崇禎11年的冬天比往年來的更早,因此12月份的積雪已經厚約寸許,若是深山老林之中則雪厚可達數尺。石景山本就是京西的一大勝地,西北山區為太行山余脈,東南則是一望無垠的華北平原,過去此地多為京城權貴的游玩之所在,因此山上名勝古跡甚多,而山林植被也保護的相當好。
不過作為門頭溝、豐臺和北京城交通往來的要道,這里自然也就被文思院和軍器監看上了。在皇帝的支持下,過去清幽可人的石景山風景區,山下倒是成為了一處越來越興盛的工業基地。
石景山大炮鑄造廠位于山區西南,坐落在京西鐵路和永定河的附近,這里是軍器監最早成立的大炮鑄造所,當初孫元化帶人來圈地時一下圈出了30余畝土地,試圖在此要大干一場。不過令人尷尬的是,由于永定河水量的季節性,使得加工大炮的水力機械一年到有一半以上的時間是無法運作的,軍器監最終只能在水量較為充沛的天津重新選址,建立了天津機器制造局。
石景山大炮鑄造廠只保留了一部分人員和機器,在一道漫長的磚墻之內,倒是有近三分之二的土地是空置的。不過今日大炮鑄造廠的加工車間內卻是機器轟鳴人聲鼎沸,一時間壓倒了車間外的寂靜山林,也驅走了冬日的嚴寒。
孫元化、薄玨、畢懋康、焦勖等軍器監的官吏專家們,葉小鸞、瑪利亞切萊斯特等燕京大學的物理學師生們,都在認真的觀測著由一臺蒸汽機帶動的水壓機的工作狀況。只不過前者更關注于蒸汽機的輸出功率是否穩定,而后者則較為關心這臺新建成的36噸水壓機的運行情況。
伽利略為造幣廠設計制造的水壓機,其動力還是采用的畜力和水力。但是軍器監要求制造的30噸水壓機,繼續采用畜力和水力顯然就太過麻煩了,當蒸汽機初步定型之后,軍器監的官吏便轉而選擇了蒸汽機作為新式水壓機的動力來源。
將1200公斤的小型水壓機放大至30噸的水壓機,這也是一個極具開創性的工作,這可不是一個簡單放大零件就能完成的,當然這總比從無到有的制作要強的多。在文思院機械所和軍器監的極力配合下,加上葉小鸞、瑪利亞切萊斯特等燕京大學師生們的不斷計算和設計調整下,這臺大型水壓機終于制作成功了,且實際功率比原計劃要大上一些,達到了36噸壓力。
而在另一邊,自從9個月前第一臺凝氣試壓力蒸汽機試制成功之后,薄玨等軍器監和文思院的機器專家們,又吸收了各處采用一型蒸汽機工坊反饋回來的使用缺陷和建議,改造出了二型蒸汽機。
二型蒸汽機的輸出功率更為穩定,出現的故障概率也更少,在測試的同時,幾名工匠也緊張的測量著蒸汽機運行的各項數據,向著孫元化等人匯報著:“…每分鐘飛輪的轉速大致為4350轉之間,比一型機器提高了近50的轉速…
按照以上這些數值計算,二型機器的輸出功率約為910馬力之間,比一型機器提高了近2個馬力…”
站在邊上的葉小鸞聽著這些工匠們報出的數據,便在心里迅速的計算出了二型蒸汽機的煤耗量大約又降低了近5成,如此一來二型蒸汽機的運行費用倒是又降低了。
而另一邊的孫元化則對著身邊薄玨說道:“看來給汽缸加上一個夾層果然是減少了不少熱量損失,以現在的運行情況來看,那些棉紡織工廠的廠主們應該可以不用再抱怨了,二型蒸汽機應該可以作為紡紗機器的動力來源了。”
薄玨卻沒有孫元化這么樂觀,他眼睛盯著水壓機下方不斷壓鑄出來的胸甲說道:“現在談這個似乎為時尚早,除非我們現在每分鐘輸出功率穩定在01馬力之下,否則就別想談什么穩定的輸出。
說道這個,我倒是更想知道,我請求軍器監撥款制造一座蒸汽機帶動的鍛錘機器,究竟什么時候能夠撥款?”
孫元化有些尷尬的回應道:“現在已經是年底了,今年的預算已經用完了,明年的預算還沒有報上去,軍器監暫時好像沒法給你撥款。不過我已經和文思院打了招呼,他們會資助你完成這臺鍛錘機器的。不過你現在忙的過來嗎?其實我們認為你應該將精力放在提高蒸汽機的性能上,也許更適合一些。”
薄玨卻不以為然的說道:“研制蒸汽機的目的,是為了解決動力問題。但是想要研制出更好的蒸汽機,我們就需要更好的加工機器。現在是機器制造機器的時代,光靠人手又能制得幾臺好蒸汽機?
再說了,只有機器帶動的大型鍛錘,我們才能夠高效而穩定的加工出熟鐵部件,降低機器的造價,從而讓更多工廠用得起機器來。而機器的數量越多,使用的范圍越廣,我們也就越能知道這些機器的毛病出在什么地方,從而制造出更好的機器。
更何況,這樣一臺用蒸汽機帶動的水壓機,就已經讓鎧甲制作成本降低了近三分之一。一臺蒸汽機帶動的大型鍛錘和蒸汽機帶動的鉆孔機,我有把握將燧發火槍的成本降低30,制造速度提高到10倍左右。這樣燧發火槍的出廠價就可以降低到10元每支,這對于軍器監來說難道不是好事嗎?”
孫元化只能繼續安撫道:“好吧,好吧,等到明年預算下來,我一定會花錢把這個項目從文思院贖回來的。不過現在你先花他們的錢研究著吧,文思院在蒸汽機這個項目上賺到的錢可比我們多,只要你對他們說,鍛錘機器可以加快蒸汽機的批量生產,他們一定會滿足你的要求的。
現在我們軍器監加上文思院的人手,一個月也就安裝不到20臺蒸汽機。可是預定的蒸汽機合同已經排到10年之后,陛下對于這個速度極為不滿,已經打算從明年開始將安裝和維修業務外包出去,軍器監和文思院只負責蒸汽機設計、制造和安裝技術培訓了。
江南制造局的沈廷揚天天向陛下上書,請求把蒸汽機制造技術轉讓給他們,由他們來負責江南地區的蒸汽機推廣業務,這不是存心想要從咱們嘴里奪食么。文思院的徐公公和管事們現在是急的團團轉啊。”
薄玨心里對此是不以為然的,在這一點上他還是支持皇帝的。他研究機器的目的,一是為了自己的興趣愛好;二便是想要節約人力,替代那些工人們去做最為艱苦和危險的工作。蒸汽機的改良,不僅有利于工廠主們找到替代自然能量的動力,同樣也可以在農業上發揮極大的作用。
但是再好的機器,如果不能推廣開來,也就是一堆廢鐵。蒸汽機的制造隨著生產流程的確定,其產能正逐漸擴大著。但是安裝蒸汽機的人手卻難以迅速擴大,這導致每個月生產出來的蒸汽機,大約只有不到三分之一能夠拉出廠安裝的。
于是便出現了一個極為困擾軍器監和文思院的問題,機器制造廠生產的蒸汽機部件正不斷的擠占著倉庫,外面的工廠主們提著一袋袋的鈔票上門,他們派出了所有能夠動員起來的人手,卻依然難以滿足工廠主們的需求。
在這樣的局面下,薄玨自然認為皇帝發出的指示才是正確的。畢竟安裝蒸汽機不是制造蒸汽機,之前老式蒸汽抽水機的維修人員和一些民間機器制造廠的工匠們,只要稍加培訓就能讓他們掌握蒸汽機的安裝技術。
當然這樣的后果便是,軍器監和文思院要損失一部分安裝費用,對于孫元化和徐省聲來說,自然就有些心疼了。不過對于只研究不當家的薄玨,倒是很高興自己研制的機器能夠快速推廣出去,成為工廠主制造財富和地方上用來抗旱排澇的利器。
不過在京城待了這么久,薄玨總算是學會了一點人情世故,沒有當面反駁孫元化的抱怨,而是輕描淡寫的附和了幾句。
很快水壓機壓鑄出來的熟鐵胸甲就被工匠稍稍處理后送到了眾人的面前,燕京大學的師生們只能看個新奇,但是對于孫元化這些軍器監的專家來說,這些熟鐵胸甲的質量還是讓他們贊嘆了許久,這幾乎已經比得上熟練工匠打造出來的胸甲了。
而一名熟練工匠想要獨自打出這樣一副胸甲,起碼也要35日。以流水線模式進行加工,一條生產線上每人每日也不過12副而已。而在水壓機面前,就算加上前后期的處理時間,每35分鐘就能出來一副,一個小時就能抵的上一條生產線一天的產量。
對于已經感到人力不足問題的軍器監和文思院來說,這可真是一個天大的好消息。不過孫元化還是按耐住了興奮,走到葉小鸞、瑪利亞切萊斯特等人面前問道:“…如果我們現在想要制造一臺百噸以上的水壓機,你們需要設計多久?”
葉小鸞有些驚訝的問道:“可是36噸的才建好而已,壓制胸甲的話,這個噸位不是已經足夠了嗎?”
孫元化趕緊搖頭說道:“百噸以上的水壓機當然不是用來壓制胸甲的,我是打算用來壓鑄炮胚的。現在用鑄造法澆筑大炮,炮的成功率較高,但是大口徑炮的成功率則較低。我打算仿照管的模式來制造大炮,但是槍管可以用水力驅動的鍛錘鍛打,大炮的炮胚可不行,如果用百噸以上的水壓機來壓鑄的話,也許就能達到相似的效果了…”
葉小鸞對于兵器方面的要求并不怎么熟悉,但是對于水壓機的設計現在倒是了然于胸了。她和瑪利亞切萊斯特交換了一下意見之后,便對著孫元化說道:“設計百噸以上的水壓機倒是沒什么問題,但是我們建議將水變更為油,液體上的傳導性能不會有什么變化,但是可以讓機器部件的壽命更長一些。”
孫元化點了點頭說道:“只要你們拿出設計圖紙來,軍器監這邊一定會全力配合你們的…”
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