第89章 水力时代(2 / 2)

明末火器称王 顽城 2184 字 2022-11-18

临来南丹卫之前,金士麒获得了孙元化所传授的限量版《泰西水法》,那书中详尽的欧洲水利机械。其实中国古代的农、工学资料也很繁多,没必要崇洋媚外。比如传世的《王祯农书》、《农政全书》、《天工开物》之类(后两本书问世于崇祯朝),在当时的营造机构中还藏有更详细的制作图典。金士麒的“资料库”非常完善。

总体而言,“古代劳动人民”几千年来已经在水力机械上用尽了脑筋,发明了五花八门的机械。譬如翻车、水车、筒车、水碓、水排和水磨之类。可以说,一切可以发明的东西,至少在概念上都已经存在了。但那些技术往往在记录时便带有随意性、不严谨性、猜测性、扯淡性;另一方面,古代的成果也不断流失,因此留下的资料大多粗糙而模糊。

金士麒领悟到:他要做的工作,并不是“发明”什么,而是尽一个工程师的职责——把“概念设计”进行规范化和实用化,使之成为真正可行的产品。

他的最初的一批设计稿在赴广西的海路上就已经设计好,他并没有把全部体力都耗在莫儿身上,他也干了很多正事。当大批工匠抵达了迁江之后,金士麒便带领他们详细设计、绘图。还“开班授课”指导他们画分解图、三视图、剖面图、组装示意图等等。他给工匠们讲述“比例尺”的概念,讲述“标准化设计”、“防错”设计和“人体工程学”的概念。

这些东西,只是藏于后世的理工科男生脑袋中的一些常识,但在明代却是金玉良言。

金士麒的手工活一团糟,但绘画技能却鹤立工匠群。至于授课能力,他更是专业水平。

“举一个‘人体工程学’的例子。”金士麒进入角色,“记得我在觉华岛上设置的那座浮桥吗?每一块桥板的宽度正好是一步,这是我随便设定的数值吗?我是个随便的人吗?没错,那宽度与人步行跨度一致。你匀速走,每一步都会踩在桥板上,不会卡在缝隙里,这就是人体工程学最好的体现!”

“再你,黄木匠,你画的这个门把手长度是6寸。这个尺寸很尴尬:一个手拉门嫌大,双手拉又嫌小,这就是反面典型,下次注意。”

七月中旬那些天,金士麒好好地回味了一番“教师”的感受。

金士麒在七月里的“创造性”发明只有一个,就是“圆锯”——能高速旋转切割木头的那种恐怖东西。

在之前的世界中,圆锯这东西本应在9世纪才出现。金士麒在推出设计稿之前也很有顾虑,担心当前的钢材质量不合格。但藏宝港的施工量巨大,有数万棵树木要锯开,他只得硬着头皮上马。

小常识:世界上第一片圆形锯,于天启六年七月十四日诞生于广西南丹卫藏宝港的锻铁作坊中。它直径0寸,有64颗锯齿,使用水力带动。

在具体施工期间金士麒才发现,这东西最大的问题不在于锯子的钢材质量,也不在于水车的建造和安置,而是“传动机构”。红水河水势凶猛,但常年的冲刷导致河床下陷,两侧的河岸比水面高出了丈。要把水车转动的力量从河面传递到河岸上的工场,横向和垂直的跨度都很大。

这个时代还没有橡胶皮带,暂时也无法打造合格的金属链条,若使用缆绳……金士麒又不上它。因此全靠着传动杆的硬性连接:使用一根又长又直又硬的木杆,一头穿在水车上,一头连在圆锯下面的齿轮组上。

开动机关,释放水车的闸板!现场几百名工匠和热闹的山民们聚拢在现场,等待着动人的一幕。只听一声嘶鸣,锯子真转了起来!

现场有掌声。

测试期间,安全第一。两个工匠穿着罩甲、戴着铁盔、举着藤牌,推着木板缓缓接近那高速旋转的圆锯,随着一阵刺耳的嗡鸣,木板旋即被割断!

掌声雷动!

试验还在进行,一根根、一片片木料被锯开。银光闪闪、锯末纷飞。锯子的表现超乎金士麒的想象。现场欢声沸腾,尤其是那些木工们更是感动涕零。“你娘的!长条锯变圆形,省了多少力气啊!”“以后再也不用啃树干了!”“那声音好听啊!”“金千户,鲁班附体啊!”

现场正沉浸在喜悦之中,却只听“砰”地一声,圆锯不动了。下面的齿轮正发出咔咔的怪声,远处的水车也停了。最后又是“轰”地一声,好像有什么零件飞了出去……

经过了一番检查,最后的确定是圆锯的力道还是不够,无法锯断整根的木料。因此圆锯抱死,导致整个机械结构被卡住。来自河神赋予的巨大扭力作用下,传动杆末端一个木头连接栓断裂,最后导致脱轴。

工匠们现场会诊,都说要重造一个最强悍的铁质连接栓。

金士麒却否决了这一策略,提出替换一个更单薄的连接栓。

“问题的关键是什么?”金士麒现场开课,“这整套系统还很脆弱,无法锯断厚木料。若是增强了这个连接处,那各个部件还是会卡死,最后受损的就是圆锯、齿轮组,那东西更贵。”

木匠们纷纷提出:应该制定规范,限定木料的厚度云云。

这帮人已经接受了“规范化”的思想,金士麒感到很欣慰。

但金士麒却说规范是必需的,但工人操作中情况多变:譬如木料强度变化,或者水流速度变化,或者工人心情不好,都会导致这种锯片抱死的现象。

“总而言之,错误是不可避免的,那么就准备应付这个错误。”金士麒指着刚才断裂的部件,说之所有在这里安装一段“脆弱”的连接栓,就是把它当作“保险”。它断裂之后再换上新的就可以,不会损伤那些贵重的部件。

最后金士麒总结道:“这个概念,叫‘容错设计’,快记下来!”

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