天工部的各个工坊,每天都能收到堆积如山的钢铁原料,可加工能力却远远跟不上。
无论是锻造农具、打造军械,还是纺织麻布、烧制水泥,都需要大量的人力。即便是天工部已经吸纳了天下半数以上的能工巧匠,依旧是杯水车薪。
“萧大人,这可怎么办啊?”机械署署令墨远愁眉苦脸地找到萧寒,将一摞厚厚的订单放在他面前,“农具工坊的订单已经排到了明年,军械工坊更是催得紧,说北方的边军急需换装新式铠甲。可我们的工匠就算是不眠不休,一天也只能打造出这么多东西。”
萧寒拿起订单翻了翻,眉头也微微皱起。
手工生产的效率终究是有限的,即便工匠们再努力,也无法满足大秦日益增长的需求。想要彻底解决这个问题,唯一的办法,就是用机械代替人力。
“墨远,你来看这个。”萧寒走到案前,拿起毛笔,在宣纸上快速勾勒起来。
很快,一张简单的草图便出现在纸上。图上画著一个巨大的轮子,一半浸在水中,轮子的轴上连接着一根弯曲的杆子,杆子的另一端又连接着几个大小不一的齿轮。
“这是水车?”墨远疑惑地看着草图,“我们现在已经在用水车带动鼓风机了啊。”
“这不是普通的水车。”萧寒指著图上的弯曲杆子,“这个叫做曲轴,它能把水轮的圆周运动,转化为直线往复运动。再配合这些齿轮,就能改变运动的速度和方向,带动各种不同的机械。”
他又在旁边画了几个简单的示意图:“你看,用这个曲轴和齿轮系统,我们可以造出水力锤锻机,代替人力打锤;可以造出水力纺织机,代替人力纺纱织布;还可以造出水力碾磨机,代替人力磨面、碾米。”
墨远的眼睛越睁越大,呼吸也变得急促起来。
他是墨家嫡系传人,毕生都在钻研机械之术。
萧寒画的这些草图虽然简单,却如同醍醐灌顶一般,为他打开了一扇全新的大门。他瞬间就明白了,这看似简单的曲轴与齿轮组合,蕴含着何等惊人的力量。
“萧大人您是说,用这些机械,一个水轮就能顶几十个、甚至上百个工匠?”墨远的声音带着难以掩饰的激动。
“没错。”萧寒点了点头,“水力是无穷无尽的,而且不需要吃饭、不需要休息,一天十二个时辰都能不停地工作。只要我们在河流沿岸建起足够多的水力工场,就能彻底摆脱对人力的依赖,让生产效率提升几十倍、上百倍。”
他将草图递给墨远,语气郑重:“墨远,这件事就交给你了。你带领机械署的所有工匠,尽快把这些草图变成实物。我给你一个月的时间,先造出第一台水力锤锻机和第一台水力纺织机。”
“臣遵旨!”墨远双手接过草图,如同捧著稀世珍宝一般,转身便飞奔而去。
回到机械署,墨远立刻召集了所有墨家工匠和算学馆的学者,将萧寒的草图展示给他们。
当工匠们看到这些草图,明白其中的原理后,整个机械署都沸腾了。
墨家主张“备世之急”,追求“兴天下之利,除天下之害”。而水力机械的出现,无疑是实现这一理想的最佳途径。用机械代替繁重的体力劳动,让百姓从苦役中解脱出来,这正是墨家百年来梦寐以求的事情。
“太好了!有了这些机械,天下的百姓就不用再干那些累死累活的活了!”
“萧大人真是天纵奇才啊!这么巧妙的想法,他是怎么想出来的?”
“别废话了!赶紧动手!一个月内造出样机,不能让萧大人失望!”
工匠们立刻投入到了紧张的研发之中。
墨家不愧是传承了数百年的技术世家,他们对机械的理解与动手能力,远超常人。虽然萧寒只给了最基础的结构草图,但他们很快就完善了所有的细节。
首先攻克的是卧式水轮。
原来的立式水轮,只有下半部分能接触到水流,能量利用率很低。而卧式水轮则是整个轮子都浸在水中,水流直接冲击叶片,能量利用率提升了三倍以上。
紧接着是曲轴。
这是整个系统中最关键的部件,对精度的要求极高。工匠们用焦炭炼出的优质钢材,打造出了第一根合格的曲轴。当曲轴安装在水轮轴上,随着水轮转动,果然完美地将圆周运动转化为了直线往复运动。
然后是齿轮传动系统。
工匠们按照萧寒给出的比例,打造出了不同齿数的齿轮。通过不同齿轮的组合,可以轻松地调节机械的转速和扭矩。
仅仅用了二十天,第一台水力锤锻机便在渭水河畔的试验工场建造完成。
当萧寒和扶苏亲临试验现场时,所有人都屏住了呼吸。
墨远亲自拉下了水闸。
湍急的渭水冲击