1255再铸鼎

    金口堡今年五月份才开建，现在连个雏形都没有。建设基地上只有两圈木栅栏，里面扎了一些简易的帐篷，靠近山脚的地方有一处建设中的砖石建筑，十几名劳工在工地上忙碌着。

    另一边的空地上，一些穿着红甲衣的义勇队员手里拿着木制假枪，保持持枪姿势满头大汗地站着。安全部在这里驻扎了两个什，一个月轮换一次，也不帮忙盖房子，而是按计划正常训练，只起一个震慑作用，既对外又对内。

    长期契约劳工们下船之后，就被赶去西边山脚下的营地了。他们将在这里从事一些凿石、烧炭等等的重体力工作，为金口堡提供建设材料。

    等到他们走完，岸上的汤桦树指挥几个劳工上船，和水手一起把船上的货物搬运下来，装到后面的四轮牛车上。汤桦树是建设部的人，现在是金口堡建设基地的总指挥。

    许嵩涛这时候也从艉屋里走了出来。

    第一舰队返回东海后，又抓紧时间再跑一趟，不过这次去的是起点号和白羊号，金牛号和纵横号留下检修。所以许嵩涛暂时无事，带着几个水手操纵创世号跑跑短途运输。

    “老汤啊，你们不准备在这陆桥上挖条运河吗”许嵩涛下到岸上，对着汤桦树打起了招呼。

    “运河或许吧。现在金口刚开发，有南边一个港运输材料就够用了。等以后北面的商业区建设起来，或许是该挖条运河。不过这片海滩淤积太严重，就算有了运河也只能走些小船。”汤桦树一边记录着到岸的货物，一边说。

    许嵩涛点点头，大点的海船连这片港区都开不进来，更别说运河了。“不过，商务部不是规划要从北边的五龙河运输原材料吗看来到时候只能从外海绕过巉山了啊。”

    “什么，有这事”汤桦树有些诧异，似乎是第一次听说。

    “上个月全体大会你睡觉了吗商务部觉得现在的运输路线太长，想直接通过五龙河去莱阳取货，现在正在研究呢。”

    汤桦树挠挠头，他还真没注意，“那就先用海船运吧，现在金口堡建设任务重，不可能抽出人力挖运河的。”

    今年王泊棠跟着薛之远去了一趟莱阳县，在薛之远的指点下，给薛家家主送了一幅崂山风景图，成功博得了这个老头的好感。之后一番谈判，东海商社与薛家达成了协议，以每贯二十斤的价格收购生铁，每月差不多可以收购千斤。

    这个价格着实黑了点，折合每斤35钱了。原先莱阳生铁的生产成本不会超过一斤10钱，售价也不过25-35钱一斤。但这几年到处都在备战，钢铁价格一路上涨，而东海人又是不知根底的新客，自然拿不到优惠价。他们急需原材料，就算如此高价，也只能忍痛买了。

    千斤听上去不少，不过换成公制也就不到五吨，在工业时代简直不值一提，可是在现在已经是薛家冶三分之一的产量了。

    现在，这些莱阳生铁先由薛家通过大沽河运输到即墨西北方，再转陆路运输到墨水河，再由东海商社运回东海，又麻烦又危险。

    而且，这些铁中有相当一部分是由煤炭而不是木炭炼的，硫磷含量很高。

    古代大部分的铁都是用木炭炼出来的，不过宋朝时已经开始用煤炭炼铁了，但这算不上技术进步，只是节省成本的举措罢了。因为相比木炭，煤中有不少硫、磷等杂质，炼铁时会进入铁中，导致质量大大降低。直到后世发明出将煤炭炼成焦炭的方法，除去煤中的杂质，才能用焦炭炼铁。

    莱阳县既产铁又产煤，这倒是个好消息，至少煤炭来源有着落了。但薛家用煤炼铁，这就很坑了，所以武备组就提出了直接收购铁矿石和煤炭，运回来我们自己炼的建议。

    不过这样对运输的压力就更大了，所以商务部看看地图，发现金口湾北部的五龙河向北一直延伸到莱阳县境内，就想着通过五龙河直接去莱阳运输铁矿石煤炭，现在已经派人去考察了。

    寒暄一会儿，劳工们搬完了货物，许嵩涛就领船南下了，今天还得再运几趟呢。

    这次的货物是一批机械构件和建材，汤桦树等人驾着牛车把货物运回了金口堡，把建材送去工地，就开始组装起来机械来。原来这是一台粘土搅拌机，主体结构简单，由一台从代耕架发展而来的人力机械提供动力，亮点是减速结构和铁质的桨叶。这个桨叶大约长半米，虽然外形有些丑陋，但也是机械组费了好大的底气才锻打出来的，在这个时代也算上一件利器了。

    汤桦树赶快让人拿到工地上给正在生产砖块的劳工们试用，果然比手工搅拌方便了很多。在搅拌缸中加入粘土和水后，由四名劳工转动绞盘，带动桨叶慢慢转动，将黏土搅匀。这搅拌机一次能制造半吨的砖用粘土，相比之前的手工搅拌大大提升了生产速度。

    汤桦树调整了人力分配，把一部分搅拌工人放到了下个工序制砖胚上。制砖胚说起来简单，只要把粘土放进模具里压实就行了，但为了满足巨量的用砖需求，这道环节也吞噬了大量的人力。下一阶段，机械组会提供一种简陋的制砖机，以提高制砖效率。

    制好了砖胚，再下一步就是拿去小土窑烧了。这些土窑烧出的砖，不会直接拿去盖房子，而是用来盖一座16门的小轮窑。

    所谓轮窑，就是把砖窑建成环型，内部分隔出多个窑室，轮流烧制。如此一来，一间窑室烧砖时的热气可以提前加热下一间窑室，节省了燃料和时间。这种轮窑技术要求简单，既节省了燃料，又形成了连续不断的生产过程，大大提升了产量，不但能烧砖还能烧石灰，正适合东海人现在的条件。

    磨刀不误砍柴工。建设部初期曾经严重困扰于建材不足的窘境，建设了很多小土窑，每烧出一点砖就要拿去盖房子，即使投入了大量人力仍然供不应求。后来他们痛定思痛，暂停住房的建设，把珍贵的建材拿来建设了一个小轮窑，大大提升了生产砖和水泥的速度，之后才有足够的建材来盖房子。今年东海堡里终于建起了一百多间小平房，让所有股东都能从东海102上下来，住到地上了，不得不说很大程度上是拜此所赐。现在建设金口堡，自然也要从磨刀开始。

    “好嘞，”汤桦树看着即将完工的轮窑，高兴地自言自语起来，“三天内应该就能完工了，这下子终于能正式开建了。啧，机械组的制砖机什么时候好啊”




第64章 渐开线齿轮（庆春节及推荐票满千，今明两日十更，此为第一更）
    1257年，八月十八，东海堡。

    中秋节刚过，东海人没时间沉浸在节日气氛中，立刻又投入了工作。

    工业部办公楼，武备组的实验室中，季国风、林小雅、段明远三人正围着一个软泥捏出来的火炮模型研究着。刚才，他们把这个泥炮装上了少许火药引爆，试图通过观察炮体膨胀的情况来研究膛压的变化，以改善火炮设计。

    “唔……十五厘米的位置应该加一道加强筋，别的我看就不用大改了。”季国风摸着炮身说。

    “我也觉得这样，再修改下去也未必能改善多少，不如试造一门看看先。”段明远附和道。

    “等等，”林小雅看了看炮口，若有所思的样子，“我一直有个疑问。火炮是口径越大威力越大没错吧，但是炮弹动能不是和装药量正相关吗如果是小口径、大壁厚的火炮，使用与大口径火炮相同的装药量，威力不是一样的吗”

    “呃，”季国风看了看她，她自从对火炮产生兴趣之后，就经常冒出一些角度新颖的想法，“是这样没错，但是小口径有两个不利因素。一是速度快了之后，炮弹在炮膛内停留的时间也会缩短，这样既不利于火药的充分燃烧，也不利于炮弹的充分加速，所以即使装药量相同，小炮弹的初始动能也会比大炮弹低一些；二是出膛初速高了之后，空气阻力会急速增大，动能快速衰减，所以即使初始动能一样，小而快的炮弹在远距离上的威力也不如大而慢的炮弹。两个因素相加，小口径自然就比不过大口径了。”

    “哦，原来如此，”林小雅一副恍然大悟的样子，然后又想起了什么，“那如果换密度更大的炮弹，是不是能增大小口径火炮的威力”

    季国风摇头道：“你是说把铁弹换成铅弹吗确实会有作用，不过铅要比铁贵上不少，而且弹道还要重新标定，有些麻烦……”

    段明远也说道：“而且铅是软的，高膛压发射的话会变形，影响弹道稳定性。火枪百多米打打问题不大，但换几百米的火炮就有问题了。”

    “是这样啊。”林小雅仍锲而不舍，“那么如果把铁炮弹做成空心的，里面灌铅怎么样这不就不变形了”

    季国风笑道：“但这样有什么意义呢一颗炮弹而已，这么一搞成本比纯铅弹都贵了，性价比太低啊。与其折腾这点心思，还不如干脆做个大口径的炮呢。”

    林小雅白了他一眼：“这不我们铸不出大管子只能研究这些小炮嘛，所以我才想着怎么在炮弹上做文章啊。”

    季国风一愣，刚准备说点什么，隔壁突然传来一阵大笑声，随后就是连续的高喊：“我算出来啦，我算出来啦，原来如此，居然这么简单！”

    段明远和林小雅都是安全部的人，对工业部的其它业务不太熟悉，听到之后有些奇怪。而季国风却一下子激动起来，跑出门去，一边跑一边喊：“老孙，你真算出来了”

    两人跟着去了隔壁，见到机械组的孙清南拿着几张稿纸递给季国风，激动地说：“总算是算出来了，真没想到，居然是这么简单，只要一根长直齿滚刀就能加工了，我们终于能生产渐开线齿轮了啊！”

    季国风接过稿纸，看了一遍，同样发出恍然大悟的声音，拉着孙清南说：“老孙，赶紧准备试制，你要什么资源我给批什么。”

    林小雅还是有些一头雾水，段明远却已经明白了，他这是终于把渐开线齿轮的制造原理给搞定了啊。

    渐开线齿轮，非工科人士可能不太清楚，但后世工科课程中这是必学的一课。这种齿轮具有连续平滑的齿面，能够使啮合的齿轮以稳定的角速度转动，对机械设计有着重要意义。

    普通人印象中的齿轮，大多是一个圆盘上排列着许多矩形的轮齿，实际上早期齿轮也确实是这样的。但是想象一下，齿轮做的是圆周运动，而矩形齿是有棱有角的，这样的齿轮转动起来必然是不顺滑的，轮齿之间相互碰撞摩擦会导致传动一顿顿的。低精度条件下可以无视，但一旦对精度有了追求，这一点就必须重视起来了。

    如果把轮齿做成弧形的，就能改善这样的卡顿，但是具体应该是怎样的弧形简单的圆形还是特殊的椭圆还是抛物线或者别的曲线

    历史上的机械学家早就用几何学计算出了最佳方案，那就是渐开线曲线。（此处省略若干字）。

    以渐开线为形状制造的两个齿轮，可以始终稳定地啮合在一起，把齿轮传动变得像两根传动轴直接摩擦传动一样顺滑。

    这是工科人士的常识，但是常识归常识，后世又不用亲自制造齿轮，只要选择合适的齿轮买回来组装就行了，所以渐开线这些知识考完试就还给老师了。工业部的这群二把刀们，虽然一个个都知道渐开线齿轮的必要性，但楞是一个记得渐开线是什么的都没有，更别说如何制造了。所以之前机械组制造的机械，都尽量避开齿轮传动的设计，实在无法避免的时候，才拿直齿齿轮凑合一下，在傻大粗黑的时代也勉强能用了。

    但这终究不是长久之计，机械组的组长孙清南从去年开始就在试图推导渐开线的原理。他几乎从欧几里得几何学开始，把整个古典几何学体系重新推导了一遍，为东海觅天台和文化部贡献了不少教材。到了今天，终于把渐开线原理推导出来了！

    当公式写在纸上的时候，才发现一切居然是这么简单。就连曾经发怵的加工方式，也只不过是一把直齿的滚刀罢了。

    ……

    十六天后，东山工坊。

    “老孙，你们这刀怎么就一个齿啊”季国风指着一台简陋的机械，转过头来问孙清南。

    “没办法，我们的加工水平你还不清楚想做出后世那种多齿的花式滚刀几乎是不可能的，只能先做一个齿，多转几圈吧。”孙清南耸耸肩，无奈地说。

    工坊中今天挤了不少人，工业部几乎全来围观机械组的第一次渐开线齿轮加工了。这些天来，机械组777工作，好不容易拼出一台齿轮加工机械。这齿轮加工说起来简单，做起来难，要保证刀具和工件按一定的速比相对转动，实在是不容易，机械组不得不采用了不少旧式的直齿轮，误差很大，只能勉强实验用。

    孙清南拿出一片穿孔的木圆片，固定在一根转轴上，然后转动起齿轮机右侧的动力转盘来。转盘带动机械内部的齿轮组，使上方的刀具快速旋转起来，而下方的木圆片则缓慢地转动着。两者转动方向互相垂直，接触后，刀具很快在木片上切出一个小口，然后快速转动切割不断将切口扩大。过了一会儿，随着动力转盘的不断转动，木片上一个个轮齿渐渐显现出来，有了齿轮的模样。等到木片转完一整圈，齿轮差不多就成型了，但孙清南继续转着让刀具对它进行修整，一直让它转了三圈，才取下来，交给围观群众传看，又开始加工第二个木齿轮。

    由于机械的精度问题，这个木齿轮很不完美，轮齿边缘很粗糙，偶尔还能找到两个小缺口，仔细看的话，每个齿的大小都略微有些区别。但即使是这样的齿轮，也比之前粗制滥造的直齿齿轮强多了。等孙清南加工出第二个木齿轮之后，季国风把两个齿轮套到两根轴上，然后靠近相互啮合，随意拨了一下，两个齿轮顺滑地转动起来，围观群众禁不住鼓起了掌。

    由于加工技术和材料的限制，机械组现在只能加工容易切削的木齿轮，而且精度还不怎样。下一步，他们计划批量加工一批，选出最好的，用这些刚加工出的渐开线齿轮去替代齿轮加工机中的直齿齿轮，以提高加工精度，之后再把这个过程重复几次，等到精度提升到一定程度之后，再尝试加工软金属例如铜质的齿轮。铜齿轮的稳定性将比木齿轮有较大的提升，到时候可以再次回头提升加工机械的精度，之后再用来制造更精确的刀具和齿轮。

    这样反复迭代的过程可能要持续数月甚至数年，直到做出高效率的刀具和加工机械、培养出熟练的工匠之后，渐开线齿轮才能大量采用。

    虽然痛苦、漫长又无奈，但这就是工业发展的必经之路啊。



第65章 星火级（第二更）
    1257年，十月初八，寒露，阔马造船厂。

    “为了这荣耀的一刻，让我们祝福‘寒露号’吧！”

    张正义抬起一坛自酿的老酒，和周围海洋部的人一起用力向前推去。酒坛吊在绳子上向前飞去，一下子撞在一艘木船的船头上，哗啦一声撞了个粉碎。

    今天是个值得庆祝的日子，因为东海商社自主设计制造的第一艘海船终于下水了！

    为了纪念这一代表着东海商社造船事业真正开始的船型，海洋部将这种船命名为“星火级”，并为它举办了一个盛大的下水仪式，还请了张正义亲自来开光。

    为向先贤致敬，星火级用节气命名，由于最近的节气是寒露，所以就从它开始了，同时也特意选在这一天下水。双喜临门的是，当初星火级一次开工了两艘，所以几天后就能见到第二舰“霜降”啦。

    此时距离之前的“金牛”和“白羊”下水只过了七个月。这不是说星火级用七个月就能建成了，而是在金牛和白羊建成前，阔马造船厂就按部就班地开始了两艘四百料福船的建造。等到海洋部已经积累了不少海战经验，决定根据他们对帆船的理解，大幅修改船只的设计的时候，这两艘四百料福船已经备好了木料，把龙骨铺得差不多了。这时候需要修改的话，只要改动上层船体就行了，所以才能赶在今年南下季之前下水。

    古典造船业就是这样的，有些工序是很难缩短时间的，就算堆上再多人力也没法大幅压缩一条船的建造周期。但是你可以通过同时开工多艘船，来提高成品船只的下水频率。阔马造船厂现在是人力占用大户，正式员工就有过百人，算上学徒等辅助人员都快二百了，更别说还有大量的人力通过伐木、烧炭等等间接为他们服务，因此产能相比最初也大大扩充了。

    说起来惭愧，来自现代的东海人居然是土著手中学来的流水线造船作业。

    第一舰队从明州返回后，参照北轮造船厂的先进经验，对阔马造船厂进行了改革。他们把造船全过程分为五道工序，每道工序指定专门的劳工负责，完成一条船的某道工序后不是去下一道工序帮忙，而是去下一艘船上继续做此道工序。这样子，经验不足的劳工可以专注于某种特定的工作，得以快速提升熟练度，而总体的生产效率也明显提升了。