洪武三年正月十五,工部格物院
一场秘密演示正在最大的实验工坊内进行。除了吕布、马钧和少数核心工匠外,没有其他观众。空气里弥漫着煤烟、蒸汽和橡胶特有的气味。
两台蒸汽机并排放置。左边是旧型号,高近一丈,重达五千斤,气缸粗笨,连接处有明显的漏气声,白雾不断喷出。右边是新型号,高度只有七尺,重量约四千斤,外形更加紧凑,运行时的嘶鸣声更加平稳有力。
“陛下请看。”马钧指着新型号蒸汽机,“采用橡胶密封圈后,气缸漏气减少了八成。这是第一项改进。”
他又指向传动部分:“第二项改进,在传动轴承处加了橡胶减震垫。旧型号运行时震动剧烈,经常震松螺栓,新型号震动减少了六成。”
“第三,”马钧走到一旁的水泵前,“用橡胶管代替了部分铜管连接,密封更好,安装更方便,成本还低了三成。”
吕布走近观察。旧型号蒸汽机带动的水泵,每分钟出水约二十桶,而且明显能看出传动损失——有一部分动力浪费在震动和漏气上。新型号带动的水泵,每分钟出水达到了三十桶,效率提升了一半!
“功率提升了多少?”吕布问。
“同等燃料消耗下,有效功率提升了四成。”马钧激动地说,“如果保持同样功率,新型号可以做得更小、更轻。而且...寿命预计能延长一倍以上,因为震动和磨损减少了。”
四成!这简直是飞跃!
“立刻开始量产新型号。”吕布下令,“优先供应铁路工程、矿山排水、工坊动力。旧型号逐步改造,能加装橡胶密封的全部改造。”
“臣遵旨!只是...”马钧犹豫,“橡胶存量有限。三千斤听起来多,但做成密封圈、垫片、管子...恐怕只够改造一百台蒸汽机。而且橡胶用久了会老化,需要定期更换。”
“橡胶树苗呢?夷州那边有消息吗?”
“有。”马钧取出一份报告,“镇东堡来信,在鸡笼港以南三十里处,发现了一片橡胶树林,约三千株。已按陛下旨意划为皇家林场,派兵看守。但那些树还小,割胶至少要等三到五年。”
吕布皱眉。时间太长。三年后,大明的蒸汽机数量可能是现在的十倍,这点橡胶根本不够用。
“让陆逊在探索南方时,留意橡胶树。”他吩咐贾诩,“夷州有,更南方的岛屿很可能也有。如果能找到野生大树,可以提前割胶。”
“臣明白。”贾诩记下。
“另外,”吕布想起什么,“橡胶不只是密封。马钧,你组织人手研究‘橡胶硫化’技术。”
“硫化?”马钧一愣。
吕布简单解释:“天然橡胶遇热变软,遇冷变硬,容易老化。用硫磺处理后,性能会稳定得多,弹性、耐磨性都会提升。这是橡胶能大规模应用的关键。”
他从袖中取出一张草图——这是根据系统手册回忆画的简易硫化流程:“具体工艺,你们实验。需要什么材料、设备,尽管申请。”
马钧如获至宝,双手接过草图:“臣定全力研究!”
一场由橡胶引发的工业升级,就这样悄然展开。蒸汽机效率的提升,将直接带动矿山开采、铁路施工、工厂生产的全面加速。而这一切,只是开始。
正月二十,洛阳城外火炮试验场
今天要测试的不是火炮威力,而是一项新工艺——刻制膛线。
负责这项研究的是将作监大匠刘晔(与曹操麾下谋士同名,但非一人)。他原是汉室宗亲,精通机械,归附后一直在将作监研究火器改进。
“陛下请看。”刘晔指着一门新铸的青铜火炮,“这是按新工艺铸造的‘洪武三年式’野战炮。口径三寸,炮管长七尺,重八百斤。最大改进是这里——”
他让人用长杆探入炮口,取出一个蜡制炮膛模型。模型上清晰可见螺旋状的凸起纹路。
“膛线。”刘晔激动地说,“炮管内壁刻了十二条螺旋膛线。发射时,炮弹会沿着膛线旋转飞出,旋转能稳定弹道,大大提高精度和射程!”
吕布拿起模型仔细观察。虽然工艺还粗糙,膛线不够均匀,但这确实是划时代的改进。
“测试过吗?”
“测试过三次。”刘晔让人抬来测试记录,“同样装药量、同样炮弹,无膛线火炮的最大射程八百步(约1200米),有效射程四百步(约600米)。而有膛线火炮,最大射程达到了一千二百步(约1800米),有效射程六百步(约900米)!”
“精度呢?”
“精度提升更明显。”刘晔指向远处的靶标,“三百步距离,无膛线火炮十发三中,有膛线火炮十发七中!而且弹着点更集中!”
吕布眼睛亮了。射程增加一半,精度翻倍还多!这意味着什么?意味着野战炮可以在敌人射程外开火,可以更精准地打击敌军阵列、工事、指挥部!
“但有两个问题。”刘晔话锋一转,“第一,刻膛线工艺复杂,耗时很长。铸造一门无膛线火炮需要十天,刻膛线要再加十五天。而且废品率高,十门里能成功三门就不错了。”
“第二,炮弹需要改造。”他拿起两种炮弹模型,“旧式圆弹在膛线炮里会漏气,旋转不稳定。新式炮弹要做成‘锥柱形’,底部要加软木垫或铅环,发射时受挤压膨胀,紧贴膛线。”
他苦笑道:“新炮弹的铸造,又是新难题。”
吕布沉思片刻:“工艺问题,可以靠熟练和工具改进解决。集中最好的工匠,专门研究刻膛线工具,制作专用机床。炮弹问题...先用软木垫试试,同时研究铅环工艺。”
他看向马钧:“工部拨专款,设立‘火炮改进司’,刘晔主持。朕要在半年内,看到可以量产的有膛线火炮。”
“臣领旨!”刘晔跪地领命。
“还有,”吕布补充,“既然炮可以刻膛线,那么火枪呢?”
刘晔抬头,眼中闪过光芒:“陛下圣明!臣已在研究!但火枪口径小,刻膛线更难。而且火枪是士兵手持,需要更轻、更可靠...”
“不急,一步步来。”吕布说,“先解决火炮膛线量产,再攻火枪膛线。另外,火枪的击发方式也要改进——燧发枪研究得怎么样了?”
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