自那日受茶壺蓋啟發之後,沈驚鴻便悄然開啟了一項絕密的研究計劃。他並未大張旗鼓,而是利用現有資源的便利,在有限的範圍內進行著最初的探索。
他首先以“改進水力鍛錘動力穩定性”為由,向太子朱常洛呈遞了一份密奏,申請調用少量資金和幾名絕對可靠的工匠。朱常洛對沈驚鴻天馬行空卻又往往能切中要害的“格物”思路早已信服,雖不明就裡,但還是很快批複同意,並叮囑務必謹慎,勿要虛耗錢糧。
有了太子的支持,沈驚鴻在精密儀器局內,劃出了一個單獨的小院,掛上了“動力研習所”的牌子,對外宣稱是研究更高效的水力傳動裝置。他親自挑選了參與人員:除了儀器局的吳匠頭外,還有格致書院兩名在機械原理和算學上表現出色的年輕學子,以及一位原本在欽天監負責修理精密儀器的老匠人。所有人都簽署了嚴格的保密文書。
研習所內的第一次會議,氣氛嚴肅而神秘。
“諸位,”沈驚鴻目光掃過眼前幾張既興奮又困惑的麵孔,“今日起,我們將共同探究一項可能前所未有的‘力’。此事務必嚴守秘密,在外不得提及隻字片語。”
他命人抬上來一個特製的、加大加厚的銅質“茶壺”。這個“壺”與其說是壺,不如說是一個帶有嚴密壺蓋和一根粗壯銅管的密閉容器,壺蓋用螺絲緊固,並用浸油的軟木墊圈密封。
“我們的第一步,就是量化它。”沈驚鴻指著這個特製容器說道。
接下來的日子裡,這個小院內時常傳出叮叮當當的敲打聲和嘶嘶的蒸汽聲。沈驚鴻帶領著這個小團隊,開始了最基礎的實驗。
他們在這個特製鍋爐下加熱,通過那根銅管將蒸汽引導至一個簡陋的、內壁儘可能打磨光滑的青銅汽缸。汽缸裡有一個精心製作的木製活塞暫時找不到更合適的材料),活塞杆伸出汽缸外。
“記錄!注水三升,炭火五斤,至壺蓋氣孔噴汽!”一名學子負責記錄。
“活塞被頂起…約…約一寸半!”另一名學子仔細觀察著刻度。
他們反複實驗,改變注水量、火力大小,測量活塞被推動的距離,並用沈驚鴻設計的簡易杠杆和砝碼,嘗試測量蒸汽產生的推力。數據被一絲不苟地記錄在特製的表格中。
然而,問題很快接踵而至。密封是第一個大難題。即使使用了軟木墊圈和緊固螺絲,鍋爐、管道、汽缸的連接處依然嗤嗤地漏氣,大大降低了效率,也帶來了燙傷的風險。吳匠頭嘗試了多種填料,從麻絲混桐油到黏土,效果都不理想。
活塞與汽缸的配合是另一個難題。木製活塞受熱膨脹,時而卡死,時而間隙過大漏氣嚴重。他們嘗試改用銅製活塞,但以目前的加工精度,想要在堅硬的青銅汽缸內做出一個既能靈活運動又能有效密封的銅活塞,難度極大。
這一天,實驗再次遇到了挫折。一個管道連接處因為蒸汽壓力超出預期而崩開,高溫蒸汽噴湧而出,險些燙傷在一旁記錄的學子。雖然無人受傷,但現場一片狼藉,士氣不免有些低落。
“大人,這…這蒸汽之力,狂暴難馴,怕是…”吳匠頭看著崩壞的接頭,麵露難色。
沈驚鴻看著沮喪的眾人,卻沒有氣餒。他走到那崩壞的接頭處,仔細檢查斷口,沉聲道:“非是此路不通,而是我等尚未找到駕馭它的方法。諸位請看,這接口崩壞,正說明其力之巨!若連這點挫折都承受不住,何談駕馭天地之力?”
他拿起炭筆,在一塊木板上畫了起來:“密封問題,我們可以嘗試打造整體的鍋爐和汽缸,減少連接處。或者,設計一種帶凹槽的接口,嵌入耐熱的石棉繩他記得中國很早就認識並使用石棉)再壓緊…活塞的問題,我們需要更精密的鏜床來加工汽缸內壁,或許可以嘗試用打磨的硬石或鑄鐵…”
他一邊畫著草圖,一邊解釋著改進思路,眼中閃爍著執著的光芒。他的冷靜和信心感染了眾人。是啊,新式火銃的研發不也是經曆了無數次失敗嗎?
“另外,”沈驚鴻放下炭筆,目光掃過眾人,“我們不能隻滿足於推動活塞做直線往複運動。要想驅動機器,必須將其轉化為旋轉運動。”
他拿出了另一張早已構思好的草圖,上麵畫著一個簡單的曲軸和連杆機構。“下一步,我們要嘗試製作這個。將活塞的直線運動,通過連杆和這個彎曲的軸,變成旋轉運動。”
看著那精巧的機構圖,兩位年輕學子眼中重新燃起了興奮的火花。這是一個他們從未接觸過的全新領域!
接下來的日子,研習所內更加忙碌。沈驚鴻一邊指導著改進鍋爐和汽缸的密封,一邊讓吳匠頭帶著人手嘗試打造小型的曲軸模型。他自己則埋頭於大量的計算之中,估算著不同尺寸的鍋爐可能產生的壓力,不同直徑的活塞所需的推力,以及曲軸連杆的受力分析…他不得不將很多現代公式和概念,轉化為這個時代能夠理解和計算的模式,工作量巨大。
偶爾在深夜回府時,蘇卿卿會發現他的官袍袖口沾著些許炭灰,手指上甚至有燙傷的紅痕。她從不多問,隻是默默地準備好效果更好的燙傷膏和安神的湯藥。有時,她會看到沈驚鴻在庭院中,對著那口大水缸怔怔出神,手指無意識地在空中劃著某種複雜的軌跡。
她知道,丈夫正在探索一條極其艱難卻又充滿誘惑的道路。她能做的,就是守護好這個家,讓他無後顧之憂。
兩個月後,一個縮小了比例的、整體鑄造的青銅鍋爐和汽缸被製作出來,密封性有了顯著改善。同時,一個巴掌大的、能夠將往複運動轉化為旋轉運動的曲軸連杆模型也成功運轉起來。當沈驚鴻親自將這個小模型的連杆與改進後的微型蒸汽活塞連接,並在鍋爐下點燃酒精燈後,在嘶嘶的蒸汽聲中,那小小的曲軸竟然真的緩慢而持續地轉動了起來!
雖然它轉得吃力,雖然它力量微弱,雖然它還遠不能稱之為“機器”,但在場的所有人都屏住了呼吸,眼中充滿了震撼與狂喜!
“轉…轉起來了!”一個學子激動地聲音發顫。
沈驚鴻緊緊盯著那旋轉的曲軸,仿佛看到了一個新時代的曙光正在這小小的模型上微微閃爍。他知道,這隻是萬裡長征的第一步,但這一步,至關重要。壺中之秘,正在被一點點揭開。
喜歡明祚永延,我讓大明上巔峰請大家收藏:()明祚永延,我讓大明上巔峰書更新速度全網最快。