下雨天边骑车边打伞不方便？ 三名中学生找到解决方案

2016年4月27日讯，下雨天骑车上学很不方便，打雨伞腾不出手拿，穿雨衣行动不便也对安全不利，如何解决这个问题这可怎么办呢？来自北京市建华实验学校的三个小姑娘——吴雨桐、李悦溦、梁嘉宸，时常就生活中遇到的各种小问题展开讨论，开动脑筋寻找答案。她们找到了一种既方便又不用手拿的防雨工具——新型喷气式雨伞，使这个问题迎刃而解。

新型喷气式雨伞

下雨骑车打伞诸多不便

怎样解决下雨骑车问题？女生们想到，在北京的有些地方，比如警察站岗时，会利用喷气设施给他们遮雨。在饭店大堂或冷库里，也会有自上而下吹出来的“气帘”，隔绝里外的空气，使室内的凉爽不受室外的炎热干扰。但这些毕竟都是公共设施，如果能让这样的应用变成便携式的产品，就会更贴近大家的生活，从而更容易普及。

有了这些启发，女生们想到了要做出无伞布及不用手拿的雨伞，用风吹散雨滴正好可以达到理想的效果。她们决定采用“气幕式”的方式，用喷气将雨滴挡在外面，形成一个“金钟罩”。最终，她们完成了两款气幕式雨伞的设计：一种是只有伞柄的雨伞；另一种是可以戴在头上的无伞柄的雨伞。

下雨多伴着刮风，当你打着雨伞走在大风里，很容易有一种被风“拽着走”的感觉。同时，当骑自行车或电动车时，雨伞向下倾斜的角度会遮挡住骑车人的视线，导致安全隐患。另外，收伞时擦水、晾干的“工序”也是麻烦。三个女生介绍，这种气幕式雨伞突破了传统雨伞的结构，免去了每次使用后伞面上有水的麻烦，使人们在各种情况下都可以方便安全的避雨。“同时，头戴式的喷气式雨伞是世界上首创的，目前还没有人进行研究。喷气式雨伞的使用寿命更长，不容易损坏，价格实惠且行走时不会受到伞面带来的阻力。”

喷气帘幕能有效隔绝雨雪

这气幕式雨伞采用了什么样的原理呢？女生们解释：雨滴自身的质量不大，适量的风就可改变雨滴的下落轨迹。如果成功改变了它们的轨迹，就可以不被雨水打湿。那么，雨伞的风能从何而来？“风扇可以提供所需的风能，所以只要在两种气幕式雨伞上都装上风扇就可以实现了。”

女生们设计的展示她们的成果：手持式气幕雨伞形似一个火炬，李悦溦解释，这种伞可以简化为一根可以喷气的棍子，利用开关控制棍子顶端风扇的旋转，将雨点吹开来达到防雨的功能。“这种雨伞还可以直接装在电动车上，同时始终保持干燥，免去了伞布上雨水打湿地面的麻烦。”

而头戴式的气幕式雨伞则是将可旋转的风扇安装在头盔的顶部，同样利用旋转提供的风吹开雨点起到避雨的效果。“这样，在腾不出双手时也可以使用雨伞。 ”

记者注意到，不论是手持式还是头戴式，在雨伞的顶端都设置着一个漏斗形状的圆盘。这是干什么用的呢？女孩们解释，这是一个她们自制的引流装置。“这个弧线形的‘导流顶’能把向上吹的气流导成一个扇面，形成一个相对集中的气流面，这样气流向外的‘推力’比较大，能把雨滴从侧面推出‘保护区’。既保证了风扇不会因意外的雨水打湿而发生故障，又可以提高效率，利用最少的电能吹走最多的雨滴。”

风机+导流喷嘴=效果理想

制作这个小作品，三个小姑娘前前后后一共忙活了大半年。每天的自习课，上午、下午的大课间，中午午休、吃饭那一会儿功夫……女生们都不厌其烦地来到学校地下室的通用技术课教室，见缝插针地研究自己的小发明。

梁嘉宸告诉记者，在不断探索、研制的过程中，她们还真克服了不少困难。最开始，她们选用的是普通的风扇，“这东西功率、推力太小，对雨滴起不到任何作用。”后来，她们又想到了电脑散热用的风扇，结果也是失败。“必须加大功率，买新‘装备’。”女孩子们前前后后在淘宝网“淘换”着合适的设备，“攒了一堆弃用的‘废件儿’。”她们的指导老师张敬东也替她们着急，在学校周围的科研单位，找来了许多旧设备上拆下来的器件给她们做试验。后来，她们终于发现了一种航模用的风机，推力、功率、价格都合适，才解决了的“吹风”的问题。

风机找到了，但这可不是就万事大吉了。“向上吹出的气流非常散，有的直接贴着帽子就下来了，像是‘乱流’。”怎样才能让气流的推力集中，真正起到气幕的作用呢？在张老师的引导下，她们想出了引流、导流的办法。“最开始，我们采用向盘子一样平的‘喷嘴儿’，效果并不好。经过无数次调试，最后发现最‘完美’的就是倒圆锥形的导流装置，这样的抛物面既能形成气幕伞面，又能集中推力，效果很理想。”

另外，头戴式的气幕雨伞还要考虑人体感受的舒适性的问题。“最开始的‘帽子’有一个很大的问题就是震动特别大，还有电机启动后嗡嗡的噪音。”为了解决这些细节问题，她们改用了效果更平稳的电机，并安装了超静音的装置。

将研制防PM2.5面罩

关于有待改进的地方，吴雨桐告诉记者，目前，她们研制的气幕式雨伞比较适用于小到中雨，防雪的功能也很显著，但她们正在着手加大设备的功率，“这就会让气幕遮挡的雨量级别越来越高，遮挡的面积也会越来越大。”

此外，头戴式雨伞的重量也有待减轻，“如果使用者需要在大雨中长途跋涉一段距离，空气伞恐怕难以胜任。”可以将头戴喷气式雨伞装在滑轨上，以此来改变吹风的方向，遮挡不同角度的雨滴。

现在的喷气式雨伞依赖电池驱动，由于耗电量大，12V的电池只能持续工作40分钟。“伞柄里的电池容量有限，续航时间并不是很长，如果携带备用电池，在便利性方面又大打折扣。”女生们考虑，可以将雨伞直接和电动车的电池相连，既避免了携带电池的麻烦，又可以使使用时间更加长久，“如果有可能批量生产，这也能成为电动车的基本配置。”

在研发气幕式雨伞的基础上，女生又萌生出了新的创意，目前她们正在创作一个“气幕式防PM2.5面罩”。“设计一个头戴式装置，利用风机将过滤后的洁净空气输送到人的面部，气幕将面部覆盖，隔绝开外部不洁净的空气，以后出门就免去了戴口罩的麻烦！”

来源：北京晚报 北晚新视觉网 记者 孙乐琪 文并图