第1360章 屋顶上的风车（1/2）

柳条巷的停电风波和随之而来的安全用电宣传，让京城市井百姓对“电”这玩意儿多了几分敬畏，也添了几分实在的认识。

格物院应急灯的粗糙样品，虽未立刻量产，却也在小范围内引起了一些有心人的注意——比如，那些住在城郊、离主干电网较远，或者压根没指望能拉上电线的散户人家。

与此同时，在北疆，顾慎关于扩大电讯和照明网络的期盼，以及黑石山矿场对更稳定动力的渴求，也随着书信和电报，不断地传递到叶明案头。

玉泉溪电站强大，但远水难解近渴；架设长途线路，则耗费巨大，维护艰难。

“大电站供主干，小装置补枝节。”一次学院内部的研讨会上，徐寿提出了这个思路，“尤其于边远、分散之处，建大电站或拉长线皆不经济。当思量开发易于就地取材、便于维护之小型独立发电装置。”

这个想法与叶明不谋而合。他想起了最初试验成功的简易水轮发电机和风力发电机模型。水轮需要一定流速和水头，受地理限制大。

而风力，在边关大漠、草原、沿海，乃至京城屋顶，却是无处不在。

“风力发电机！”林致远眼睛一亮，“我们之前做过试验模型，但功率太小，不稳定，也难扛大风。若能设计一种更可靠、功率适中、适合家庭或小团体使用的‘户用风力发电机’，或许能解决很多分散用户的用电问题。”

“户用？多大？”胡师傅问。

“不必像试验风车那样追求巨大。”叶明比划着，“大小以寻常房顶或院落中能立起为准，发电功率能带动几盏灯、一个小型收音机（电报机简化版设想）、或给蓄电池充电即可。结构要简单，材料易得，最好普通木匠、铁匠看着图纸就能仿制组装。”

目标明确：设计一款“平民化”的小型风力发电机。任务交给了机械科和电力科联合攻关，以林致远为首，抽调了几名精干学生和工匠。

首要难题是风车的叶轮设计。早期的简单帆布叶片或平板木片效率低，抗风性差。

他们查阅古籍和西人杂书，借鉴水车和船舶风帆的原理，试验了多种扭曲角度的曲面木制叶片，最终确定了一种类似后世螺旋桨、但更粗短的三叶设计，在中等风速下能有较好的启动力矩和转速。

传动和增速机构是关键。风车转速慢，需要通过齿轮组提升，才能驱动发电机达到发电转速。

他们设计了两种方案：一种是较为精密的、带有多级变速齿轮的铁木结构，效率高但制作要求高；另一种是更简单的、利用皮带轮和摩擦传动的方案，皮实耐造，效率稍低但易于维护，更适合边地。

发电机本身，则在原有手摇发电机基础上进行小型化和优化，采用了更小的永磁体和更密集的线圈，力求在较低转速下也能输出可用的电压。

最难的是“调向”和“限速”。风的方向会变，风车必须能随风转向。他们试验了简单的“尾舵”式调向，在风车后方安装一个垂直的尾翼，使风车能自动对准风向。

至于大风时的保护，则设计了一个巧妙的机械离心装置：当转速超过安全值时，离心力会拉动连杆，使叶片角度改变，减少受风面积，从而自动限速，防止飞车损毁。

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