플라이휠
Flywheel.
기계 장치 혹은 부품의 하나로, 관성을 이용해서 운동 에너지를 저장했다가 이 힘을 이용하기 위해서 쓰인다. 보통은 무거운 원반 모양을 하고 있으며[1] 회전축에 연결해서 돌려준다.
내연기관에서는 회전축의 속도를 일정하게 유지시키기 위해 플라이휠을 쓴다. 예를 들어 4행정 내연기관은 실린더 안으로 연료와 공기가 혼합된 기체를 흡입한 다음 피스톤으로 압축하고, 연료를 폭발시켜서 피스톤을 밀어내고, 폭발하고 난 가스를 실린더 밖으로 내보내서 새로운 혼합기를 받아들일 준비를 하는 과정을 되풀이한다. 그런데 4행정 1 사이클 동안 피스톤과 크랭크로 연결된 회전축은 두 번 회전하는데, 실제로 회전축을 돌리는 힘이 작용하는 것은 폭발 단계, 즉 1/2 회전 뿐이고 나머지는 관성의 힘, 또는 다른 실린더의 폭발력으로 돌아간다. 이렇게 되면 회전축의 속도가 일정하지 않게 되므로 이를 완화시키는 것이 플라이휠이다. 플라이휠은 회전축에 설치하는 무거운 원반 모양의 부품으로, 폭발이 일어날 때에는 회전축을 돌리는 일부 힘이 플라이휠도 돌리므로 플라이휠에 운동에너지가 축적되며, 회전축을 돌리는 힘이 빠지는 단계에서는 플라이휠은 계속 일정하게 돌아가려는 관성이 작용하므로 플라이휠의 에너지 일부가 회전축을 돌리게 되어 회전축의 속도가 어느 정도 일정해지는 효과를 낳는다.
브레이크에 쓰이는 경우도 있는데, 회전하는 장치에 제동을 걸 때 그 회전축에 플라이휠을 물려서 일부 에너지를 플라이휠로 전달한다. 이후 접속을 끊으면 플라이휠은 운동 에너지를 가지고 일정 기간은 계속 돌아가는데 추진력이 필요할 때 다시 플라이휠을 연결하면 이제는 플라이휠의 에너지가 회전축으로 전달되어 회전축을 돌리는 힘을 보태준다. 예를 들어 F1에서 KERS 장치를 개발하고 있을 때 윌리엄스 팀은 플라이휠 방식을 시도했다. 하지만 배터리 방식보다 크기도 크고, 에너지 저장 효율 문제도 있고, 무게 중심 배분 문제도 있고 해서 결국은 모든 팀에서 배터리 방식을 쓰게 되었다.
에너지 저장 장치(ESS)에도 쓰인다. 원리는 KERS와 비슷한데, 다만 플라이휠의 운동 에너지로 발전기를 돌려서 전기 에너지를 만든다는 점에서 차이가 있다. ESS도 KERS와 비슷한 이유로 배터리 방식이 주종이긴 하지만 아무래도 배터리가 가격도 비싸고 해서 상대적으로 값도 싸고[2] 구조도 간단하다는 장점은 있다.
