轴式风轮或轴式旋翼有什么弱点？

【专家解说】：因为现有轴式风轮和旋翼有两大不可弥补的致命弱点： 由于翼片中真正能够将风力转化为旋转动力的翼段只是远离轴心的翼段（称为高效翼段），而且离轴心越远转化效率越高，因此每个翼片从轴心往外的大部分翼段转化率不高，而且越靠近轴心的翼段转化率越低，直至为零，这一大截低效翼段实际上主要是充当高效翼段与轴心之间的连杆，但是这条连杆给高效翼段提供的支撑力非常有限，因为支撑点远在轴心而且只能提供单侧支撑，所以旋翼的翼片不可以很宽，直径不可以很大，转速也不可以很高，否则翼片会因支撑力不足而严重振动、摇晃直至折断。 由于仅靠一根轴连接整个风轮与整个发电机或整个旋翼与整个发动机，全部扭矩完全靠这根轴传递，整个机身的重量也完全由这根轴负担，因此，如果翼片和发动机真的足够强大，那么轴就必然会不堪重负而损毁。 以上两个弱点，决定轴式风轮和旋翼不可能有更大的直径、更宽的翼片和更高的转速，因此轴式风轮永无可能推动大型发电机，轴式旋翼永无可能带飞千吨级直升机（史上最大直升机Mi12起飞重量仅为105吨，因过于笨重未投入实用）。 至于风轮发电机和旋翼飞行器会不会永远只能做这样的侏儒，时至今日答案已经很清楚：不会!因为人类已经发明了翼环式风轮、翼环式旋翼和翼环风轮发电机、翼环! 那么， 翼环是什么呢？ 翼环是环状新式风轮和旋翼的统称。翼环，就是安装有多个翼片的圆环状支架，是一个“长”着许多翼片的环，也可以看成是许多固定翼飞机首尾相接围成的一个巨大的“飞机环”。翼环既可以当作风力发电机的风轮，也可以当作直升式飞行器的旋翼，当运用于高空风电机构时，它既是提供升力的旋翼，又是推动发电机的风轮。 　　翼环的四大优点： 全部翼片都是高效翼段，并且高翼段的总面积可以比相同半径的普通旋翼多出数倍甚至数百倍，这使翼环将风力转化为动力或将动力转化为升力的效率比相同半径的普通旋翼高出数倍甚至数百倍（半径越大，相差的倍数越大）。 每个翼片皆由圆环形支架支撑，也就是说每个翼片皆由整个翼环的所有其他翼片来给它支撑，并且每个翼片也都是翼环的一个支撑点，每个作为支撑点的翼片都分摊着整个翼环的压力。因此，只要相邻的翼片之间互不防碍对方切割空气产生升力，就可以尽可能多地增加翼片的数量和面积，并且翼片越多，相互间支撑的力臂越短，支撑得越稳固。如果将旋翼比作一座桥，那么翼环式旋翼就是一座环形钢架桥，每个翼片都是它的桥墩，桥墩越多，桥越牢固，因此这座桥可以造得很长，甚至可达十数千米（直径达数千米），只要设置足够的“桥墩”（翼片）就行。相比之下，普通旋翼翼片仅依靠远在圆心的轴支撑，就如只有一个桥墩的悬板，轴是它唯一的桥墩，而每个翼片都尤如一头悬空的桥板，所以它不可能承担太大的压力，也不可能造得太长，否则就翼片和轴都会损毁。 地面翼环风电机构可以采用单翼环做为风轮，但高空翼环风电机构为了防止机构整体旋转，一般采用翼环组，一个翼环组具有两至三个翼环（相邻的翼环旋转方向相反以相互抵消扭矩），每个翼环皆尤如一列超长的火车首尾相接形成的“列车环”，只是每节车箱都长了翅膀而已，这些长了翅膀的“列车环”彼此互为列车、互为轨道，即A翼环象列车一样沿着B翼环的轨道前进（旋转），B翼环也象列车一样沿着A翼环的轨道前进（旋转），即无论A翼环和B翼环是共用同一组滑轮车，还是各自拥有自己的滑轮车，总之两个翼环同时也是两条轨道，众多的滑轮车将这两条轨道相偶合，从而将两个翼环结合在一起，使两个翼环既不会分离、又不会相撞，既不防碍彼此向相反方向旋转，又能互相加固从而使各自强度都增加一倍。 普通旋翼只能由一根轴承担的全部负荷，翼环机构却分摊给数组、数十组甚至成百上千组滑轮车，相当于轴的数量增加了数倍、数十倍、数百倍，因而机械强度数倍甚至数百倍地提高。 　　(四）将原先由一根轴承担的负荷分摊给多组滑轮车的结构方式还降低了制造难度，也降低了对材料的要求，同时却提高了机械可靠性和运行寿命。 因此，以翼环式风轮为基础的风轮发电机可以达到汽轮发电机的单机容量，以翼环式旋翼为基础的旋翼飞行器最大起飞重量可以高达数万吨，翼环对拉飞悬机的起飞重量甚至可以高达数十万吨!