登陆注册
10868900000022

第22章 长明的航标灯

在靠近港湾的近海,为了使船只安全进出港,总要设置很多航标灯为夜航船指引航向。以前的航标灯一般靠专人专船去安装或更换电池,非常麻烦,费用也很大。

1940年,英国工程师缪特尔发明了一种波浪发电机,利用海浪上下运动的力量驱动空气涡轮机发电,使航标灯点亮。它的原理并不复杂:当海浪上下波动时,浮体也上下运动,空气室中的空气不断受到压缩和扩张,如同风箱一样。受压缩的空气从露出海面的喷口处以极快的速度喷出,冲向涡轮机,使它快速旋转,这样就带动发电机发电了。

从此以后,绝大多数的航标灯都采用了这种装置。再也不用派人去为航标灯点亮了。

缪特尔工程师是一个善于思考的聪明人。他的别墅建在山上,经常停水,他便在别墅的房顶上设置了一个水池。他把一个家用的活塞式抽水机用连杆与别墅的大门连接在一起。每一个人推门进屋都可以给屋顶上的水池压上20千克的水。客人们到别墅来都抱怨缪特尔家的大门太重了,开门特别费劲,建议他修理一下。缪特尔总是笑着说:“不用修。这大门是我家水池抽水机的能源。你一推门,我用水就不犯愁了!”客人们了解内情后,都夸缪特尔会动脑筋。正是这种善于想窍门动脑筋的性格使缪特尔成为一个拥有多项专利的发明家。

缪特尔还是一个做事非常执著的人。他认准了的事,千方百计也要做成功。

鸡蛋能不能在光滑的桌面上立住?这是一个古老的问题。

人们都认为这是不可能的,但后来却找到了两种解决的办法。

一种是大家熟知的哥伦布解法。他把鸡蛋往桌子上一磕,蛋壳碎了,但是鸡蛋立住了。谁也没像哥伦布这么做过、想过,哥伦布做了,并体现了一种超常的创新探索精神。这正是发现“新大陆”所需要的精神。

另一种是比较科学的巧妙做法。将鸡蛋一旋,鸡蛋在旋转中也立住了。

此后的几百年间,人们只把这个问题当做“脑筋急转弯”的题来考孩子们。但还有一些人仍然不屈不挠地把它当作一个科学命题来研究。即:如果不把鸡蛋磕碎,也不旋转鸡蛋,鸡蛋能不能立住呢?

缪特尔就是这些“钻牛角尖”的人中的一个。他把鸡蛋放到显微镜下观察,发现蛋壳表面是个起伏不平的粗糙面:高处的平均高度是0.2毫米,高点的平均间距是0.8毫米。在铅笔芯那样大的面积内,至少有3个以上的高点。从物理学的原理讲,只要鸡蛋的重心垂线通过这3个点的中间,鸡蛋从理论上讲就可以立起来。缪特尔反复进行了无数次的实验,真的把鸡蛋完好无损地静止地立起来了。

缪特尔就是这么一个极富智慧又具有认真分析观察态度的科学家。

有一次,缪特尔从英国乘海轮到法国去。傍晚时分,他看到航标工们驾着小船去给航标灯更换电池。他想,海浪一起一伏的动力,为什么不利用来发电,解决航标灯的电源呢。从此,他与海浪结下了不解之缘,常常一个人坐在海边观察海浪,思索如何将上下运动的波能转变成高速旋转运动的机械能,从而带动发电机发出电力。有一天傍晚,他在海边呆久了,直到下起了小雨,他才匆匆往回赶。路途中,雨越下越大,缪特尔躲进一家铁匠铺避雨。看着铁匠太太的手一进一出地扯动风箱,他不禁心中一动。他冒雨冲回家中,连夜在地下室里干了起来。经过3天的奋战,缪特尔造出了像风箱一样的空气活塞式波浪发电装置。

这个发电装置有一个直径60厘米、长4米的圆筒,上面设有两个活塞室,垂直沉下海去,部分浮出水面,活像一个浮标。当海浪上下波动时,活塞室中的空气不断受到压缩和扩张,如同风箱一样。受压缩的空气从露出海面的喷口中以极快的速度喷出,冲向涡轮机叶片,使它快速旋转,从而带动浮筒上面的发电机发电。缪特尔将发电装置送到海里试验,一会儿,浮筒上的灯果然亮了起来。缪特尔高兴极了,他又对发电装置做了一些改善,使发电性能更好。一个发电装置可以发100千瓦的电,完全够航标灯使用。

海洋波浪是由海上的风引起的海面上的水的运动。波浪的大小取决于风,风大浪就高,风小浪就低。在一个典型的海洋中部,8秒的周期里就能涌起1.5米高的波浪,而大风暴掀起的海浪可高达10米以上。奔腾起伏的海浪,蕴藏着巨大的能量。据科学家测试,海浪对海岸的冲击力每平方米可达20~30吨,大的海浪甚至达到60吨。它像一个力大无穷的壮士,能将10多吨重的岩石抛到20~30米的高处,能把上千吨的混凝土防波堤连基冲垮,甚至还能把万吨巨轮掀到岸上去。在1平方公里的海面上,一起一伏的海浪蕴藏着20万千瓦的能量,全世界的波浪能总蕴藏量为109千瓦,是一笔巨大而取之不尽、用之不竭的能源。

波浪除了上下运动的能量外,还有横向运动的能量和旋转运动的能量。缪特尔的成功,激发了人们向海浪要能量的热情,目前,世界上许多国家已经就不同方向运动的能量设计了不同的装置进行试验。

最常见的就是缪特尔发明的空气活塞式波力发电机。单个的这种发电机发电能力有限,现在科学家建造了装有许多个装置的波力发电船。这种船长80米,宽12米,重500吨,装有20个浮筒,在3米高海浪的水面上,能发电2000千瓦左右。

现在还研制出了一种固定式海岸波力发电装置。它把空气活塞室固定在海岸边,通过管道内水面的升降来代替浮筒的上下,使活塞室内的空气反复受到压缩和扩张,从而将横向运动的波能转化为机械能,带动发电机发电,每一个海岸固定式发电机容量为1000千瓦。

美、英、法、日等国在20世纪90年代还研制出一种更为经济的发电装置——气袋式波力发电机。科学家们将一个个特制软质气袋浮漂在海面上,再用链状轴将它们串连成排,如同一条横跨海面的粗大胶管。海浪扑打气袋,气袋里的空气受到压缩。被压缩的空气驱动空气涡轮机,再带动发电机发出电来。一套由4000个气袋组成的波力发电装置,可以发电2000万千瓦。

最近,日本又开发出一种叫“人造环礁”的波力发电装置,直径达75米,好像一个巨大的油煎环饼,只有顶部露出水面。海浪冲击环礁边沿,并从中央喷口喷出,冲击中间的涡轮机工作,发出电来。一个装置的发电量为10万千瓦。

自20世纪初期以来,人类就锲而不舍地探求发掘波浪能的方法。到20世纪末,科学家们已卓有成效地研制出各种各样的波力发电装置。英国、美国、法国、日本、意大利等国已经开始利用波能发电,节省了大量能源。中国也在积极研制波力发电装置,并已投入试验。对于中国这样一个有漫长海岸线的国家而言,光是大陆沿海就至少有1.2亿千瓦的海浪能量等待我们去开发利用。

科学家们预计,21世纪初,波力发电装置进一步改善以后,将大量投入使用。到21世纪中叶,波浪将与石油、煤、风、潮汐等能源一样为人类服务。它不仅能让航标灯发光,而且能将光明送到地球的多个角落,照亮人类的生活。

同类推荐
  • 孩子最爱问的经典科学迷题

    孩子最爱问的经典科学迷题

    孩子的好奇心是与生俱来的,孩子眼中的世界是神奇而又陌生的。在孩子渐渐长大的过程中,应该让他们发挥自己爱问问题的本性,使他们在探知尚未熟悉的世界的过程中成长心智,使他们充分享受到破解迷惑的无穷乐趣,让他们的眼睛永远闪烁智慧与灵性的光芒,让世界在孩子们的眼中揭开一层层神秘的面纱。科普书,尤其是给孩子看的科普书更应该特别用心去写,要了解孩子的心理,从他们感兴趣的角度叙述。鉴于此,我们编写了这本汇集人体、动物、科技、宇宙、自然等各方面经典科学谜题的科普书,以期让孩子了解科学、爱上科学!
  • 世界大发现纪实系列丛书-拨开宇宙的迷雾(上)

    世界大发现纪实系列丛书-拨开宇宙的迷雾(上)

    《世界大发现纪实系列丛书》共有五册,分别是《拨开宇宙的迷雾——天文大发现》《精彩地球——地理大发现》《自然世界的奇迹——考古大发现》《地下深处的秘密——考古大发现》《神奇分界线——北纬30度的秘密》。人类的每一次重大发现,都不知凝聚了多少人的汗水和心血,甚至生命。每一次震惊世界的发现,都给人类带来无价的物质或精神果实,让我们真切地触摸到自然或历史的本来面目。
  • 中国地理读这本就够了

    中国地理读这本就够了

    数千年的繁衍生息,造就了中华大地连绵不绝的地理诗篇,广阔的疆域承载着多样的地形、地貌与气候。烟水迷离的江南美景、壮美绮丽的疆域风光,地域分异明显的环境资源,以及美丽的民间传说、风格迥异的各族风俗等,无不在诉说着这片土地上的美丽和传奇。将知识性、科学性、实用性和趣味性融于一炉,蕴含丰富的知识,阅中国地理,读这本就够了。
  • 21世纪不是梦

    21世纪不是梦

    本书内容包括:我们的地球;时光之箭;世纪末的宣言;中国21世纪议程;大国;土地,发展的基础;倾听大地;话说五谷杂粮;流水,发展的源泉等。
  • 外星人的惊天秘密:打开《山海经》说外星人

    外星人的惊天秘密:打开《山海经》说外星人

    《山海经》中关于中华之地理、矿产等记载,从何而来?何以如此精准详尽?是古人拥有什么先进探测设备,还是有“天人”相助?女娲、王母这些我们耳熟能详的人物到底是神话传说还是外星来客?本书作者按图索骥,为您还原“外星事件”,以大胆的猜想和认真的推理得出了一个让人大吃一惊的观点——外星人曾造访地球,人类是外星人反复试验造出的新物种……看看《山海经》中的这些插图吧,那些诡异、神秘、荒谬的生物背后都隐藏着未知的真相。请跟随作者一起回到那个荒蛮的时代,共同揭开外星人的惊天秘密……
热门推荐
  • 霸道男神只属于你的温柔

    霸道男神只属于你的温柔

    本书为《腹黑男神只属于你的温柔》升级版,从第十章开始转载,感谢大家的支持。
  • 动漫之王牌进化

    动漫之王牌进化

    海贼王、死神、火影!基于动漫世界的无限进化,绝对热血,绝对无限!请看一眼再走,如果觉得还可以的话请投一张票票~~~
  • 木兰的悠悠人生

    木兰的悠悠人生

    好心有好报,飘荡千年的木兰在助人为乐中得了心贴心的爱人,然后一世一双人的转站在各个目标任务中……
  • 魔都沉浮

    魔都沉浮

    生活总是不遂人愿,不是孤儿却更甚孤儿的主角陆泽,挣扎着在魔都的苍白楼宇间苟且偷生,在娱乐圈这个别人眼中神秘的领域纵横捭阖,理想与现实,爱情与仕途,本书大多采自真实故事,谨以此纪念自己和朋友的诗与远方。
  • 雷帝逍遥游

    雷帝逍遥游

    十尊镇守苍穹的皇家骑士、十种亘古流传的古代神器,看不念咒语的瞬发魔法师,痞子魔法师如何笑傲花丛,“别说我猥琐,我那叫和美女探讨幸福人生!”
  • 快穿黑化男主攻略

    快穿黑化男主攻略

    #吴晓穿越了#一觉醒来就有什么沙雕系统绑定她。
  • 双面王妃幸福史

    双面王妃幸福史

    苏小小穿越异世,成为将军府大小姐慕容雨烟。学医术,练武功,斗斗姨娘、整整庶妹,重拾温暖亲情。什么?还要和伪善美人较量,再打倒无良贵妃?更要寻找盅人凶手,闯苗疆去异国,被阴险男配绑架……慕容雨烟望着老天爷郁闷嘟囔:穿越而已,能让我的生活安稳点么?某王爷在旁边淡定答曰:能!~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~小泣建了一个读者交流群,会有人进来吗?478280774,这是读者群群号,不管有没有人,小泣会一直在,谢谢大家的支持!!!!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 大佬的互追日常

    大佬的互追日常

    [男女主双强,宠文,微玄幻,娱乐圈,学霸。]众人只知她身为云之巅的神受尽万人敬仰,千人崇拜,却不知她奔波一百年历尽世俗只为寻得他。再次相遇,失而复得的顾星河对他是百般纵容,千般欢喜,一点点向他靠近,结果被一顿操作猛如虎的他反追。直到一天,有人看到云之巅星河神正被修真界某位大佬抵在墙角。“小姑娘,谈恋爱吗?”星河一个反身,将男人反抵。“怎么?哥哥这是要泡我?”
  • 我已安好,愿你晴天

    我已安好,愿你晴天

    我没了眼睛,可是我还有你。你带我看世上最美的容颜,你带我看世上最亮的眼睛,你带我看世上最爱我的心。我没了耳朵,可是我还有你。你带我听世上最动听的歌声,你带我听世上最暖心的问候,你带我听世上最奢侈的我爱你。