水力機械的重要意義張海很早就明白,當隊伍剛剛在這江南之地站穩腳跟的時候就開始著手準備在南京建造相比人力工場能夠有決定性意義的水力加工工場了。77nt.Com千千小說網
東南工商發達之地精英會聚,當張海提出水力鍛錘這類在歐洲在已普及了二三百年已經發展十分成熟的器具的時候,一些征募過來聽聞過此的工匠們並不詫異:“這不就是漢代就有的水力搗米的水碓麽?而且其中性能十分優秀的據說還能粉碎礦石”
但是當天啟三年十月初佔領南京後的劉洪濤等人準備試製相比人力擁有決定性效率的水力鍛錘的時候才發現這並不是一件簡單的事。不論是米還是礦石,它們所需要的力量都無法和批量鍛鐵相比的。
此時東南之地掌握最先進技術的相關工匠已經能夠如同漢代那樣製造橫豎相連接的齒輪。但如果要憑借這些並不算大的木齒輪裝置操作重達上噸重的水力鍛錘則根本不具有可行性。
而如果把鍛錘的重量降低到百公斤左右的級別,速度相比尋常打鐵也沒有絕對優勢,那麽考慮到這些水力機械的成本乃至隊伍裡最近大半年時間以來兵工製造任務的緊迫性,就喪失了浪費這些資源的意義。
至於此時歐洲已經發展十分成熟的曲軸連杆等各種複雜的機械裝置,那更是癡人說夢。
張海很早就向弟子們承認過此時的泰西在水力機械和金屬加工等方面的能力已經遠遠超過東方了,如果還是抱著天朝上國的心態,沒有危機感就沒有動力。
鍾表的發明或許東方並不晚於歐洲,水力機械的發明東方更是遠遠領先於西方。
但是自中世紀晚期至文藝複興的時代以來,西方諸國在軍事競爭動力和繼承古典時代以來對工匠足夠尊重的傳統下在這方面的造詣突飛猛進。以水力機械的發展為核心,至少在兵工製造及相關領域,百年戰爭時期的西方實際上就完成了對世界其他地區的超越。
不要說是憑借自己的力量,就是以自己的隊伍改信上帝為代價那樣盡最大可能的引進此時西方的技術和人才,也根本不可能在短時間內按照舊有的方法制造出堪比西方水平的水力機械。
而一套二等及以上水平優良板甲的成本,即便在水力軍工已經十分成熟的歐洲,其成本也至少要花費三四個月熟練工人工資,並不比中世紀時候製造鎖甲的成本低多少。
“機械水平我們還不行,足夠堅固而耐用並且精密的差速齒輪我們暫時還搞不定,曲軸連杆之類就更不用提。要在這種情況下趕超西方的效率還是有辦法的:我們江南地區的水力條件要比泰西好的多,可以提供足夠的動力。就用增加整個水輪、輪軸大小的辦法來提供足夠的功率。”說這話的時候,張海似乎已經想到了辦法。
“機械如果過大,尤其是帶動的鍛錘如果過重—不要說千斤之重,就是只有幾百斤往往也會使效率大打折扣。更別說現在是冬季,就是長江水也沒有足夠的水流。”一位製作水力機械頗有名氣的木工師傅對張海說道。其實何止是效率會大打折扣,即便是夏季,南京城內秦淮河的水流也不一定能夠帶動張海在圖中所設計的那種一次就就可以把大片胸甲鍛壓成型的重型鍛錘。
張海卻想到了解決這個問題的辦法,尤其是水電站的水輪機所給予的提示:“機械不行,我們用人力財力外加一點兒竅門來補充。”
所謂的人力財力:就是建造用於工場的微型水庫或蓄水池。可以直接從南京城牆東城外的護城河利用大氣壓原理用皮管動物腸管甚至竹筒從河中引水。先把水引至七八米高的一個土池內,然後再將水引到十五米高左右的內城城頭。
近百根內徑比臼銃還粗的管道二十四小時的每一秒種都能把接近一噸重的水利用大氣壓從河中引到十五米高左右的城頭。這些水以每秒近一噸的速度從十五米高的空中傾斜下來的時候形成如人造瀑布一般的強勁水流。從理論上簡單算起來至少是接近一百五十千瓦的動力。
此時笨重的水輪乃至鍛錘要浪費其中至少三分之二的效率,即便是同時代歐洲的風力或水力裝置也是如此。並且這利用現有條件所能造出來的最簡單水輪機雖然功率不過後世大型水電站的水輪機組萬分之一左右的功率而已。但即便如此:它也足以提供相當於一百幾十個體質不算差的勞動力同時工作的動力,如果考慮到長年累月算起來的倒班工作,它至少相當於四百個鍛鐵的鐵匠輪班工作。
而恐怕就算是西南雨季如怒江金沙江等很多險要的湍流也無法比擬的瀑布般水流速度則在最大限度的彌補了此時水力機械領域的短板。即便沒有足夠的差速齒輪也可以用水碓用一般的簡單原理靠輪軸上的撥板撥動起重達近一噸的鍛錘以每分鍾七八十次頻率展開工作。
在東城城頭上建立了臨時蓄水裝置的情況下, 煉鐵所用的水力鼓風裝置也大大改善了。加上這東南之地木炭資源豐富,為冶煉品質更優的二等及以上鋼製板甲或盾牌所需要的原材料也提供了可能。
當然文藝複興時代的兵工領域,東西方的差距是廣泛的。有了依靠實際條件效率未必遜色於西方的水力機械也不代表能製作出西方水準那樣完善的全身板甲,但能夠以此時代標準比較優質的鋼材製作出東瀛南蠻具足水準的鎧甲也將使今後部隊的傷亡率大大下降。以往的作戰中,部隊傷亡中的很大一部分比例都與敵仿製臼銃帶來的鈍傷或者箭矢投標一類的兵器劃入鎧甲的縫隙中有關。
“這樣一來水力工場就要建設到皇城附近了,這倒也沒有什麽。我只是擔心在城防最為關鍵的東城牆與宮城之間這樣做會給守城帶來很大的隱患。”劉洪濤不無憂慮的說道。
張海對此倒並不十分擔心,有護城河的水源,城頭上的蓄水池並不需要很大,依托新改建的前出堡壘就已經能最大限度的低效這個城防弱點。南京城防唯一可能比較薄弱的時候那要到了明年南方主力北上外出的時候了。而到了那個時候,即便南京城本身有各種意外風險,也不是自己的隊伍所最終無法應付的。