有趣的科学发现和科技发明故事

双轴水轮机——物理研究典型例

——有趣的流水动力装置

□ 屈习生

浮球式永动机被作为永动机的典型例子已经几个世纪？确实是有趣的事情，中国学者屈习生发现，只要将浮球永动机的旋转90度，就得到了流水动力装置的原理结构图，得到了可称之为水流机或双轴水轮机的流水动力装置。

双轴水轮机当然不是永动机，它属于水轮机的一种。但双轴水轮机和水轮机也有明显区别，其主要区别点在于：其一是水轮机单轴输出动力，双轴水轮机双轴输出动力；其二是水轮机做功需要水头，需要筑水坝，双轴水轮机无水头做功，依靠江河的流水推动浆板（或浮球）做功。

昔日的科学权威对浮球式永动机所做的宣判如同宗教审判所式的宣判，由于屈氏发现双轴水轮机，这一宣判被粉碎，或许是典型的科学发现故事和科技发明故事，说明科学研究不能受偏见和传统观点的束缚。

发现双轴水轮机之后，屈氏随即确定了双轴永动机的浮球式和浆板式，具有实用价值的当然是浆板式双轴水轮机（见图1）。

图1中，A表示双轴水轮机的某一轴；B表示双轴水轮机的另一轴；C是浆板限位装置；D是浆板角度控位装置，E是浆板或类似浮球的充气浆板。

双轴水轮机做功的机理显然很简单。以浆板式双轴水轮机为例，双轴水轮机水中运动的那些浆板受到的流水推力，远远大于它空气中运动的那些浆板受到的空气阻力，推力大于阻力，在江河流水的作用下，双轴水轮机将连续不断的运动，向发电机或其他机械设备传递动力。

和传统的水轮机相比较，双轴水轮机具有非常明显的技术优势，或许它能迅速取代水轮机，改变整个世界石油和煤炭为主的能源结构。——并且屈氏的发现并非局限在对人类生活的影响方面，屈氏的发现或许将戏剧性地改写古典物理学：在设计了双轴式永动机的原理结构图之后，他还发现将图1展示的双轴水轮机垂直浸入江河流水中（见图1左下图），或者平放置于江河流水中（见图1右下图），双轴水轮机依旧可以做功。

作为科学发现和科技发明的故事，屈氏发现双轴水轮机、粉碎对浮球式永动机的宗教审判式宣判，尚需得到发现和发明的新颖性的确认，但屈氏发现双轴水轮机完全置于水中可继续做功的发现过程，本身就是一个有趣的科学发现和科技发明故事。

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