前文分析了為什麼黑鳥可以比送它的風更快，這裡說說它具體是怎樣實現的，特別是其中部件的要求以及實際達到比風更快的秘訣，這些對理解它的工作原理也有幫助。 首先，黑鳥跟帆船根本不同的地方在於黑鳥的風車是個螺旋槳，並不是一個轉動的風帆。這個螺旋槳將車輪轉動產生的機械量的一部分轉化成風能，而不是接受風能將其轉化成機械能。所以黑鳥構造的基本要求是車輪和地面的摩擦力距要大於風車螺旋槳受風產生的力矩。 第二，車輪在地面運行時的摩擦力矩是車輪直徑和摩擦力的乘積，所以車輪和地面接觸點不能太光滑，車輪也不能太小。 第三，螺旋槳產生的轉動力矩取決於轉速，螺旋槳的長度，以及葉片的扭角。螺旋槳的轉速取決於小車的速度和齒輪箱的變速比。螺旋槳的長度越大，扭矩越大，另一方面扭角相對於旋轉平面的夾角越大，螺旋槳轉動產生的扭矩也就越大。扭角為零時轉矩為零，扭角90度扭矩為最大。將葉片的長度和扭角二者綜合起來就是螺旋槳旋轉一圈的推進距離（pitch），是用一個長度單位（比如英寸或者厘米）來衡量的。在小車的變速比選定的前提下， 螺旋槳的推進距離(pitch)/車輪的周長 = 黑鳥的風速車速比（VSR） 這個比值不能太大，也不能太小。比值太小車速太慢，比值太大車輪會在地面上打滑（見1）。在現實中黑鳥是通過改變葉片的扭角來改變其螺旋槳的推進距離的，開始行使時採用小扭角，隨着風吹車速的增加不斷加大扭角，這會增加螺旋槳產生的牽引力，使車速進一步增加，最後這個牽引力占了主導地位，車速就會超過風速。 從上面的分析也同時可以看到，隨着扭角的加大，小車會變得不穩定：第一，螺旋槳產生的扭矩太大時會使小車輪子打滑，第二，螺旋槳產生的扭矩會使小車有側翻的傾向。為了對付打滑，需要加大車輪對地面的摩擦力；為了對付側翻，黑鳥左右兩輪相對於重心是不等距的，一邊長，一邊短。這樣以來，黑鳥本質上就是不穩定的。 綜合上面的分析就可以看到黑鳥比風跑得更快的秘訣，一是可變扭角的螺旋槳，二是左右兩輪相對重心不等距。前者意味着黑鳥在行駛中實際上有風力之外的能量輸入，後者意味着黑鳥本質上不穩定，所以，黑鳥構不成所謂的第二類永動機。
視頻一：網紅 Xila Foxlin 解釋車速增益比 另一方面，特有理和老冬兒都認為黑鳥之所以能比風快在於黑鳥存儲了能量，特有理更是認為黑鳥超風速的現象類似於電路里的電感放電。那麼黑鳥里到底有沒有存儲能量？它的風葉質量很輕，絕對夠不成飛輪（flying wheel）這樣的機械儲能器件。但我覺得螺旋槳轉動產生風力也應該算是一種能量存儲，因為螺旋槳的轉動降低了本應（比不轉動）更高一些的加速度，讓小車達到風速的時間更長了。這也是為什麼黑鳥上的螺旋槳葉扭角需要可變動，在運行中改變槳葉扭角改可以變阻力（drag）和牽引力（lift）的大小比例，使得黑鳥在比較合理的時間內達到比較高的速度。這裡螺旋槳的儲能顯然不是特有理認為的感性因子，相反地它類似於電容。 在達到風速之後，黑鳥在螺旋槳產生的牽引力（lift）驅動下會繼續加速，直到其阻力（drag）增大到和牽引力相等，這時候黑鳥的速度大約是風速的三倍。這個最大速度是由黑鳥設計的風速車速比，即螺旋槳的推進距離/車輪的周長的比值，所決定的。 這個比值越大，最大車速就越大，但它達到最大速度所需要的時間也越長，同時車也越不穩定。所以這個增益比在現實中就是一個優化值。 視頻二：黑鳥製作者Rick Cavallarro講解黑鳥的歷史和製作 相關博文： 1）網紅趣味物理：黑鳥和珠鏈噴泉 2）黑鳥現象的特有理解釋 |
