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螺旋桨……脚踏……自行车……链条……链条传动!

朱慈烺终于想到了最近心中一直隐隐地一个新想法:战舰驱动,现在搞不出轴密封(太精密、加工不出来),可以用链条传动啊!

想到就做,他立即开始画图,在战舰的尾部、方向舵的前方,如同现代船舶一样增加一个螺旋桨,加强尾舵结构强度,以便安装螺旋桨,螺旋桨的驱动则用链条,链条一头是船尾上部的蒸汽机动力轴上的齿轮,另一头则是螺旋桨上的齿轮。

推进传动问题,一直是朱慈烺头痛的问题,他也想上轴密封,但是大明目前的加工精度达不到那么高的要求。

在推进问题上,内河航船用帆的不多,如果风不好,大海宽广可以走之字形,但是内河狭窄,没法走之字形。很多都是划桨或者摇橹,有的甚至是撑杆,最惨的航线干脆用人拉纤。

就拿川江来说,朱慈烺是知道的,好多纤夫男女都有,都是最赤贫的无业者,全部都不穿衣服,因为衣服会被磨损。男女混杂在一起,一边喊着号子,一边把沉重的货船,拉过三峡。

一般来说,从驱动效率上看,划桨最低。因为,手臂每做一次划桨的圆周运动,船桨有一半在空气中,一半在水里,在空气中的运动是白白耗费能量的。而摇橹就不同,船橹一般位于船尾,橹始终都在水里,作用力全部能用在推进上,所以船橹的效率是划桨的三倍。

但是船桨也有优势,就是可以多个数量的布置在两舷,一条船却只能布置一根橹(大江大河和海船除外,可以在两舷布置密集的橹)。即使多人一块摇橹,也没有划桨方便。摇橹推进的缺点也很明显,一来摇橹时多半采用站姿,长期操作更耗费体力。二来摇橹更占用船内空间,不利于部署多层摇橹。

还有的选择就是明轮,在中国很早就发明了明轮推进的船舶,内河和海洋的航船都有用明轮推进的。而且造的非常的巨大,速度也很快。这种船型就是车船。

早在南北朝,史书上就已有车船的记载。

在唐代,李皋对车船的发展起了承前启后的作用。他制造的车船用人力踏动快速前进。结构就是一根木轴横穿两舷,两舷外各有一个带着很多桨叶个木轮,木轮一半在水里,一半在水上。

木轴在船内有踏板,就像人力踩踏的水车一样,一排人扶着横木杆用脚踩,来使两舷外的木轮转动,划水前进。一条船从前到后又很多排木轮,多的有几十排,所以速度还是挺快的。缺点是占用内河航船最宝贵的舱内空间,因为吃水浅,内河船往往只有一层船舱。

宋代的车船盛极一时,绍兴二年(1132)王彦恢制的战舰,旁设4轮,每轮8楫(桨片)。木匠高宣也是造车船的名匠,曾创造大小车船10余种,大型车船长20~30丈,吃水1丈左右,可容纳700~800人;中型车船一般承载200~300人。车船有2车、4车、5车、8车、9车以及23、24车等多种。这个数字就是明轮轴的轴数。宋朝最大车船长36丈,宽4丈1尺。

明初陈友谅也曾使用车船在鄱阳湖进行水战。

明中叶以后,卢崇俊作多种型式的车船称为“静江龙船”。

直到20世纪初,中国南方还有少量车船。车船虽然未能在各水系普遍使用,但它的历史悠久,对中国船舶的发展起过很大的作用。

但是,尽管车船的优势很大,但李憬还是不想选择明轮推进的车船。一个原因是早晚要上蒸汽机,不如早点开始使用螺旋桨。另外明轮的推进效率虽然远远超过桨和橹。毕竟桨和橹是用胳膊划水的,车船是用脚踏的,胳膊没有腰腿的力量大,所谓胳膊拧不过大腿,就像弓箭射不过脚踏怒和腰张弩是一个道理。

但是,明轮有很大的问题。明轮的结构复杂,受风浪的影响大,水上的最大阻力不是来源于水和船体的摩擦力。而是兴波阻力。就是波浪造成的阻力。如果船遇到风浪的话,会像鸭子一样左摇右摆。

空气和水密度相差800倍,庞大的明轮在其中进进出出,受力不均匀,长期形变,很容易损坏。露在外面的明轮也是敌人的好目标,1854年克里米亚战争期间,当时还有不少明轮战舰,海岸的炮台重点攻击这些明轮,损失惨重。

明轮最大的缺点是效率还是低,有些人决心改变它,他们想起了阿基米德。阿基米德设计了螺旋抽水机,就是在一个长筒内设一根轴,轴上有很多螺旋形的叶片,只要用手摇动,轴上的曲型手柄,就可以把水抽上来。可以抽水浇地,也可以用于低洼地排涝。

受螺旋抽水机的启发,完全浸没在水中的螺旋桨就被发明出来了,螺旋桨的推进效率在40%至45%之间。而之前浆和橹效率都是个位数字,甚至差的不到一。螺旋桨的中轴可以穿过船尾,只要做好防水就好。但是这个防水不是那么好做的。

朱慈烺又开了算数学题,尼玛,没办法,这些问题的解决,都得用数据说话。

通过一番计算后,朱慈烺决定喷水推进仍然保留,在船舱尾部增加一个高压锅炉和三胀四缸蒸汽机,用链条驱动水里的螺旋桨,并且把喷水口用钢索与尾舵连接起来,让喷水口与尾舵可以联动,可以大大增强战舰的机动能力。

他立刻修改图纸,修改好后,即把链条的制作任务交给了毕明珪,并讲解了一番。链条传动不复杂,他相信毕明珪最多七八天就能做好。朱慈烺又把制作轴密封的原理,讲给毕明珪,也许哪天说不好,他就搞出来了呢,也说不定。

然后又让人去龙江船厂找来呼延雷,就着修改后的图纸给他讲解了一番后,让他把图纸带走了。

链条制作可能麻烦些,这些都是精细的部件,不过没关系,工匠们惯会用锤子做这些精细的东西,朱慈烺有好钢不怕弄不出来,实在不行就做粗大的链条,放大的链条,难度直线降低,链条的最大问题是磨损,目前只能用渗碳回火来做表面硬化来耐磨损。同时多加润滑油,这个可以用动物油脂混合石墨粉来代替。

以后还可以考虑可以用锰钢来做齿轮和链条,这个超级耐磨损。锰矿在湖南道州就有,后世都有开采,可以让道州侯常延龄运几船来,而且道州的矿产资源得天独厚,各种稀有金属和矿物都有,也能给老常家增加些额外收入,岂不是皆大欢喜。

……

解决了一件长期放在心头的大事,朱慈烺终于可以安心地喝一会儿茶了。

赵斗米找了来,原来他又有了一个研究方向——提高大炮的使用寿命。

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