新汉皇朝1834 第34章 格物院还是有用的

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刘玉龙听完了汪莱的蒸汽船的情况汇报之后，直接叮嘱他：

“蒸汽机的事情和钢铁厂一样，继续升级改进迭代，同时快速扩大生产。

“所有造船厂尽量建造蒸汽船，除非蒸汽机供应不上的时候，才去继续造传统帆船。”

这个事情牵扯范围大，几个格物院秘书一起答应下来：

“臣等谨记。”

汪莱继续汇报了一个情况，同时也咨询了一个问题：

“启奏陛下，在钢铁厂能够批量生产精钢之后，机械司就按照陛下曾经的旨意，恢复了蒸汽轮机的研究。

“已经制作出了一台六层桨叶的蒸汽轮机，其最大出力已经与往复式蒸汽机不相上下了。

“而且根据蒸汽轮机的特性，很明显可以继续扩大以获得更大的力量。

“根据陛下的旨意，蒸汽轮机可以用在大型船舶上。

“但是蒸汽轮机的转速远高于往复式蒸汽机，至少超过每分钟三千转之后才能有比较高的效率。

“理论上可以通过减速齿轮，转换转速之后驱动明轮。

“但是明轮转速不能太高，通常都在每分钟三十转到六十转，速度太快就容易损坏。

“从每分钟数千转，减速到每分钟数十转，减速齿轮设计加工难度极高。

“工匠希望能够请教陛下，此事有没有更好的解决方法。”

刘玉龙已经正式定下了蒸汽轮机的名字，不让工匠再叫车盘式蒸汽机了，欧式蒸汽机也改称往复式蒸汽机。

刘玉龙还曾经专门要求过，应用往复式蒸汽机之后，蒸汽轮机也要继续研发下去。

转炉炼钢技术基本完善之后，精钢的冶炼成本直线下降，蒸汽轮机的研究也随即扩大了规模。

制作了更大的蒸汽轮机，测试了轮机性能之后，准备用于船舶的改造实验。

但工匠们在这里遇到了难以解决的复杂难题。

用机器驱动船舶航行，理所当然的方法就是水车式的“浆轮”，去制作蒸汽明轮船。

往复式蒸汽机结构沉重，还要依靠曲轴和活塞传动，所以适宜转速很低，通常在每分钟数十转到数百转的区间。

明轮需要持续拍击水面，适宜的旋转速度也很低，通常是每分钟几十转。

用往复式蒸汽机驱动明轮，通常只需要一个减速齿轮就行了，甚至可以不使用减速齿，乐意用蒸汽机直接驱动明轮旋转。

所以往复式蒸汽机明轮船的技术难度极低，才能在蒸汽机出现之后快速应用，算是往复式蒸汽机的衍生科技。

但是蒸汽轮机就不行了，正常都是每分钟三千转起步，成熟之后基本都是每分钟一万转。

驱动明轮必须使用百倍减速齿轮组，加工制造难度很高。

如果能够量产这种东西，就可以直接去生产内燃机和汽车了，不用折腾往复式蒸汽机了。

至于怎么解决问题，刘玉龙理所当然的想到了螺旋桨。

不过这不是什么奇特的想法，刘玉龙觉得应该早就有人想过了：

“工匠们既然已经做过蒸汽机风扇了，风扇可以吹风，也就可以吹水。

“格物院那么多的工匠，应该有人考虑过这种设计吧？

“不过风扇要改变一下形状，将长直扇叶改成蒲扇一样的短圆状，螺旋排列在主轴末端。

“将其沉入水中，旋转向后推水，反过来让船舶向前航行。

“这个设备可以称之为螺旋桨。

“螺旋桨不会持续拍击水面，转速就可以大幅度的提升，应该能达到三百转左右。

“这样大功率的轮机，最多二十倍的减速齿轮就足够了。

“小功率轮机甚至可以直驱。”

汪莱回想了一下马上点头说：

“陛下圣明，确实有过工匠测试过这种螺旋桨设计。

“转速确实可以大幅度提升，相应的减速齿轮设计压力就大幅度降低了。

“甚至用低速蒸汽轮机，直接驱动螺旋桨，也不会导致损坏，只是性能会明显降低。

“但这又形成了另外的两个难点。

“如果蒸汽轮机置于水面以上，就需要用九十度齿轮两次转变方向，才能驱动螺旋桨。

“这种结构在高速旋转下非常容易损坏。

“如果将蒸汽轮机置于水面以下，用驱动轴直接穿过舰体，密封问题就难以解决。

“因为主轴要持续高速旋转，无法直接密封。

“工匠提出的设想是，使用有油性的木材、黄铜、石棉绳来做密封，同时配合尾部单独的水密舱和抽水机持续排水。

“但是这些密封材料的损耗仍然很快，关键是尾部渗水的船舱也很容易损坏……”

蒸汽轮机与螺旋桨更加适配，但是想要让让螺旋桨上船，新的麻烦问题又出现了，比往复式蒸汽机麻烦的多。

这一连串的新问题都需要专门去解决，大概就是跨越式研发的负面结果。

汪莱说明这些情况的时候，周围几个大学士都集中了精神，想听听刘玉龙有什么好办法。

刘玉龙回想了一下现代的船舶螺旋桨传动轴怎么密封。

刘玉龙和很多男人一样都对这种事情很好奇，所以在造船厂干活的时候跟工程师们聊过。

刘玉龙就直接拿出工程师给自己讲解的内容，转达给眼前的这些工匠们：

“螺旋桨传动轴防水问题属于‘动态密封’问题。

“传动结构只要开始运动，就肯定会有渗透现象，物理上无法做到百分之百密封。

“所以就要放弃‘密封’这个想法，改用‘避免渗水’的思路来解决。

“密封的目标是防止渗水，但防止渗水的方法不只是密封。

“我们可以从内向外吹水、吹油、甚至向外吹气。

“只要由内而外的压力，超过由外而内的水压，那水自然就进不了船舱了。

“相当于进攻性的防守，我们只要能够打死所有的敌人，自然也就不需要再专门去防守了。”

几个大学士全都恍然大悟，控制不住的交口称赞：

“原来如此，换个角度解决就好了。”

“原来还可以这样做。”

“陛下圣明啊。”

“有了这个法子，蒸汽轮机上船就再无阻碍了。”

刘玉龙等大学士们宣泄了情绪，继续叮嘱一些自己听打听来的具体方法和细节：

“将传动轴的轴套从一个，改成一个加长的长筒。

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“长筒内留出多个半独立的空腔，其中一部分用作原有的轴承轴套。

“另外两个用油泵泵入油液，两个用气泵持续吹入空气。

“油液首先为轴承供油，同时挡住空气的渗透，避免空气吹入轴承，产生空泡。

“空气持续向外吹，减少油液的渗透和浪费。

“这需要气泵和油泵，制作逻辑跟水泵类似，只是加工难度更接近蒸汽轮机。

“与此同时，轴套中各个半独立空腔之间的缝隙，应该尽可能狭窄。

“以避免油液、空气、海水逐渐混淆在一起，失去作用。

“外面再加上两层收缩式密封橡胶垫，传动轴旋转的时候张开，不阻碍传动轴活动。

“停转的时候收缩静密封，防止漏气、渗水、渗油。”

这就是现代大型船舶主轴的防水方法，通常都会有总共七层结构。

按照造船厂工程师的说法，可以做到终身不漏水，最多是破坏一到两层结构。

大学士们赶紧连连赞叹，同时把这些东西仔细记录下来，这能节省他们大量的脑细胞。

刘玉龙等他们现场记下来之后，才继续说自己关心的另外的问题：

“蒸汽机驱动的各种加工工具的研究也不能放松。

“蒸汽鼓风机、抽水机、锯木机、造币机、锻机、轧机等等。

“然后是材料方面的研究，各种合金的特性的研究，也要一直持续。

“比如在纯铁中加入什么样的材料，能够得到什么样的效果。

“采用什么样的加工方式，又能得到什么样的结果。

“这些都是未来的长期工作，永远都不能停。

“就算是短期内没有什么成果，人力和物力的支持也不能缩减。

“发现一种新材料，就可能解决一个长久以来的痛点。

“制作更高精度的工具，生产更高水平的机器，冶炼更高性能的材料，再制作新的工具。

“生产加工制造能力就是在这样的循环中不断升级的。

“对了，这方面最近有什么新的发现吗？

“看上去有用没用先不用管，让我来判断，先说说足够特殊的发现。”

几个秘书对望一眼，李锐不太确定的说了一个情况：

“最近的报告里面提到了一件事。

“有工匠在摸索大型传动轴的机械加工方法，他在实验中尝试用轧机纵向轧制钢柱。

“但是轧制之后，钢柱强度不但没有升高，反而下降了。

“他继续测试后发现，轧制后的钢柱强度由外而内不断降低，钢柱的芯部最为酥软。

“轻轻敲击就会变得坑坑洼洼，像面团一样。

“这与他的预期恰好完全相反，冶金司的其他工匠也觉得很奇怪。

“有工匠不愿意相信，于是就去分头做了测试，但是最终都复现了这个结果。

“也有工匠意识到，以前用树干铺在地上，用来运送大型石材的时候，也有这种效果。

“树干被巨石碾压的多了，中间也会变得格外脆弱，最终完全崩溃。

“有工匠注意到过，这种崩溃是由内而外的。”

刘玉龙听了这些说明，在短暂的疑惑之后，猛地反应过来了，这可能是怎么回事了。

于是似笑非笑的问了个看似不相关的问题：

“应该有人尝试过，用芯棒顶压钢柱的中心，用以生产钢管吧？”

李锐马上点头回答说：

“有工匠尝试过，这是制作铜管的方法，但是用在钢管加工上却失败了……

“等等——陛下您的意思是，先纵向轧制钢柱，再去顶压！”

李锐说到半截就反应过来了，既然钢柱内部会变得酥软，那就可能被芯棒顶穿了。

刘玉龙微笑着对汪莱说：

“尽快成立个小组，专门去研究这个现象，以及这个加工方法。

“轧机的轧辊不要与钢柱平行，可以采用三个轧辊相互倾斜一定角度，持续轧制钢柱。

“用轴承固定钢柱的位置，让钢柱在轧辊的碾压下旋转。

“确认持续长期轧制之后，钢柱中心的酥软到极限之后，会不会发生撕裂。

“无论是不是会撕裂，等另外准备一根芯棒，在持续轧制的同时，用芯棒顶压钢柱芯部。

“确认是否能通过这样的工艺，用芯棒顶压实现钢管的生产。”

几个大学士都有种恍然大悟的感觉，被刘玉龙点名的李锐马上应承下来：

“臣记下了，臣今天就去安排！”

刘玉龙知道这个方法会成功，因为这就是无缝钢管的技术原理。

无缝钢管是现代工业中的非常常见的管道材料，其研发和生产的难度其实都不算高。

有质量稳定的钢材，有了基本成熟的蒸汽机，还有能够轧制钢坯的大型轧机。

拥有这些资源的人，还能够去尝试各种各样的加工方法，就有可能把这个技术折腾出来。

这就是有基本成熟的科研机构的好处了，大量的工程人员长期专职搞各种各样的实验，不断折腾出各种新的发现。

刘玉龙再用自己的先见之明筛选点拨一下，就能让有用的技术快速成熟并落地生根，避免重要技术被埋没。

无缝钢管主要用于生产各种承压管道，进而提升冶金、机械、锅炉的性能。

现代的正规枪管和炮管，其实是用锻造钢柱钻孔而成的，通常不会使用无缝钢管制造。

因为锻造件性能高于轧制件，钢柱钻孔的枪管性能，高于轧制而成的无缝钢管。

不过在十九世纪中期，枪管还是用熟铁做材料，让铁匠手工卷制而成的。

无缝钢管的性能和稳定性，都远超这种熟铁卷制的枪管，且生产速度也能全面领先。

就算是熟练工匠，一个月也就能生产两根卷制枪管。

但是无缝钢管技术成熟之后，一条生产线一天就能生产数千根枪管。

一条生产线能顶数千个工匠。

现在的大汉民兵大部分仍然只有冷兵器，主要任务是维持治安并作为储备兵力。

正规军才能做到人手一杆枪、一把刺刀。

有了无缝钢管技术之后，刘玉龙就能给大汉的两千万民兵发枪了。

以后的海外民兵自然也能够全面持枪了。

而工业时代的枪械和弹药供应，也能成为限制军队独走的手段，所以这门技术现在非常重要。