立軸式大風(fēng)車是中國(guó)古代的杰出發(fā)明，據(jù)說(shuō)我國(guó)采用風(fēng)車提水的歷史約有1700多年，但早期文字記載不多，宋代才有相關(guān)文字記錄，明清有較詳細(xì)的記載。立軸式大風(fēng)車在中國(guó)古代應(yīng)用非常廣泛，直到上世紀(jì)50年代還廣泛使用。1957年拍的電影《柳堡的故事》有許多立軸式大風(fēng)車的背景，其電影插曲風(fēng)靡全國(guó)：“風(fēng)車呀風(fēng)車那個(gè)咿呀呀地轉(zhuǎn)哪，哥哥惦記著呀小英蓮”的的動(dòng)人歌聲與場(chǎng)景賦予大風(fēng)車詩(shī)情畫(huà)意與浪漫情懷。然而我們沒(méi)有像荷蘭那樣保護(hù)古代技術(shù)與文化遺產(chǎn)，隨著農(nóng)業(yè)電氣化的普及，到上世紀(jì)70年代大風(fēng)車徹底絕跡。后來(lái)有極少數(shù)科學(xué)家對(duì)大風(fēng)車的技術(shù)進(jìn)行了考證與研究，《柳堡的故事》成為考證與研究立軸式大風(fēng)車重要的信息資料。

下面是電影《柳堡的故事》中立軸式大風(fēng)車部分小段。

2004年中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所與臺(tái)灣南臺(tái)科技大學(xué)等單位在蘇北聯(lián)合開(kāi)展中國(guó)立軸式大風(fēng)車的復(fù)原制作，歷經(jīng)2年考證與調(diào)查，于2006年由過(guò)去制作立軸式大風(fēng)車的老師傅復(fù)原制作了大風(fēng)車，圖1左圖是了大風(fēng)車復(fù)制現(xiàn)場(chǎng)，右圖是運(yùn)往臺(tái)灣南臺(tái)科技大學(xué)安裝的立軸大風(fēng)車。

立軸大風(fēng)車工作原理與平板擺轉(zhuǎn)式風(fēng)力機(jī)相同，這里僅介紹繩索是如何控制葉片擺轉(zhuǎn)的，最好的方法是采用動(dòng)畫(huà)演示，在演示之前先用一幅動(dòng)畫(huà)截圖來(lái)介紹動(dòng)畫(huà)中的部件，白色箭頭代表流動(dòng)的空氣（風(fēng)），見(jiàn)圖3。上方風(fēng)帆平行于風(fēng)向，氣流順利通過(guò)，下方氣流被風(fēng)帆阻擋，氣流推動(dòng)風(fēng)帆，風(fēng)輪就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

在下面通過(guò)另一個(gè)動(dòng)畫(huà)演示大風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)的立體效果，先用一張動(dòng)畫(huà)截圖來(lái)介紹動(dòng)畫(huà)中的部件，該動(dòng)畫(huà)的風(fēng)向垂直于畫(huà)面，是從外面吹向畫(huà)內(nèi)。風(fēng)輪下方是風(fēng)力機(jī)的負(fù)載，本動(dòng)畫(huà)中僅以機(jī)座表示，見(jiàn)圖4。顯然，左側(cè)葉片與風(fēng)平行，對(duì)風(fēng)沒(méi)有阻力，右側(cè)葉片與風(fēng)不平行，對(duì)風(fēng)有阻力。

請(qǐng)觀看大風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà)。動(dòng)畫(huà)格式： .mp4，分辨率：800x600。