 재료의 인장 강도[Pa], 는 재료의 밀도[kg/ m K \sigma \rho m3]입니다.

달성 가능한 가장 큰 값인 플라이휠 로터의 폼 팩터에 대한 최적 값은 이론적인 고정 응력 디스크 모양을 통해서만 달성할 수 있는 것입니다. K=1

일정한 두께의 디스크 형상의 형상 계수는 인 반면, 일정한 두께의 막대의 경우 값은 입니다. {\displaystyle K=0.606} {\displaystyle K=0.333}

얇은 원통의 모양 계수는 . {\displaystyle K=0.5}

샤프트가 있는 대부분의 플라이휠의 경우 모양 계수는 아래 또는 약 입니다. {\textstyle K=0.333}

샤프트가 없는 디자인은 일정한 두께의 디스크( )와 유사한 형상 계수를 가지며, 이를 통해 에너지 밀도가 두 배 더 높습니다. {\textstyle K=0.6}

에너지 저장을 위해서는 강도는 높지만 밀도는 낮은 재료를 선택하는 것이 바람직합니다. 최첨단 기술로 간주되는 플라이휠은 종종 이러한 이유로 복합 재료를 사용합니다. 재료의 강도 대 밀도 비율은 Wh / kg (또는 Nm / kg)로 표시 될 수 있습니다. 일부 복합 재료는 400 Wh / kg보다 높은 값을 달성 할 수 있습니다.

복합 재료로 구성된 로터가있는 최근 플라이휠이 몇 가지 있습니다. 예를 들어, Beacon Power Corporation에서 개발 한 탄소 섬유 복합 플라이휠이 한 예입니다.

로터의 인장 강도는 플라이휠 설계에 적용되는 주요 제약 조건 중 하나입니다. 일반적으로 디스크의 강도는 회전할 수 있는 최대 속도와 장치가 저장할 수 있는 에너지의 양을 결정합니다. (플라이휠의 강도가 그에 맞게 증가하지 않고 무게를 늘리면 파열 없이 회전할 수 있는 플라이휠의 최대 속도가 감소하기 때문에 플라이휠에 무게를 추가해도 저장할 수 있는 총 에너지량이 증가하지 않습니다.)

복합 플라이휠의 외부 바인딩 커버의 인장 강도를 초과하면 커버가 파손되고 외부 휠 압축이 전체 원주에서 손실되어 저장된 모든 에너지가 한 번에 방출되면서 휠이 산산조각이 납니다. 이 현상은 바퀴 조각이 총알에 필적하는 운동 에너지에 도달할 수 있기 때문에 일반적으로 플라이휠 폭발이라고 합니다. 플라이휠은 자동차, 항공 우주 및 군용 차량을 포함한 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 층으로 감겨 접착되는 복합 재료는 먼저 서로 얽히고 느려지는 작은 직경의 필라멘트로 빠르게 분해 된 다음 붉은 뜨거운 분말로 분해되는 경향이 있습니다. 주조 금속 플라이휠이 고속 파편의 큰 덩어리를 날립니다. 감겨 있고 층으로 접착 된 복합 재료는 빠르게 분해되는 경향이 있습니다.

다결정 성형 금속에서 결정립계의 결합 강도는 주조 금속 플라이휠의 파손 한계를 결정합니다. 특히 피로와 미세 골절의 발생에 취약한 알루미늄은 반복적 인 저에너지 변형의 결과로 발생할 수 있습니다. 각력으로 인해 금속 플라이휠 조각이 완전히 분리되어 내부에서 불규칙하게 튀거나 해당 부분이 바깥쪽으로 구부러져 외부 격납 용기를 잡아당기기 시작할 수 있습니다. 이 시점에서 플라이휠의 나머지 부분은 균형이 매우 맞지 않아 진동으로 인해 베어링이 조기에 고장나고 플라이휠의 상당 부분이 갑자기 충격 파괴될 수 있습니다.

전통적인 플라이휠 시스템은 안전 조치로 견고한 격납 탱크의 사용을 요구합니다. 그럼에도 불구하고 이로 인해 장치의 전체 질량이 증가합니다. 무언가가 고장 났을 때 방출되는 에너지는 내부 하우징 라이닝으로 젤라틴 또는 캡슐화 된 액체를 사용하여 감소 될 수 있습니다. 이렇게 하면 액체가 끓고 고장이 났을 때 방출되는 에너지를 흡수합니다. 그럼에도 불구하고 대규모 플라이휠 에너지 저장 시스템의 많은 고객은 물질이 격납 용기에서 빠져 나가는 것을 방지하기 위해 플라이휠을지면에 묻히는 것을 선택합니다.

기계식 베어링을 사용하는 플라이휠 에너지 저장 장치는 단 2 시간 만에 에너지의 20-50 %를 잃을 수 있습니다.

플라이휠은 자동차에 설치할 때 각운동량의 크기가 종종 움직이는 차량에 가해지는 힘의 순서와 비슷하기 때문에 자이로스코프의 기능도 수행합니다. 고르지 않은 지형을 회전하거나 운전할 때 이 속성은 차량의 핸들링 품질에 해로울 수 있습니다. 가파른 언덕의 측면을 따라 운전하면 플라이휠이 측면 기울어지는 힘과 싸우는 동안 바퀴가 부분적으로 지면에서 들어 올려질 수 있습니다. 다른 한편으로,이 특성은 빠른 굽힘 중에 전복되는 것을 방지하기 위해 자동차의 균형을 유지하는 데 사용될 수 있습니다. 이렇게 하면 차량이 넘어지지 않습니다.

플라이휠이 에너지 저장이 아닌 차량의 자세에 미치는 영향에만 사용되는 경우 특정 종류의 플라이휠을 응답 휠 또는 제어 모멘트 자이로스코프라고 합니다.

플라이휠을 적절하게 조정된 짐벌 세트 안에 넣으면 각도 기울기의 저항을 거의 완전히 피할 수 있습니다. 이를 통해 플라이휠은 차량을 손상시키지 않고 원래 방향을 유지할 수 있습니다(자이로스코프의 속성 참조). 이것은 짐벌 잠금으로 인한 복잡성을 제거하지 않습니다. 따라서 짐벌의 수와 사용 가능한 각도 유연성의 양 사이에 균형을 맞춰야 합니다.

플라이휠의 중앙을 통과하는 차축은 단일 짐벌로 기능하며, 수직으로 정렬되면 플라이휠이 수평면에서 360도 완전히 요잉할 수 있습니다. 예를 들어, 오르막길을 운전하려면 두 번째 피치 짐벌이 필요하고 가파른 제방 측면을 따라 운전하려면 세 번째 롤 짐벌이 필요합니다. 이 두 시나리오 모두 추가 짐벌이 필요합니다.

차량 내부에 자유롭게 움직이는 짐벌을 장착하려면 플라이휠이 내부에서 자유롭게 회전할 수 있는 구형 볼륨이 필요합니다. 플라이휠 자체는 평평한 링 형태 일 수 있지만 장착 자체는 구형 볼륨 이어야합니다. 자체 장치에 맡기면 차량의 회전하는 플라이휠이 지구의 회전 방향으로 점차 세차 운동을하고, 지구의 구부러진 구형 표면을 가로 질러 먼 거리를 이동하는 차량에서는 더 멀리 세차 운동을합니다.

지구가 회전할 때 발생하는 세차 운동 때문에 풀 모션 짐벌은 플라이휠 안팎으로 동력을 전달하는 방법 측면에서 추가적인 문제를 제시합니다. 플라이휠은 매일 한 번씩 완전히 뒤집을 수 있기 때문입니다. 회전의 완전한 자유는 각 짐벌 축 주위에 파워 컨덕터를 배치하기 위한 슬립 링이 필요하며, 이는 설계의 복잡성을 더욱 가중시킬 것입니다.

사용 가능한 영역을 더 잘 활용하기 위해 짐벌 시스템은 충격 흡수 장치를 사용하여 설정된 평면 외 각도 회전 각도 내에서 예상치 못한 빠른 움직임을 완충하기 위해 충격 흡수 장치를 사용하여 작동 범위를 제한하는 디자인을 가질 수 있으며, 그 후 플라이휠이 차량의 일반적인 방향에 맞게 점진적으로 강제됩니다.

그 결과 링 모양의 플라이휠 주위의 짐벌 이동에 사용할 수 있는 면적이 감소하여 벽이 더 두꺼운 소형 실린더로 감소하여 예를 들어 플라이휠 주변의 모든 방향으로 ± 30도의 피치와 ± 30도의 롤을 포함합니다.

두 개의 플라이휠이 함께 연결되어 동시에 반대 방향으로 회전하는 것이 문제를 해결하는 또 다른 방법입니다. 그것들은 총 0의 각운동량을 가질 것이고 그것들로 인한 자이로스코프 효과는 없을 것입니다. 두 플라이휠 사이의 운동량 차이가 0이 아닌 경우 두 플라이휠의 하우징에 토크가 표시됩니다. 이것은이 제안 된 접근 방식의 문제점 중 하나입니다. 각속도에 변화가 없도록 하려면 두 바퀴가 같은 속도로 계속 회전하는 것이 중요합니다. 보다 정확한 용어를 사용하기 위해 두 플라이휠은 시스템의 중심점에 엄청난 양의 토크를 적용하여 차축을 구부리려고 시도합니다. 반면에 차축이 충분히 견고하다면 밀봉된 용기에 순 충격을 가하는 자이로스코프 힘이 없으므로 토크가 보이지 않습니다.

하나의 거대한 플라이휠은 양쪽에 있는 두 개의 절반 크기 플라이휠에 의해 균형을 이룰 수 있거나, 플라이휠의 크기를 반대 방향으로 회전하는 일련의 대체 레이어로 줄일 수 있습니다. 이러한 옵션 중 하나는 힘의 균형을 더욱 유지하고 변형을 분산시키는 데 도움이 됩니다. 그럼에도 불구하고 이것은 하우징과 베어링을 더 복잡하게 만듭니다.

1950 년대에 Yverdon (스위스)과 겐트 (벨기에)의 도시는 자이로 버스로