解读丨第七届全国青年科普创新实验暨作品大赛 科普实验单元-风能利用命题（中学组）

风能是地球表面空气流动所产生的动能，属于可再生能源。人类很早就开始利用风能，如利用风力提水、灌溉、磨面、舂米，用风帆推动船舶前进等。14世纪的欧洲，风车成为不可缺少的原动机，在荷兰风车先用于汲水，以后又用于榨油、锯木、纺织等。现在风能作为一种清洁的可持续能源，已经成为除水能外，技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业发展前景的发电方式。

本命题赛事面向中学生，要求参赛队伍选取材料设计并制作一个装置，使其可利用风能实现侧风负重（风向与赛道方向呈90度角）行驶。比赛通过装置的侧风负重行驶能力为表征，考查装置对风能的利用效率。

提升参赛队伍的科学素养，培养其创新思维及创造力。考察参赛队伍流体力学知识、机械结构设计能力、制作工艺、创意及批判性思维、团队合作、沟通协调、自主学习、临场应变等能力。

（一）初赛任务

本命题要求各参赛队伍设计并制作一个装置，使其可利用风能实现侧风负重（风向与赛道方向呈90度角）行驶，比赛时限为3分钟，在此时限内完成赛道行驶任务且装载负重量最大者为优胜。

（二）限制条件

1.风能来自固定风源的三个并排风扇，比赛过程中不得变更该风扇位置、风扇角度和风速。风扇参数：额定功率≈60W；扇叶直径≈40cm；风扇轴距跑道高度：20cm。各赛区承办单位可根据本赛区实际情况选取合适的统一规格风扇。

2.参赛队伍可使用大赛承办单位提供的基本材料（见表1），也可自行携带材料进行现场设计制作装置。自行携带的材料需为生活中常见的物品材料，或以零件或原材料状态入场，赛前不能提前进行加工；不得使用成型扇叶（含零件）、成型风帆（含零件）、轴承等部件。

3.装置自重不做限制。

4.装置尺寸不得超过40cm*40cm*40cm。装置在行驶过程中不能改变尺寸。若装置在行驶过程中有坠落物（包含负重），则本次成绩取消。

5.具体风能利用方式不做要求，但风能接收装置的主要材料需为牛皮纸（200g），且总面积不超过21cm*29.7cm（即不大于A4纸的面积）；除风源提供的风能外，不得携带任何其他能源（含蓄能装置）。

6.赛道采用无坡度的平面赛道，包含行驶区域和准备区域：行驶区域长80CM，宽50CM；准备区域长40cm、宽为50 cm。

赛道与风源呈90度，风场覆盖全部赛道区域。赛道中心线与风源前缘距离为100cm。

7.参赛作品无安全隐患。

8.大赛组织单位提供基本工具（见表2）。参赛队伍可自行携带工具（选手不得携带额定功率超过150W的电动工具、压缩气体类工具、可燃物驱动的工具、尖锐、开刃且总长度超过15cm的刀具等工具，比赛现场提供220V电源），赛前通过裁判安全性检查方可使用。

大赛组织单位提供的基本工具有：