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2 临安 2.49 正确的选择

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    机关弩的试射大获成功,接下来要考虑的就是批量制作了。这种弩车移动起来极为方便,而且射击频率已达到每分钟近百矢,显然其威力大大超出了任何人的想象,包括李不伟在内。目前的弩车上装有六架木制弩机,按试射的情况来看,还可以再装上两架弩机,如此一来,射击频率又会大大提高。只是木制弓弩制作起来较为费时,而且训弩也比较麻烦,采用羊肠与牛筋的弩弦虽然韧性极好,但毕竟数量有限,看来钢弩的制作要马上开始了。如果要制作钢弩,钢材的质地就一定要跟得上去,否则按以前的人工锻打法,恐怕根本无法赶上弩车的制造进度。

    既然要制作钢弩,冷热轧机与空气锻锤就要显得极为重要,而且有了这两类大型机械,还可以制作无缝钢管,火枪也可以作为军队的标准配置了。

    大宋的第一家重型机械厂设在皇家实验室内。铁厂与铜厂已有一部分人加入进来,而工厂也被命名为临安重型机械厂,其主要任务除了钢铁的加工以外,还包括其它重型机械的制作。正如制造车床需要母床的道理一样,重型机械的零件也需要由另一台重型机构加工,因为这种机械的零件都需要强度极好的材质,而要获得这类材质,又离不开重型机械本身。不过好在众人费了一番工夫,总算初步解决了一些问题,只是要用于批量制造仍是不易,看来没有重型机械的话,工业始终无法发展起来。

    机械厂的地址是由李不伟指定的,这里地势极为平坦,附近又有水源,正适于重型设备的运送与加工。李不伟虽然已有多日未到此处查看,但始终惦记着重型机械一事,因为他深知道,重工业必然离不开钢铁,而钢材又离不开冶炼与加工。目前大宋虽然在钢铁冶炼上取得了极大的进展,铁产量已较去年增加了十多倍,但加工方法仍无多大改进,因此尽快造出锻压与轧制设备便显得尤为迫切了。

    此时,厂房已基本建造完毕。比起其它的加工车间,这个厂房显然大上许多倍,仅是屋着,已走得近了,又小心翼翼地问道:“校长,您看这路基是否满足要求?”

    李不伟点头道:“应该是不存在问题了。尽管每节车厢只设计了二十吨的载重量,但以此法制造的路基,估计能承受近百吨了。倒是那些锻造基座沉重无比,不知道如何运送进来,并且摆放在适当的位置?”

    李广胜道:“校长说的是,以目前的情况来看,这路基自然是没多大问题,只是基座的安装却极为麻烦,不过下官早已想到了解决办法。等到各种大型机械安装的时候,只需修建一条临时的铁路,将零件运到合适的位置之后,在原地拆了车子与铁路便是。”李不伟笑道:“此法果然不错,临时使用一下倒也无妨,但是长此以往便行不通了。”李广胜也笑道:“这是自然,目前实验室已在设计火车起重机了,而且厂房内也会有小型的移动起重机,不过,目前这些机器还只是些图纸罢了。”

    李不伟又道:“这些锻造设备的大部分零件已制作完毕,听说还有些气动机构仍在设计中,如果要全部完成安装,恐怕还要等上一段时间了吧?”李广胜道:“正是如此。不过目前倒不急着马上安装设备。如今这排水、给水、汽管、电线管路等都在施工中,仅是管线就需十多天才能布完,况且还有行车轨道也正在制作中。至于厂房之内的铁路,虽然其路基已铺好好,但是铁轨却仍未到位,因此要完成整个厂房的建造,估计还要一两个月吧。”

    李不伟点头道:“是啊,这种事原是急不来的。虽然只是一个锻造与轧制车间,但车间外面还要建造熔炼设备,又要铺设铁路,架设行车,显然不是短时间内能完成的,看来这进度还是比我想像的要慢一些啊。”李广胜忙道:“校长请放心。锻压机的基座早在几月前便已完成铸造,厂房内所用到的铁轨虽然未曾铺设,但不日便可以全部准备妥当,车轮的毛坏件已加工过半,只是大人所说的基座时效性却无法解决。”李不伟道:“这也是没办法的事。自然时效通常需要数年,如果零件过于庞大,甚至需要十多年,这是任何方法都无法取代的。不过目前我们急着使用,也只好如此应付一下了,好在已准备了另外的几十件,因此过上几年便可以直接拿来使用了。再说了,现在许多设备不也使用木质材料代替么?”

    李广胜点头道:“是啊,例如这行车便是以木桩作为支架,然后在上面横搭着厚实的木条作为轨道,并且在木条下部再采用说门电路的原理。

    对于宋朝学者来说,讲些力学与运动学或是数学倒还容易理解,毕竟宋朝的工匠也懂得一些机关设计与数学计算,但是要讲电磁学的知识,恐怕众人会大吃一惊了。然而李不伟对此早有安排,他在平日便将这些知识不时地透露给几位学者,不断地制造一些机会,又在旁边提示一番,众位学者自己也能想出一些门道。如此一来,倒像是皇家实验室的众人一起搞出来的研究成果,而不是李不伟一人的贡献了。众学者也乐得自己成为电学的创始人,而李不伟也正是如此计划,因此简单的电学倒不会在学术界引起太大的震动。当然李不伟没有料到,再过几年之后,他已顾不得旁人怀疑自己的知识来源,完全不加选择地将所有的知识尽数地讲了出去,只为了一个目的---生存。此乃后话。

    要讲授电磁学,必须确定其计量单位。李不伟一时也没办法解决如此多的问题,因为电流、电压、电阻这些单位相互关联,无论得到任何两个,都可以测定第三个单位。其实,电学里只有安培是基本单位,其他都是导出单位,但目前看起来最容易解决的是反而是电压单位,因为李不伟有现成的手机电池用于测试对比,因此他决定反其道而行之。具体的方法是:拿出充好电的手机电池,或是usb连接线的供电端子,便能得出5v的电压来。然后从对讲机或打印机上弄下几个电阻,这样就可以测量出电流强度了。有了这些单位,就可以开始制作一些简单的电子无件与电路。至于库仑、法拉、特斯拉等单位也就容易确定了。但李不伟目前又遇到一个麻烦事:他以前讲授数学与初等物理时,将一些公式名称全部改为中文名称,后来又觉得这样太过麻烦,便统一了简称,例如力学单位牛顿规定为“牛”,而压强单位帕斯卡规定为“帕”,众位学者也只知道什么是帕,而无人知道什么是“帕斯卡”了。但是如此一来,周依依与香儿抄书的工作量却是大增,以至于两人不得不准备一张对照表,以便将各种单位在抄写时都替换过来。

    听了范文进一番讲述,李不伟又是大喜过望。此时的电线加工方法又有了进展,铜线的连续拉制早已不是问题,而且其绝缘层也有了极大的改进。这种电线有着柔软的外层,用手也不易将绝缘屋撕掉,只是绝缘层有些太厚了,尽管理如此,达到这个程度已是相当不错了。

    徐永红此时也赶了过来,在一旁道:“校长,我们还制作了几台简易的电压计,目前已基本可以工作,只是准确的电压仍然不好测量。这台电压计不易搬动,还请校长移步。”李不伟点了点头,跟着徐永红向屋内的一张桌子旁边走去,只见桌上放了几个面盆一般大小的圆形仪器。李不伟只看了一眼,但已明白了其工作原理。

    这台电压计仍然使用电磁感应的原理制作,只是由于游丝还没有制作成功,因此这个电压计做得颇为庞大。首先是一个扁平的木盒里立了一根尖细的铜质的正是鼠笼式三相电机。三机交流电机分为同步和异步两种,但李不伟此时也考虑不了这么多了,随便画了一个示意图。这个电机的定子由数组线圈组成,转子却是由许多与轴平行的金属杆组成一个圆柱型的笼子,看起来正像一个鼠笼,又或是鸟笼。

    接着,李不伟又大概讲了电机的驱动原理。由于交流电的相位变换,因此电机的定子会产生不断变换的磁场,此时转子上的每根金属杆会做切割磁力线运动,然后会有电流通过金属杆,这种电流又会产生磁场,再与定子产生的磁场相作用,便会使得转子运转起来,而转子的转速又可以通过组数数量来控制。

    这种由电生磁、磁生电、再由电生磁的方式制作出来的电机,竟然不需要任何永磁体。范文进与徐永红二人惊讶得半天回不过神来,虽然已是明白了其中的原理,却又觉得如此奇妙的构思自己是无论如何也想不出来的。徐永红问道:“校长,如果真的有了这种交流电,三相电机自然是可以运转起来的,只是交流电又如何产生呢?”话音未落,忽然又想得明白,一拍脑门笑道:“原来如此,同样一台电机,既可以当电动机,也可以当作发电机使用的,只是用于发电机时又需要外力驱动转轴罢了。”李不伟笑道:“这么说也没有错,但是发电机中的初始电流却需要人为地加上了,否则是不会激发其磁场,自然没有发电的功能了。不过我忽然又想到了另一种方案,这种方案就是:在转子上加入人工磁场,而且这磁场不采用永磁体,而是使用电磁线圈,如此一来又可以调节电压了。”说着,李不伟又大概画了几个截面图,讲了一下绕组的做法。

    其实要制作三相交流电机并不复杂。现代的许多电机坏了之后通常会交由电机修理部维修。维修工先将电机拆开,然后用电炉烘烤,待里面的自粘漆包线松动了之后,将漆包线全部拉了出来,此时只剩下一个定子壳体了,这个壳体上按一定角度开有许多槽,这种槽的里部较大,但开口处较小,槽的数量正好是3的倍数,而漆包线就布在线槽中。至于电机的组装,其步骤为:工人先把绝缘纸放入线槽中,然后将漆包线用模具绕制一定的匝数后,再用一个类似于小菜刀一样的压线器将绕成多匝的铜线一根根地压到一定间隔的两个槽中,依次类推,等到所有的线都压入后,再用木条将槽口封了,又将线头按次序接好并固定。如果不是自粘线的话,还要刷上漆,再进行烘烤一次,便完成了电机的绕制制作。此时再装上前后盖,轴承,转子,便完成了整个电机的维修。

    李不伟所讲的正是这个维修步骤,只不过在范文进与徐永红听来,却是电机的制作面骤了,当下详细地做了记录,便准备找人开始制作定子与转子了。李不伟看二人如此心急,一时倒也不好劝阻,又将转子与定子对于材质的要求大概讲了一下,当然硅铁片是绝对不会提到了。其实这二人也明白,定子与转子的选材并非易事,但他们已有了比较不同材质导磁率的方法,因此才会急着制造第一台发电机了。

    李不伟看得心中感触颇深,心想以你们如此做法,固然是能做出一台发电机来,只是其效率如何却不得而知了。不过既然是科学,就少不了实验,让他们二人试一下也未尝不可。

    ……

    回到家中之后,李不伟胡乱吃了些晚饭,又在院子中发起呆来。周依依本来准备了一桌颇为丰盛的饭菜,如今看到李不伟并无心情,知道他心里又在想事,便静静地站在旁边,生怕弄出声响来打乱了他的思路。

    李不伟对目前的情势做了一番分析:皇家实验室中已有了几十名学者与近百名工人,又由于一些制造车间也设在实验室所在范围,因此仍然不断有其它人员加入。到了全面发展之时,只需给每个车间分派几个技术人员,那么这些新来的工人不需要掌握高深的专业知识便可以胜任工作。只是如此一来,实验室不再是一个纯粹的研究基地,而且是一个综合性的制造厂了。火车虽然有了设计,但由于没有加工手段,因此还不便于马上制造,而交流电机虽然原理简单,定子与转子的制作也不是问题,可是高速轴承又该怎么办呢?轴承厂已经成立,但仍然是一个空架子,看来需要马上给轴承厂配置人员与设备了,否则没有轴承,任何机械都不能批量生产,如今的重型机械不就是典型的例子么?这批重型机械的轴承都是由实验室的车间加工,虽然能满足要求,但毕竟实验室的人手有限,而且还要为机关弩提供零件,又要制作新式机床,还要生产蒸汽机以满足各个磨坊与矿山。如此看来,轴承厂要尽快运作起来才是。如果全面发展起来,下一步就要考虑船只的远洋能力了。

    另外,临安自行车厂又恢复了生产,看来新式加工技术的使用,让自行车也有了不少改进,当然所赚的钱都进入李不伟与郑永江的荷包了。不过李不伟根本不在乎自己赚了多少钱,他现在要考虑的是纺织机与农业机械的设计。虽然目前实验室的重点仍然是兵器的制造,但百姓的衣食无忧也极为重要。

    以前几日的情况来看,原油的土法炼制还算可行,下一步要考虑获取煤油了。有了玻璃和煤油,就可以制作带罩煤油灯,七十年代时,这东西可是每家有好几盏呢。有了罩子灯,加夜班就方便多了,而且还可以做煤油炉子,在实验室中下一碗鸡蛋肉丝面,再弄点酒喝喝,倒也可以增添不少情趣,不过实验室不是禁酒的么?然而李不伟显然又没想到,过了不久之后,煤油灯在临安城中固然是大受欢迎,但是实验室却并不需要煤油灯来照明。

    李不伟尽管心中所想甚多,有些事情的发展还是超出了他的预料,例如化学。中国古代对于机械制造与机关设计自然是有一定的基础,但化学这门学科却发展得甚晚,当时只在民间流传一些简单的冶金或炼丹之法。如今有了临安大学的综合讲授,这些技术人员已能够制造出玫瑰花ph值试纸,并且能够通过酸碱性测出化学品中的大概成份,而且可以使用氧化-还原反应原理制造出不同的盐、酸与碱。虽然目前仍然是采用瓷器作为实验器具,但能有如此进展已是相当惊人了,况且玻璃厂已开始运作,到时玻璃器皿便可以大批量生产,化学实验所需的器具已不用担心。另外,临安大学还有近一百人在学习化学的知识,昨天香儿刚抄写的化学课本已拿到工部,估计用不了多久便会开始批量印刷,李不伟一时又有些庆幸起来。

    他之所以庆幸,一是因为宋朝目前仍处于繁荣时期,倘若再过十几年战事一起,又怎会允许自己在此大搞科学研究呢?另外,李不伟觉得自己将知识广为传播的做法是极为明智的,否则以自己一人之力如何能够达到目前的发展程度?他自己没有亲自参与的领域已有多项突破,仅以玻璃制作为例,便是最好的证明,更别说史可等人现已能够独立设计蒸汽机了。其实,李不伟甚至觉得众学者在某些方面的水平已经比自己要高了。

    另外,还有一事李不伟觉得庆幸:理宗与史弥远两人竟然没有过问自己的身世,便对对皇家实验室大力支持,虽然这多少有些出乎意料,但有了国家力量的支持,其生产力又是不容小视。如此发展下去,不出一年,整个南宋的制造业必然是一场革命,虽然不敢说工业革命将要开始,至少已有了技术条件。

    然而,李不伟认为自己最正确的选择就是大学与中学的成立。如今的临安大学被严格控制在国家手中,保密工作做得相当到位,有了源源不断的技术人才储备,想要不发展都难了。李不伟想到了电影中的一句话:“二十一世纪最重要的是什么?是人才!”

    如今十三世纪最重要的是什么?也是人才!

    (注:作者曾参与过电机的维修,因此书中所讲的电机制作方法基本无误,以目前的发展情况来看,要制造出三相同步发电机与三相异步电动机是可行的,只要解决了轴承问题,再将定子与转子的材质改进,实验室范围使用电力已不是问题。另:本章所说的5532,2030a等集成块,是作者十几年前作为发烧友时的产品,后来可能有其它型号,不得而知,我不玩发烧很多年。再:书中所说的行车,是大型车间必备的移动吊车。最后:本章已有近万字,但为了方便阅读,不分开发了。点击量虽然重要,但章节内容不完整也不好看。)快眼看书小说阅读_www.bookcu.com

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