第一百九十五章 蒸汽机
席君买在西域的西州城那破城搞的是焦头烂额，而在华亭县的李庸也好不到那里去，他蓬头污垢，扎起来的头发也松散开来，整个样子和乞丐差不多，他和研究所的人待在这山沟沟里已经快三个月了，从春天到夏天，然后马上就要入秋了，李庸心心相念的蒸汽机终于有了眉目。 “这里最好能再改一下。” 李庸指着图纸说出自己的看法，参与研究的研究员样子和他差不多，都是熊猫眼，头发蓬散没个人样，但是他们对于科学的执着让李庸都感到动容，这些人简直就是后世那些科学狂人。 “你们那组的蒸汽机鼓捣的怎么样了？” 李庸对着另外一组的人问道，李庸把研究小组分为三组，一组按之前的理论开发一种小动力的模型机，二组则负责大型的原型机，三组是负责图纸修改和设计的，以现在的工艺技术和材料来说，蒸汽机的研发可谓是困难重重，但是李庸没有那么多时间慢慢去等，所以他才日以继日的待在这里和他们一起完成这个代表第一次工业革命的代表。 “能运作了，但是马力很小，才十二马力。” 一组的负责人林宝摇摇头说道，他花了差不多三个月才组装完备，结构袖珍轻巧，但是动力实在不敢恭维，十二马力能干嘛？不过李庸也没气馁，因为这也是他预想的一样，但是起码说明设计没有问题，因为模型机已经能做出来了，那原型机还远吗？现在他们缺少的就是经验，还有就是工艺上的问题，只要解决这些问题，那原型机就能制作出来，二组决定去参考一下这台机器，于是全体人员一起去了一组的实验室，看到了那台安置在里面的机器。 “这个搞不定，我们还是从最简单的瓦特机开始吧。” 李庸看了林宝的机器之后说了这么一句，整个蒸汽机从原理来说并没有超越他们的知识层面，但是其中运用的许多加工手段和材料不是现在他们的工业能够支持的。 “这台模型机机器倒是很轻便，可惜换在原型机上，我们做不出来。” 王单看了之后说； “它的锅炉非常精巧，管路都是钢的，如果放大在原型机上，这么多部件还是焊接的。” “没有焊接，怎么做锅炉呢？还有高压火管、橡胶密封件等等” 林宝苦恼起来，李庸把后世的工业知识的理论都写了出来，这些工业代名词，这些研究人员个个都能说出来，而且能知道这些东西是有什么作用，就是因为知道这些东西的作用，所以蒸汽机的进度才慢，原因他们开发的时候就发现没有这些东西，蒸汽机根本就做不出来。 “我靠，你从哪里听来的奇谈怪论？做蒸汽机从来就不需要橡胶做什么密封件。” 海永久啐了一口吐沫，拿着图纸和他们说道。 “难道没有橡胶密封件就不能做啊，密封的东西，老祖宗不是有办法吗？难道你们都忘记？” “的确不需要的，至于材料也用不着什么钢，早期我们研发蒸汽机身上也根本没有钢，不是生铁就是熟铁，手工敲敲打打也行了。我们的材料和加工水平够用的。” 李庸说想了想说道，然后他叹了口气继续说。 “可是我们不会玩铆接，没有铆接，就得焊接，这东西我们没有啊。” “呵呵，说起这个铆接，不是吹牛，这里大概也只有我会搞了。” 王单得意的说。 “你会？” 李庸记得这个王单以前只是一个普通工匠而已，专业就像后世的钣金工一样，虽然是他搞舰艇建造的，也知道铆接是工业时代使用最广泛的金属连接方式，它比起传统的锻接要来得便捷可靠，强度也够大。特别是在造船领域，铆接一直到二战还是主要的造船工艺，连大和这样的巨舰，也是用一个个铆钉连接起来的，只在很少的非关键部位使用焊接技术。 “我们的老祖宗就懂的榫接，我也是平时没事做的时候，我又有点兴趣，研究了一下不少铆接的知识，经常自己试试看。然后加以练习，现在可以说完成能做到铆接技术没有问题。” 王单耸耸肩说道，李庸知道二十世纪五十年代以来，焊接技术日新月异，最后在很多领域都取代了铆接，以至于这门技术在现代已经很少有人掌握了。李庸记得很清楚，当年上海外白渡桥拆除整修的时侯，安装铆钉的工人是很费了一番周折才找到的。 “那接下来就全看你了。” 海永久拍了下他的肩。 “别，铆接的活我一个人也干不来。最少得两个人一组才能工作。还要有专门的设备。” 王单比划着。 “行，我调几名机械工匠跟你学。” 王单当即在研究所里开起了学习班，李庸调了几块铁板和铁梁过来，供他做示范用，根据他开出的单子，工坊首先为他加工制造了整套的设备：包括锤子、带风箱的起便火炉还有铆钉，铆接一般要先对材料进行机械钻孔，然后要需要连接的板材重叠起来，铆工一般是三人一组，一个铆钉加热工，他先将铆钉在火炉中加热到发红，然后用钳子将铆钉递给铆工，由铆工将铆钉敲入铆孔铆上，由于火炉的可携带性不佳，在建造大型的铆接件的时侯，加热工递送铆钉的时侯是使用甩出去的方式，这样无论是甩得还是接得，都要一手杂技般的技巧才行，无论要铆接的器物有多大，哪怕是大和这样的超级居舰，它的舰体也是这样由铆接工们一锤一锤的铆接建造起来的。 “这么搞，我们得培训多少铆接工才够？” 李庸看到他们花了好几分钟才搞定第一个铆孔的时侯发出了感叹。 “慢慢来，这也是技术活。” 林宝目睹了这一场面，他对自己能在有生之年能看到蒸汽机期望产生了严重的怀疑。 王单大概看出了大家的失望情绪说道。 “我们不是有水压空压机吗？” “对。” “有水压空压机的话，铆接工作可以省力很多，这个锤击过程可以用空压机驱动的气锤做。就只需要一个铆工。” “将来工业水平上去了，我们还可以用液压铆接机，不过这个有难度，我们先手工凑合凑合好了。” 王单自言自语的说道，李庸有点想掐死他，他娘的，老子还想要焊接呢，谁给我？我还想要内燃机，要电力，这又谁给我，不要以为看了几本老子写的书就飘了。就这样第一届铆接工培训班就开始了，根据王单的要求，从学徒中抽调了部分年轻人来当铆接加热工，也算是间接培养铆接人才的工作了，掌握了铆接技术，就意味着可以制造蒸汽机的关键部件――锅炉，无论采用哪一种形式或者原理的蒸汽机，一台高效率的锅炉显然是蒸汽机的核心部件之一，锅炉的作用还不仅在于为蒸汽机提供动力，工业上需要的热水、蒸汽和温度，都需要锅炉来提供，锅炉就原理本身来说很简单，瓦特蒸汽机使用的车箱式锅炉差不多用了一百五十年，直到1850年还在发挥它的作用。当然它的热效率很差，李庸的研究所打算制作的是当时比较成功的一型设计，1844年发明的兰开夏双烟道型锅炉，随后被广泛的运用，经过不断的设计、材料方面的小改进之后，它为现代工业一直服务到20世纪，兰开夏锅炉的容量较大，能够提供稳定的蒸汽流，它是常压锅炉，不能提供高压蒸汽，因此在蒸发功率上比较弱，使用上也比较受局限。不过它的技术简单成熟，制造也无难度，是用低碳钢板铆接，不过也可以用辊制的熟铁板制造，对于已经能生产出低碳钢板西山钢铁工坊来说，已经不是问题。 “为什么不试制火管式或者水管式锅炉？这个难度不会比兰开夏锅炉大。” 火管式锅炉是1829年由法国人塞甘和英国斯蒂芬森公司发明的，当时是用在蒸汽机车上的。火管式锅炉和随后的水管式锅炉能够产生非常大的蒸汽压力，这对于满足大型船只、机车乃至发电都有着重要的意义。 “想什么呢？兰开夏锅炉都没弄出来，你们就想着飞，不如我们直接坐内燃机不是更好？” “好，就先制出兰开夏锅炉，等练熟了手再搞高压锅炉。” 其实蒸汽机解决了锅炉问题也就等于解决了一半的蒸汽机的问题，蒸汽机关键部件是汽缸，这是颇为考验工业加工水平的产品，汽缸实际上是用镗床加工出来的，汽缸的好坏直接影响到蒸汽机的实际输出功率和安全性，军工坊过去通过制造的火枪和火炮的枪管炮管，已经积累相当多的各种镗床使用经验，这次制造汽缸也没遇到什么技术难题，这次他们设计制造的第一台蒸汽机——西山壹号，是一种卧式蒸汽机，它由兰开夏锅炉驱动，设有蒸汽套的汽缸座落在铸铁底座上，滑槽与底座是铸造成一体式，并且钻有孔。曲柄销与一个悬挂的曲轴板相连，曲轴的外端靠一个独立的轴承来支撑的，调节器根据该机的负荷来自动的调节膨胀程度。曲轴上有两个偏心轮驱动的主滑阀和膨胀阀。汽缸直径311mm，行程560mm，当蒸汽压强为每平方厘米4公斤，转速95转每分钟时，它能产生50马力的功率。这个水平已经和小功率的锅驼机的功率不相上下了，当然，锅驼机是在锅炉容积较小的水平下做到这点的，如果要扩大马力直接将汽缸放大直径，行程增加就可以。把汽缸直径扩大到560mm，行程增加到1000mm，同样结构的蒸汽机输出的功率可达185马力，足以满足大多数的工业运用了，锅炉和蒸汽机使用的材料，都是使用了低碳钢，并不是生铁或者熟铁，这得以李庸一开始在西山的时候，就致力于钢铁的发展，才有今天的结果。 “其实还有许多改进余地，比如用落阀取代滑阀，或者干脆用柱形摆动阀，这个得材料和加工水平上去了再说了。” 钟贵对着海永久画的设计图评点道。 “加工水平没问题的，我们有这么多的好的机床，还有专业人员。” 钟贵笑了笑说。 “这些活谁也没干过，还是小心一点好，循序渐进，锅炉、蒸汽机，出了事情都会要人命的。” “没错，任何研究不严谨的话随时会有伤亡事故的。现在的学徒还好些，小孩子接受能力强，成年的研究员就不大注意，还觉得我们小题大做，迟早要出工伤。” 姜野也深以为然说道。 “没办法，没有血的教训，人是记不住的。” 李庸叹息了一声说道。 “这个不多说了。我们研究的方针是，循序渐进，小步快跑，不断改进，研究各种机械技术的改进都是有依据可循的，也不会走弯路。” 从技术简单的设备着手，循序渐进的提高设备的技术含量和加工难度，这样即能快速攀登科技，又能避免步子跨的太大扯到蛋的风险，即使是非常简单原始的设备，在现阶段也能发挥它的重要的，甚至是不可或缺的作用，像蒸汽机这样的东西，在现阶段的作用甚至比柴油机要大多了，生产锅炉、蒸汽机对于西山还华亭来说都是头等大事，关键中的关键，谁也不敢怠慢，郑丽婉命令西山和华亭的工坊，对研究所发来的物资申请一概无条件批准，高达也拍了胸脯，表示要多少人力给多少人力。华亭县的基建工坊更是组织突击施工，建造厂房，虽然在五年计划里有许许多多不同类型的工坊，实际上多数只是工业区里的各个车间，工业区的布局经过了总体的规划，以其充分的利用空间和集中布置各种管道。车间、仓库之间用混凝土铺设了人行便道和用来搬运货物的简易轨道，当然这种轨道并不能跑火车，只是两根轧制成型的熟铁条直接镶嵌铺设在混凝土地坪上，承载力不大。原本是准备用硬木轨道的，考虑到华亭的气候。木制品在雨季很容易朽烂损坏，还是用了锻造铁，它比钢要便宜，又比生铁铸造的轨道坚韧，是早期铁路轨道的主要用材，原本李庸设计这种轨道只不过是模仿前世里车间与车间之间的简易运输方式而已，他以前在舰艇研究所的时候，大型的工件就是装在平板车上顺着轨道从上一个车间推送过来的，既节省人力又节约时间，效率高。随着蒸汽机的研发即将成功，李庸一看到轨道不免就有点头疼起来，最终还是被自己的强迫症打动了，于是他把原本只是车间之间的简易轨道变成了一套复杂的轨道系统，新的方案里，轨道的长度被大大增长了，连接的范围也更为广泛，从华亭县城、农场、商业区，码头、一直延伸到工坊内的各个车间、仓库、办公楼，不但可以运输各种设备、原料和货物，还能输送人员。一个月之后，西山壹号终于研发成功，李庸和所有参与研发的研究员磨着这台好不容易做出来的第一台蒸汽机，如果有照相机的，李庸都想和他们一起留影纪念。 “加煤，开机。” 李庸的一声令下，工作人员和研究人员按步骤开始添加煤炭和操作西山壹号，冰冰的锅炉在煤炭的不断加热下开始升温，蒸汽开始不断冒出，然后平静的汽缸开始慢慢动起来，然后随着蒸汽的不断增加，汽缸开始激烈的运动起来，连接的曲轴开始飞快的转动起来，所有人都屏住呼吸，西山壹号已经完成了启动，目前的运作状况很好。 “气缸运行良好。” “曲轴运转良好。” “西山壹号运转十分钟，状态良好。” 一个个负责监控西山壹号的研究员不断的记录着数据和向李庸他们汇报，李庸看着那轰鸣的蒸汽机激动的不行，那些研究员更是一个比一个激动，他们研究了这么多年终于看到了自己亲手制作出来的蒸汽机开始运作了，这台占地三十多平方的大型西山壹号，就像他们的孩子一样，因为这是他们的心血，上面的每一颗铆钉和设计，他们都是亲手制作和铆接的，他们这些做研究的只关心自己的研究成果，而李庸想的更多，因为随着蒸汽机的研发成果，那他的整个工业体系也将随之改变，无论是民用还是军用，这都是飞跃式的改变，一直压在他心头上的朝天吼这个组织，他终于可以用先进的工业去打败他们，让他们知道，靠抄袭别人的东西是行不通的，你们有了我的火枪作为仿制就可以威胁到我了吗？的确威胁到了，可是现在有蒸汽机，那接着他就能制作出现代步枪和火炮了，到时候，他会让朝天吼知道，你们吃不了龙，因为大唐只要有他李庸在，帝国的安全就不可撼动。随着西山壹号顺利运行两个小时后，而且没有发生任何故障，李庸知道他成功了，他的研究员成功了，蒸汽机终于成功问世了。