Gyrobus

Aus SystemPhysik
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Gyrobus an der Ladestation
Die erste, Erfolg versprechende Konstruktion eines Kreiselantriebs geht auf die Schweizer Patente Nr. 242086 und 244759 zurück. Das Gesuch ist am 19. Juli 1944 von der damaligen Maschinenfabrik Oerlikon MFO beim eidgenössischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht und am 15. April 1946 als Patent eingetragen worden. Als Erfinder wird der damalige Oberingenieur Bjarne Storsand genannt.

Das Herz des Gyrobus bildete ein Kreisel, der unter dem Wagen (Kreiselachse vertikal) aufgehängt wurde. Die rund 1.5 Tonnen schwere Kreiselscheibe war in einem luftdichten Gehäuse eingeschlossen, das bei einem Unterdruck von rund 0.3 bar mit Wasserstoff gefüllt war. Dadurch konnte die Reibung wesentlich reduziert werden. Einmal in Schwung, dauerte es ganze 12 Stunden, bis der unbelastete Gyro zum Stillstand kam. Über dem eigentlichen Gyro befand sich der elektrische Drehstrom-Motor, welcher den Gyro auf maximal 3000 Umdrehungen pro Minute beschleunigte. Bei einem Standard-Gyro, so wie er Mitte der 50er Jahre von MFO gebaut wurde, konnten gut 5 kWh Energie nutzbar gespeichert werden. Die Drehstrommaschine des Aggregates wirkte danach als Generator, welcher elektrische Energie dem im Fahrzeugheck angeordneten mehrstufigen Fahrmotor zuleitete. Die technisch mögliche Fahrdistanz mit voll besetztem Bus betrug bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h rund sechs Kilometer.

  1. Wie viel Drehimpuls konnte der Kreisel des Gyrobuses aufnehmen?
  2. Wie gross ist das Massenträgheitsmoment dieses Kreisels?
  3. Welches Reibdrehmoment hat auf den unbelasteten Kreisel des Gyrobus im Mittel eingewirkt?
  4. Wie wirkt der Kreisel bei einer Kurvenfahrt (Geschwindigkeit 54 km/h, Kurvenradius 200 m) auf den Gyrobus ein?
  5. Wie wirkt der Kreisel bei einer Fahrt über eine Strassenkuppe (Geschwindigkeit 54 km/h, Radius der Kuppe 200 m) auf den Gyrobus ein?

Hinweis: Die nutzbar gespeicherte Energie entspreche der Rotationsenergie des Schwungrades.

Resultate

Lösung