第471章 目标——大明神威二号机
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画完后，他退后两步，看着这幅完整的结构图，沉默了很久。
然后他提起笔，在每一个部件旁边圈出一个红圈，圈旁写上问题：
“锅炉，承压极限未知，需测试壁厚与压力关系。”
“气缸，内壁精度不足，需改进镗床。”
“活塞密封，铜环膨胀量难控，需寻找自紧方案。”
“滑阀，长期运转磨损未知，需测试寿命。”
“偏轮连杆，转速提升后振动加剧，需重新计算偏心距。”
“冷凝水，注水量与时序需进一步优化。”
“燃料，需测试煤、炭、柴不同燃料的热值。”
“排气，废汽余热利用。”
“润滑，运动部件磨损加剧，需寻找减磨方案。”
“......”
他一口气写了十八条问题，密密麻麻地铺满了整张纸的空白处。
写完最后一个字，他搁下笔，转过身，看着方桌前的六个人。
“陛下给了咱们三年时间，但我知道，这是大明的国之重器，所以我想在半年内完成这十八个问题的攻克。”
“所以，我决定把这十八条问题，分成七条路，每人负责一条。能并行就并行，不能并行就集中兵力攻最难的那几个。”
“十八条？”
薄珏手里拿着那本《力学初解》。
他走到大纸前，扫了一眼那些红圈，然后指着其中两条：“密封问题归我。还有气缸内壁精度，我也能帮忙。”
孙和鼎站起来，走到纸前，指着气缸内壁那一条：“这个我们三兄弟来。我父亲留下的镗床图纸，有一处改进我一直想做，正好用上。”
宋应星沉默了片刻，然后指着锅炉安全和燃料问题：“这两个归我。”
他顿了顿，又补了一句：“陛下在《热学初解》里写了薄壁圆筒的承压计算公式。我想试试，能不能用它算出一个安全的锅炉壁厚。”
萨默塞特站起来，走到纸前，指着排气和冷凝效率：“这个，我来。”
张焘看了一眼纸上的标注，默默指了指润滑和滑阀磨损。
分工既定，六个人各自散去。
堂中只剩下王徵一个人。
他站在那幅大纸前，看着上面密密麻麻的标注和红圈，沉默了很长时间。
十八条问题。
半年的时间。
这不是一项简单的任务，不是在原有的机器上修修补补，而是要从头到尾，把每一个部件都拆开、研究透、重新设计。
这是要把一台实验机，变成一台真正能用的机器。
他忽然想起三十年前，邓玉函离开扬州时对他说过的一句话：“王公，泰西的学者们相信，有朝一日，人能造出一种机器。这种机器不吃草料，不知疲倦，能代替牛马、代替人力，甚至代替风和水。”
当时他以为这是天方夜谭。
现在他站在这里，看着面前这张画满了零件和公式的图纸，忽然觉得那一天，或许不会太远了。
他深吸一口气，拿起炭笔，在纸的最上方写下六个字：
“大明神威二号。”
......
薄珏回到作坊时，副手王哲正蹲在门口啃馒头。
看见先生回来，她连忙站起来，拍了拍膝盖上的馒头渣：“先生，又要开始了吗？”
薄珏没有回答，径直走到工作台前。
台上摊着那台神威一号的活塞。
活塞是铜铸的，外径和气缸内径之间留了约莫半分的间隙。
这个间隙是防止活塞在高温下膨胀卡死而预留的。
薄珏盯着那个间隙，眉头拧成了一个疙瘩。
间隙留小了，活塞一受热就卡死。
间隙留大了，蒸汽就会从间隙漏过去，压力白白损失。
他在苏州造望远镜时遇到过类似的问题。
镜片和镜筒之间的配合，既要保证镜片不晃动，又要留出热胀冷缩的余地。
但他的望远镜不需要承受两个大气压的压力，也不需要每分钟往复十几次的运动。
蒸汽机的活塞不一样。
它要在高温高压下连续运动，不能卡死，也不能漏气。
这是两个相互矛盾的要求。
薄珏放下活塞，翻开《力学初解》，翻到热应力与材料膨胀这一章。
这一章是陛下亲笔写的，字迹不算漂亮，但条理极为清晰。
文中也有朱友俭不确定的地方，但都有标注，这些都得薄珏自己实验去证明可行性。
开篇第一段就击中了他：
“凡物受热则胀，受冷则缩。”
“其胀缩多寡，视材质而异。”
“铜受热百，胀约千分之一。铁受热百，胀亦千分之一。石受热百，胀殆不可察。”
“是以机械设计，必先查材性，计胀缩之量，留伸缩之余。”
“不留则胀死，留多则泄气。此热机之第一难题也。”
薄珏把这段话来回看了三遍。
然后他提起笔，在纸上开始计算。
铜的膨胀率是千分之一每百度。
蒸汽机的正常工作温度，按锅炉两个大气压算，约莫一百二十度。
活塞的直径是十八寸。
十八寸的铜，从常温升到一百二十度，膨胀量是多少？
他在纸上列了一个算式，算出了结果：约莫二十二丝。
二十二丝。
这个数字很小，小到肉眼几乎看不出来。
但足够让活塞在气缸里卡死。
他放下笔，盯着那个数字看了很久。
必须找到一种方法，让活塞在常温下能装进气缸，在高温下又能自动贴合气缸壁，不留间隙，也不会卡死。
他站起身，走到墙角那堆废料堆里，翻出一块铜板，又找到几块不同厚度的铜片。
然后他回到工作台前，开始动手做第一个模型。
他先车了一个小铜环，外径比气缸内径小半分。
然后他取出一块薄铜片，厚度约莫五丝，用剪刀剪成一个圆环，套在小铜环外面。
两层铜环叠在一起，用铆钉固定住。
他把这个双层铜环装进气缸，用手推了推。
松得很，间隙太大。
他又加了一层铜片，再试。
还是松。
再加一层。
这回塞不进去了。
他把三层铜环拆下来，仔细看了看铜片的边缘。
铜片是用剪刀剪的，边缘有些毛刺。
毛刺在装进气缸时被压弯了，导致了额外的摩擦。
薄珏放下铜环，靠在椅背上，闭了一会儿眼。
他需要一种能让铜环自动贴紧气缸壁的方法。
画完后，他退后两步，看着这幅完整的结构图，沉默了很久。
然后他提起笔，在每一个部件旁边圈出一个红圈，圈旁写上问题：
“锅炉，承压极限未知，需测试壁厚与压力关系。”
“气缸，内壁精度不足，需改进镗床。”
“活塞密封，铜环膨胀量难控，需寻找自紧方案。”
“滑阀，长期运转磨损未知，需测试寿命。”
“偏轮连杆，转速提升后振动加剧，需重新计算偏心距。”
“冷凝水，注水量与时序需进一步优化。”
“燃料，需测试煤、炭、柴不同燃料的热值。”
“排气，废汽余热利用。”
“润滑，运动部件磨损加剧，需寻找减磨方案。”
“......”
他一口气写了十八条问题，密密麻麻地铺满了整张纸的空白处。
写完最后一个字，他搁下笔，转过身，看着方桌前的六个人。
“陛下给了咱们三年时间，但我知道，这是大明的国之重器，所以我想在半年内完成这十八个问题的攻克。”
“所以，我决定把这十八条问题，分成七条路，每人负责一条。能并行就并行，不能并行就集中兵力攻最难的那几个。”
“十八条？”
薄珏手里拿着那本《力学初解》。
他走到大纸前，扫了一眼那些红圈，然后指着其中两条：“密封问题归我。还有气缸内壁精度，我也能帮忙。”
孙和鼎站起来，走到纸前，指着气缸内壁那一条：“这个我们三兄弟来。我父亲留下的镗床图纸，有一处改进我一直想做，正好用上。”
宋应星沉默了片刻，然后指着锅炉安全和燃料问题：“这两个归我。”
他顿了顿，又补了一句：“陛下在《热学初解》里写了薄壁圆筒的承压计算公式。我想试试，能不能用它算出一个安全的锅炉壁厚。”
萨默塞特站起来，走到纸前，指着排气和冷凝效率：“这个，我来。”
张焘看了一眼纸上的标注，默默指了指润滑和滑阀磨损。
分工既定，六个人各自散去。
堂中只剩下王徵一个人。
他站在那幅大纸前，看着上面密密麻麻的标注和红圈，沉默了很长时间。
十八条问题。
半年的时间。
这不是一项简单的任务，不是在原有的机器上修修补补，而是要从头到尾，把每一个部件都拆开、研究透、重新设计。
这是要把一台实验机，变成一台真正能用的机器。
他忽然想起三十年前，邓玉函离开扬州时对他说过的一句话：“王公，泰西的学者们相信，有朝一日，人能造出一种机器。这种机器不吃草料，不知疲倦，能代替牛马、代替人力，甚至代替风和水。”
当时他以为这是天方夜谭。
现在他站在这里，看着面前这张画满了零件和公式的图纸，忽然觉得那一天，或许不会太远了。
他深吸一口气，拿起炭笔，在纸的最上方写下六个字：
“大明神威二号。”
......
薄珏回到作坊时，副手王哲正蹲在门口啃馒头。
看见先生回来，她连忙站起来，拍了拍膝盖上的馒头渣：“先生，又要开始了吗？”
薄珏没有回答，径直走到工作台前。
台上摊着那台神威一号的活塞。
活塞是铜铸的，外径和气缸内径之间留了约莫半分的间隙。
这个间隙是防止活塞在高温下膨胀卡死而预留的。
薄珏盯着那个间隙，眉头拧成了一个疙瘩。
间隙留小了，活塞一受热就卡死。
间隙留大了，蒸汽就会从间隙漏过去，压力白白损失。
他在苏州造望远镜时遇到过类似的问题。
镜片和镜筒之间的配合，既要保证镜片不晃动，又要留出热胀冷缩的余地。
但他的望远镜不需要承受两个大气压的压力，也不需要每分钟往复十几次的运动。
蒸汽机的活塞不一样。
它要在高温高压下连续运动，不能卡死，也不能漏气。
这是两个相互矛盾的要求。
薄珏放下活塞，翻开《力学初解》，翻到热应力与材料膨胀这一章。
这一章是陛下亲笔写的，字迹不算漂亮，但条理极为清晰。
文中也有朱友俭不确定的地方，但都有标注，这些都得薄珏自己实验去证明可行性。
开篇第一段就击中了他：
“凡物受热则胀，受冷则缩。”
“其胀缩多寡，视材质而异。”
“铜受热百，胀约千分之一。铁受热百，胀亦千分之一。石受热百，胀殆不可察。”
“是以机械设计，必先查材性，计胀缩之量，留伸缩之余。”
“不留则胀死，留多则泄气。此热机之第一难题也。”
薄珏把这段话来回看了三遍。
然后他提起笔，在纸上开始计算。
铜的膨胀率是千分之一每百度。
蒸汽机的正常工作温度，按锅炉两个大气压算，约莫一百二十度。
活塞的直径是十八寸。
十八寸的铜，从常温升到一百二十度，膨胀量是多少？
他在纸上列了一个算式，算出了结果：约莫二十二丝。
二十二丝。
这个数字很小，小到肉眼几乎看不出来。
但足够让活塞在气缸里卡死。
他放下笔，盯着那个数字看了很久。
必须找到一种方法，让活塞在常温下能装进气缸，在高温下又能自动贴合气缸壁，不留间隙，也不会卡死。
他站起身，走到墙角那堆废料堆里，翻出一块铜板，又找到几块不同厚度的铜片。
然后他回到工作台前，开始动手做第一个模型。
他先车了一个小铜环，外径比气缸内径小半分。
然后他取出一块薄铜片，厚度约莫五丝，用剪刀剪成一个圆环，套在小铜环外面。
两层铜环叠在一起，用铆钉固定住。
他把这个双层铜环装进气缸，用手推了推。
松得很，间隙太大。
他又加了一层铜片，再试。
还是松。
再加一层。
这回塞不进去了。
他把三层铜环拆下来，仔细看了看铜片的边缘。
铜片是用剪刀剪的，边缘有些毛刺。
毛刺在装进气缸时被压弯了，导致了额外的摩擦。
薄珏放下铜环，靠在椅背上，闭了一会儿眼。
他需要一种能让铜环自动贴紧气缸壁的方法。