天工閣主樓的會議室裡,晨光透過玻璃窗,在地麵投下清晰的光斑。扶蘇站在案前,案上擺著一組木質模型:齒輪咬合著齒輪,杠杆連著滑輪,軸承套在木軸上,鏈條纏繞著鏈輪,引得圍坐的工匠與墨家弟子頻頻探頭,眼中滿是好奇。
“今日召集大家,是想跟你們詳細講講齒輪、杠杆、滑輪、軸承、鏈條這五種基礎機械構件的原理——搞懂它們,日後改良機器、設計新器械,就能舉一反三,少走彎路。”扶蘇拿起齒輪模型,輕輕轉動主動輪,從動輪隨之反向轉動,“首先說齒輪,它的核心是‘傳動’與‘變速’。比如水力大紡車,水輪的轉速慢,要通過齒輪將轉速提高,才能讓錠子高速紡紗;再比如回回炮的絞盤,用大齒輪帶動小齒輪,能省力,一個人就能轉動絞盤吊起五百斤的配重塊。你們記住,大齒輪帶小齒輪,轉速變快但費力;小齒輪帶大齒輪,轉速變慢但省力,根據需求選就行。”
一名墨家弟子舉手提問:“公子,那齒輪的齒數有講究嗎?比如兩個齒輪,一個二十齒,一個四十齒,轉動起來有什麼不一樣?”
“問得好!”扶蘇讚許點頭,“齒數決定傳動比。二十齒的齒輪轉一圈,四十齒的齒輪隻轉半圈,這就是‘減速’;反過來,四十齒轉一圈,二十齒轉兩圈,就是‘加速’。以後設計機器,想讓某個部件轉快或轉慢,就靠調整齒輪齒數來實現。”
接著,他拿起杠杆模型——一根長木杆架在支點上,一端掛著石塊,一端係著繩子:“杠杆的關鍵是‘支點位置’。支點靠近石塊,用小力氣就能撬起大石頭,這是‘省力杠杆’,比如咱們提水的軲轆、鍛打的鐵砧,都用了這個原理;支點靠近用力端,雖然費力,但能讓另一端移動更遠,比如紡車的踏板、弩機的扳機,這是‘費力杠杆’,換的是‘距離’。”
隨後是滑輪與軸承。扶蘇指著掛在房梁上的滑輪組:“定滑輪能改變用力方向,比如往高處運東西,不用扛著走,拉繩子就行;動滑輪能省力,一個動滑輪能省一半力氣,兩個就是四分之一。把定滑輪和動滑輪組合起來,就是‘滑輪組’,回回炮吊配重塊、水車提水,都能用它。”
他又拿起一個套著銅環的木軸:“軸承的作用是‘減少摩擦’。以前木軸直接磨木架,用不了多久就磨壞了;現在在軸和架之間加個銅軸承,中間塗些油脂,摩擦變小,機器轉得更順暢,壽命也長。比如水力磨的磨軸、馬車的車輪軸,都要裝軸承。”
最後是鏈條。扶蘇拿起纏繞著鏈條的鏈輪模型:“鏈條比皮帶靠譜,不會打滑,能傳遞更大的力。比如以後咱們做‘鏈條傳動的水車’,一個水輪能帶動多個磨盤;或者做‘鏈條式的提升機’,能連續往高處運礦石,比人工挑快十倍。”
整整一個時辰,扶蘇邊演示邊講解,從原理到實際應用,再到工匠們提出的疑問,一一解答。散會時,墨家弟子墨行捧著模型,興奮地說:“公子這麼一講,我總算明白之前改良水力機械時,為什麼有的地方總卡殼——原來是齒輪齒數沒配好!回去我就改,保證讓水車轉得更順!”
負責鍛打的老工匠也笑道:“以前用杠杆鍛鐵,總覺得費勁,現在知道是支點沒找對,調整一下,以後鍛鋼能省不少力!”
解決了機械原理的普及,扶蘇馬不停蹄地投入伐齊的備戰工作。第一站便是醫療站,秦越人正指揮學徒分裝酒精,陶甕裡的透明酒精泛著微光,空氣中彌漫著淡淡的酒香。
“秦先生,現在酒精日產量有多少?”扶蘇問道。
秦越人放下手中的陶瓶,躬身答道:“回公子,現在每日能蒸餾出兩百斤酒精,濃度都在七十度以上,夠醫療站日常消毒用。但要是供應幾萬大軍,怕是不夠。”
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“不夠就加量!”扶蘇語氣堅定,“你立刻讓人擴大蒸餾規模,再建十個蒸餾灶,多雇些人手,把日產量提到五百斤。同時加大力度收購酒水,無論是官營酒坊還是民間小釀,隻要是高度酒,都按高於市場價一成的價格收,越多越好——酒精是外傷消毒的關鍵,將士們在戰場上受了傷,用酒精消毒能減少感染,保住性命。”
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