楚陽並不打算將蒸汽機的發展歷程重新走一遍,而是直接選擇成熟版本的蒸汽機。
具體來說,其實要選擇不止一種蒸汽機。
對鍛錘來說,最好的選擇是立式單缸蒸汽機,捶打力量大,還容易控制。
而對工具機來說,最優選擇是並列雙缸臥式蒸汽機。
這種蒸汽機發明於十九世紀早期,最大特點就是震動小,動力輸出平穩,是蒸汽動力工具機的最優選擇。
楚陽選擇先造雙缸臥式蒸汽機,造出它後就能直接驅動工具機,製造其它蒸汽機,不需要跑去一百多里外的工坊了。
蒸汽機的核心難點,就是汽缸與活塞的加工,要保證較高的加工精度,否則漏氣嚴重,動力會大打折扣。
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而且汽缸跟活塞體積巨大,還只能自己造。
汽缸需要先鑄造出缸體,然後用鏜床修整內壁。而且跟火炮一樣,鑄造時不能用鋼材,要用生鐵。
楚陽直接拿來了現成的圖紙,隨後就組織工匠加工。
但是,蒸汽機畢竟是太古老的設備了,楚陽手裡只有一份並不詳細的圖紙。
而對機械設備製造來說,只有圖紙是遠遠不夠的,因為每一個大步驟其實都包含無數更細微的小步驟。
楚陽手裡這份不知幾百年前留下的圖紙,當然不會寫的那麼細。再說了,就算寫的再細,真製造時還是會碰到問題,問題千變萬化,不可能全記錄下來,這時候只能依賴知識與經驗。
越是複雜的設備,這個問題就越明顯。
每次遇到問題,楚陽就只能拍下照片,然後發給哥哥,讓他找機械製造方面的技術專家,詢問解決辦法。
就這樣磕磕絆絆的,一直到九月,他們才終於造出了第一台蒸汽機。
楚陽特意把眾人都喊來觀看。
當蒸汽機的轟鳴聲響起,並真的驅動工具機時,所有人都震驚的看著眼前的鋼鐵巨獸。
就連負責製造這台機器的工匠,都不禁瞪著眼睛。
對於農耕時代的人來說,這轟隆巨響,還有那撲面而來的力量感,就是能震撼的讓人難以言表。
「這機器好大的力氣!」鄧東禮驚嘆道。
他知道蒸汽機的原理,但知道理論,跟實際看到的感受,那是完全不同的。
楚陽笑道:「這哪裡算大了?將來還能更大。」
鄧東禮湊近了些觀察,突然問道:「它既然能通過皮帶跟齒輪驅動工具機,那若是把它縮小些,再裝上四輪車,用齒輪連接車軸,是否能驅動車子呢?這麼大的力氣,載重怕也是很大吧?」
楚陽點頭道:「很好的想法,但問題在於,它是需要燒煤炭或者木材的。如果要趕遠路,就得準備大量燃料,你得帶著一堆沉重的燃料趕路,這樣總的載重量大概還不如馬車,有什麼意義呢?而且,它太重了,很容易陷到坑窪里。」
鄧東禮想了想,又說道:「那不走陸路,把它裝到船上不就成了嗎?船隻載重夠大,足夠裝很多燃料。用它帶動船槳,就不用船帆了,速度肯定很快。」
他這話說出來,其他人都眼前一亮。
楚陽笑道:「你這個想法很不錯,以後可以試試。……其實,用它帶動車輛也是可行的,而且只需一台蒸汽機,就能拉動幾萬、甚至幾十萬石的貨物,速度還能快若奔馬。」
「這怎麼可能?」一旁有人說道:「幾萬石的重物,那車子得大到離譜,還會把路面壓垮,而且這台機器看起來可沒那麼大力氣。」
「別急著下結論。你們再好好想想,這些問題本質是什麼,能解決嗎?」楚陽說道。
眾人都沉思起來。
楚陽也不管他們,又湊過去看工具機的運轉情況。
這台蒸汽機連接的是鏜床,這是加工精度要求最高的工序。
此時鏜杆上已經裝好了一根鑽好孔的槍管,隨著鏜杆高速轉動,鏜刀一點點將鋼屑削下來。
削好了一塊,工匠就搖動手柄,鏜杆順著滑軌緩慢向前移動,鏜削下一塊。
相比水力工具機,蒸汽機驅動的工具機,轉速明顯快得多,加工效率大概是水力工具機的三倍左右。
也就是說,原本一個製造團隊一天最多能造兩根槍管,現在最多能造六支,而且完全不受環境影響。
不到一個時辰,槍管鏜削好了,楚陽拿來工具,親自測量。
這一步主要測量槍管口徑是否標準。
規定的火槍口徑標準誤差,不能超過0.08毫米。因為他們用的是線膛槍,彈頭需要與膛線緊貼,還不能漏氣,比滑膛槍要求嚴苛的多。
測量結果,誤差是0.06毫米,顯然是合格的。
這意味著這款蒸汽機是真的能用了。
隨後,工匠又將槍管拿去車削加工。
另一邊,鄧東禮他們聚在一塊,還在討論著剛才的問題。
「怎麼樣?聊出結果了嗎?」楚陽問道。
鄧東禮有些遲疑的說道:「倒是想到了一個法子,但不知道可不可行。」
「說說。」
鄧東禮說道:「能不能拉動物體,取決於拉力跟摩擦力。而拉力固定,物體重量也固定,那關鍵就在於降低車輪與地面的摩擦力。
摩擦力與接觸面積直接相關,想降低接觸面積,就得減少車輪與路面的形變,車輪必須很硬,路面則必須又平又硬,這樣摩擦力能縮到很小。
能實現這些的材料,就只有鋼鐵了。鐵板鋪路面不現實,但可以把路面換成兩條固定並且平行的鐵軌,寬度與車子的兩個車輪距離一致。
就像工具機的滑軌那樣,車子要卡在鐵軌上行駛。為了防止塌陷,鐵軌底下應該墊一些承重物。
如果真的這樣設計,那一台這樣的蒸汽機,確實能拉動幾千幾萬石的物品。可我們剛才計算了,就算鋪成鐵軌,一百里路都至少需要三百萬斤鐵。這似乎有些太多了!」
楚陽笑著點頭:「你們的想法很對,這確實是唯一的辦法。至於你說的鋼鐵消耗大的問題,這也沒錯,但別忘了,我們的新式煉鋼爐產量也很大。只需要幾十座爐子,鐵料足夠,那就能供應鐵軌所需的鋼鐵。
關鍵在於收益!鐵軌只要修好,是能用很多年的,並且將具備巨大的價值。想想吧,若是運兵,一列車就能拉走幾千人,只需幾天時間就能將兵力投送到千里之外。
若是運輸物資,能代替多少人力車馬?到那時,天下將成為一個整體,哪怕是最偏遠的地區,只要鐵路修過去,治理成本會極低,世界將完全不同。」
聽著這些設想,眾人的眼睛越來越亮。
是啊!如果這樣的鐵路能修到所有州府,豈不是說抵達任意一個地區,都只需要幾天時間?
這樣的話,若是地方發生叛亂,不等局勢失控就能將大軍拉過去。
若是哪裡爆發饑荒,也能從其它地區快速調運糧食。
還有那些太過偏遠,無法長期有效統治的地區,比如西南山區,比如草原,比如西域,有了鐵路,距離將再不是問題。
鐵路到哪裡,控制力就抵達哪裡,國家的版圖能大到難以置信。
那將是怎樣的一個世界啊!