登陆注册
10177200000125

第125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做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平方千米的海面上,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
  • 海水为什么不再蓝

    海水为什么不再蓝

    海洋,是地球生命的母亲,她创造了生命,哺育了生命。地球表面70%是海洋,从海面到几千米深的海底,生活着并不为我们所熟悉的各种生物。
  • 海洋馆漫游(海底世界大观)

    海洋馆漫游(海底世界大观)

    放眼全球,世界上最发达的国家都是海洋大国,经济最活跃的地区都在沿海地区。在当今国际社会,开发海洋、拓展生存和发展空间,已成为世界沿海各国的发展方向和潮流。海洋是一个富饶而未充分开发的自然资源宝库。海洋自然资源包括海域(海洋空间)资源、海洋生物资源、海洋能源、海洋矿产资源、海洋旅游资源、海水资源等。这一切都等待着我们去发现、去开采。青少年认真学习海洋知识,不仅能为未来开发海洋及早储备知识,还能海洋研究事业做出应有的贡献。
  • 动物之美与人类情感

    动物之美与人类情感

    人类的智慧在我们生存的这个蔚蓝色的星球上正放射出耀眼光芒,同时也带来了一系列不容我们忽视的问题。引导二十一世纪的青少年朋友了解人类最新文明成果,以及由此带来的人类必须面对的问题,将是一件十分必要的工作。为配合国家科普进校园活动,我们组织多位经验丰富的学者精心策划、编写了本书
  • 课堂上学不到的趣味科学:人体奥秘

    课堂上学不到的趣味科学:人体奥秘

    为什么人眯眼看东西会更清晰?人磨牙是因为肚子里有虫子吗?为什么人一紧张心跳就会加快?胆越大,胆量就越大吗?人饿了肚子为什么会咕咕地响?人在睡觉时为什么会流口水? 千奇百怪的大千世界到底有多少秘密?意想不到的答案通通都在书里!不信就翻翻看吧!
  • 青少年应该知道的通信

    青少年应该知道的通信

    本书主要内容包括:沟通之媒——通信岁月留痕——我国古代通信文明火种——国外古代通信“英雄迟暮”——载波通信信息快车——光纤通信等。
热门推荐
  • 温柔首席擒娇妻

    温柔首席擒娇妻

    “你不是她!”完全不爱,却因为眼前的女孩像极了她,而毫无怜惜地占有!再见,她蜕变成气质白领,叫慕思淳眼前一亮。她不仅变得更美,而且胆子也肥了,居然挽着别的男人出现在他慕氏的酒会!这个女人到底有没有考虑过他这个前夫的感受?!慕思淳危险地眯起双眸,看来得给这个落跑前妻点教训,叫她明白私自逃离他身边的后果有多严重……
  • 宇宙军火商

    宇宙军火商

    这个宇宙中最传奇的军火商人就是音夜无。音夜无不像凤九渊拥有那么复杂的背景...
  • 百骨夜宴

    百骨夜宴

    发生在绍兴年间的诡秘怪谈,揭露古代志怪小说背后血腥恐怖的秘密。临安城内巫蛊方术盛行,富可敌国的叶家有一位丑婢名曰芸奴,因地位低下、性格木讷常常受人欺侮,却身负奇术,在欲望横行的高宅大院中小心求生。
  • 空间之世外桃源

    空间之世外桃源

    苏曼曼获得了一个世外桃源空间,让她的世界变了样。
  • 超梦催眠师

    超梦催眠师

    宇宙级催眠大师向全世界催眠,让所有人三观变得相反。丑的变得漂亮,难吃的就是美味,高富帅被人鄙视,穷屌丝受到追捧。这个世界肿么了,还能不能和小伙伴们愉快正常地玩耍。孟凡半年前被一道闪电打成脑震荡,从精神病院醒来后发现周围的一切都变了。作为一名三观健全,‘正常人’眼中的‘神经病’,他立志要当一名空前绝后的催眠师,然后,把周围所有人统统整成‘神经病’……
  • 星际霸主

    星际霸主

    与天斗,与地斗,与人斗,看主人翁刘彻是如何在浩瀚的宇宙中闯出一片天地,成就一番霸业的!本书脱胎于EVE,却又不同于EVE,只希望更多的读者能了解EVE这个游戏,因为这里是一个真实的世界。
  • 千行泪

    千行泪

    三年前,失去了自己的童贞,他说要给她一个属于她自己的生活,他自私的拿走了她的爱情、高傲……她问:“你确定你爱的人是你的新娘。”他沉默。六年后她回来了,带着遗憾,带着自责,带着五岁的孩童。面对一个温文尔雅的小女人,她无法做到心无愧疚,然最后得到的却是九年前的事实真相……
  • 璃凰

    璃凰

    她是丑颜孤女,他是冷情皇叔。她穿越后逆袭,扮猪吃老虎;他狡猾如狐狸,狠辣不饶人。他说:“得妻如此,夫复何求!”她说:“死生契阔,恕不退货!”【情节虚构,请勿模仿】
  • 英雄联盟之符文主宰

    英雄联盟之符文主宰

    第五次符文战争后,脆弱不堪的瓦洛兰大陆上,宏伟屏障北部,战争学院拔地而起。从那天起,每个人都知晓了一个无限荣光的名字——英雄联盟。陈曦,偶然穿越到此,展开了一段伟大而神奇的旅程——“什么?瓦洛兰有魔法,却没有摇滚乐?这太疯狂了!”“约德尔人,听说过巧克力吗?”“我说伊泽兄,你能不能别老在你那些探险小说里把我描写成一个头戴兜帽的高冷小哥?”陈曦的名言是:“虽然战争学院那帮渣渣创立了英雄联盟,但他们根本不懂什么是真正的《英雄联盟》!”
  • 企业家来信:我们的信念决定了我们所走的路

    企业家来信:我们的信念决定了我们所走的路

    16位企业家,用书信这一特殊的方式,传递他们一直坚持的信念。从信里可以读到柳传志的管理层交接艺术,任正非的企业自我更新技巧,宁高宁的企业社会责任感,马化腾的危机转化手段……张小平、苏小和、师永刚等21位财经意见领袖对书信进行深入解读,挖掘其中企业家们的最真实情感。