崇祯十九年,五月中,南京城外,皇明机器总局。
相较于城内正在进行火热的经济改革,机器总局所在的这片工坊区,现在则完全是另一番景象。
只一出城墙,抵达皇明机器总局所在的工坊区,那股压抑便被另一种原始而蓬勃的力量彻底冲散。
目光所及,烟囱矗立,喷吐着或浓或淡的黑烟,如同巨兽呼吸,将这片天空都染上了一层工业的灰蒙。
这里的炉火日夜不熄,映照得工匠们古铜色的皮肤上汗水晶莹。铁锤敲击声、刺啦作响的锯木声、水流冲击水轮的哗哗声交织在一起,宣告着一个新时代正在这里野蛮生长。
在这片沸腾区域的深处,新砌的高墙圈起了一处独立的院落。院内,一场静悄悄的革命正在悄然间酝酿。
此处被称为“格物动力坊”,由宋应星亲自牵头,张继孟辅助,汇聚了总局内数十名最顶尖的工匠和几位对“格物”颇有研究的年轻书生,组成了一个专门的研究小组。
他们的目标,正是林天之前提及的,那看似异想天开的“蒸汽之力”。
这时间,坊内一角的工棚下,核心成员齐聚。
牵头者宋应星,这位早已名满天下的博物大家,此刻却如同最虔诚的学子,眉头紧锁,凝视着铺在木台上的几张宣纸。
纸上,勾勒着林天描述的“蒸汽涡轮”大致结构,由他亲手绘制的构型图。
锅炉、气缸、活塞、连杆、飞轮……这些概念是颠覆性的,以往闻所未闻。
图纸上的线条简洁而抽象:一个巨大的锅炉,用以产生蒸汽;连接它的圆筒状“气缸”;气缸内上下运动的“活塞”;将活塞的直线运动转化为旋转运动的“连杆”与“飞轮”……每一个结构都挑战着当下的工艺极限。
“宋先生,您看,”一位头发花白的老铁匠李铜头指着地上几个黑黝黝的铁疙瘩,声音沙哑带着无奈,
“这‘气缸’,要求内壁光滑如镜,密闭不泄一丝水气。我等选了上好的精铁,反复锻打,试图镟磨,可……您看这砂眼,这凹凸,十件里能有一件勉强入眼就已烧高香了。稍有瑕疵,高压水汽便寻缝而出,前功尽弃啊。”
他脚下那几个铁制圆筒,形状略显不规则,表面布满了细微的孔洞和划痕,像是经历了无数场失败的战役。
旁边身着儒衫却挽着袖子的张继孟,俯身拾起一个报废品,对着光亮处仔细端详。
“不仅是铸造和打磨的问题,这铁质能否承受反复的加热冷却而不裂,也是关键。或许……可以尝试用黄铜?铜性柔韧,不易爆裂,延展性更佳,易于后期加工。只是,”
他顿了顿,眉头微蹙,“铜价昂贵,若大规模制造,耗费甚巨,且其质地偏软,长期承受巨力,恐会变形。”
宋应星点了点头,炭笔在图纸的活塞部分重重一点:“继孟所虑,正是难点之一。材料之事,可并行尝试。然此处,活塞与气缸之密合,更是难中之难!间隙需极小,方能保气密,但又绝不能卡死动弹不得。其中填充何物作为‘密封’,需耐受高温水汽侵蚀,又需耐磨,不易老化……”
他叹了口气,“我们已经尝试过浸油麻绳、牛皮,甚至混合了石灰的软木,效果皆不理想,不是很快磨损,就是遇热硬化失去弹性。”
一个年轻些的木匠挠着头,忍不住插话:“还有这连杆和飞轮,要将活塞的往复之力转为旋转之力,这力道传递,对结构强度要求极高,现有的榫卯和铁钉连接,怕是几下就震散了。”
工棚内一时陷入了沉默,只有远处水锤单调的撞击声传来。
图纸上的构想如同海市蜃楼般瑰丽,而现实却是一片技术的荒漠,每一步都步履维艰。
他们仿佛站在一扇前所未见的大门前,能透过门缝看到里面的光芒,却找不到打开它的钥匙。
宋应星没有气馁,他深吸一口气,拿起炭笔,在那张布满难题的图纸上,开始划出分界线。
“诸位!”他的声音不高,却带着一种莫名的坚定。
“格物之道,本就在于百折不挠。前人未曾踏足之路,自然遍地荆棘。既然整体难成,我等便效法庖丁解牛,将其大卸八块,分而治之,逐一击破!”
他笔尖点向气缸:“气缸铸造,可分两步走。先不求光滑,但求铸出厚实均匀、砂眼少的毛坯。然后,我们仿效玉匠琢磨,制作专用的内壁镗刀,固定于架上,或以水力缓缓旋转推进,一点点将这铁疙瘩的内壁镗磨光滑!”
“李师傅,你经验最丰,此事由你主导,专攻气缸铸坯与镗磨之法!泥范配方、浇铸火候、镗刀形制,皆可大胆尝试!”
“喏!老汉定跟这铁疙瘩耗上了!”
宋应星又看向张继孟:“继孟,你心思缜密,这活塞密封之物,便交由你负责。可多试试不同物料组合,此外,”
他目光微凝,露出思索之色,“我们或可换个思路……可否利用蒸汽本身压力,推动某种柔性材料向外膨胀,以达到自紧密封之效?”
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