- 保持方法。接触式の軸受けで保持するのは現実的とは思えない。磁気浮上による非接触式軸受けの使用が必要だろう。
- エネルギーの入出力方法。電力に変換して取り扱うのが無難と思える。
- ホイール形状を単純に円盤型とした場合、ホイール最外周(半径 rとする)付近が強度限界一杯々々で回転しているとき、半径 r/2 では限界の半分の張力しか掛かっていないことになる。これでは エネルギー/重量 比が悪くなるので、ホイールの重量は外周部付近に集中するよう設計するべきであろう。
- 例えば、薄肉円盤の周囲に肉厚のフランジを付けた形状(図1)。普通のフライホイール。
- あるいは、ホイールを外径・内径共に大きなリング型に形成する。 D| を | 周りに回転した形状のホイールを同形状のケーシングに納める(図2)。ホイール端面・内径部を磁石に、ケーシング端面・内径部を超伝導体にして浮上保持、内径部にリニアモーター?を配置して入出力を行う。
(なぜことさらに内径部としたかというと、外径部ではCNT製ではない部品はどんな材質であろうとも遠心力に耐えられないと思われるからである。CNTの格子形状を調整することによって電気特性を変えることもできるらしいが、強度まで普通のCNTと同等にできるとは期待しない。(図1)タイプのホイールの軸受けも同じような保持方式にするべきだと思える。)
- (図2)タイプのホイールを複数、船体の外側に配置。使い切ったホイールを投棄して多段式ロケット的に運用する(図3)。
- 惑星間船の場合のアイディア。(図2)タイプのホイールの内径を船体全長よりも長くする。ホイールを船体に固定せず、首尾線に直交する2軸に対して回転できるように支持する(図4)。ホイールの回転面に平行な加速が必要なときは図のようにノズルの角度を変える。推力は重心を通らないが、ホイールのジャイロ効果で姿勢は保てるだろう。
- 別の考えとして、回転軸まで中身の詰まった肉厚円盤形のホイールにして、内部ほど密度の大きな素材にする。(タングステン線あたりとのハイブリッド素材?)ただしこの方法ではエネルギー/重量 比は改善されない。
- 前項のハイブリッド材料の候補を思案していて、よく考えてみればどんなに強靱な金属材料でもCNTと比べれば糸コンニャク同然、と思い至った。ならばいっそのこと、ホイールを中空のドラム型に成形し、内部に推進剤を詰め一緒に回転させる(図5)。CNTと同比重の推進剤を充填する場合、内径 r/2 までを推進剤タンクにできるはず。
- さらに、大気中では空気を取り入れて推進剤とするエアブリージング式とすればさらに推進剤の積載を減らせる。
- (図5)タイプのタンク型ホイールの問題点(本当に利点があるとしての話)としては、ちょっと考えただけでも振動対策、推進剤の取り出し方法が上げられる。
- 無茶なアイディアを一つ。(図5)のタンク型ホイールを極端な縦長にし、推進剤として氷を採用。回転軸沿いに底部から中心部くらいまでの穴を開ける。穴の中に回転していない水を供給してやると摩擦熱で爆発的に気化、底部から水蒸気を噴射して飛ぶ。
- ここまで忘れていたが、ホイールからエネルギーを取り出す際に反作用で船体が回転するのを防ぐため、逆向きに回転する2基のホイールを1組にして使う必要があるだろう。
- フライホイールロケットの運用について1つのアイディア。再突入に際して十分な量の推進剤を残しておき、大気圏突入までに秒速数百mまで減速。その後も減速を継続して船殻の過熱を防止。最終的にはパラシュートを使用して着地。船殻の耐熱性は低くてすむ。
- 2018年に軌道エレベータを運用開始するという計画を聞いてフライホイールロケットの意義がなくなるかとも思った。が、ひとつ思いついた。静止軌道までフライホイールロケットで機材を運ぶ。軌道上でホイールをほどいてそのCNTを軌道エレベータの建設資材に転用すれば輸送コストはゼロになる。(乗員は『ふじ』型カプセルで帰還。)





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