南宋之工业革命 3.20 争论
作者:老陕的小说      更新:2017-10-14

  在一些特定的情况下,科技的发展与进步往往出人意料。正如一些学者所统计的结果,人类在二十一世纪一天的生产总值,便超过了以往数百年的总和。这其中的主要原因,固然是由于技术的改进与革新,大大地提高了生产力。但另一个重要的原因则是,技术转化为生产力的速度越来越快。如今的大宋,也正在经历着类似的过程。

  早在一个月之前,皇家实验室便开始筹划着要建造一个大型的试验基地,并且在随后不久便已开工了。在这个试验基地,各种机械零件与成品动力件将进行全面的测试与改进。对此这件事,李不伟再清楚不过了,因为这本来就是他的主意。

  试验基地占地约二十多亩,地势极为平坦,四周早已建起了围墙。四下望去,围墙的四周已布置了进排水系统,同时还有电杆竖起,且均已架好了电线。

  李不伟看得连连点头,笑道:“嗯,这个试验基地已经通上了交流电,看来并不需要再里面安装直流发电机了。”

  范东来一直陪同在李不伟身边,闻言笑道:“这个实验基地在设计时,本想着不再需要直流发电机了,然而后来又经过多番论证之后,最终还是决定修建直流发电设施。”

  李不伟奇道:“又要修了?难道说,整流器件的研究仍是缓步不前了?”范东来道:“这倒不是。大功率的整流器件虽然进展缓慢,但小功率的整流元件已初见成效。只要材料跟得上去,应该没有太大的问题。”李不伟点头道:“是啊,倘若材料工程没有进展,即使工艺再好,也是无济于事。”范东来道:“大人请放心,这个实验基地,原本就是用于材料的测试与改进的。”

  二人说着,已到了大门跟前。李不伟正待举步跨入院中,却听范东来叫道:“大人小心,这大门上方正在施工呢。”

  李不伟抬头一看,果然察觉到大门的正上方有些动静。他心下好奇,心想要盖一个大门最简单不过了,为何偏偏挑在今日?难道范大人是请人看了风水,对这大门的方向也要严格测量?

  如此想着,已有人进去通报,紧接着那人又走了出来,示意可以进入院中了。李不伟与范东来举步进了院子,抬头望去,却发现刚才弄出的声响,并不是在修建大门,而是在修铁轨。

  原来,大门的上面横了一条铁轨。这铁轨看起来像是火车轨道,然而尺寸与跨度却要小了许多,竟然像是某种玩具的轨道。

  范东来指着铁轨说道:“大人,这铁轨环除了绕着整个实验场一周之外,在东边的工棚里还有更加复杂的布置。之所以如此设计,是为了测试各种工件的使用寿命。”李不伟顺着铁轨望去,果然见其伸入了东边的工棚。再一细看,这工棚里还有更复杂的装置,大部分是在模拟桥梁、涵洞以及上下坡,甚至还有些地方在上面安装了喷水装置,想必是模拟下雨了。所有的一切,真实的铁路工况完全类似。

  范东来笑道:“其实当时修建此轨道的目的,主要是为了机车模型的设计,同时测试各种轴承、齿轮等传动系统的磨损程度,以及润滑油的使用寿命。然而开工之后,实验室的诸位学者又有了新的想法。虽然这条铁轨并不能真正用于运输,却可以进行多种机械零件的测试。倘若将实际使用的环境模拟在小型轨道车上,便可以日夜不间断地进行工作了。”

  李不伟喜道:“如此甚好。这个小型轨道不仅可以用于测试,还可以进行一些比赛,譬如小型机车的竞速赛。机车可以使用小型蒸汽机驱动,也可以用直流电机驱动。在规定的时间内谁跑得距离最长,便算谁赢了。”

  范东来拍手赞道:“大人的想法当真巧妙,如此不仅能够完成工件的测试,还多了些许乐趣。”言毕,稍一犹豫又接着说道:“其实现在已有人提出了这种想法。早在机关弩使用电机驱动的时候,石仲秋大人便对此提出了异议。他认为:电机虽然转速平稳且噪声较小,却要使用电池作为动力。除此之外,电池还要充电才能使用。而充电的设备,却是由蒸汽机来驱动的。既然多了这些环节,说明电机驱动机关弩有不少蔽端,还不如直接收蒸汽机驱动得好。”

  李不伟闻言一愣,反问道:“电动机的方案,不是由兵部决定的么?”范东来点头道:“是啊,使用电机的好处,便是机关弩随时都能够处于待发状态,而不再需要进行预热过程了。同时,由于电机工作稳定平顺,更易于瞄准射击。另外,使用电机驱动之后,机构的复杂程度降低不少,保养起来也相对容易多了。”

  李不伟笑道:“正是如此。不过蒸汽机的优势也不能忽视,毕竟其动力来源很是直接,只需有了燃料与水,便可以驱动了。”

  范东来道:“这便是问题的关键了。石大人也是这么说的,声称电机虽然方便,但也离不开蒸汽机。例如现在的一些工厂里面的小型机床,虽然大都采用直流电机作为动力,然而其电源的供给,却是由车间外面的蒸汽机提供的。石大人又说,机床倒也罢了,毕竟随处可以使用发电机。若是用于机车的动力,却是非蒸汽机不可。”

  李不伟这才明白,原来在实验室内部竟然还起了这样一场争论。不过这样也好,有了争论才有结论,才会有进一步的发展。

  依李不伟来看,无论是蒸汽机还是机关弩,都是些过时的东西。然而这些机械的出现,也有其必然性。眼下并没有制造汽轮机的工艺,而内燃机的原理,李不伟也还没有搞清。倘若某一位学者忽然灵光一闪,想出了内燃机的模型,李不伟自会马上查看相应的资料。只可惜他终日忙得不可开交,竟然没时间去考虑这一具有革命性的动力机械。至于机关弩继续改进与研发,显然并非长远之计。只要无烟火yao制造出来,机关弩也必将被机关枪所取代。不过要进行这些变革,必须有一定的前提条件,便是化学工业与机械加工业再上一个台阶。

  尽管如此,在听了范东来的一番话之后,李不伟也觉得有趣之极,当下略为思索,又问道:“范大人,若我没猜错的话,争论的另一方,应该是徐永红了吧?”范东来笑着点了点头,又听李不伟继续说道:“既然如此,不如索性让他们比试一场吧。倘若比试过后仍然有人不服,可以继续约定下次比试的时间。只要不耽误正常的生产,这种比试或许会带来更为先进的设计与加工方法。”

  范东来喜道:“大人也有此想法?下官还正犹豫着是否支持他们呢。其实只要有了比试,双方定会为此进行专门的设计,而且会与轴承厂、齿轮厂进行交流,同时还离不开风洞测试。多进行几次比试,这些工厂也会相应地改进工艺与提高技术了。”李不伟接口道:“还有,既然要用到电机与蒸汽机,润滑油与蓄电池也要改进才是。不过范大人要提醒他们两位一下,比试中所用到的零件,必须符合现行的规格才是。”范东来连连点头称是。

  其实现在的一些工厂,早已有了各自的测试平台。然而大宋的加工业刚刚起步,并没有完善统一的标准。尽管实验室已有了长度、质量、时间、硬度、平面度、同轴度、圆度、电压、电流等一些基本的工艺参数与标准,但量具的制造又无法满足需求。虽然第二家量具厂即日便要投入使用,但范东来心里也明白,工业的起步,倘若没有了严谨统一的标准,必将影响到日后的发展。

  好在理宗赵昀及朝中众臣对于实验室的需要有求必应,凡是范东来申报的资金,均可以迅速落实,并不进行过多的调查。换句话说,朝庭几乎完全相信实验室的任何决定。其实这倒不是范东来有多权威,而是因为大宋朝的全部精英,几乎全部集中在皇家实验室与工厂,自然再也找不到更高水平的专家进行考核了。

  至于这个试验基地,原是李不伟南下福建之前提出的,本意是为了修建一个综合的测试平台,然而真正动工之后,不少工厂与实验室又提出各自的想法。如今这个试验基地的各种设施,不仅能满足原先的设计需求,同时还可以进行更多的其它测试。

  二人说话间,已走进了试验厂房。首先映入眼帘的是一排木架,上面整整齐齐地摆放了各式各式的轴承、齿轮、销、键,以及其它机械工件。有一人正站在木架旁,手中拿着一卷册子,似乎在查验架上的零件是否与册子中记载的相附。

  李不伟一见到此人,顿时喜形于色,忙道:“言大人,多日不见,听说您又有了不少收获啊。”

  李不伟口中说的言大人,正是临安第一家轴承厂的负责人言有信。此人的名字很是特别,李不伟自然印象极深。如今临安已有了两家轴承厂,而且在兰溪也开了另外一家大型轴承厂。言有信由于任职时间较长,积累了不少经验,竟然成了大宋首屈一指的轴承制造与设计的专家。

  言有信咋一看到李不伟,也是惊喜交加,忙放下手中的册子行了官礼。几人寒暄片刻言归正传。言有信道:“前些日子,临安第二轴承厂开工时,下官本想请大人前去,后又听闻大人去了南方,心下好生失望。如今大人既已返回临安,下官已有不少好消息要向大人禀报。”

  李不伟喜道:“有好消息?那当真是太好了。我且来猜上一猜,可是与滚动轴承有关?”言有信颔首笑道:“大人果真聪慧过人,正是与滚动轴承有关。大人是否还记得,轴承厂制造的第一批滚动轴承,原是在大人的四轮马车上进行测试的?”李不伟点头道:“自然记得。”随即又叹道:“只可惜那批轴承的使用寿命太短,没过几天竟然全部磨损坏了。好在用于测试的轴承数量不少,车夫也熟悉了更换轴承的操作,半月下来,虽然没有影响马车的行驶,但废旧轴承却是积攒了十多个。”

  言有信笑道:“大人好记性,不过大人似乎还不知道,您前日回来时乘座的马车,其车轴已使用了圆椎滚子轴承,而前轮的转向与悬挂部分,也使用了滚珠压力轴承。七八日测试下来,各种轴承竟然完好如初。”

  李不伟暗叫惭愧。其实在轴承厂成立之前,他曾将滚动轴承的原理与分类大概介绍了一番,又着重说了一下轴承的受力分析。至于如何加工制造,以及安装调试,却并未涉及到太多内容。究其原因,一是因为他觉得以目前的工艺水平,不可能在短时间内批量制造滚动轴承,二是他自已也只知道滚动轴承的简单原理,对于其制造与安装过程,却是知道得不多。

  如今听言有信谈及轴承,李不伟忽然觉得,关于轴承设计与制造的知识,或许已经有许多人要超过他了。倘若言有信再说些更加深入的话题,恐怕他自己也会不明所以了。看来今晚回家之后,还需抱着书本,好好看一看轴承方面的知识才是。

  言有信又道:“大人离开的这段时日,我等又将轴承的规格与参数重新整理了一番,最终定出了十六大类二百七十四小类的规格。用于制造轴承的材料规格与尺寸要求,也全部交与了范大人。”

  自从进屋之后,范东来始终一言未发,此时听到言有信提及此事,范东来插言道:“言大人交给实验室的数据,下官已命人进行了分类整理。除了轴承之外,还有齿轮厂、锣丝厂、以及生产其它紧固结合件、各种机构的连杆、轴套等工厂,均已送报了统一的规格要求。这些数据经过整理之后,将全部送交两家重型机械厂。从今以后,包括临安两家重型机械厂在内的六家钢铁与铜材厂,将全部按规格产出型材。”

  李不伟听得又惊又喜,对于型材他还是记得一二,但没想到大宋竟然已走到了这一步,而且此事并不是出自他的主意。

  如此看来,自己带来的那些科技知识,在刚开始应用的时候尚需自己讲解一二,然而发展到了一定程度之后,宋朝自会有各类人才将其不断完善。所有的这些,大大出乎李不伟的意料,他原以为自己要花上几年、甚至十几年的时间,才能为大宋建立完善的标准体系。看来,如今的宋朝人才济济,只要朝庭大力支持,保不定还会搞出什么出人意料的事情呢。

  李不伟兴趣顿起,将工房内的每个货架上的零件全部看了一遍,发现这些工件大多是轴承、齿轮、轴套、连接件、密封件。根据这些零件的规格说明,大部分是为自行火炮、机关弩、以及兵马辎重准备的。至于一些更大型的轴承与密封件,显然是为蒸汽机船设计的。看来,所有的一切都是为了战争而准备的。

  待走到一个标有“动力”的货架旁,李不伟更是兴奋难耐。这架子上摆了一台小型的蒸汽机,看其样子,像极了机关弩上面使用的那种蒸汽机,然而其精细程度又提高了不少。另外还有一台更小些的机器,李不伟却看得不甚明白。

  范东来道:“大人,其实这是一个轴流机的模型,也是大人以前说的汽轮机。这台机器目前只有三台,全部是由机床车间制造的。大人眼前这台是完成品,只有一级叶片,将用到小型发电机上进行测试。至于另外两台,仍然在实验室里摆着,此时已有十多名学者对其进行研究,希望能找出更合理的设计与改进。”

  汽轮机,又称蒸汽透平,是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械,主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。利用流体冲击叶轮转动而产生动力的发动机,按流体的不同而分为汽轮机,燃气轮机和水轮机。皇家实验室的那台大型水轮发电机,其实也算是一种涡轮机,不过眼前这台机器,却是用蒸汽作为动力的。

  在决定制造蒸汽机的时候,李不伟也曾想过,既然汽轮机的热效率更高,转速也更快,为何不直接制造汽轮机呢?然而当他看到汽轮机的原理与零件图时,顿时萌生了退却之意。汽轮机原理虽然看似简单,但零件却是不少。一个简单的二级汽轮机,零件总数已有一百多个,而且相比蒸汽机而言,汽轮机的精度要求更高。在当时还没有车床的情况下,想要制造出汽轮机,当真是难于登天。

  如今既然有了电机驱动的各类机床,而且铸造水平又有了大幅改进,要制造出简单的汽轮机倒也不是难事。然而李不伟仍旧觉得,汽轮机的制造不是那么简单的,虽然眼下已有了三台样本,但要制造出能够用于船只或机车的汽轮机,恐怕不是那么简单的。李不伟想得没错,事实也证明了这一点。此为后话。

  一天视察下来,已是傍晚时分,眼看着临安附近的工厂运行得极为顺利,李不伟已想得更远了。虽然大宋已有了一定的工业基础,然而各家主要的工厂与实验室,仍然集中在临安附近,最远也就是兰溪了。而兰溪之所以成为第二个选择,其主要原因,还是由于他上次去兰溪考察过一次缘故。

  工厂的选址,一是当地资源丰富,二是交通便利,三是地理环境与气候适宜,这才能聚集的大批人才。看来,目前的当务之急,就是在战争全面展开之前,再选择一处作为工业区。

  回到家中,李不伟命人将车上的箱子搬进屋内,然后打开箱子,将里面的物事一一摆在桌上,仔细地看了起来。看了一会儿,他伸手拿起其中一件东西。这是一个长约六厘米,直径约四厘米的圆柱体。这圆柱体上开了一些长方形的孔,末端又伸出两根铜制的接头,中间还穿了一根光亮的铁轴,竟然是一个小型的直流电机!

  对于小型电机,李不伟以前曾接触过不少。用于RC竞赛的各类540或380有刷电机,以及一些国产的精口无刷电机与电调,李不伟也曾有过几只。这些电机的体积并不是很大,甚至一只手便可以抓住七八只。然而眼前这台电机约两三公斤重,就是与后世的鼓风机马达相比,其体积也要大上许多。然而这的确又是大宋朝的第一批微型电机。

  “又是比试……不过比一下也好,倘若石仲秋输急了,在模型机车上率先使用了汽轮机,说不定又会引发一次技术革新呢。这场争论应该还算是件好事。”李不伟自言自语地说着,浑然不觉周依依端着一杯茶走了进来。

  “咦?不伟哥哥,这好像是一只小电机啊。”周依依讶然道。李不伟笑道:“依依眼光不错,竟然一眼就认出来了,这正是一只小电机。我还在想,这电机用来干什么好呢?做个电风扇如何?”

  周依依摇头道:“夏天最热的时间只有二十多天,一时也用不着风扇。只可惜这电机小了些,否则装在自行车上,倒是个不错的办法。”

  “电动自行车?好想法!”李不伟赞道。“不过眼前这只小电机,显然是不行的,得想个办法用到其它地方,否则可惜……”

  二人漫无边际地聊着,李不伟只觉得惬意之极。只要待在家里,哪怕仅仅是与周依依随便说上两句,他心里也感觉十分踏实。

  只是今天,李不伟还有一件事搁在心里。今日与范东来的一席话之后,他已清楚地知道,如今的各家工厂,除了制造必要的机械零件之外,更多的精力却是放在机关弩、炮弹、以及盔甲与兵器的制造上。纺纱机与织布机日夜不停,新产出的一批缝纫机也派上了大用场,然而缝制的却都是军装与军靴。各种成品油如汽油、柴油、煤油也大量屯积,估计是为了战时的需要。至于火yao,更是在全国各地加紧制造,然后集中运往沿江一线。

  李不伟已隐隐觉得,皇帝召自己明日入宫相见,十有八九是为了战前准备的事情。