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對(duì)下次臺(tái)風(fēng)來(lái)襲居然隱隱有些小期待。
事情是醬紙的，據(jù)說(shuō)有位日本青年搞出了個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，強(qiáng)大得不得了，于是我就毫不客氣地開(kāi)扒了。
為了供電，人類燒煤燒石油，結(jié)果把地球燒得水平面上升，于是清潔能源成為新能源戰(zhàn)略發(fā)展方向，核能更被認(rèn)為是人類最具希望的未來(lái)能源之一。
藍(lán)鵝，2011 年 3 月 11 日，日本東北海岸發(fā)生了 9.0 級(jí)地震并引發(fā)海嘯，福島核反應(yīng)堆冷卻裝置失效，放射性物質(zhì)外泄。
福島第一核電站5號(hào)、6號(hào)機(jī)組
福島核事故成為繼前蘇聯(lián)切爾諾貝利、美國(guó)三哩島核事故之后，全球又一次影響嚴(yán)重的核事故。
前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故，歷史上最嚴(yán)重的核電事故，首例第七級(jí)核事件（第二例為福島核事故），造成9.3萬(wàn)人死亡，27萬(wàn)人致癌。
核電站事故危害性之大，讓人們不得不重新審視對(duì)核能的利用，深受其害的日本尤甚。
福島核事故之前，核能已占日本能源相當(dāng)比例 ，事故發(fā)生后，日本境內(nèi) 54 座核電站逐步關(guān)停，導(dǎo)致電力短缺，電價(jià)上漲，日本民眾對(duì)核能的信心不再，日本政府原定的提高核能使用比例計(jì)劃已不可能實(shí)現(xiàn)。
日本可持續(xù)發(fā)展研究協(xié)會(huì)就電力能源利用的遠(yuǎn)期規(guī)劃
數(shù)據(jù)出處：《日本機(jī)械學(xué)會(huì)誌》2006，(7)
資源稀缺的日本，不得不將重點(diǎn)放在開(kāi)發(fā)新能源上，尤其是較為豐富的太陽(yáng)能。
不過(guò)，有位叫清水淳的日本青年卻認(rèn)為，日本的風(fēng)能更具有開(kāi)發(fā)價(jià)值，因?yàn)椴簧俚貐^(qū)年均風(fēng)速都在 6m/s 之上。
而且，日本四面環(huán)海，處在太平洋沿岸，每年臺(tái)風(fēng)定點(diǎn)臨幸，盛寵不衰，光今年就已經(jīng)臨了六七回了，如果可以把臺(tái)風(fēng)的能量加以轉(zhuǎn)化，豈不妙哉。
（日本：皇上，我求求你雨露均沾）
問(wèn)題是，日本現(xiàn)在所用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，大都是進(jìn)口的歐式水平軸發(fā)電機(jī)，并不適用于臺(tái)風(fēng)區(qū)，只能頻繁被臺(tái)風(fēng)重創(chuàng)，或者直接人道毀滅，停電已成定局，利用臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)眼已是妄想。
風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)有兩大類：水平軸型和垂直軸型，分螺旋葉式和馬格努斯式，其中馬格努斯式的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)尚未實(shí)用化。
這位不走尋常路的青年，想的就是開(kāi)發(fā)馬格努斯式的全向型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
既通過(guò)全向軸，應(yīng)對(duì)無(wú)法預(yù)測(cè)的風(fēng)向，減少損壞。
也能抗強(qiáng)風(fēng)，甚至是臺(tái)風(fēng)。清水淳認(rèn)為，只要發(fā)電機(jī)達(dá)到一定數(shù)量，即便轉(zhuǎn)化率低，一場(chǎng)臺(tái)風(fēng)的巨大能量，也能產(chǎn)生足夠日本使用 50 年的電量。
至于「馬格努斯式」是啥，請(qǐng)聽(tīng)下文分解。
馬格努斯效應(yīng)（Magnus Effect），發(fā)現(xiàn)于 1852 年。
技術(shù)原理：
當(dāng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)角速度矢量與物體飛行速度矢量不重合時(shí)，在與旋轉(zhuǎn)角速度矢量和平動(dòng)速度矢量組成的平面相垂直的方向上將產(chǎn)生一個(gè)橫向力。在這個(gè)橫向力的作用下物體飛行軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱作馬格努斯效應(yīng)。
旋轉(zhuǎn)物體之所以能在橫向產(chǎn)生力的作用，是由于物體旋轉(zhuǎn)可以帶動(dòng)周?chē)黧w旋轉(zhuǎn)，使得物體一側(cè)的流體速度增加，另一側(cè)流體速度減小。
好吧，說(shuō)點(diǎn)人話。
先舉個(gè)栗子，當(dāng)我們直直扔下一顆籃球，由于地球不真空，所以球有點(diǎn)偏移，但基本直落。
而當(dāng)我們給籃球加上點(diǎn)旋轉(zhuǎn)力，即便我們直落扔下，它也會(huì)自動(dòng)大幅度偏離軌跡。
原因就是發(fā)生了馬格努斯力，球在前進(jìn)中，旋轉(zhuǎn)的方向一側(cè)與氣流同向，一側(cè)則逆向，同向一側(cè)對(duì)氣流產(chǎn)生粘性，帶動(dòng)流速增快和氣流轉(zhuǎn)向，壓強(qiáng)變小，球被逆向一側(cè)的高壓強(qiáng)推動(dòng)，產(chǎn)生橫向作用力，偏離軌跡。
球類運(yùn)動(dòng)中，就有許多與馬格努斯效應(yīng)有關(guān)的著名瞬間， 譬如 1997 年，巴西和法國(guó)足球大賽中 Roberto Carlos 的任意球。
切換一下角度看，可以很明顯地發(fā)現(xiàn)，在所有人認(rèn)為這顆球正朝著遠(yuǎn)離球門(mén)的方向飛去的時(shí)候，它卻來(lái)了個(gè)回馬槍，把守門(mén)員殺個(gè)措手不及，這個(gè)方向突變，恰好展現(xiàn)了馬格努斯效應(yīng)的風(fēng)采。
讓我們回到清水淳的發(fā)電機(jī)模型，主體為三個(gè)滾動(dòng)軸，以及中心軸。
當(dāng)風(fēng)來(lái)襲，轉(zhuǎn)動(dòng)著的滾動(dòng)軸將氣流分散到兩側(cè)，并產(chǎn)生一個(gè)垂直于風(fēng)向的馬格努斯里，三個(gè)滾動(dòng)軸共同作用，整個(gè)發(fā)電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化風(fēng)能。一招乾坤大挪移，散其功，不正面受敵，推己力，四兩撥千斤，以柔克剛。
對(duì)于不同強(qiáng)度的風(fēng)，通過(guò)調(diào)整滾動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，達(dá)到一個(gè)能與之抗衡的力，即可實(shí)現(xiàn)效果。清水淳表示，開(kāi)發(fā)成熟的發(fā)電機(jī)，可以承受 80m/s 的風(fēng)力，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)也扛得住。
借此，清水淳希望可以使未來(lái)的日本實(shí)現(xiàn)能源自給，有可能的話，還能惠及未普及電的國(guó)家或地區(qū)。
（清水淳的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)概念圖）
今年 7 月，清水淳的團(tuán)隊(duì)將樣品安在了經(jīng)常被臺(tái)風(fēng)狠狠疼愛(ài)的沖繩。目前的樣品電力轉(zhuǎn)換率只達(dá) 30% ，略低于傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，不過(guò)只要能抵抗臺(tái)風(fēng)，好處是大大的有。
問(wèn)題是，小哥的樣品目前還沒(méi)遇到臺(tái)風(fēng)，而且一旦成功，如何儲(chǔ)存這 50 年的電量也是需要科學(xué)家們頭疼的事，而試驗(yàn)效果如何，讓我們拭目以待。
（清水淳和他的發(fā)電機(jī)）
實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檫€沒(méi)實(shí)踐，所以仍是有不少人笑說(shuō)小哥「癡人說(shuō)夢(mèng)」，但卻又不少人，覺(jué)得有夢(mèng)想最可愛(ài)。
我想啊，人類之所以能以戰(zhàn)五渣之軀，過(guò)五關(guān)斬六將，成就如今這個(gè)條條大路通羅馬的明亮世界，就是因?yàn)楦蚁敫覊?mèng)敢做吧。
畢竟數(shù)百年前，哪知道有「電」這種鬼東西。
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