指揮、控制和通訊系統
[拼音]：feilun
[英文]：fly wheel
飛輪簡介
安裝在機器迴轉軸上的具有較大轉動慣量的輪狀蓄能器。當機器轉速增高時，飛輪的動能增加，把能量貯蓄起來；當機器轉速降低時，飛輪動能減少，把能量釋放出來。飛輪可以用來減少機械運轉過程的速度波動。具有適當轉動慣量、起貯存和釋放動能作用的轉動構件，常見於機器、汽車、自行車等，具有較大轉動慣量的輪狀蓄能器。不管什麼飛輪，它們的原理都是單向向前的加力達到驅動的效果，而反向則是空轉。
安裝在機器迴轉軸上的具有較大轉動慣量的輪狀蓄能器。當機器轉速增高時，飛輪的動能增加，把能量貯蓄起來；當機器轉速降低時，飛輪動能減少，把能量釋放出來。飛輪可以用來減少機械運轉過程的速度波動。機械壓力機、往復活塞壓縮機和內燃機等在工作過程中，驅動力和工藝阻力常發生週期性變化。就機械的某一工作週期而言，由於驅動力做功和阻力做功相等，機械可保持穩定運轉，但在穩定運轉過程中主軸上的等效驅動力矩和等效阻力矩一般不會時刻相等。當等效驅動力矩大於或小於等效阻力矩時就會出現“盈功”或“虧功”，動能增加或減少會使機械加速或減速運轉，從而出現速度的週期性波動。機械穩定運轉過程中的速度波動會影響機械的工藝質量。例如由柴油機驅動的交流發電機主軸的轉速波動，會引起交流電壓波形畸變;交流電機驅動的剪下機速度波動過大，會使電動機工況變壞。以ωmax、ωmin和ωm分別表示機械在穩定運轉階段主軸的最大、最小和平均角速度，可用速度不均勻係數δ=(ωmax-ωmin)/ωm作為衡量轉速均勻性的指標。某些機械的許用速度不均勻係數見附表。
飛輪的作用
飛輪是個儲能器，在機械中廣泛應用。我們常見的有家用縫紉機，在縫紉機頭部的由皮帶帶動的手輪就是一個飛輪，可以看到家用縫紉機的飛輪比生產廠用縫紉機的飛輪小，由於飛輪小所以家用縫紉機的縫合厚度就比生產用縫紉機縫合厚度要小。是那邊說起六七十年代北京生產的燕牌縫紉機號稱比上海生產的縫紉機力量大，縫合厚度大。其實原理很簡單，就是北京的縫紉機飛輪要大些重一些，所以在縫紉時它儲存的動能大，所以遇到比較大的阻力時可以穿透。汽車的發動機都有一個飛輪，除了除了克服活塞的上下止點外還有克服汽車行駛中遇到瞬間阻力的作用。比如汽車要越過一個臺階，壓過一塊石頭等等。農用只有十幾馬力的拖拉機卻有一個老大的飛輪，這就使它力大無比，功率100kW的小汽車的拉力絕對比不上這個小拖拉機，汽車的飛輪小是其中原因之一。車床上的卡盤就是一個飛輪，同一臺車床使用同一轉速，當上小卡盤時，車削感覺無力，這是換上大卡盤立刻感覺車床有力了。同樣衝床、摩擦壓力機、剪板機都有一個飛輪，工作時並不是電動機的瞬時能量起作用而是電動機把能量輸送給飛輪，飛輪儲能，工作時飛輪釋放出能量衝裁、剪斷等等。
飛輪效應
飛輪效應指為了使靜止的飛輪轉動起來，一開始你必須使很大的力氣，一圈一圈反覆地推，每轉一圈都很費力，但是每一圈的努力都不會白費，飛輪會轉動得越來越快。當達到一個很高的速度後飛輪所具有的動量和動能就會很大，使其短時間內停下來所需的的外力便會很大，便能夠克服較大的阻力維持原有運動。在機械結構中一般用於通過運動機構中的的死點。
飛輪效應的現實意義
人在進入某一新的或陌生的領域的時候，都會經歷這一過程。如果要讓飛輪轉起來不花太大力氣，條件是要有足夠的堅持，這也意味著得用時間足夠來保證。“飛輪效應”讓我們看到勝利的曙光，只要我們堅持不懈地推動事業的飛輪，終有一天，它會自己飛快地旋轉起來，而無需費多大力氣
這一原理告訴我們在每件事情的開頭都必須付出艱鉅的努力才能使你的事業之輪轉動起來，而一當你的事業走上平穩發展的快車道之後，一切都會好起來。萬事開頭難，努力再努力，光明就在前頭。持續的改善和提升績效中蘊藏了巨大的力量。
當飛輪所受力達到臨界點時，由於牽引力和慣性的存在，即使飛輪所受力失去的時候，飛輪也可以在一定的時間內轉動。當做好所有準備後，獲得的將是很好的發展，在發展的背後，將是許多許多的認同，認可與依賴。即使在某個時刻或在某個方面發生一點點失誤時也不會導致完全的失敗，因為我們已經被接受了，只要在失誤之後能夠及時的意識到失誤，及時的更正，別人就會願意繼續的認可與依賴。
自行車飛輪
自行車飛輪在公路車（摺疊車），山地車和攀爬車等一些比較具有專業性的行業被簡稱飛輪。
飛輪電池
飛輪電池是20世紀90年代才提出的新概念電池，它突破了化學電池 的侷限，用物理方法實現儲能。眾所周知，當飛輪以一定角速度 旋轉時，它就具有一定的動能。飛輪電池正是以其動能轉換成電 能的。高技術型的飛輪用於儲存電能，就很像標準電池。
飛輪電池中有一個電機，充電時該電機以電動機形式運轉，在外電源的驅動下，電機帶動飛輪高速旋轉，即用電給飛輪電池"充電"增加了飛輪的轉速從而增大其功能；放電時，電機則以發電機狀態運轉，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能（動能）到電能的轉換。當飛輪電池發出電的時，飛輪轉速逐漸下降，飛輪電池的飛輪是在真空環境下運轉的，轉速極高（高達200000r/min，使用的軸承為非接觸式磁軸承。據稱，飛輪電池比能量可達150W·h/kg，比功率達5000-10000W/kg，使用壽命長達25年，可供電動汽車行駛500萬公里。美國飛輪系統公司已用最新研製的飛輪電池成功地把一輛克萊斯勒LHS轎車改成電動轎車，一次充電可行駛600km，由靜止到96km/h加速時間為6.5秒。
近年來，飛輪儲能技術取得突破性進展是基於下述三項技術的飛速發展：一是高能永磁及高溫超導技術的出現；二是高強纖維複合材料的問世；三是電力電子技術的飛速發展。為進一步減少軸承損耗，人們曾夢想去掉軸承，用磁鐵將轉子懸浮起來，但試驗結果是一次次失敗。後來被一位英國學者從理論上闡明物體不可能被永磁全懸浮（Earnshaw定理），頗使試驗者心灰意冷。出乎意料的是物體全懸浮之夢卻在超導技術中得以實現，真像是大自然對探索者的慰藉。
飛輪儲能電池系統包括三個核心部分：一個飛輪，電動機—發電機和電力電子變換裝置。
電力電子變換裝置從外部輸入電能驅動電動機旋轉，電動機帶動飛輪旋轉，飛輪儲存動能（機械能），當外部負載需要能量時，用飛輪帶動發電機旋轉，將動能轉化為電能，再通過電力電子變換裝置變成負載所需要的各種頻率、電壓等級的電能，以滿足不同的需求。由於輸入、輸出是彼此獨立的，設計時常將電動機和發電機用一臺電機來實現，輸入輸出變換器也合併成一個，這樣就可以大大減少系統的大小和重量。同時由於在實際工作中，飛輪的轉速可達40000～50000r/min，一般金屬製成的飛輪無法承受這樣高的轉速，所以飛輪一般都採用碳纖維製成，既輕又強，進一步減少了整個系統的重量，同時，為了減少充放電過程中的能量損耗（主要是摩擦力損耗），電機和飛輪都使用磁軸承，使其懸浮，以減少機械摩擦；同時將飛輪和電機放置在真空容器中，以減少空氣摩擦。這樣飛輪電池的淨效率（輸入輸出）達95%左右。
實際使用的飛輪裝置中，主要包括以下部件：飛輪、軸、軸承、電機、真空容器和電力電子變換器。飛輪是整個電池裝置的核心部件，它直接決定了整個裝置的儲能多少，它儲存的能量由公式E=1/2jω^2決定。式中j為飛輪的轉動慣量，與飛輪的形狀和重量有關；ω為飛輪的旋轉角速度。
電力電子變換器通常是由MOSFET和IGBT組成的雙向逆變器，它們的原理不再敘述，它們決定了飛輪裝置能量輸入輸出量的大小。
汽車部件飛輪
飛輪是一個質量較大的鑄鐵慣性圓盤，它貯蓄能量，供給非作功行程的需求，帶動整個曲連桿結構越過上、下止點，保證發動機曲軸旋轉的慣性旋轉的均勻性和輸出扭矩的均勻性，藉助於本身旋轉的慣性力，幫助克服起動時氣缸中的壓縮阻力和維持短期超載時發動機的繼續運轉。多缸發動機的飛輪應與曲軸一起進行動平衡，否則在旋轉時因質量不平衡而產生的離心力將引起發動機振動，並加速主軸承的磨損。為了在拆裝時不破壞它們的平衡狀態，飛輪與曲軸之間應有嚴格的相對位置，用定位銷或不對稱佈置螺栓予以保證。飛輪常見的損壞部位是齒圈磨蝕損壞、端面燒蝕、撓曲變形及飛輪螺孔損傷。飛輪總成是發動機的重要部件，它的運轉每分鐘高達上百轉，其重要性由此可見。
飛輪一般由飛輪、齒圈、離合器定位銷、軸承等組成，部分產品軸承用花鍵代替。
轉動慣量很大的盤形零件，其作用如同一個能量儲存器。對於四衝程發動機來說，每四個活塞行程作功一次，即只有作功行程作功，而排氣、進氣和壓縮三個行程都要消耗功。
在曲軸的動力輸出端，也就是連變速箱和連線做功裝置的那邊。飛輪的主要作用是儲存發動機做功衝程外的能量和慣性。四衝程的發動機只有做功一個衝程吸氣、壓縮、排氣的能量來自飛輪儲存的能量。平衡糾正一下不對，發動機的平衡主要靠去軸上的平衡塊單缸機專門有平衡軸。
飛輪具有較大轉動慣量。由於發動機各個缸的做功是不連續的，所以發動機轉速也是變化的。當發動機轉速增高時，飛輪的動能增加，把能量貯蓄起來;當發動機轉速降低時，飛輪動能減少，把能量釋放出來。飛輪可以用來減少發動機運轉過程的速度波動。
裝在發動機曲軸後端，具有轉動慣性，它的作用是將發動機能量儲存起來，克服其他部件的阻力，使曲軸均勻旋轉;通過安裝在飛輪上的離合器，把發動機和汽車傳動連線起來;與起動機接合，便於發動機起動。並且是曲軸位置感測和車速感測的整合處。
在作功行程中發動機傳輸給曲軸的能量，除對外輸出外，還有部分能量被飛輪吸收，從而使曲軸的轉速不會升高很多。在排氣、進氣和壓縮三個行程中，飛輪將其儲存的能量放出來補償這三個行程所消耗的功，從而使曲軸轉速不致降低太多。
除此之外，飛輪還有下列功用：飛輪是摩擦式離合器的主動件；在飛輪輪緣上鑲嵌有供起動發動機用的飛輪齒圈；在飛輪上還刻有上止點記號，用來校準點火定時或噴油定時，以及調整氣門間隙。
射頻電路中飛輪
射頻放大電路中的“飛輪效應”是指在射頻的輸入訊號被放大電路的工作點決定電路的導通角不能使訊號被全形導通而放大時，為了使輸出的仍是不失真的訊號，此時，在輸出的電路中設計加裝效能良好的與輸入訊號諧振的通道電路，利用這一射頻的諧振特性自動使不能通過的那部分訊號在輸出的電路中諧振產生，使輸出的訊號仍是不失真的射頻訊號，有如飛輪的慣性可以在四衝程發動機中的作用一樣的一種效應。
利用射頻放大電路中的“飛輪效應”，能使我們把射頻放大器的靜態屏流減至最小，從而把效率提高到單端乙丙類的程度，而且具有不失真的射頻輸出。但是，在“飛輪效應”的一般應用中，卻受到限制。這主要表現在： 一般使用者不具備對“飛輪效應”產生的設計和複雜的調整能力，加上一般使用者的天線是寬頻帶天線，不能對應於某個頻率下諧振的高Q值，從而不能使“飛輪”發生，甚至根本不產生諧振。然而，在專業和業餘電臺的應用中，卻有可能做到，專業的不用說了，業餘家的自制能力和精心的調整及其他們實用的專用於頻段內的窄帶天線，“飛輪效應”常會用於他們的射頻功率放大器電路。
“飛輪效應”產生的關建部分在輸出的電路中設計加裝效能良好的與輸入訊號諧振的通道電路，和乙丙類工作點的選擇。關於“飛輪效應”的諧振電路，實際上可選擇的電路為 L 型或π型的雙調諧或單調諧電路，可跟據實際運用靈活掌握，例如： 在較小功率時，可選用L型雙調諧，而在大功率時則可選擇π型。在帶外抑制達不到指標的情況下，還應在輸出電路中加裝帶通濾波器或加裝天調，以使電路良好的產生“飛輪效應”並諧振於工作頻率。