外城的大明兵工厂内,在仓库前的空地上,一节车厢被悬吊了起来。在车厢的下方,数十名工匠正在忙碌着更换车轮。

    在这群忙碌的工匠附近,还有一群工部的小吏正紧张的记录着什么,工部营缮清吏司的主事姚静,正一脸担忧的看着被悬吊起来的车厢。

    “这绳索会不会崩断啊?就这么几个人拉着绳索,他们坚持的住吗…”姚静实在忍不住担心,对着身边陪同的管事询问道。

    兵工厂陪同的管事满面笑容的解释道:“这些悬吊的绳索不是普通的麻绳,而是新研制出来夹杂着铁绞线的新绳索,比普通的麻绳要坚固数倍。

    同鼓楼那个大摆绳索的制造方式差不多,那个大摆挂了数个月都没有问题,可见这绳索有多可靠了。

    至于那些工匠并不是在拉绳索,而是在照看悬吊车厢的牵引装置。这种利用滑轮组悬吊重物的方式,可以省下三分之二的力,是孙大人同科学院的几位院士设计出来的。

    不过孙大人认为这种绳索虽然坚固,但是摩擦力太大,准备用光滑的熟铁链条来替代它,不过现在可用的熟铁链条还没有制作出来…”

    两人正看着工匠们施工交谈的时候,孙元化正陪着皇帝向着这里走过来。

    “…这马拉铁道的运输方式,在试用了半个月后,臣等发现虽然这种道路运输方式远较马车省力,但是对于车轴的损耗却非常大。

    臣之前看过前元郭守敬所制作的简仪,在百刻环与赤道环之间安装了四个小圆柱体以减少摩擦力,臣就想着能不能把这种方式运用到车轴上,以减少车轴的损耗程度…”

    在行走的路上,孙元化向崇祯解说着今天更换车轮的原因。朱由检还在思考着,这圆柱体和车轴到底有什么关联,不过当他走到现场,看到了实物之后,终于明白了过来。

    马拉铁路上跑的车辆,是按照普通马车改变过来的,虽然外表形状和车轮的数目改变了,但是运行的原理并没有做出根本性的变革。

    承载马车车厢的车轴同车轮之间的连接方式,还处在轴瓦和瓦盖的直接接触方式上面。

    这种原始的轴承和近代轴承相比,显然不适应在铁轨上较快的运行速度,很容易就因为车轴高速摩擦而快速升高温度,从而烧毁车轴的端头。

    而孙元化仿照简仪在轴瓦和瓦盖之间增加了12个小圆柱体,从而形成了一个原始的滚子轴承。虽然这些车轮还没有安装完成,车轴也没有试验过,不过朱由检已经可以确认,今天的试验必然是会成功的。

    朱由检抚摸了下放在地面上的一个大轴承,便站起来对着孙元化说道:“想要制作这样的轴承,这些小圆柱体就必须加工的非常精细,兵工厂能办得到吗?”

    对于崇祯的内行,孙元化已经不感到诧异了,他丝毫不意外的说道:“现在科学院的度量衡标准中的度、量标准,已经完全落实了。兵工厂已经可以按照统一的规格尺寸进行分部件加工,只需要测算出公差就可以了。

    小圆柱体的加工要求虽然精细,但是它的加工方式并不复杂,只是对于工匠的手艺要求较高。唯一存在问题的,是用于这种小圆柱体的材质,既要耐磨又要坚硬。

    臣等之前实验了数种材质,都无法承受马拉铁路使用车厢的重压。

    最后选定了两种可能适用的材料作为两节车厢的轴承,一种是青铜。另一种则是兵工厂新研发出来的坩埚钢。”

    朱由检下意识的打断了孙元化问道:“坩埚钢?”

    “按照陛下的猜测,同时以显微镜观察的铁片内部构造。臣等认为,假设钢和铁都是同一种物质,只是含碳量的不同造成的性能差异,那么想要改善铁质,只需要排除杂质并调节含炭量就可以了。

    因此臣等参照灌钢古法,以石墨黏土制作坩埚,然后把渗碳铁料切成小块置于其内,再把它同空气隔绝起来,防止杂质侵入。然后放入琉璃窑中进行加热,最后果然得到了一种钢。

    这种钢应当就是属于陛下所说的高碳钢,质地均匀坚硬,性能比苏钢更佳。就是生产数量不多,成本也较为高昂。

    臣等原本打算用这种钢作为加工工具,不过现在先拿来制作轴承了。”孙元化简单的向崇祯解说道。

    看着孙元化眉目间抑制不住的兴奋,朱由检不由大为赞赏了几句。能够制作出坩埚钢,对于大明的钢铁生产技术来说,显然是一个极大的进步。

    不过还不足以让大明进入到钢铁的时代,朱由检心中默默的对自己说道。

    当崇祯一行人抵达的时候,两节车厢车架上的车轮已经安置的差不多了。随后悬吊着的车厢被放回了停在铁轨上的车架上固定,并开始装载货物。

    这些货车敞篷车厢原本设计每节车厢要装载8吨货物,不过在实际运行中,只能装载4吨左右。

    现在换了新轴承之后,也就按照4吨的载重开始试验。由于有了新式样的滑轮组,同铁木结构的门式承重架,用于试验的铁块很快就被装上了车厢内。

    兵工厂内的铁轨长约1公里,两节车厢来回一趟也就20分钟不到。当货车停下后,一群工匠就立刻上前检查新式轴承的磨损状况。

    孙元化似乎也忘记了身边皇帝的存在,匆匆的向铁轨上的货车走去,同工匠们一起检查起车轴起来了。

    这种把皇帝丢在一边的行为,让站在崇祯身后的王承恩大为不满,他向前走了几步,想要把孙元化叫回来。

    不过崇祯却叫住了王承恩说道:“罢了,让孙郎中去看看也好,今天兵工厂的首要事务就是试验新轴承的,我们还是不要干扰他们了,且在这里等着听结果吧。”

    有了皇帝的发话,一行人顿时站在边上安静的等待了下去。兵工厂的工匠们对于轴承的检查相当的细致,足足花了大半个钟头,孙元化才回转回来。

    他还没走到皇帝身前,就洋溢不住脸上喜色说道:“陛下,两种材质的轴承都没有任何损坏的痕迹,且货车运行的速度提高了一倍,牵引的马匹看上去也轻松多了。接下去,就是增加货物的重量,看看能不能有所提高…”

    朱由检仔细的听完了孙元化的讲解,心里也同样很开心,这意味着建造一条可以运营铁路的计划,终于解决了技术上的难题。

    不过随即他看着铁路上长度不一的铁轨,有些忧虑的询问道:“现在可以大批量生产的铁轨长度,一般能达到多少米?”

    孙元化不假思索的回答道:“不超过35米。再长就无法加工了。”

    朱由检心算了下,便皱着眉头说道:“一根铁轨也就70斤上下,一个人就能轻易扛动了。如果朕想要在野外建设这样一条铁路,如何能保证这些铁轨不被人盗走?”

    孙元化顿时有些张口结舌,他对于解决技术问题可以想出各种奇妙的办法,但是对于这种社会问题,就有些技穷了。

    情急之下,他下意识的说道:“要不然,我们可以增加相同长度铁轨的规格,让它变得更为结实沉重,这样铁轨也更为耐用一些。”

    站在边上的工部主事姚静顿时反对道:“如果这样的话,造价岂不是要增加许多,原本能造两条铁路的铁料,现在就只能造一条了。

    以臣看来,还是应该多在防护上下功夫,比如多设立几个休息站,多增加巡逻护卫铁路的人手…”

    朱由检思考了一会,便说道:“保护铁路措施方面的确要加强,但是制造更长的铁轨,变得让人难以偷盗,同样是个办法。孙郎中,如果想要把铁轨制作长度增加到现在的一倍以上,究竟要怎么才能办到?”

    孙元化思考了许久,才不确定的说道:“如果想要增加铁轨的浇筑长度,臣以为需要从炼铁厂下手,提高冶炼铁水的质量,争取铁水出炉就达到可以制作铁轨的要求,然后马上进行铁轨浇铸。

    那么不仅可以加长铁轨的长度,还能提高铁轨的质量,同时还能降低制作铁轨的费用。”

    朱由检思考了一会,便对着孙元化、姚静两人说道:“孙郎中过些日子去门头沟勘察一下,看看门头沟附近什么地方适合修建一座炼铁厂和铁轨制作场。

    门头沟有煤、铁、石灰石,炼铁的原料一应具备。从门头沟往京城修铁路,可以减少不少运费,同时也能为唐山新铁厂的建设,积累工程建设经验。

    至于姚主事,等今天的轴承试验成功。三天后,朕会邀请一些商人和士绅前来参观,铁路运货的便利之处,朕希望你们能够准备的妥当一些…”

    当孙元化送皇帝离去时,不免有些疑惑的问道:“陛下,难道你真的要把铁路交给那些商人和士绅去投资建设吗?

    臣以为,铁路这种运输方式虽然不及运河水运,但是建设一条铁路可比挖一条运河要简单多了。

    以铁路的运输能力,将来一定会成为仅此于运河的货物运输方式。大运河是我大明沟通南北的命脉的话,铁路就有可能是没有运河的平原地带的生命线。

    这样重要的交通方式,怎么能交给商人和士绅们去建设管理?这恐怕未必有利于大明啊。”


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