皇家科学院,一号车间。
虽然解决了密封问题,大衍壹号蒸汽机终于不再漏气,也不再爆炸。 但它还是……不太正常。
“哐当……哐当……卡——滋!” “哐当……卡——滋!”
这台黑色巨兽的运转,就像是一个患了严重哮喘的老人。 活塞每推一下,都要在那儿停顿半秒,发出令人牙酸的摩擦声,然后才费劲地进行下一个循环。 连带着整个地面都在一顿一顿地颤抖。
“这不行啊。” 李尚书急得满头大汗,围着机器转了三圈。 “这劲儿是一股一股的,不连贯啊!” “若是装在车上,还不把皇上给颠吐了?”
工匠们也是束手无策。 “是不是油没加够?” “是不是飞轮太轻了?” “要不……再把那个杜仲胶圈磨薄点?”
大家拿着锤子和扳手,这敲敲那打打,试图用经验来解决问题。 但那机器就像是个倔驴,依旧是那副半死不活的样子。
……
“停。” 一声稚嫩却威严的童音响起。
一直坐在旁边吃棒棒糖的团团,终于看不下去了。 他跳下高脚椅,推了推鼻梁上的墨镜,迈着那双小短腿,走到了机器面前。
“别敲了。” 团团抬头看着那帮胡子花白的老工匠。 “再敲,连杆就要断了。”
“这不是手艺问题。” 团团指了指那个正在艰难转动的曲轴。 “这是——数学问题。”
……
“数……数学?” 李尚书愣住了。 “殿下,这铁疙瘩动不动,跟算术有什么关系?” “咱们算账也没算错啊,尺寸都是按图纸来的。”
“图纸是通用的示意图。” 团团叹了口气,一副“这届学生真难带”的表情。 “但是材料的弹性模量、加工的误差、还有实际安装的角度……” “这些变量,你们考虑了吗?”
团团伸出一只手。 “拿粉笔来。”
“啊?哦!” 旁边的小太监赶紧递上一根石灰做的粉笔。
……
团团走到车间平整的水泥地上。 “都让开。”
他蹲下身,小手握着粉笔,开始在地上画图。
刷刷刷—— 一个完美的圆(代表曲轴旋转轨迹)。 一条直线(代表气缸中心线)。 几条连接线(代表连杆)。
“看好了。” 团团指着那个图。
“活塞做的是往复直线运动。” “轮子做的是旋转运动。” “要把直线变成圆,这就叫——曲柄连杆机构。”
团团在圆的左右两端,点了两个重重的点。 “这两个点,叫——死点。”
“当活塞运动到这里的时候,连杆和曲轴在一条直线上。” “这时候,不管蒸汽推力有多大,力矩都是零。” “就像你推门,如果你推的地方正好在门轴上,你推得动吗?”
众工匠恍然大悟。 “哦!原来是劲儿使不上去!” “那怎么办?这死点是娘胎里带的啊,去不掉啊!”
……
“死点去不掉。” 团团在地上写下了一串复杂的公式。
“ω = v / r (sα + λ/2 * s2α)” “λ = r / l (连杆比)”
“但是,我们可以通过调整连杆的长度比例,以及飞轮的惯性矩,来帮它‘混’过去。”
团团指着机器上那根粗壮的连杆。 “你们做的这根连杆,太短了。” “这就导致 λ 值太大。” “侧向力过大,摩擦力剧增。” “所以它才会‘卡’。”
“而且……” 团团的小手在地上画了一条抛物线。
“你们看这个运动轨迹。” “不是完美的正弦波。” “是一条——畸形的波浪线。” “这就是为什么它会抖。”
……
车间里安静极了。 只有粉笔在水泥地上摩擦的“沙沙”声。
一个五岁的孩子。 穿着锦衣卫同款的小飞鱼服,戴着墨镜。 蹲在地上,画着一群成年人看不懂的几何图形,写着像天书一样的符号。
而他的身后。 大衍的工部尚书、皇家科学院的首席大匠、还有十几个白胡子老头。 一个个手里拿着小本本,蹲在地上,像一群刚入学的小学生,拼命地记笔记。 有的老花眼看不清,还恨不得趴在地上看。
画面极其诡异。 却又充满了某种神圣的仪式感。
“懂了吗?” 团团写完最后一个参数,站起身,拍了拍手上的灰。
“……” 李尚书看着地上那一堆根号、正弦、余弦。 额头上的冷汗下来了。 他想说懂了,怕欺君。 想说没懂,怕丢人。
“那个……殿下。” 李尚书擦了擦汗。 “微臣……大受震撼。” “但是……您能不能直接告诉微臣……” “这根杆子,到底要锯掉多少?还是加长多少?”
……
团团叹了口气。 果然。 理论物理对这帮古人来说还是太超前了。 还是得来点工程学的直接指导。