第106章 能源新篇(1/2)
琼州的雨季如期而至。瓢泼大雨连续下了数日,山涧溪流化作奔腾的怒龙,轰鸣着冲入低地。军工集团新建的工坊区内,尽管采取了排水措施,但泥泞依旧没过脚踝。最大的高炉和锻铁工棚内,尽管加装了通风天窗,依然闷热如蒸笼,数十名精壮工匠赤着上身,汗如雨下,喊着号子,费力地拉动巨大的牛皮风箱,为炉膛鼓风。另一边的锻打区,沉重的铁锤依靠人力反复抬起、砸下,撞击声震耳欲聋,每一锤都消耗着工匠巨大的体力。
林战站在锻打工棚的门口,雨水顺着屋檐哗哗流淌,形成一道水帘。他望着棚内热火朝天却又效率低下的场景,眉头微蹙。随着军工集团规模的不断扩大,尤其是高炉炼铁和大型锻件的需求激增,对动力的需求已达到了一个瓶颈。单纯依赖人力、畜力,不仅效率低下,成本高昂,更关键的是,限制了生产规模和技术升级的上限。炼一炉上好的钢材,对鼓风强度和持续时间的稳定性要求极高,人力难以保证。锻造大型船用构件或炮胚,更需要稳定而巨大的冲击力。
“必须找到一种更强大、更持久、更廉价的动力源。”林战心中默念。他的目光,投向了工坊区外那条因暴雨而水量暴涨、轰鸣作响的河流——南渡江的一条支流。充沛的水量,巨大的落差,蕴含着无穷无尽的能量。
“格物之道,在于效法自然,借力打力。”林战对陪同视察的几位核心工匠和工坊管事说道,“人力、畜力有其极限。而这滔滔江水,日夜奔流,其力何止万钧?若能驯服此力,为我所用,则我军工集团,方可谓真正步入新境。”
众人闻言,皆露惊异之色。利用水力,古已有之,如水磨、水碓,但多用于谷物加工,结构简单,功率有限。用以驱动如此庞大的工坊机械,闻所未闻。
“大人,水车之力,恐难驱动这等风箱巨锤吧?”一位老工匠迟疑道。
林战微微一笑,眼中闪烁着自信的光芒:“寻常水车自然不行。但我们所需,非是简单旋转,而是要将水流之力,转化为稳定、强劲、可传输的机械力。此物,我称之为——水轮机。”
他不再多言,命人取来炭笔和大幅宣纸,就在工棚内相对干燥的一角,俯身画了起来。他首先画出一个巨大的立式轮子,轮缘并非平板,而是带有弧度优美的叶片。“此乃水轮机转轮,”林战边画边解释,“水流并非冲击叶片,而是沿切线方向冲击,或从轴心注入,利用水压和流速推动叶片旋转,效率远胜旧式水车。”
接着,他又画出复杂的齿轮组、传动轴和连杆机构。“此为传动系统。水轮机旋转之力,通过大小齿轮变速,可增大力矩,再通过连杆,将旋转运动转化为风箱所需的往复运动,或锻锤所需的提升下落运动。”
图纸上的结构精巧繁复,远超当下任何水动力机械。工匠们围拢过来,看得目眩神迷,虽不能完全理解其中奥妙,但凭借多年的经验,他们能感受到这设计背后蕴含的惊人巧思和强大的力量感。
“妙啊!”一位擅长木工的老匠师抚掌惊叹,“若真能建成,以此水力驱动,鼓风之力可恒定如一人,锻锤之击可重若千钧,且昼夜不息!”
“正是此理。”林战掷笔,目光灼灼,“此物若成,不仅可解放大量人力,用于更精细的工序,更能提供远超现有人力极限的稳定动力。炼出的钢质将更均匀,锻出的构件将更精良。我辈制造水平,将提升一个时代!”
说干就干。勘察选址成为首要任务。雨势稍歇,林战便亲自带队,沿河岸跋涉数十里,详细勘测河道宽度、水深、流速,特别是寻找合适的落差地点。最终,他选定在工坊区上游约五里处,一处河道收窄、且有天然石坎的位置。这里水流湍急,落差集中,是建设水坝和引水渠的理想地点。
接下来的日子,格物院最优秀的一批工匠被抽调出来,组成了“水力工建组”。林战亲自担任总工程师,夜以继日地完善水轮机及其传动系统的设计图纸。每一个齿轮的模数、每根轴杆的强度、每个轴承的结构,都需要反复计算、推演,并在小比例模型上进行测试。
制造过程更是困难重重。水轮机主轴需要巨大的整体锻件,对现有的锻打能力是极限挑战。齿轮的加工精度要求极高,工匠们依靠简陋的工具,凭借高超的技艺和无比的耐心,一点点地锉、磨、铣。传动箱的密封、轴承的润滑,每一个细节都考验着工匠的智慧和林战的知识储备。
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