第739章 永不停歇的蒸汽机
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提问题的研究员受到罗冲的夸奖，心中自然喜不自胜，而其他人听到罗冲瞬间根据问题举一反三，接连提出好几种动力源，更是对罗冲的脑洞和联想崇拜不已。
怪不得首领那么厉害，随随便便就能创造出那么实用的好东西，这脑洞简直无敌啊，他们只知道用乙炔点灯，用乙炔焊接，可却没想到这东西竟然还能当作动力源，而且就是当作燃料的用途，那也是首领告诉他们的。
闲话没有多说，关于蒸汽机的特设讲座才是正题。
“刚才我已经说了，为什么不选别的燃料作为动力源呢，因为我们现在的加工水平还不够高，蒸汽机这种简单的结构，容错率很高，就算不太严谨，我们也能把它尝试的制作出来，而且它的使用成本也是最低的。
其他的不管是乙炔，还有桐油，又或者酒精和火药，都不是作为燃料最合适的东西，需要精加工的燃料太贵了，反而是煤矿这种东西，储量多，挖出来就能用，只要能拿来烧热水就够了。”
下面的一众研究员纷纷点头，对罗冲的想法也有了直观的了解。
“光说不练是不行的，我之前已经让玻璃工坊打造了这样一套的透明蒸汽机模型，方便大家能够更直观的了解其中的原理，现在谁想到前面来操作一下给大家看看。”
罗冲的话说完，底下唰的一声全都举起了手，看来自己已经彻底调动了他们的兴趣，他自己倒是什么都不怕，就怕手下这些人对蒸汽机不感冒啊。
不过现在这课堂气氛就很好，罗冲直接点了一个人让他上前操作。
那人恭敬的对着罗冲作揖拱手，叫了声首领后又对着讲台下的众人略一拱手，然后就开始打量起面前的这些东西来。
罗冲让人做的蒸汽机模型并不是整体的，而是只有一个精巧的木头架子，上面安装了一个飞轮，前面是活塞连杆和透明玻璃吹成的气缸，而在气缸的前面，还有一个玻璃做的小瓶子，里面装水，用来代替锅炉，和气缸之间用导气半透明橡胶管来连接。
加热方式则是使用酒精灯外部加热，这东西是实验常备的工具，汉部落玻璃和酒精都不缺，干脆趁这次机会弄了出来。
上来的那个研究员在罗冲的指挥下开始了操作，装水的烧瓶内添一半的水，然后把它和气缸连接在一起，架子放好，酒精灯点着明火，调节一下火焰高度，然后挪到烧瓶底下。
谁开始慢慢的升温，一些热气顿时模糊了烧瓶空余的内壁，下面的众人也都趴在桌子上伸长脖子看了起来。
“大家可以到前面来看，安静一点，不要太挤。”
罗冲笑着看了看他们，为了让每一个人都看清楚，特意让他们上前来观看。
众人闻言十分激动，连忙小声起身凑到讲台四周，把讲台整个包围起来。
烧瓶不大，里面的半瓶水很快就被加热了，开始缓缓的冒出许多细小的气泡，不过距离沸腾还要差一点。
有人急性子的顿时问了一句，“首领，这个机器的启动速度是不是慢了点啊，感觉比风车水车还慢。”
“慢？慢不要紧，要是能花个烧水的功夫将它启动，然后运行一整天的话，启动的时间基本就可以忽略不计，而且它的燃耗也不大，浪费不了多少能源。”罗冲笑着解释了一句，这个时候烧瓶内的水也开始沸腾了。
没多大的烧瓶内，热水在咕嘟咕嘟的翻滚，大量的水蒸气开始向外寻找突破口，但是密闭的烧瓶并没有其他通道可以让蒸汽逃逸，最后只能顺着半透明的黄色橡胶管涌入透明的玻璃气缸内。
这是一个往复式蒸汽机的模型，上面的进气口和活塞连杆相接，有一个控制进气通道的开关装置，同时还连接了废弃排放口。
但是随着大量的水蒸气涌入，那些白色的热烙蒸汽居然没有推动活塞，而是直接从排气口出去了，飞轮仍旧一动不动，这就很让人尴尬了。
“首领，这？接下来该怎么办？”上来负责操作的那个研究员看着眼前的一幕，出声打破了尴尬。
罗冲想了下，这东西启动是不是也要像单缸柴油拖拉机那样用摇把摇一下，给飞轮提供一些惯性？于是就听他说道。
“把出气口的橡胶管捏死，提高气缸内部压力，然后用另一只手拨动飞轮，提供一些初始惯性。”
研究员很快按照罗冲的要求做了一遍操作，将出气口的管子捏死，里面的蒸汽压力顿时升高，没有出口的水蒸气越聚越多，最后无处逃逸，只好向着唯一能动的活塞方向顶了过去。
“有效果。”
周围的众人全都眼前一亮，那个操作员也不敢耽搁，连忙用另一只手拨动飞轮，下一刻，受到蒸汽和连杆的作用，飞轮开始不停的转动起来。
“快松开出气管。”罗冲连忙提醒了一句。
等操作员把出气管松开，飞轮便开始在蒸汽的来回推动下加速了，上面的小轮子也开始呼呼呼的转了起来。
“哇，真的能动啊，还转的那么快。”
“你们看这排气筒也有意思，还是突突突突，一股一股的往外排。”
“靠烧水和燃料就能驱动机械转动，如果这样的话，岂不是说只要能不断加水和燃料，就能让它一直干活儿了？那还真是厉害啊。”
“这东西要是能成，恐怕薪柴就要涨价了......”
“噗，你这脑回路还真是清奇啊。”
“不管，不管，我们是研究机械的，价格不是我们该管的事。”
众人看到眼前这台袖珍的，用两只手就能捧起来的蒸汽机模型，纷纷惊叹出声。
等整个研发团队都参观完了这台蒸汽机模型，罗冲也开始了他的正式讲课。
研发团队的第一目标，是搞出一台小型源动力往复式单缸蒸汽机，不是用来装在机车上的，而是用来给车床提供原动力，为开发更好的蒸汽机提供有利条件，毕竟有了车床，一些精密零件的加工才能得到质量保障。
单缸式往复蒸汽机，也就是传说中瓦特改良的蒸汽机，从最早的纽科门蒸汽机的单冲程运动改成了双冲程运动，将蒸汽机的做工效率提高了一倍不止，也由此，才将蒸汽机大规模推广起来。
罗冲的想法也很简单，没有精密加工机械的情况下，那就先把加工机械搞出来。
这种蒸汽机主要由一个锅炉、一个高压气缸、一个往复式活塞及其连杆，最后就是提供主动力的飞轮。
飞轮再用皮带或者齿轮与无动力机械连接，使其具备人工动力。
研发团队们对这种结构的运用和理解也已经颇为熟悉，理解起来非常迅速。
所有人都将罗冲这位汉部落第一科学家的名言奉为真理，也就是所谓的：艺术就是爆炸，工业就是烧水，器械就是转圈......
他们现在所研究的这个项目，其实就是用烧水来让机械转圈而已。
罗冲负责设计和整体思路，研究员们主要负责利用现有工艺，将罗冲所需要的东西制造出来，双方各尽其才，很快就把研究工作带到了正轨上。
锅炉的制造由钢板冲压，钻孔，热铆，以及焊接等工艺完成，这个是技术难度最低的一个环节，主要要求做工精细即可，利用现有技术就能完成。
锅炉里面整体上分为两部分，因为是固定的立式锅炉，所以整体上看起来呈圆柱形，像是一个站起来的巨大胶囊，有将近一个人大小，上半部分是水箱，下半部分为火塘，外面接了几根金属管道，用于输送水蒸气。
而最复杂的往复式气缸，则是用最精细的失蜡法铸造技术，使用熟铁铸造而成。
汽缸不需要承受火炮那么大的膛压，所以没必要使用铸钢材料，铸铁足以承受，而且使用熟铁更软，方便汽缸内膛的打磨。
气缸的结构也选用的圆柱体，这是基于汉部落现有的火炮镗床技术而设计的，长方体的气缸不是不行，而是目前还做不到那么严丝合缝，要知道密封程度才是气缸这种零件的重要指标。
同时，关于机械能和活塞气缸的关系，罗冲也明确的教给了研究员们，让他们直接吸收，并在以后的实践中自己应用。
圆柱形活塞汽缸这种东西，其体积和直径其实也非常有讲究，缸体直径越大，那么蒸汽作用在活塞表面的推力也就越大，机器也就越有劲，也就是所谓扭力大。
而直径小，长度较长的汽缸，由于活塞的表面积减小，机器能够提供的动力也会相应减小，这是不可避免的，但是随着缸体的拉长，活塞的行程也会相应的变长。
这样的汽缸制作出来，扭力会比较小，但是马力却十分充足，也就是拉力不大，但是腿儿倒腾的比较快。
这两种汽缸无所谓谁强谁弱，还是罗冲的那句名言，器械这东西没有好与不好之分，只看它用的地方合不适合。
如果你准备用它放在矿山上拉石头，那么肯定拉力越大越好，这个时候直径大的汽缸就有优势，而如果要用蒸汽机做一台台锯，那么追求的就是锯片的转速，只要够快就好，反正也用不上什么力，锯木头而已，要那么大力气干嘛，这个时候直径较小，但是行程较长的汽缸就会更胜一筹。
因为这次研发的是用在机床上的蒸汽机，追求的是转速，所以罗冲选用的就是长行程小直径的单体往复式汽缸。
失蜡法铸造，再用风车立式镗床来打磨汽缸内壁。
而配套的汽缸活塞，则是直接用一组较薄的铜铁复合板构成，没有使用任何橡胶，因为蒸汽机本来也用不着橡胶来做密封。
这个活塞的密封原理，用的还是最初级的热胀冷缩现像，主要的活塞部件由几片组装在一起的圆形薄铁片构成，铁皮直径与缸体内径几乎相等，只要能差不多放进去，稍微有一点缝隙也没关系，当然，还是越严丝合缝越好。
这样的铁皮活塞放进去后，等蒸汽机启动，活塞板接触到高压高温的水蒸汽，严丝合缝的铁皮受热膨胀，直径就会稍微比缸体大上那么一点点，到时候活塞就会牢牢的抵在缸壁上，形成一个完全密封的环境。
至于铁皮活塞两边添加的铜片，主要是用来帮助铁皮快速升温用的，因为铜的导热性要比铁更快更好，之所以没有直接用铜，而是采用铜铁复合式的方式来做，是因为铜的强度不够，和铁比起来还是太软了，耐磨性不怎么高。
除此之外的往复开关蒸汽管，里面则是直接用一节铜柱来做开关，这个东西比较小，完全可以做成实心的，这样一来，铜柱的导热和润滑就明显胜过钢铁了，放在这个关键部位就非常合适。
其他的飞轮和连杆等物，连杆为了提高使用年限，直接用好钢锻打而成，至于动力飞轮，就直接用砂模，拿熟铁铸造了，反正那就是个最不重要的东西，坏了大不了就换一个。
传动皮带方面，其实不归这个团队负责，那个罗冲另有安排，他直接交给了湖心岛的橡胶研发小组，让他们以剑麻纤维为芯，再以摩擦力大，韧性强，弹力小的橡胶混合，用来制作传动皮带。
这个东西只要思路正确，有罗冲提出的指标，那么剩下的就是砸钱砸资源，用大量实验来找正确结果的实验过程了。
所以罗冲对此并不担心，根本没有什么难度，所需的也只是时间而已，早晚都能弄出来。
等把研究项目带上了正轨，罗冲也就没必要一直待在这里了，于是便再次回到了家中，开始处理日常的汉部落政务。
汉部落目前并没有多少政务需要罗冲处理，因为各地都有地方官来管，他只需要统领大局，引领方向即可，闲暇时间，其实罗冲都在写书，他想把前世还能记住的知识，尽可能的都写下来，这样多少也能给汉部落留下些财富。
就在日常写书的日子里，时间缓缓抵达了汉部落建元二年的六月底，一封从竹岛使团飞来的巨鹰再次给罗冲带来一封书信，上面说，使团的货币推行很顺利，但是所需货币量太大，希望部落继续调集硬币补充，同时，鑫部落貌似也已经攒到了足够的钱，希望可以立即交易汉部落承诺的那两艘帆船。
提问题的研究员受到罗冲的夸奖，心中自然喜不自胜，而其他人听到罗冲瞬间根据问题举一反三，接连提出好几种动力源，更是对罗冲的脑洞和联想崇拜不已。
怪不得首领那么厉害，随随便便就能创造出那么实用的好东西，这脑洞简直无敌啊，他们只知道用乙炔点灯，用乙炔焊接，可却没想到这东西竟然还能当作动力源，而且就是当作燃料的用途，那也是首领告诉他们的。
闲话没有多说，关于蒸汽机的特设讲座才是正题。
“刚才我已经说了，为什么不选别的燃料作为动力源呢，因为我们现在的加工水平还不够高，蒸汽机这种简单的结构，容错率很高，就算不太严谨，我们也能把它尝试的制作出来，而且它的使用成本也是最低的。
其他的不管是乙炔，还有桐油，又或者酒精和火药，都不是作为燃料最合适的东西，需要精加工的燃料太贵了，反而是煤矿这种东西，储量多，挖出来就能用，只要能拿来烧热水就够了。”
下面的一众研究员纷纷点头，对罗冲的想法也有了直观的了解。
“光说不练是不行的，我之前已经让玻璃工坊打造了这样一套的透明蒸汽机模型，方便大家能够更直观的了解其中的原理，现在谁想到前面来操作一下给大家看看。”
罗冲的话说完，底下唰的一声全都举起了手，看来自己已经彻底调动了他们的兴趣，他自己倒是什么都不怕，就怕手下这些人对蒸汽机不感冒啊。
不过现在这课堂气氛就很好，罗冲直接点了一个人让他上前操作。
那人恭敬的对着罗冲作揖拱手，叫了声首领后又对着讲台下的众人略一拱手，然后就开始打量起面前的这些东西来。
罗冲让人做的蒸汽机模型并不是整体的，而是只有一个精巧的木头架子，上面安装了一个飞轮，前面是活塞连杆和透明玻璃吹成的气缸，而在气缸的前面，还有一个玻璃做的小瓶子，里面装水，用来代替锅炉，和气缸之间用导气半透明橡胶管来连接。
加热方式则是使用酒精灯外部加热，这东西是实验常备的工具，汉部落玻璃和酒精都不缺，干脆趁这次机会弄了出来。
上来的那个研究员在罗冲的指挥下开始了操作，装水的烧瓶内添一半的水，然后把它和气缸连接在一起，架子放好，酒精灯点着明火，调节一下火焰高度，然后挪到烧瓶底下。
谁开始慢慢的升温，一些热气顿时模糊了烧瓶空余的内壁，下面的众人也都趴在桌子上伸长脖子看了起来。
“大家可以到前面来看，安静一点，不要太挤。”
罗冲笑着看了看他们，为了让每一个人都看清楚，特意让他们上前来观看。
众人闻言十分激动，连忙小声起身凑到讲台四周，把讲台整个包围起来。
烧瓶不大，里面的半瓶水很快就被加热了，开始缓缓的冒出许多细小的气泡，不过距离沸腾还要差一点。
有人急性子的顿时问了一句，“首领，这个机器的启动速度是不是慢了点啊，感觉比风车水车还慢。”
“慢？慢不要紧，要是能花个烧水的功夫将它启动，然后运行一整天的话，启动的时间基本就可以忽略不计，而且它的燃耗也不大，浪费不了多少能源。”罗冲笑着解释了一句，这个时候烧瓶内的水也开始沸腾了。
没多大的烧瓶内，热水在咕嘟咕嘟的翻滚，大量的水蒸气开始向外寻找突破口，但是密闭的烧瓶并没有其他通道可以让蒸汽逃逸，最后只能顺着半透明的黄色橡胶管涌入透明的玻璃气缸内。
这是一个往复式蒸汽机的模型，上面的进气口和活塞连杆相接，有一个控制进气通道的开关装置，同时还连接了废弃排放口。
但是随着大量的水蒸气涌入，那些白色的热烙蒸汽居然没有推动活塞，而是直接从排气口出去了，飞轮仍旧一动不动，这就很让人尴尬了。
“首领，这？接下来该怎么办？”上来负责操作的那个研究员看着眼前的一幕，出声打破了尴尬。
罗冲想了下，这东西启动是不是也要像单缸柴油拖拉机那样用摇把摇一下，给飞轮提供一些惯性？于是就听他说道。
“把出气口的橡胶管捏死，提高气缸内部压力，然后用另一只手拨动飞轮，提供一些初始惯性。”
研究员很快按照罗冲的要求做了一遍操作，将出气口的管子捏死，里面的蒸汽压力顿时升高，没有出口的水蒸气越聚越多，最后无处逃逸，只好向着唯一能动的活塞方向顶了过去。
“有效果。”
周围的众人全都眼前一亮，那个操作员也不敢耽搁，连忙用另一只手拨动飞轮，下一刻，受到蒸汽和连杆的作用，飞轮开始不停的转动起来。
“快松开出气管。”罗冲连忙提醒了一句。
等操作员把出气管松开，飞轮便开始在蒸汽的来回推动下加速了，上面的小轮子也开始呼呼呼的转了起来。
“哇，真的能动啊，还转的那么快。”
“你们看这排气筒也有意思，还是突突突突，一股一股的往外排。”
“靠烧水和燃料就能驱动机械转动，如果这样的话，岂不是说只要能不断加水和燃料，就能让它一直干活儿了？那还真是厉害啊。”
“这东西要是能成，恐怕薪柴就要涨价了......”
“噗，你这脑回路还真是清奇啊。”
“不管，不管，我们是研究机械的，价格不是我们该管的事。”
众人看到眼前这台袖珍的，用两只手就能捧起来的蒸汽机模型，纷纷惊叹出声。
等整个研发团队都参观完了这台蒸汽机模型，罗冲也开始了他的正式讲课。
研发团队的第一目标，是搞出一台小型源动力往复式单缸蒸汽机，不是用来装在机车上的，而是用来给车床提供原动力，为开发更好的蒸汽机提供有利条件，毕竟有了车床，一些精密零件的加工才能得到质量保障。
单缸式往复蒸汽机，也就是传说中瓦特改良的蒸汽机，从最早的纽科门蒸汽机的单冲程运动改成了双冲程运动，将蒸汽机的做工效率提高了一倍不止，也由此，才将蒸汽机大规模推广起来。
罗冲的想法也很简单，没有精密加工机械的情况下，那就先把加工机械搞出来。
这种蒸汽机主要由一个锅炉、一个高压气缸、一个往复式活塞及其连杆，最后就是提供主动力的飞轮。
飞轮再用皮带或者齿轮与无动力机械连接，使其具备人工动力。
研发团队们对这种结构的运用和理解也已经颇为熟悉，理解起来非常迅速。
所有人都将罗冲这位汉部落第一科学家的名言奉为真理，也就是所谓的：艺术就是爆炸，工业就是烧水，器械就是转圈......
他们现在所研究的这个项目，其实就是用烧水来让机械转圈而已。
罗冲负责设计和整体思路，研究员们主要负责利用现有工艺，将罗冲所需要的东西制造出来，双方各尽其才，很快就把研究工作带到了正轨上。
锅炉的制造由钢板冲压，钻孔，热铆，以及焊接等工艺完成，这个是技术难度最低的一个环节，主要要求做工精细即可，利用现有技术就能完成。
锅炉里面整体上分为两部分，因为是固定的立式锅炉，所以整体上看起来呈圆柱形，像是一个站起来的巨大胶囊，有将近一个人大小，上半部分是水箱，下半部分为火塘，外面接了几根金属管道，用于输送水蒸气。
而最复杂的往复式气缸，则是用最精细的失蜡法铸造技术，使用熟铁铸造而成。
汽缸不需要承受火炮那么大的膛压，所以没必要使用铸钢材料，铸铁足以承受，而且使用熟铁更软，方便汽缸内膛的打磨。
气缸的结构也选用的圆柱体，这是基于汉部落现有的火炮镗床技术而设计的，长方体的气缸不是不行，而是目前还做不到那么严丝合缝，要知道密封程度才是气缸这种零件的重要指标。
同时，关于机械能和活塞气缸的关系，罗冲也明确的教给了研究员们，让他们直接吸收，并在以后的实践中自己应用。
圆柱形活塞汽缸这种东西，其体积和直径其实也非常有讲究，缸体直径越大，那么蒸汽作用在活塞表面的推力也就越大，机器也就越有劲，也就是所谓扭力大。
而直径小，长度较长的汽缸，由于活塞的表面积减小，机器能够提供的动力也会相应减小，这是不可避免的，但是随着缸体的拉长，活塞的行程也会相应的变长。
这样的汽缸制作出来，扭力会比较小，但是马力却十分充足，也就是拉力不大，但是腿儿倒腾的比较快。
这两种汽缸无所谓谁强谁弱，还是罗冲的那句名言，器械这东西没有好与不好之分，只看它用的地方合不适合。
如果你准备用它放在矿山上拉石头，那么肯定拉力越大越好，这个时候直径大的汽缸就有优势，而如果要用蒸汽机做一台台锯，那么追求的就是锯片的转速，只要够快就好，反正也用不上什么力，锯木头而已，要那么大力气干嘛，这个时候直径较小，但是行程较长的汽缸就会更胜一筹。
因为这次研发的是用在机床上的蒸汽机，追求的是转速，所以罗冲选用的就是长行程小直径的单体往复式汽缸。
失蜡法铸造，再用风车立式镗床来打磨汽缸内壁。
而配套的汽缸活塞，则是直接用一组较薄的铜铁复合板构成，没有使用任何橡胶，因为蒸汽机本来也用不着橡胶来做密封。
这个活塞的密封原理，用的还是最初级的热胀冷缩现像，主要的活塞部件由几片组装在一起的圆形薄铁片构成，铁皮直径与缸体内径几乎相等，只要能差不多放进去，稍微有一点缝隙也没关系，当然，还是越严丝合缝越好。
这样的铁皮活塞放进去后，等蒸汽机启动，活塞板接触到高压高温的水蒸汽，严丝合缝的铁皮受热膨胀，直径就会稍微比缸体大上那么一点点，到时候活塞就会牢牢的抵在缸壁上，形成一个完全密封的环境。
至于铁皮活塞两边添加的铜片，主要是用来帮助铁皮快速升温用的，因为铜的导热性要比铁更快更好，之所以没有直接用铜，而是采用铜铁复合式的方式来做，是因为铜的强度不够，和铁比起来还是太软了，耐磨性不怎么高。
除此之外的往复开关蒸汽管，里面则是直接用一节铜柱来做开关，这个东西比较小，完全可以做成实心的，这样一来，铜柱的导热和润滑就明显胜过钢铁了，放在这个关键部位就非常合适。
其他的飞轮和连杆等物，连杆为了提高使用年限，直接用好钢锻打而成，至于动力飞轮，就直接用砂模，拿熟铁铸造了，反正那就是个最不重要的东西，坏了大不了就换一个。
传动皮带方面，其实不归这个团队负责，那个罗冲另有安排，他直接交给了湖心岛的橡胶研发小组，让他们以剑麻纤维为芯，再以摩擦力大，韧性强，弹力小的橡胶混合，用来制作传动皮带。
这个东西只要思路正确，有罗冲提出的指标，那么剩下的就是砸钱砸资源，用大量实验来找正确结果的实验过程了。
所以罗冲对此并不担心，根本没有什么难度，所需的也只是时间而已，早晚都能弄出来。
等把研究项目带上了正轨，罗冲也就没必要一直待在这里了，于是便再次回到了家中，开始处理日常的汉部落政务。
汉部落目前并没有多少政务需要罗冲处理，因为各地都有地方官来管，他只需要统领大局，引领方向即可，闲暇时间，其实罗冲都在写书，他想把前世还能记住的知识，尽可能的都写下来，这样多少也能给汉部落留下些财富。
就在日常写书的日子里，时间缓缓抵达了汉部落建元二年的六月底，一封从竹岛使团飞来的巨鹰再次给罗冲带来一封书信，上面说，使团的货币推行很顺利，但是所需货币量太大，希望部落继续调集硬币补充，同时，鑫部落貌似也已经攒到了足够的钱，希望可以立即交易汉部落承诺的那两艘帆船。