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突然,埃利亚斯的视线落在了车间角落的一个设备上,那是一台手压式水泵,工人们用它来给蒸汽锅炉加水。
水泵的活塞杆随着工人的按压上下运动,每次压下,水就从出水口喷出。
“液体……”埃利亚斯喃喃自语。
“什么?”诺贝没听清。
“液体!”埃利亚斯的声音提高了,“液体是不可以压缩的!如果我们用液体作为传递压力的介质……”
他快步走到绘图板前,抓起炭笔开始画草图:“看,假设我们做一个密封的缸体,里面装满水。
缸体一端连接炮管的活塞,另一端连接另一个活塞,那个活塞后面是一个充满空气的密闭空间。”
炭笔在木板上快速滑动,勾勒出简单的示意图:“炮击时,炮管后坐,推动第一个活塞压缩液体。
因为液体不可压缩,压力会瞬间传递到第二个活塞,推动它压缩后面的空气。
空气是可压缩的,它就像一个‘气垫’,把后坐的能量储存起来。”
肯特的眼睛亮了起来:“然后,当后坐力消失,被压缩的空气要膨胀恢复原状,就会反向推动液体,液体再推动炮管活塞复位!”
“没错!”埃利亚斯兴奋地在图上补充细节,“而且压缩空气的过程中,能量会部分转化为热能散发掉,这本身就是一种缓冲!
复位的过程也因为空气的弹性而变得平滑可控!”
诺贝盯着那张草图,大脑飞速运转:“液体传递压力……空气储存能量和缓冲……这比单纯的弹簧巧妙多了!
弹簧的问题是金属会疲劳,但液体和空气……只要密封做好,理论上可以反复使用!”
“问题也在这里。”肯特立刻指出关键,“我们必须确保密封性的问题,高压下液体一定会寻找任何缝隙泄漏。
我们需要精密的活塞环和密封垫,加工精度要求很高。”
“但原理是可行的!”诺贝握紧拳头,“密封问题……肯特,你们在蒸汽机上用的那种石棉和铜的复合垫片能承受多大压力?”
“蒸汽机的工作压力最多三百磅每平方寸。”肯特估算着,“火炮后坐的瞬间压力可能超过三千磅。
不过如果采用多道密封、配合密封油脂,也许能暂时撑住几次测试,我们现在只要先验证可行性,可以先用来凑合一下。”
三人迅速进入工作状态,埃利亚斯负责细化设计图,计算所需的缸体尺寸、活塞行程、液体容积和空气压缩比。
诺贝提供火炮的具体数据:全装药射击时的后坐动量、炮管重量、允许的后坐行程。
肯特则开始翻找材料库存,挑选合适的钢管、活塞杆材料和密封件。
“缸体用厚壁无缝钢管,内径一寸半,壁厚至少三分。”肯特一边测量一边说,“活塞杆用精钢,表面抛光到能照出人影。
密封我们用软铜片叠压,配合石蜥蜴油脂,那东西耐高温,粘性也适中。”
“液体先用水,但需要加一点防锈剂。”埃利亚斯在图纸上标注,“空气那端,我们需要一个可调节的泄压阀,防止过度压缩。