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大唐之理工天下第24部分阅读

    还不如直接上纤夫拉纤吧?”云定海忍不住提出了自己的疑问。

    “这个说来话长,不过我向你保证,用不了几日就能看到这样神奇的机械。因此云老目前只是快快定下方案就好。”李志坚不得不长话短说。到时候事实说话,不由得他不信。

    “既然如此,我还记得前朝龙舟的船样。按照那个标准,我可以两日内给出长二十五丈,宽五丈的龙舟的船样。至于船上楼阁的配置……”云老也只能压下心里的疑问,按照他自己的理解来处理这个设计。

    “前朝的龙舟楼阁不是五丈吗?我们也做五丈,但为了节省,我们只在圣人坐舰的前方设一座五丈高的楼阁。此外的船只和坐舰的中后部,全部不超过三层楼阁,2丈高。”

    “如此将甚好,这样的船样,既然要用上神仙机器,那负重可有什么要求?”云老也没有忘记这一点。

    “自然,船后要留有烟囱,约四丈高,薄铁皮制成,船尾机械为铸铁制成,重量约莫十万斤,大概分布在这个到这个位置。”

    李志坚已经在纸上绘制了大概的船体比例尺寸,并且把锅炉和蒸汽主机的位置草草标注在船体中轴线两侧靠后的位置。

    “此外,船体中后部的两侧,要留出安装明轮或者,差不多的设备的空间。云老你看要怎么设计,又能受住这推力,又能减少航行的阻力。”

    云定海闭目沉思良久,才回到说:“此事真是我生平仅见。我会尽力而为。”

    皇家游艇东岳号的图样,就在两人的思考和讨论中,渐渐的成型。每一块船板板,没一个龙骨,支柱的参数和位置,就在一步步的从人类虚构的脑海中,落到纸面上。然后会由工匠的双手,变为现实,最后成为一个伟大的作品。

    皇家游艇东岳号的第一稿设计,全长75米,宽14米,吃水深12米,满载排水量1260吨。艇首可抗2米高的风浪。游艇的主楼阁高5层,高出水线15米,最高的楼阁封禅阁的有200平方米的大面积,足以承办一场高规格的皇家宴会。游艇中后部是三层约八米高的普通楼阁,供厨房设施和随行人员使用。

    东岳号的动力采用双发140千瓦蒸汽机组,左右两轴两桨推进。左右两个螺旋桨因为密封技术的原因是装在船体两边外侧水下的支架上,因此,游艇最后十五米是类似三体船两侧的副艇,显得优雅而神秘。加上其他的细节,都让它成为一艘同时具备快速,稳定,舒适,美观的蒸汽木船。

    当云定海计算出最后一块支柱的长度和截面积时,凡是看到这艘船——皇家东岳号的人们心里都清楚,他们刚刚创造出了一个世界级的奇迹。

    第九十二节 神速施工

    云定海和他手下的五名大匠很快就拿出了东岳号的施工方案。他们的实际施工经验非常丰富,即使他们在三表示不需要提前给出图纸,但在李志坚的要求下,他们提供了所有需要的支柱,扁龙骨和板材的数据。拿到数据之后,李志坚立刻指挥他手下招募来的30多名木匠把100台水力锯木床同时开工,制造所需要的原材料。

    云定海表示他们的团队一般需要九十到一百二十天的工期才能完成东岳号时,李志坚表示这样的时间是无法接受的。然后等他们看到100台水力锯木床同时开工的情景时,不由得再一次惊讶的说不出话来。

    每天,都有超过一千根原木完成加工。在云定海手下的大匠的指挥下,300人的造船队伍三班倒进行施工,码头上同时开工建造两艘这样规格的船只。一艘命名为东岳号,也是东岳级的第一艘。第二艘命名为扬州号。只有东岳号配备了夸张的楼阁,扬州号具有更均匀分布的水上建筑,能够容纳的货物和乘客也更多。

    第五天施工队就完成了东岳号船体的底板和扁龙骨的铺设。

    根据现有的施工经验,云定海设计时仍然使用了传统沙船的工艺,使用矩形盒装船体作为基础,特地加强了扁龙骨的结构强度,达到了类似于西方帆船龙骨的水平。船体有两条贯穿全船的并行扁龙骨,在水密隔舱板的位置和纵向支撑系统紧密结合。两个扁龙骨使用上好的红松木,单单这两根长约70米的扁龙骨,就耗去木材四十多方,重达二十吨。船壳和船板厚达十公分,全船使用木材超过了五百方,不算蒸汽机组,自重就达到了200多吨。船体分为七段水密舱,就算四个水密舱破损进水,整船只要抛掉部分物资,也能坚持不懈的漂浮在水面上。

    按照云定海的话讲,

    “这辈子还没造过这么结实的船。”

    也只有这样的船体,才能够承受住两个蒸汽机组的重量吧。

    第十天的时候,云定海检查了东岳号开始完工的船头,说:“我看按照这个速度,再过八天,整船就可以下水。水上建筑不需要密封,只要你再多拉点人过来,再过个天就可以造完了。”

    由于李志坚还提供了足够的沥青作为防水密封材料,往日需要费时间熬制的桐油和灰胶也有了快速的替代品,因此也减少了消耗。

    船体的施工速度十分顺利,但是动力的问题呢?

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    活塞厂同样也是灯火通明。对于如何提高蒸汽主机的转速,老黄头已经组织学徒们进行了四五次尝试。但是每一次的效果,都不是十分理想。

    老黄头不仅要监督这帮人干活,自己还要去监督浇铸作坊铸造一批叶片数4片,直径14米的螺旋桨。他已经一个月没睡好觉了。眼前的蒸汽机的锅炉已经加大了四倍有余,燃料消耗的速度也提高到了10倍于原有的水平,可是蒸汽主机的转速,愣是卡在了每分钟350转左右,离预期的600转还差了远。要不是李志坚严令不许蒸汽锅炉压力超高,他恨不能把火烧的更旺,把压力突破二十倍大气压,好让转速早日达到要求的六百转。

    这个时候,小田出了一个主意。

    “师傅,要不要把这个进气管和排气管,还有这个活塞的尺寸,都全部放大一点试试看?我看这个旧机型太细了,怕是跑不了十倍快。要想跑到六百转,全部尺寸都要加!”

    “那样下来,所要的花费岂不是要更多了吗?”杨典事一旁听了,立刻开始计算成本。

    “我看这个办法可行。反正铸造下来花费铁水差不多,我做的活塞和缸套,尺寸大小的其实无关紧要,反正都是要我一锤子一锤子打出来,花费时间没有什么分别,成本不会提高多少的。”老黄头解释道。

    “既然如此,那就赶紧弄吧!”杨典事也是忧心如焚,看见小组的实验不停的失败,他也着急啊。

    几天后,新的主机做成功了,为了简化工序,新主机有两个汽缸,曲轴长度也减小了。总排量80升,重量反而没有增加。接到锅炉上以后,性能果然迅速提高,顺利跑到了400转,此时锅炉的蒸汽压力开始不足,这下是锅炉的功率又跟不上了。

    没有办法,众人只得又重新铸造了一个十倍大的锅炉组,由三个锅炉本体并列。因为尺寸问题,冷凝器没有时间制作了,做功之后的冷凝蒸汽只能排入大气,每秒消耗的水量是340克,因此锅炉储存的水多达十吨,即便是这样,也只能支撑8小时。所幸的是,对于内河航行来说,补充淡水还是很容易的。做成这样也凑合了!

    最后组装的蒸汽机组非常庞大又简陋,三个锅炉并列,连接到一个小的可笑的主机上,然后通过一个大铁管子将产生的蒸汽排入空中。现场蒸汽弥漫,极为闷热。

    不过他们的努力终于获得了成功,机器发出隆隆的轰鸣,转的比以前快多了。小田把座钟放在旁边,对着一个齿轮计数器,这个齿轮是按照一比一百的齿轮比设计的,专门用于数转速。要不然,你试试在一分钟内数600下?

    老黄把座钟搬到机器旁边,随着秒针的转动,大家开始紧张的一边计算时间,一边数着转速。当秒针滴答滴答的快转到一周的时候,那个庞大的齿轮终于转过了第六转。现场仿佛有一根紧绷的弦突然的就放下了。众人如释重负,互相看到了对方眼里的轻松和欣喜。

    “我数了六百三十”,小田说。

    “我数了六百五十”杨典事说道。

    “应该是六百四十左右。”老黄头下结论。“终于可以给李录事报信了。小田,先把火关了,我们再检查检查机器。”

    小田关上风门,并且给锅炉放气。机器也随之慢慢停下来。等他干完这些,再回头看时,却发现几个人都趴在了胡床(当时一种比较大的椅子)上,已经忽忽的睡的和死猪一样。

    为了这一刻,这帮朴实而执着的粗汉子,付出了多少心血?就连他们自己也没有计算过。

    无论如何,这款蒸汽机主机也制作完毕了,虽然效率有所降低,但是功率总算达到了要求。

    最终的数据是,单机转速640转左右,功率145千瓦,总效率约20,日耗煤265吨,日耗水29吨。东岳级的煤仓预留了20吨的煤量,因此它拥有了5天左右的续航力。考虑到它的吨位只有一千吨左右,双机290千瓦的功率可以让这艘船跑到大概10节(18kh)的速度,理论上它的续航力达到了两千公里,从长安跑到扬州不是问题。

    这一切虽然还停留在计算中,但随着东岳号船体制作的完工,检验实际性能的时刻也越来越近了。

    第九十三节 吊装锅炉

    第二十天,船体结构已经完工,船首的建筑也已经开始修建。只有船中后部留下了吊装蒸汽机组的开口,这个时候问题出现了。

    云定海非常难为情的找到李志坚:“李官人,你们的铁件重量太大,我们的脚手架支撑不住,这安装不上去,该如何是好啊?”

    在现场,李志坚可以看到船体和船体下无数的撑棍。在安装船板的时候,都是依靠这些撑棍把船板固定在位置之上,然后再通过榫接固定在船体上。船体旁边的土路上,一个大铁疙瘩样的锅炉放在几个大树干上滚动着,停在船体旁边。它旁边散落着几根折断的木棍,一看就是因为无法支撑住锅炉的重量才折断的。

    “你们吊重物,用的是什么工具?”李志坚问道。

    “自然是绞盘,把绳子从主梁上绕回来,然后转动绞盘,把重物拉吊上去。不过吊装这个锅炉的时候,不仅绳子断掉,主梁也支架也都折断了。”

    “这个还是有办法解决的,今日我让工匠打造几个铁制工具,我们明日接着吊装。”李志坚安慰一下这个老工程师,便转身回作坊。

    每个机组的锅炉组由三个组成,每一个都是圆柱型,直径一米三,长三米左右,由铸铁分别铸造后,在接缝处用青铜烧焊制成。重8吨左右。可以储存3吨多的水,足够支持蒸汽机运行5个小时。

    如何把8吨的锅炉吊到36米高,然后放到距离船身边缘五米的船舱内部呢?如果是通过滑轨的话,船体边缘肯定无法承受这么大的压力,会把厚约十厘米的木板损坏。唯一的办法只是吊车。

    这年头哪里找吊车呢?而且还是能吊装八吨重的。

    没有办法,李志坚又只能全靠自己的金手指自己设计建造一个了!

    吊车的结构主要是索具,滑轮和吊臂系统。现有的索具只有一种,那就是麻绳。直径2厘米的麻绳的破断拉力在2吨左右。为了安全,只能按照500公斤的重量来计算。这个就是吊车系统的主要动力索具。

    因为这个锅炉也是大尺寸物体,因此需要用两个吊臂,两个吊装点来实现吊装,每个吊臂和吊装点的承重按照6吨的安全余量来计算。(现代的安全余量会更大)

    吊臂要在36米的高度上,水平伸出5米多的距离。斜伸出去的吊臂为了维持平衡,除了垂直方向上受到重物的重力,水平方向上也要有力来维持受力的平衡。

    经过受力分析计算,如果从36米的高度开始向水平五米的位置延伸,那么净高要在86米时,这个吊臂的支撑力才能在垂直和水平上相等。否则,吊臂水平方向上的受力,甚至要大于垂直方向上吊起重物的拉力。

    按照这个数据,吊臂斜边承受的压力,以6吨的重量设计,是85kn,木材的许用应力为4p,代表每平方米截面的木材能承受的压力是400吨。所以这个吊臂的截面积最小需要有002125平方米,也就是边长14厘米的正方形。

    这个长7米的斜臂从离地面36米的支撑点上沿45度伸出,然后还需要一个水平的横梁来提供平衡的水平拉力,这个力是60kn,需要最小截面边长122厘米的正方形木料,长度5米。

    竖直树立的吊臂梁是用来平衡整个系统的,在它后方依然需要两根木料提供这两个支撑杆件另一端受到的平衡力。它需要的最小截面也是边长122厘米的正方形木料。后续支撑的斜杆也是45度倾斜的,它的需求和第一根斜杆的一样,也是边长14厘米的正方形。

    整个吊臂系统,就是一个由两个等边直角三角形拼成的平行四边形。在另一个端点,需要有重物来压住,才能维持整个平衡。

    吊臂系统之后就是要设计索具系统。因为麻绳只能承重500kg,那么对6吨的重物需要用12跟索具来同时拉拽。这就需要6对动静滑轮组来实现。或者使用双索3对动静滑轮组。考虑到制作原因,选用了后者。

    悬吊挂钩自然是整体铸铁。然后在锅炉上用多捆麻绳反复捆扎后,再固定在连着动滑轮组上的挂钩上。

    这一系列的零件迅速的从金手指系统化为图纸,分发到铁匠作坊,老黄头和小田看到这些简单零件,于是很开心的立即开工。小田是这么说的:“自从来了这里,就很少打造这么简单的玩意了。真不敢相信以前我还嫌这些东西没有技术含量,现在看到他们,就像看到亲人一样!”

    铁匠作坊的动作非常迅速,云定海的造船师傅也不差,拿到数据之后几个小时,整个吊臂系统也在他们高超的木工技术下顺利完工。这个系统搭建在一个八轮的移动平台上。他们要在正式的吊装作业开始之前,铺设好这个移动平台的移动道路。

    第二天,李志坚带着吊装的吊钩,索具以及滑轮组来到现场。很快的就安装在吊臂系统之上。索具最后连在一个并不是很粗的绞盘上,绞盘连着一个很长的摇臂,传动比达到了6比1,这样只需要90公斤的力量就可以转动这个绞盘,最后通过滑轮组带动最重可达6吨的负载。

    每个吊臂系统有两根主索,每跟主索有一个绞盘带动。每个绞盘由三个壮汉操作。吊装这个锅炉需要两套吊臂。吊臂需要在移动平台上平移5米的距离。

    这两台吊车在安装完成以后,首先进行了起吊测试。当六名壮汉摇动吊臂,把三十个人差不多2吨的重量轻松吊上8米高的距离,这些抓着绳索的志愿者们纷纷表示出强烈的不满。

    “那个龟儿子把脚伸在我头上了!”

    “赶紧放我下来!好吓人!”

    八米高差不多四层楼高了,这确实不是一件轻松的测试啊!

    中午十二点,李志坚一声令下,吊车开始正式的吊装作业。吊钩稳稳的挂住绑缚着锅炉的麻绳,六名壮汉使出吃奶的劲儿开始转动绞盘。在吱吱呀呀的摩擦声中,麻绳崩的紧紧的,让人非常担忧是不是会随时断掉。每组吊臂下的两个绞盘保持了同步转动。有几个人专门观察锅炉的位置,防止它两段升起的速度不一样,当某一段升起的速度过慢时,他就发出指示,让另一组人降低速度。人们紧张的关注着所有的细节,力求锅炉安全的升上去。

    虽然壮汉们转的不慢,可是锅炉吊起的速度更慢。假设壮汉通过手臂可以发出100瓦的功率,不考虑传动系统的效率,把这个锅炉升到5米高,也需要超过五分钟的时间。

    在万众瞩目下,这五分钟极其漫长。整个现场的人,都盯着那个高高升起庞然大物,不少胆小的人甚至都不敢看了。万一出现什么事故砸下来,那可是真正的要把人砸的血肉模糊。

    不多时,锅炉还是升到了预定的位置,李志坚一声令下,壮汉们