第375章实践
夏日将尽,秋意初显。学堂东侧,那条自山上蜿蜒而下、常年清澈的溪流边,比往日热闹了许多。
李禾卷着裤腿,站在齐膝深的凉水里,手里拿着一个用木板和绳子自制的简易水平仪,正指挥着岸上的王小涧和陈稷调整一根粗大毛竹的位置。“左!再左半寸!好!稳住!”他声音洪亮,带着一种与年龄不符的沉稳和笃定。
岸边,一座初具雏形的水力作坊正在成形。巨大的木质水轮已经架设在特意拓宽、加深的溪道中,水流冲击着轮叶,发出哗哗的声响。水轮的主轴通过一组复杂的木制齿轮和连杆,连接着岸上作坊内部的石臼和石碾。几个年龄较长的学子,正挥汗如雨地夯实地基,安装最后几根支撑柱。更外围,则聚拢了十来个闻讯赶来的乡民,有老有少,有的纯粹看热闹,有的则主动帮忙传递工具、搬运石块,脸上都带着好奇与期待。
这一切的源头,是李禾一次偶然的观察。他发现山下王家庄以及附近乡民,每到新谷收获,去壳碾米是件极其耗时费力的事情。石臼手舂,效率极低;畜力石碾,并非家家都养得起健壮的牲口,且喂养也是负担。看到学堂旁日夜奔流不息的溪水,一个念头在他心中萌发:能不能让水流代替人力畜力?
他将这个想法告诉了凌熠。凌熠没有直接给出答案,而是问了他一连串问题:溪水流速多少?不同季节水量变化多大?需要多大的力量才能驱动石碾?如何将水流的冲击力最有效地传递到石碾上?可能会遇到哪些问题?
李禾被问住了,但他没有退缩,反而被激起了无穷的斗志。在凌熠的提示下,他带着王小涧、陈稷,还有另外两个对机械感兴趣的学子,开始了这个被凌熠称为“溪流动力应用项目”的工程。
第一步是勘测。他们用标竿、绳子、自制的“滴漏计时器”(一个底部有小孔的陶罐),反复测量不同地段的溪流宽度、深度、流速。李禾甚至发明了一种用羽毛和木片做的简易“流速仪”,虽然粗糙,但足以进行相对比较。最终,他们选定了一处河道较窄、落差相对明显、且岸边有足够平坦空地的地方。
接下来是设计。凌熠提供了基本的原理:水轮的形式(上击式还是下击式)、齿轮传动比、能量损耗的估算。但具体的尺寸、材料、结构细节,全部由李禾带领团队自行计算、画图、讨论。他们用木棍和泥巴做了无数个模型,在溪边的小水坑里测试。图纸画了又改,改了又画,李禾那间小屋的墙壁上,贴满了各种草图和数据记录。
最难的是建造。水轮的主轴需要一根笔直、坚韧的硬木,他们跑遍了附近山林,才找到合适的。齿轮的啮合是个精细活,稍有偏差就会打滑或卡死。李禾带着王小涧,用最简陋的工具,一遍遍打磨、调试,手上磨出了血泡,又结成硬茧。传动机构的连杆,需要承受巨大的往复力量,他们试验了不同的木材和连接方式,还从凌熠那里学到了“榫卯结构”和“铁制加固件”的应用。
资金和物料是另一个难题。除了姜维资助中拨出的一部分,李禾说服了受益最大的几户乡民,以“未来三年免费使用水碾”为条件,换取了他们的劳力和部分木料、石料支持。他甚至鼓动周墨,用他擅长的“谈判技巧”,从附近一个采石场,用极低的价格“赊”来了一批合适的石料。
过程中,失败是家常便饭。第一次试运行时,水轮转速太慢,根本带不动石碾。检查发现是水轮叶片角度和入水深度设计不合理。调整。第二次,传动齿轮崩掉了一个齿。加固,改用更硬的木料。第三次,连杆在剧烈往复中断裂。重新设计连接方式,增加支撑点……