第69章 不齐的时间（1/2）

第八天早上，江临在发电机台架的皮带轮边缘贴了一小片白色胶带。

昨天他已经证明它能发电，但能发电还太粗糙。

多少转速下输出多少电压，接入整流桥后电压会掉多少，负载加重时转矩反应有多明显，卸荷电阻能不能把能量安全烧掉，控制器在低温、浪涌、接触不良时，会不会说谎?

这些问题不回答，风机二號就不能离开台架。

临时转速计很简陋。

一颗白色 led 固定在支架上，斜照皮带轮边缘。

光照度传感器对准那片白色胶带，每转一圈，反射光就跳出一个峰值，开发板再把峰值间隔换算成转速。

这东西不能拿去发表论文，但够用。

低速空载测试，120rpm 下三相线间交流有效值约13v，300rpm约 32v。

哪怕整流后直流侧会抬高一截，扣掉二极体压降、纹波、电缆损耗和控制器余量，也远不到给 16 串磷酸铁鋰电池稳定充电的舒服区间。

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接入整流桥后还要扣掉二极体压降和纹波，再加上控制器损耗。

风机二號真正可用的风速区间，不会像商家宣传页里写得那么乐观。

接整流桥，接小负载，转速保持300rpm，电压下降，电流上升，整流桥升温。

换大负载，台钻声音变沉，皮带轻微打滑。

发电机的电磁负载已经让驱动端吃力。

台架不是极限测试架，台钻也不是风。

他没继续加负载。

中午前，卸荷电阻热测试。

卸荷电阻的作用很简单。

电池满了之后，把多余电能变成热，把好不容易从风里抓到的电，用最粗暴的方式烧掉。

相比起浪费，江临认为，这就是系统安全的代价。

不能被安全吃掉的能量，最终会以事故的形式回来。

电阻移到石墙外侧，垫陶瓷片，旁边无可燃物。

三个温度探头分別贴散热片中央，接线端子，空气中环境温度。

低功率三十分钟，69c。

中等功率十分钟，91c。

如果功率再高一点，时间再长一点，显然会过百。

控制器有没有过温输入?

他翻说明书。

没有。

廉价小风机控制器只管电压，电池类型和卸荷输出，不知道外部电阻被烤成什么样。

这就是商品化黑箱的边界。

它能切换电路，但不理解热。

於是他没把卸荷电阻完全交给控制器。

控制器只负责判断什么时候该卸荷，电阻本体的温度由独立温度探头记录，超过一百二十摄氏度蜂鸣报警，超过一百五十摄氏度由串联热熔断器断开。

这套保护不聪明，但至少不假装自己聪明。

下午，短路电磁製动测试。

永磁发电机三相短接会產生强电磁阻尼，转得越快制动越强。

听起来很美。

不用剎车片，不用机械接触，让电机自己拖住自己。

但电流会发热，绕组，线缆，整流器件都会热，短接如果长期持续，电磁製动就会变成电磁自杀。

他先在120rpm极低转速下做。

三相短接的瞬间，台钻声音明显变沉，皮带一抖，发电机转速掉了一截。

制动存在。

电流峰值很高，但持续很短。

他没有在更高转速下做长时间短接。

接下来在纸上写整个安全链:

正常:发电→整流→控制器→电池。

满电:控制器→卸荷电阻。

过速：短路电磁製动短时介入，限时使用。

失控:机械剎车/偏航脱风。

人工维护:完全锁死转子。

最后一条最难。

强风下人工锁死叶片，塔架会吃巨大风载。

不锁死，叶片持续旋转，维护危险。

真正安全的维护状態应该是先脱风，再机械锁止。

也就是说，偏航系统本身必须可靠。

旧风机的痛点又绕回来了。

偏航、摩擦、预紧力、热循环、接触刚度。

第五次留下的旧帐，並没有因为他买了新风机套件而消失。

只是换了一副更现代的外壳，重新站在第六次面前。

傍晚，叶片静平衡。

三片叶片之间最大相差29克。

江临没有立刻打磨叶片。

打磨玻璃钢叶片风险很高，破坏表面涂层会让风沙磨损加速。

他把三片叶片装成完整叶轮，架在低摩擦支承上做静平衡。

配重固定在轮轂內侧的预留孔位，用螺钉和防松胶锁住。

这不能证明动平衡合格，但至少能排除最粗糙的重心偏置。

一小时后，叶轮能在不同角度停住，不再总有某一片下垂。

这只是静平衡，不代表动平衡合格。

但至少排除了最粗糙的重量不均。

这一天结束时，纸上已经没有漂亮的风机图，只有一张越来越复杂的风险表。

江临忽然觉得，风机二號比旧风机更麻烦。

旧风机粗糙，但每一处粗糙都在他手里。

新风机看起来现代，但里面藏了很多他还没完全摸透的商品化黑箱。

起点更高，盲点也更多。

夜里，他照例去观测点a取数据。

防尘罩起了作用，镜罩尘明显减少，但暗边问题出现了。

挡风罩边缘在几张低角度天空图像里造成了遮挡。

北方低空红带的亮度估计要受影响。

他没生气，只是记录: 防尘罩 v1 减少镜罩尘，但遮挡低仰角视场。

后续：扩大开口角或提高相机安装高度。

回到石屋，翻开《等离子体物理》，这次读了五页。

debye屏蔽的推导没难住他。

电势在等离子体中被指数衰减，特徵长度由温度、密度和电荷共同决定。

他在纸上推了一遍。

第九天，江临在墙上写下今天的真正题目。

风机二號真正目標：不是更多电，而是能在不该发电时停止发电，让风自己让开。

不是让风停，他没那个本事。

也不是硬把叶片锁住，强风中硬锁，载荷直接灌进塔架和叶根。

他需要的是脱风。

原理不复杂，难的是可靠。

尾舵让叶轮正对风，叶轮吃风產生推力，推力超过閾值时让整个机头偏转，从正对来风变成斜对来风，功率下降。

关键不是尾舵会摆，而是叶轮推力作用线不能穿过偏航轴。

只要有偏置，风推力就会变成一个让机头侧偏的力矩，尾舵和弹簧负责把它拉回来。

两边谁压过谁，决定风机迎风，脱风，还是摆振。

很多小型风机都有这种被动偏航保护。

说明书写著自动偏航保护，大风自动侧偏。

但这四个字落到废土里，就是一堆必须被拆开的变量。

偏航摩擦多大，尾舵面积多大，推力曲线怎样，弹簧回程力多少，阵风下会不会摆振，沙尘进入轴承后閾值会不会飘，低温下润滑脂黏住会不会该脱不脱?

不能直接相信原厂尾舵脱风件，必须自製低载荷验证架。

缩比偏航验证架。

铝合金板做底，十毫米钢轴穿过去做偏航轴。

一根铝条模擬叶轮偏心，长杆模擬尾舵杆，末端掛可调面积的塑料片。

第一阶段不用风，自然风太不稳定。

用尼龙绳和弹簧模擬叶轮推力，细绳掛砝码，砝码越重代表风越大。

掛第一组砝码，不动。

第二组，不动。

第三组，偏航臂突然偏了七度。

不是平滑开始，是卡了一下，越过静摩擦后猛地跳过去。

不好。

真实风机上，这种卡住—突然跳会造成塔架衝击和发电电压突变。

卸下砝码，偏航臂停在三度，回程迟滯。

旧问题又回来了。

摩擦，接触面，预紧力。

钢轴取出。

铝合金孔壁太软，钢轴一压局部已经有微小咬痕。

不能直接钢轴转铝孔，至少要有衬套。

他从零件盒里翻出一截黄铜管。

屋外冷风给铜套降温，炉边给铝板微微加热。

热胀冷缩只给了他一点点余量。

木块垫著轻轻敲入，不能用铁锤砸，会把铜套口砸变形。

钢轴重新插入，阻尼均匀，没有局部发涩。

第二轮测试。

第一组不动，第二组偏一度，第三组三度，第四组八度。

连续，不再突然跳。

回程残余约一度。

仍然存在。

但真实风机在风沙，低温，润滑劣化，载荷衝击下，迟滯只会变大，不会变小。

弹簧选型。

软弹簧脱风容易，但小风也让机头偏摆，发电不稳定。

硬弹簧迎风稳定，但大风时脱不掉。

中等弹簧最接近目標，但偏到一定角度后，弹簧力臂变化使回程力先增后减。

风机侧偏后不一定愿意回到迎风方向。

他在纸上画力矩曲线。

风推力矩、尾舵回正、弹簧、摩擦死区叠在一起，决定风机是稳定迎风、平滑脱风、来回摆振，还是卡在某个尷尬角度半死不活。

旧风机的偏航故障並不只是坏事。

它给了他十五年的负面数据。

哪些声音代表摩擦变大，哪些电压下陷来自追风迟滯，哪些温升对应轴向摩擦副失效。

这些都是风机二號偏航设计的反向教材。

傍晚最简陋的风推力测试。

把缩比尾舵放到石屋外让自然风吹，弹簧秤读尾舵力。

读数跳动厉害不能定量，但一个现象很明显，阵风来时尾舵受力不是平滑增加，而是一阵一阵拍上去。

偏航机构面对的不是一条安静的力矩曲线，而是一连串脉衝。

机构太灵敏被阵风打得来回摆，太迟钝错过真正危险的强风窗口。

夜里，《等离子体物理》读了三页。

洛伦兹力，迴旋半径，迴旋频率。

电子和离子因为质量不同，响应尺度不同。

他看著圆周运动示意图，忽然觉得它和今天的偏航模型有一点荒唐的相似。

带电粒子被磁场约束，绕著看不见的力线转。

风机被风和尾舵约束，在偏航轴上寻找稳定角。

尺度差得离谱。

但它们都在问同一个问题：当外力改变时，系统会怎么响应?

第十一天，他把那台新风机完整摊在了石屋前。

旧风机还在转，但偏航摩擦声越来越尖，电压曲线像老人的脉搏，时稳时乱。

它撑过了江临最难的那些年，但它的確快不行了。

风机二號必须立起来。

塔架不照搬旧风机。

槽钢做三角支架，厚板做塔基，石块压重。

主锚是承担侧向载荷的是三根斜拉钢索。

钢索末端打入岩缝，用钢楔和旧槽钢做成地锚，再用花篮螺栓一点点拉紧。

塔架不高，但江临仍然把它当作会杀人的东西处理。

塔架不高，远远称不上漂亮，但它没有旧风机那种硬撑的味道。

第十二天，风停了半日，难得的窗口。

吊装没有吊车，只有滑轮、绳索和他自己的身体。

每一步都慢得让人烦躁。

发电机离地半米，停，检查绳结。

一米，停，检查塔架晃动。

两米，停，检查偏航轴是否被横向拉偏。

旧风机在旁边转著，声音带病，像一个老兵看著新人上阵。

发电机掛到塔顶，偏航头坐入铜套，尾舵装上，机械剎车拉索穿过导向环，电缆从塔架內部走下来，每隔一段固定一次，留出扭转余量。

下午三点，叶轮被吊到塔上。

三片叶片组成的圆在空中缓缓转过一个角度，阳光从叶片边缘闪了一下。

那一瞬间，石屋前的荒原像安静了一息。

江临没有被这个画面打动太久。

他还要盯著叶根。