咸阳宫紫宸殿的烛火,彻夜通明到了破晓时分。窗外寒鸦聒噪,檐下冰棱垂挂,殿内却热气蒸腾——扶苏将自己关在御书房,屏退了所有内侍,案头摊开数十张桑皮纸,手中握着一支炭笔,笔尖在纸上飞速游走,时而停顿蹙眉,时而奋笔疾书,连朝食的钟声敲响,都未曾察觉。
昨日李月瑶那句“船不借助风力航行”的话,如一道惊雷劈开了扶苏的混沌。他脑海中关于瓦特蒸汽机的记忆碎片,此刻正疯狂拼凑、重组。为了赶时间,他甚至下旨停了当日的早朝,理由是“处理关乎海外将士生死的要务”。满朝文武虽有疑惑,却也知晓太子殿下绝非耽于安逸之人,皆安分守己等候旨意。
御书房的案头,渐渐铺满了标注着密密麻麻数据的图纸。扶苏笔下的“扶苏版瓦特式低压船用蒸汽机”,与后世的原型相比,少了几分精密,却多了几分贴合大秦工业水平的务实。他将工作压力严格限定在02-03pa,不过两三个大气压——这远低于早期蒸汽机的参数,看似牺牲了功率,实则是为了绝对安全。毕竟大秦的工匠虽技艺精湛,却从未接触过高压蒸汽,低压设计能最大程度避免锅炉爆炸的惨剧。
“动力核心用单缸双作用,分离式冷凝器必须单独成模块。”扶苏喃喃自语,笔尖在纸上画出气缸与冷凝器的连接管路,“放弃复杂的真空抽吸结构,简化气道设计,让蒸汽在低压下也能实现最佳循环效率。”
传动系统更是大刀阔斧地简化。他摒弃了瓦特蒸汽机那套精巧却难以仿制的“太阳与行星齿轮”,直接采用曲轴-连杆驱动明轮的设计。明轮露在船舷两侧,转动时拍击水面产生推力,结构简单,受力明确,只需用泾渭工业区新炼出的高碳钢锻造曲轴,便能承受住动力输出的负荷。
图纸上最醒目的,是两大保命装置的设计。其一为双冗余杠杆式安全阀:两个黄铜阀门并联在锅炉顶端,阀杆上装着可调节的配重码,阀身上刻着三道清晰的“安全线”——配重落到第一刻度,对应02pa;第二刻度,025pa;第三刻度,便是极限的03pa。扶苏在图纸旁批注:“超压则阀开,蒸汽啸叫为警,工匠见之,即刻减火降压。”
其二是低水位自动断火系统。扶苏画了一套简易的浮球-连杆机构:锅炉内装一个空心铜浮球,浮球通过连杆连接炉底的风道阀门。当锅炉水位低于危险线,浮球下沉,连杆便会拉动阀门,切断部分风道,让炉膛内的火力减弱,防止“干烧”导致锅炉壁烧红、强度骤降。这是他结合后世锅炉安全经验的巧思,简单却能救命。
“还有监测点!”扶苏想起后世的工业规范,又在锅炉、气缸的关键位置画上预留接口,“此处可插温度计,让工匠能‘看见’内部温度,而非凭感觉烧火。”
最后,他将整台蒸汽机拆解为锅炉模块、动力缸模块、冷凝器模块、传动模块四大块,每块都标注了精准的尺寸,要求用卡尺控制误差。“分开铸造、加工,最后组装。”扶苏在总装图上写道,“如此一来,某一模块出错,无需报废整机,降低损耗,加快进度。”
直到晨光透过窗棂,洒在纸上那台线条分明的蒸汽机图纸上,扶苏才长长舒了口气。他揉了揉酸痛的手腕,眼中满是血丝,却透着兴奋的光芒。其实这套图纸,他早在泾渭工业区建立之初便已在脑海中酝酿,只是迟迟未曾拿出——只因后世的度量衡尚未在大秦完全复刻,诸多精密尺寸难以精准实现,他想让工匠们先从基础技艺练起,锻炼想象力与动手能力。可如今美洲船队危在旦夕,他再也等不得了。
“传旨!召天工阁墨言、墨行、墨矩三位掌匠,即刻入宫!”扶苏扬声喊道,声音带着一丝沙哑,却掷地有声。
墨言、墨行、墨矩,乃是大秦天工阁最顶尖的三位工匠,分别精于冶炼、机械、度量之术。三人接到旨意,不敢耽搁,策马直奔咸阳宫。当他们看到御书房案头的蒸汽机图纸时,起初是茫然,待扶苏逐字逐句讲解原理——蒸汽膨胀推动活塞,活塞带动连杆,连杆驱动曲轴,曲轴让明轮转动——三人的眼睛,瞬间亮得如同炉膛里的火焰。
“陛下,此机竟能不借风力,驱动巨舰?”墨行抚摸着图纸上的明轮,声音颤抖。
“正是。”扶苏点头,指着图纸上的安全装置,“重中之重,是安全。低压设计,双安全阀,低水位断火,缺一不可。”
三人当即领命,不敢有丝毫懈怠。回到天工阁,三人立刻分工:墨言负责锅炉模块,带着工匠们烧制白云石耐火砖,铸造黄铜阀门,反复调试配重码的灵敏度;墨行主攻动力缸与冷凝器模块,用高碳钢锻造气缸与活塞,打磨密封垫圈,确保蒸汽不会泄漏;墨矩则统领传动模块,用卡尺精准测量曲轴与连杆的尺寸,锻造明轮的叶片,确保转动时受力均匀。
天工阁的工坊里,顿时成了一片热火朝天的景象。工匠们围着图纸,时而争论,时而动手试验,配重码加了又减,浮球的浮力测了又测,气缸的密封试了一次又一次。扶苏也时常亲临工坊,解答工匠们的疑问,将后世的机械原理,用大秦工匠能听懂的语言,娓娓道来。
与蒸汽机研发同步进行的,是福州港的巨舰改造工程