第二百六十二章 船舶的機帆化

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    其實肖山這裏的工業係統是整個帝國的驕傲,過去軍工生產因為保密即便是高級幹部也大多數沒入內見到生產場麵。現在肖山這裏是工業生產雖然不完全開放中高級幹部想看還是可以的,甚至是隻要有一定級別與功勳就可以組織進入參觀,所以這成為一個能炫耀的資本。

    不過高大的廠房內生產的鍋爐與蒸汽機遠不及紅通通的鋼坯在軋輥下輕易改變形狀的震撼。所以鋼軌軋製廠一完成開始生產這裏成為了所有參觀者最愛的場地,他們雖然還不知道這些鋼軌派什麽用場,但高大的軋機與火紅熱烈的場麵就將他們的心征服了。

    之所以大家參觀鋼軌軋製而不是火車頭研製,那是鋼軌先行,比火車頭更早拿出成品才行。因為有路才能行駛車輛連試驗也少不得鋪路,即便是擬真級的研發也需要鋼軌。當然方少雲在鋼軌上也不準備軋製二種規格,因為省點鋼材但軋機需更多軋輥,為數萬米暫時使用的鋼軌不合算。

    鋼軌軋製使用的乃是最先正式成型生產的蒸汽機所以投產比較早,這是為鋪設道路先儲備的。這與車輪、車軸與彈性承重架等生產工廠是同步的,因為沒這個生產能力火車頭的鍋爐蒸汽機整合係統造出來也沒有用。這好比是汽車的發動機與車身的關係,沒有底盤與車輪有發動機也造不了汽車。

    火車係統真是一個龐大的係統工程,相比較輪船似乎是簡單一些,不過對方少雲來說同樣不簡單。為何如此乃是他對輪船更加不熟悉,雖說蒸汽機時代有了蒸汽機就等於大半隻腳跨入了輪船階段,小水管、粉煤化、沸騰爐等技術隻是提高鍋爐熱效率與自動化,多級缸隻是提高蒸汽機的蒸氣利用效率。但如何設計與利用螺旋槳方少雲是知其名不知具體奧妙。

    輪船之所以叫作輪船當然是蒸汽機時代剛開始時裝在船上的蒸汽機帶動的是一個大木頭輪漿而獲得的。而這個設計在這時代已經運用很久了,至少在中國它被稱之為車船。而至於為什麽被稱之為車船乃是木頭輪漿可以看作車輪而得名。

    歐洲製造輪船時不知道有未借鑒了中國的這個發明,但船隻傳統動力一是自然界恩賜的風,人力不外是背纖與櫓、篙、漿、輪漿。這幾種方法背纖與篙遠洋航行不可能,櫓、漿、輪漿中輪漿最簡單,被首先采用也是情理之中。所以輪船使用輪漿即便是不是歐洲借鑒,也是殊途同歸技術發展的規律。

    隻是這個技術方少雲不想用,主要是這技術看起來壯麗對船使用性影響很大。外出兩舷的明輪漿使得機船無法側身靠岸,這漿也容易擱淺損壞。而且這輪漿對船整體結構也有破壞,抗浪性能也極差,實在不是一個最佳的選擇。

    螺旋槳乃是船隻最好的推進器,這個到二十一世紀仍然不能改變。雖然有射流、磁場反推等新技術去卻是未見有大規模運用,而任何先進技術沒有大規模推廣開來那即說明一個事實----技術的不成熟;設備製造難度太大或使用成本過高。

    因種種原因方少雲不可能去搞明輪船的,最關鍵的是明知這是條歧路再走心裏有障礙。歐洲當時是根本不知道螺旋槳,走這樣一個捷徑乃是從無到有、從簡單發展的正常途徑。這是個開山劈路,不知道方向斜一點也是很有靈智了,畢竟解決了有無、能不能的關鍵。。

    但方少雲再這樣搞乃是明知有更好的路卻貪圖省力走歧路,雖然大家仍然會佩服他的智慧前無古人,但他的心裏肯定是不舒服。

    不過方少雲再困難也是比曆史上研究出螺旋槳要容易許多倍,螺旋槳的發明傳說是有人試驗用一根很長的螺旋體推動船隻。但試驗的效果並不大好,虧得材料有問題在試驗時因扭力大斷剩下一小截約360度左右,那知這一來效果大為提高,最後試驗出螺旋槳效果最好。

    曆史上發明螺旋槳有偶然性也是必然的,這主要源於明輪船的不足,隻要科技發展螺旋槳遲早的事情。而曆史的曲折過程方少雲至少少走一大截,因為他知道螺旋槳的最大的秘密----外型。

    螺旋槳有三到六葉區別,有直徑、盤麵比、螺旋比等數據。這些東西太專業沒多少人知道,曉得其中道理的更少,會計算的即便是大學生也萬分之一二。方少雲雖然懂點兒機械但仍然是芸芸眾生對船舶隻知道個大概,或者說對船外形比螺旋槳知道更多一點。

    方少雲知道的螺旋槳基本上是大盤麵比與大螺旋比的東西,因為新聞裏常介紹什麽什麽高端數銑才能加工出靜音效果的螺旋槳,上麵的圖案就是六葉大盤麵比、大螺旋比的潛水艇螺旋槳。

    對此他知道的僅是沒有高端銑床沒什麽關係,現在不是造高靜音的潛水艇,拿風扇葉作參考就可以了。這個他蒙對了,普通螺旋槳主要是靜平衡搞好了就行了,至於表麵粗糙引起的空泡、湍流引起水聲大的問題至少數百年不必他考慮。隻是商船螺旋槳考慮吊扇才高效,台扇形式效果不大好的事他不知道。

    這也難怪他,能夠一下子走對如此多已經不錯。另一個是虧得蒸汽機時代對螺旋槳設計比較寬容,若是內燃機螺旋槳適配比蒸汽機更麻煩。當然方少雲根本不懂螺旋漿直徑、轉速、盤麵比、螺旋比與動力的適配關係,這個連後世學造船的大學生十之八九不學這個,他的辦法隻能是試驗再找出規律。

    知道這些已經讓方少雲少走許多彎路與試驗的時間,當然他還有一個難題要解決。輪漿輸出軸在水線之上不怕進水,而螺旋槳在船隻水線之下,這傳動軸如何固定與密封還是之前所未遇到的。即便是因轉速不高支撐可以用銅軸瓦,但密封他隻能從前世工作經曆中去尋找。

    或者說這事用橡膠就行,其實這也就是想想而已,實際上橡膠製品也不定能勝任。虧得第一艘試驗的船比較小隻不過五六噸,可以快速拉進船塢修理,包括螺旋槳可以慢慢試驗。而且方少雲的要求不高,他的計劃是十年內五千噸遠洋武裝貨船機帆化。

    而這個機帆化仍然是以帆動力為主,機械動力主要是用於無風帶、避風暴、戰鬥所用。另外是一千噸級近海巡洋艦與三千噸級遠洋巡洋艦的機帆化,目標是正常巡邏用帆,蒸汽機動力用於無風、弱風與避風暴及追逐、戰鬥所用。要求是發現敵船能追上,並依靠速度快、機動性能好戰勝敵人。

    這個計劃要求並不算高,比五年內攻克火車係統的計劃要求低許多。之所以如此一是大船不好造,機帆化更困難,主要是遠洋外貿暫時並不急需開拓,阿拉伯航線現有千噸級武裝帆船也能勝任,早日機帆化當然好,遲一點也關係不大。

    海上數百年內沒有強大的敵人,而中華帝國水軍現在已經發展到這個程度,那個葡牙、西牙、荷英也不定再能重複輝煌。所以外貿船、軍艦的機帆化遲幾年實在沒什麽關係。而火車係統則不然,往邊疆傳信、運兵運糧都是十分困難的事,肯定早一天好一天。

    往船艙裝蒸汽機及配備螺旋槳係統雖然沒有研究火車係統急需,但蒸汽機研發已有階段性成果後方少雲的主要精力還是放在船舶機帆化上。這個原因一是此舉牽涉鍋爐與蒸汽機升級,第二是螺旋槳沒有人知道,隻能由他去指導開荒、研究。

    方少雲研究機帆船也是循序漸進發展,首先弄了個方型係數大的渡船裝了駝鍋機試驗。這渡船不僅不大前後艙還隔絕封閉,如個空箱子一樣。之所以如此駝鍋機重心高,裝普通船不穩、而前後都有密封空船艙即便是灌滿了水也不會沉,這樣二個措施俱是為了安全,做好萬全準備。

    這是未慮勝先慮敗,在船上試驗比研究火車係統多一個危險,即便是一開始隻是係泊試驗也是小心為妙。其它方麵倒是與火車係統一樣不要急於求成,應該慢慢試驗各個係統。如機船試驗方少雲用駝鍋機開始試驗就是驗證尾軸係統、螺旋槳、機倉位置等東西。

    尾軸係統不成熟搞不好就會大漏水,白天還好一晚上沉了這也太影響到試驗了。所以方少雲設計的第一艘船是機艙全部進水也不沉的,這樣對尾軸係統怎樣折騰也不怕。而第一艘試驗船除這用途,另外機艙位置與螺旋槳基本要素也是可以探索。

    搞最小的船、最簡單的機械開始試驗可以節省太多東西,比如駝鍋機挪位就容易。至於螺旋槳要素探索鑄造小型的總比大的容易許多,而試驗性的東西基本上都是一次性的,小一點省力又省錢。

    方少雲對螺旋槳雖不懂有風扇葉作參考大概形態設計上沒什麽問題。另外他雖不知道螺旋比、盤麵比、導邊隨邊等名詞,直觀上也知道螺旋槳推力與直徑、螺旋比有關。至於什麽船用什麽螺旋槳,為什麽?這些知識對他來說還早,輪不到馬上探索。

    知道螺旋槳的關鍵數據是直徑與螺旋比乃是有些機械知識的人肯定會有的直覺,方少雲接下來是如何測量這些數據及如何計算推力。這方麵他完全是力不從心的,自己的蒸汽機如何測定功力也沒有辦法,螺旋槳推力少說也要懂流體力學叫他如何計算。

    為此隻能瞎摸,造個螺旋槳試試,覺得大了改小、小了放大。如此試驗出來的經驗再套用到今後所用的更大一些的船上,這樣至少可以少走一些彎路。當然這時代是蒸汽機,對螺旋槳要求也是低許多,因為蒸汽機拖不動螺旋槳轉速會變慢達不到設計轉速的。

    這樣的狀態會反映在蒸汽壓力上,對蒸汽機不大會造成損傷,而柴油機等內燃機遇此會冒濃濃黑煙甚至是燜死,不對機械損傷極大。而之所以如此乃是螺旋槳推力雖然是與直徑、螺旋比關係最大,但另一個最大的要素是轉速。蒸汽機力量不足會轉速達不到,內燃機速度由供油調節,供油增加速度上不去燃燒不充分才冒濃濃黑煙甚至是停機。