第126章 紹武十八年，大宋第一台蒸汽機問世！

  第126章 紹武十八年，大宋第一台蒸汽機問世！

  紹武十八年，春。

  格物院，新設的蒸汽機工坊內。

  紹武鋼被成功煉製，經過試金堂的嚴格測試後評級為優質，還得到了殿下的認可，這讓格物院上下鬆了一口氣。

  同時，也讓格物院上下，對《變化考源》和《格物原論》愈發信心倍增起來。

  之前，他們或許還對這些，好似天書一般的東西存有質疑，尤其是《變化考源》，記載的東西，在他們看來像是神術一般。

  幾乎所有人都不怎麼相信和看好。

  可現在，他們可都是親眼看著原本普通的鋼材，尤其是加入「藥粉」之後，質量完全不可同日而語。

  甚至以往設想中，使用之後直接炸膛的火統，都變得持久耐用，眼瞅這種威力巨大，可被每個將士配備的火器生產將提上日程。

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  現在，誰要再敢對殿下的天書質疑，他們第一個不答應！

  現在，幾乎每個匠人都在拼了命的學習《算數新篇》、《格物原論》、《變化考源》

  、《萬物生息考》。

  就算有很多東西不懂，依舊會死記硬背下來，最重要的是，殿下編著的天書，都是用最簡單直白的例子給標註好。

  比方說《變化考源》中，記載一種名為錳元素的東西，這東西看不見摸不著，可殿下卻是指出，郎中用藥的「無名異」中有。

  若是煉製鋼材時，將「無名異」磨成粉加入，便可提升鋼材的品質。

  因此他們學習的時候不需要知道原理，只需要按照配方和存在的材料使用即可。

  一時間，格物院上下都沉浸在了一種瘋狂學習的狀態，甚至邊學邊自己試驗。

  為此，格物院還專門建造了諸多鍊金室。

  為的就是給那些想要上手實踐的匠人，還有從科學院選拔合格，吸納進格物院的後進之人，提供一個良好的環境。

  讓他們可以儘快的成長起來！

  在格物院上下都沉浸在學習中的時候，趙爍的目光，卻早已投向了《機巧營造發微》

  圖冊中，那最具顛覆性的一頁。

  以火生氣，以氣推力的蒸汽機上！

  此時，理事堂之中，巨大的案几上，鋪滿了繪有複雜結構的圖紙。

  趙爍召集了以張博士為首，包括王鐵錘、李衡，以及幾位精於木工、銅匠的頂尖大匠0

  「諸位，紹武鋼已成，筋骨已備。」

  趙爍伏案，指向圖紙中央，那個關鍵的氣缸和活塞結構上，開口道：「而今，當以此堅鋼，鑄就蒸汽機之核心部件了。」

  「其理，利用水沸之氣也就是蒸汽，其力漲縮，推拉活塞往復運動，再經由橫樑、連杆，化往復為旋轉，或直接驅動其他部件。」

  幾個月的時間，王鐵錘，李衡等人都已經大致將《機巧營造發微》這本書背熟。

  因此，聽到趙爍說原理，並不覺得難。

  然而，原理雖然不難理解，可要是將圖紙變為實物，那實踐起來，就難如登天了。

  趙爍借鑑的是記憶中，結構相對簡單，對加工精度要求稍低的紐科門大氣式蒸汽機的模型，並進行了大量簡化。

  即便如此，挑戰也是空前的。

  首要難題，便是這氣缸與活塞了。

  不僅要能承受住高溫水汽的壓力，更重要的是密封。且活塞必須在氣缸內順暢往復，卻又不能漏氣太多，否則壓力無法積聚。

  「殿下，此物————要求內壁光滑如鏡，且需正圓，稍有偏差，便卡澀難動，或漏氣無力。」一位負責鏜孔的老銅匠面露難色。

  之前鑄造炮管，內壁粗糙些，影響尚且不是很大，但這氣缸要求之高，著實驚人。

  「胡師傅所言極是，」趙爍說著，看向這位說話的老匠人，道：「故而，不求內壁光滑如鏡，但求孔圓壁直。」

  「紹武鋼韌性佳，正適合鏜削。」趙爍語氣不容置疑，道：「王監，精煉坊需提供最適合切削的鋼料。」

  「是！」王鐵錘重重點頭應下。

  「胡師傅，院內那台水力鏜床，可否一用？」

  「回殿下，可用，然力道與精度，只能盡力而為。」胡師傅老實回答。

  「盡力即可。」趙爍點點頭，定下調子，道：「鏜削之後，再以長銼刀，磨石手工精修，務求消除明顯台階與凸起。」

  「務必使活塞能順暢往復！」

  「是！」之後，趙爍又叮囑了幾處細節後，便遣散了眾人。

  格物院講究的就是效率。

  在趙爍安排之後，王鐵錘便開始組織人手，開始督辦了起來。

  對於現在的格物院水準來說，燒鑄一根氣缸並不是什麼難事。

  很快，一根由王鐵錘親自燒鑄的上好鋼坯就出爐了，而後倒入模具，燒鑄成厚壁氣缸筒毛胚。而後，胡師傅和一眾好手，帶著徒弟們，將鋼筒固定在水力鏜床之上。

  「呲呲呲！」鏜刀在嘩嘩的水輪驅動之下，緩慢旋入鋼筒內部。

  一眾老師傅們，則是湊近了，時刻憑耳力判斷，鏜削是否均勻，然後憑手感，進行調整進給，整個過程耗時耗力，全憑經驗。

  稍有把握不對，這跟氣缸桶就算報廢。

  鏜削後的氣缸內壁，布滿了螺旋狀的粗糙刀痕，遠談不上光滑，但初步具備了形態。

  之後，匠人們再用綁在長杆上的各種形狀的銼刀和磨石，伸入管內，一點點地修平內部，那明顯的刀紋和凸起。

  這是一個更加需要耐心的過程。

  與此同時，活塞與密封的攻關，也陷入了困境。

  活塞本體，雖能用新制的車床精心車製成近乎完美的圓柱，並在外圓車出淺槽。

  但難題在於槽內填何物！

  最初的嘗試簡單粗暴，有匠人認為，既要密封，便需緊實。

  他們將軟木塊切削成型，強行嵌入槽中，滿心期望其彈性能夠堵住縫隙。

  然而，第一次空載測試，當熾熱的蒸汽湧入氣缸，軟木遇熱迅速收縮變脆，只聽內部一陣「啪」細響，蒸汽便從四周瘋狂泄出。

  效果幾近於無。

  「遇熱則縮，不行！」李衡搖了搖頭，在記錄上劃掉一項，道：「繼續嘗試————」

  繼而，有工匠提出，改用緻密的熟牛皮。

  匠人將皮革，精心裁剪，層層疊繞，以銅絲綑紮於活塞之上，開始活塞推送。

  然而，此番測試，初時確有改善，那「嗤嗤」的漏氣聲小了許多。

  就在眾人臉上剛露出一絲喜色，然而機器運行不到一炷香的功夫，漏氣聲便再度變大。

  拆檢之後卻發現，牛皮在高溫水汽的熏蒸下已變得僵硬，失去了彈性。

  表面甚至有些許焦糊！

  「不耐久，遇熱則僵，亦不可行————」李衡的筆再次落下，心情沉重。

  「木、皮皆軟物，不堪大用，」這時，一位精於銅活的老匠人不信邪，提議開口：「不若以軟銅片鑲嵌於槽中，或可持久？」

  「便依此法一試。」李衡輕嘆一聲，雖是如此，但他心裡卻是不抱太大的希望。

  權當是死馬當活馬醫了。

  只要是有一次碰對了，那就是值得的！

  「嘎吱吱吱————」然而，換上軟銅片之後，結果更為糟糕，銅片與鋼質氣缸壁硬碰硬，摩擦阻力巨大。

  活塞運行艱澀，發出刺耳的爆鳴。

  不多時便在氣缸內壁刮出數道深痕，險些毀了辛苦鏜削的氣缸。

  這讓全程跟進測試的王鐵錘，看得心疼不已，又只能在邊上，連連嘆息。

  失敗的活塞樣品在牆角越堆越高，工坊內的氣氛也如同被水汽浸透般，沉悶而壓抑。

  「重來，不行！」

  「繼續，這個也不行，換！」

  「換————」

  「不行————」

  「繼續測試————」

  「老王，再拿一批缸筒來————」

  「換————」

  失敗，失敗，一次次測試，始終失敗。

  一個月的時間，就在這種測試，失敗中過去了。

  「颯颯颯！」

  這一日，大雨瓢潑。

  試金堂內，一眾匠人圍坐休息，皆默然無語。

  不遠處，披著蓑衣，推著小木車，負責維護院內水車軸承的劉姓老匠，看著那一個個被拆下，帶著各種失敗填料的活塞，駐足沉思。

  而後，他像是想到了什麼，目光望了望窗外，那依靠浸油麻繩纏繞，密封便能滴水不漏的水車軸，遲疑間，呢喃自語。

  「那水車大軸，轉速不低，水衝力也不小，也是靠這油浸過的麻繩堵漏。」

  「那這塞子，動得還沒水車軸快，難道就不能試試這麻繩？」自語間，身後腳步聲響起，只見李衡與精煉坊的王監事走來。

  見此，老劉也只能按下心頭想法，默默地走到棚子裡，找了個角落蹲了下去。

  雖然他也有一些想法，不過終究是只是一個維護的匠人，跟這些老師傅們差遠了。

  或許自己的想法，別人早都想到了，沒有提出來，怕是壓根行不通。

  想及此處，老劉也不再想了。

  只是不知道為什麼，目光始終被那一堆報廢的缸筒吸引，還有自己的想法。

  一個月的連日失敗，讓此前測試，百試不爽的試金堂眾人情緒有些低迷。

  因此，李衡打算前來提提士氣。

  棚子裡，一眾工匠看到主事和王監走了過來，也全都起身迎著上前。

  李衡與王鐵錘走進工棚，看到一眾平日裡生龍活虎的匠人，此刻或蹲或坐，個個眉頭緊鎖，臉上帶著揮之不去的疲憊與沮喪，空氣中瀰漫著一種近乎凝固的沉悶。

  目光看向角落處，失敗的活塞和各式廢棄的密封材料，李衡環視眾人一圈後，臉上並未露出責備之色，反而放緩了聲：「都垂頭喪氣作甚，這才哪兒到哪兒？」

  李衡說著，走到那堆廢棄的活塞前，隨手拿起一個塞著焦糊牛皮的，又掂了掂那個刮花了缸壁的銅片活塞，道：「瞧瞧這些，軟木、牛皮、銅片————咱們試了多少法子？失敗了不假，可這些失敗之物，難道就一文不值嗎？」

  說完，李衡將那廢活塞放下，目光掃過眾人，開口道：「它們至少清清楚楚地告訴了我們，哪些路走不通！」

  「這便是天大的收穫！」

  「若是一次便能成，那這蒸汽機，也未免太不值錢了，何須我等在此嘔心瀝血？」

  「想想我們當初煉紹武鋼，失敗了多少爐？記錄的本子堆起來都快有半人高！可最後如何？還不是讓我們啃下了這塊硬骨頭？」

  「如今這蒸汽機，又能怎樣？」

  「陛下與二殿下將此重任交予我等，看中的便是諸位這雙能化腐朽為神奇的手，和這顆不懼失敗的匠心！」

  王鐵錘在一旁也粗聲附和道：「李主事說得在理！咱們匠人做事，哪有次次順風順水的？碰了壁，繞過去便是！」

  「腦袋掉了也不過碗大個疤，何況這點挫折？都給我打起精神來！」

  李衡點點頭，語氣轉為鼓勵，道：「今日不成，便明日再試。材料不對，我們就換材料，法子不行，我們就想法子。」

  「諸位皆是院中翹楚，萬不可因一時困頓，便失了銳氣。」

  「都說說，可還有何奇思妙想？即便聽起來荒誕不經，也但說無妨，集思廣益嘛。」說著，李衡又看向棚子裡其他匠人，道：「還有你們，就算不是負責活塞這活的，也都看了一個多月了，有想法都說說！不要怕說錯，只要敢想，那我們就試！」

  「寧可試錯，也不能錯過！」

  李衡這番話，既承認了活塞製造的困難，又肯定眾人努力，更以紹武鋼的成功先例鼓舞士氣的話，讓棚內的氣氛稍稍活絡了一些。

  不過，眾人互相看看，仍無人開口。

  這一個月以來，他們幾乎把能試的法子全都試了一遍。

  實在是想不到其他想法了。

  而這時，蹲在角落的老劉，嘴唇囁嚅了幾下，雙手緊張地搓著衣角。

  聽著李衡那誰有想法，都可以說的話，又想起那水車軸與眼前活塞的相似之處，心中那點念頭再次冒了出來。

  一時間，這個念頭，就像是有貓在撓一般，癢的他整個人都躁動了起來。

  「我————」張了張嘴，老劉幾次欲言又止，而後心中一狠，暗道：「錯糾錯了！」

  想及此處，老劉終是鼓足了勇氣，直接站起身，朝著李衡和王鐵錘的方向開口。

  聲音很大，因為緊張而變得急促。

  「李主事，王監！我，我倒是有個蠢笨的想法，不知，不知當講不當講————」

  「唰！」這突然而來的一幕，頓時讓棚子裡的所有人，目光齊刷刷的落在了這位平日裡沉默寡言，只是負責維護的老匠人身上。

  甚至很多老師傅看到他都不怎麼認識。

  李衡跟王鐵錘對視了一眼，二人都看向有些拘謹的老劉，臉上露出溫和笑容，道：「好，有想法就直接說！」而後又看向其他匠人，道：「你們也一樣，等會老劉說完，你們誰有想法，也可以一起說！」

  而老劉聽到李衡竟然認識自己，心中頓時受到了莫大的鼓舞，心中踏實了不少。

  「嗯，我覺得————」然後，老劉便把自己剛才的想法，原原本本的說了一遍。

  眾人聞言，先是愣住，隨即便有人微微搖頭，露出不以為然的神色。

  麻繩？如此尋常賤物，豈能用於這等精貴機關？況且麻繩脆弱不堪，怎能使用？

  然而，與眾人不同的是，李衡認真思索一番後，眼中卻是有微光一閃。

  他想起《機巧營造發微》中，二殿下標註的「因陋就簡，就地取材」之語。

  而後看向身旁的王鐵錘，後者沒想這麼多，直接道：「管他成語不成，就像你剛說的，寧可試錯，絕不放過！」

  「之前也沒試過這麻繩，說不定成呢？」聞言，李衡也不廢話，直接道：「來，取幾條上好的苧麻繩來！」

  說干就干，用於水車的苧麻繩，格物院可以說是有很多，要多少都行。

  很快就有匠人學徒主動找來上好的苧麻繩，置於溫熱融化的牛油中浸泡透澈，直到麻繩浸泡的柔韌飽脹為止。

  而後，在李衡鼓勵的眼神下，老劉深吸一口氣，也不怯場，親自上手。

  像是對待水車軸一般，極其細密地將油浸麻繩一圈圈，緊緊纏繞在活塞的凹槽內，不留一絲縫隙，直至略略凸出活塞表面。

  之後，重新組裝，點火生汽。

  隨著閥門開啟，眾人屏息凝神。

  預想中劇烈的漏氣聲並未出現，只有一陣輕微而持續的「嘶嘶」聲。

  聲比之前任何一次測試都要小得多！

  活塞帶動搖臂，就這麼在所有人的注視下，竟然順利地運行了超過半個時辰！

  「有門兒！」

  王鐵錘聲音帶著驚喜。

  其他一開始不以為意的人，也都是面露驚異之色，而後便是狂喜。

  「嗤，嗤嗤————」

  然而，好景不長，當活塞運行一段時間後，漏氣聲又開始慢慢變大。

  「停下，檢查！」李衡抬手示意停下。

  眾人臉上原本的喜色，開始漸漸消失，不過卻是沒有放棄，而是緊緊盯著。

  因為麻繩到底成不成，還要檢查才行！

  停下拆開一看，只見活塞上，麻繩因干磨而磨損嚴重，且油脂被高溫烘烤流失不少。

  「————嘶！」看到活塞的狀況後，李衡卻是突然吸了口氣，而後吐出，臉上也跟著露出笑容，道：「麻繩有其彈性，可適應缸壁不平，此路看來，是對的！」

  一旁的王鐵錘也是狠狠回了揮拳。

  「嘩！！！」聽到路對了以後，棚子裡頓時一片忽然，議論紛紛。

  誰也沒想到，一個月的試驗，沒有一種耗材可以充當活塞，結果偏偏忽視了的，脆弱麻繩，抹上油脂，竟然就可以了？

  當然此刻要說最激動的還是老劉！

  被眾人激動的推搡中，整個人似乎都要陷入呆滯之中，驚喜之餘又有幾分不敢置信。

  他沒想到，自己就是這麼一想，竟然真的找到了最合適的法子！

  「然其自身不耐磨，油脂亦易干，」李衡與王鐵錘倒是沒有急著高興，而是繼續思考該如何改善，這時王鐵錘開口，道：「老李，我記得試金堂收錄之物中，有言石墨質滑耐高溫，可否與此法合用？」

  聞言，李衡也頓時像是被點醒，恍然道：「以麻繩為骨，取其彈性。」

  「再以石墨脂為膚，助其滑潤，並減其磨損？」

  「不錯！」王鐵錘肯定點頭。

  很快，二人便指揮匠人，再次開始嘗試。

  這一次，嘗試的不再是學徒和老劉了，而是那些經驗豐富的老師傅們。

  依舊先用油浸麻繩，作為纏繞基底。

  不過，這次卻是在安裝前，於麻繩表面及氣缸內壁，厚厚地，塗抹上一層用牛油與細膩石墨粉調和而成的黑亮膏脂。

  當再次啟動時，活塞的運行，開始變得前所未有的順暢。

  之前總解決不了的漏氣聲，雖然未能完全消除，卻被壓制到可以接受的地步。

  看著那穩定起落的搖臂，劉老匠搓著粗糙的手指，憨厚地笑了。

  王鐵錘與李衡相視一眼，心中感慨，這看似取巧的法子，竟是走了無數彎路後，回過頭來，在最初、最樸實的地方找到了答案。

  解決了最難的活塞密封，所有人，都如同卸下了一塊心頭大石，士氣為之一振。

  接下來的部件製造，雖依舊繁瑣，卻也已經有了清晰可行的路徑。

  首先，便是鍋爐了。

  鍋爐也被匠人們稱為「聚火之釜」，其核心在於密閉與耐壓。

  王鐵錘親自督造此物。

  他選用了延展性極佳的上等厚紫銅板，由經驗最豐富的銅匠反覆捶打成型。

  接下來，就是鉚接了。

  匠人們先將兩塊銅板邊緣，鑽打對應的孔洞，燒紅的熟鐵鉚釘趁熱穿入。

  一端頂死，另一端，則由兩名匠人各持一錘，一輕一重，配合無間地反覆敲擊，將釘頭鍛打成蘑菇狀，牢牢咬合銅板。

  每完成一道接縫，便有一位手藝純熟的老匠人上前，用一把小銅錘，沿著焊縫邊緣「叮叮噹噹」地輕輕敲擊。

  他雙目微閉，全神貫注於雙耳。

  邊上，則是精挑細選出來，繼承他這門絕活的兩個徒弟，老匠人一邊敲擊，一邊給徒弟開口傳授，訣竅，道：「你們倆小子，都記住了！」

  「敲的時候，聽到聲音清脆，連貫，就說明接合嚴密了。若敲的時候，若是有聲音沉悶或破音之處，便是存在虛接或裂隙。」

  「需立即剔掉重鉚，絕無僥倖！」

  「關鍵的接縫處，還要塗抹上一些，用白芨汁液，混合細鹽調成的糊狀物，乾涸後能起到些許加強密封的作用。」

  「是，徒兒謹記！」兩個徒弟立刻拱手。

  「爐子成了————」老匠人沒有理會兩個徒弟，最後一錘敲下後起身把銅錘別在腰上，拍了拍手，對邊上兩個討好笑著的工匠道。

  「有勞孫老了！」兩個年輕工匠討好著，把爐子裝上木車，然後匆匆離去。

  最終成型的鍋爐，是一個巨大的橫向圓筒，連接著堅固的爐灶，外表雖顯粗獷，但每一道接縫都經受了千錘百鍊的考驗。

  鍋爐鑄成，接下來便是冷凝器了。

  冷凝器，是完全用銅管盤繞而成的一個匣子。

  按照《機巧營造發微》所述，冷凝器是讓熾熱的蒸汽迅速變回水流。

  而負責此物的老匠人，憑藉著豐富的經驗，想到了「釜鼎夾層」與「酒坊冷淋」的法子來。

  先是命人打造了一個堅固的立式鐵箱，作為外殼。而箱內，則由銅匠，將長長的薄壁銅管，巧妙地盤繞成螺旋狀，宛如一條盤起的細蛇，兩端開口，分別連接氣缸的進出口。

  鐵箱上下，則各開一孔。

  上面的孔接由高位水槽引來的冷水管，下面的孔，則接排水渠道。

  蒸汽通入盤管，冷水自上方注入，很快，鐵箱外壁便凝結起一層冰涼的水珠，而盤管另一頭，則滴滴答答流出冷凝水。

  效率雖然距離《機巧營造發微》中所說還有很大一截，卻已實現了「化氣為水」。

  至此，冷凝器也初步完成。

  接下來則是，進排氣閥門，與槓桿控制了。

  這是讓死物「活」起來的關鍵。

  格物院的張博士，領著幾位巧手工匠，日夜琢磨如何讓機器自己掌控「呼吸」。

  閥門本身並不複雜，乃是青銅所鑄的蘑菇狀塞子，其底部嵌有打磨光滑的硬木，坐落於精心車制的閥座上，靠自身重量閉合。

  真正的精妙之處，在於控制它們的槓桿與機括。

  不過這東西，有《機巧營造發微》中的圖紙，倒也不是很難。

  按照圖紙，張博士命人在巨大的木質搖臂橫樑上，安裝了數個，可以精細調節位置的硬木銷釘，和活動的掛鉤。

  這些銷釘和掛鉤，通過細鐵鏈，與下方控制進汽閥，排汽閥和噴水閥的槓桿相連，槓桿的一端，被繩索牽拉，另一端則懸掛著重量不等的小鐵砣。

  當搖臂，運動到特定位置，橫樑上的銷釘，就會精準地頂起某根繩索。

  繩索一緊，鐵砣抬起，槓桿失衡，閥門被拉開。繩索一松，鐵砣下墜，槓桿復位，閥門「砰」地一聲，緊緊關閉。

  調試的過程最為磨人。

  匠人們需反覆調整銷釘的位置，鐵砣的重量，才能讓進氣、排氣、噴水冷凝這三個動作，與活塞的上下運動，嚴絲合縫地配合。

  一開始總是錯亂，蒸汽亂噴，但經過無數次微調，這龐然大物，終於可以呼吸了。

  最後，便是圖紙上，那標誌性的，巨大搖臂橫樑。此物非木不可，取其質輕而韌。

  格物院的木匠首領，親自帶人前往木料場，精選數十年樹齡的巨木，陰乾處理後，以榫卯，鐵箍相結合，製成長達近三丈臂膀。

  將中央支軸的連接處，包裹了厚厚一層，浸滿油脂的青銅軸套，以減少摩擦。

  兩端，則懸掛著沉重的生鐵配重塊，以平衡活塞與抽水杆的重量。

  當厚實的鍋爐、盤繞的冷凝器、閥門槓桿、木質搖臂，全部被組裝在一起時，一座充滿原始力量感的工業巨獸，終於成形。

  雖然尚未點火，但所有人都知道，大宋第台簡陋的蒸汽機，至此，算是問世了！

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  （還有更新耶）