209.第209章 水力机械
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水力机械的重要意义张海很早就明白，当队伍刚刚在这江南之地站稳脚跟的时候就开始着手准备在南京建造相比人力工场能够有决定性意义的水力加工工场了。
东南工商发达之地精英会聚，当张海提出水力锻锤这类在欧洲在已普及了二三百年已经发展十分成熟的器具的时候，一些征募过来听闻过此的工匠们并不诧异：“这不就是汉代就有的水力捣米的水碓么？而且其中性能十分优秀的据说还能粉碎矿石”
但是当天启三年十月初占领南京后的刘洪涛等人准备试制相比人力拥有决定性效率的水力锻锤的时候才发现这并不是一件简单的事。不论是米还是矿石，它们所需要的力量都无法和批量锻铁相比的。
此时东南之地掌握最先进技术的相关工匠已经能够如同汉代那样制造横竖相连接的齿轮。但如果要凭借这些并不算大的木齿轮装置操作重达上吨重的水力锻锤则根本不具有可行性。
而如果把锻锤的重量降低到百公斤左右的级别，速度相比寻常打铁也没有绝对优势，那么考虑到这些水力机械的成本乃至队伍里最近大半年时间以来兵工制造任务的紧迫性，就丧失了浪费这些资源的意义。
至于此时欧洲已经发展十分成熟的曲轴连杆等各种复杂的机械装置，那更是痴人说梦。
张海很早就向弟子们承认过此时的泰西在水力机械和金属加工等方面的能力已经远远超过东方了，如果还是抱着天朝上国的心态，没有危机感就没有动力。
钟表的发明或许东方并不晚于欧洲，水力机械的发明东方更是远远领先于西方。
但是自中世纪晚期至文艺复兴的时代以来，西方诸国在军事竞争动力和继承古典时代以来对工匠足够尊重的传统下在这方面的造诣突飞猛进。以水力机械的发展为核心，至少在兵工制造及相关领域，百年战争时期的西方实际上就完成了对世界其他地区的超越。
不要说是凭借自己的力量，就是以自己的队伍改信上帝为代价那样尽最大可能的引进此时西方的技术和人才，也根本不可能在短时间内按照旧有的方法制造出堪比西方水平的水力机械。
而一套二等及以上水平优良板甲的成本，即便在水力军工已经十分成熟的欧洲，其成本也至少要花费三四个月熟练工人工资，并不比中世纪时候制造锁甲的成本低多少。
“机械水平我们还不行，足够坚固而耐用并且精密的差速齿轮我们暂时还搞不定，曲轴连杆之类就更不用提。要在这种情况下赶超西方的效率还是有办法的：我们江南地区的水力条件要比泰西好的多，可以提供足够的动力。就用增加整个水轮、轮轴大小的办法来提供足够的功率。”说这话的时候，张海似乎已经想到了办法。
“机械如果过大，尤其是带动的锻锤如果过重—不要说千斤之重，就是只有几百斤往往也会使效率大打折扣。更别说现在是冬季，就是长江水也没有足够的水流。”一位制作水力机械颇有名气的木工师傅对张海说道。其实何止是效率会大打折扣，即便是夏季，南京城内秦淮河的水流也不一定能够带动张海在图中所设计的那种一次就就可以把大片胸甲锻压成型的重型锻锤。
张海却想到了解决这个问题的办法，尤其是水电站的水轮机所给予的提示：“机械不行，我们用人力财力外加一点儿窍门来补充。”
所谓的人力财力：就是建造用于工场的微型水库或蓄水池。可以直接从南京城墙东城外的护城河利用大气压原理用皮管动物肠管甚至竹筒从河中引水。先把水引至七八米高的一个土池内，然后再将水引到十五米高左右的内城城头。
近百根内径比臼铳还粗的管道二十四小时的每一秒种都能把接近一吨重的水利用大气压从河中引到十五米高左右的城头。这些水以每秒近一吨的速度从十五米高的空中倾斜下来的时候形成如人造瀑布一般的强劲水流。从理论上简单算起来至少是接近一百五十千瓦的动力。
此时笨重的水轮乃至锻锤要浪费其中至少三分之二的效率，即便是同时代欧洲的风力或水力装置也是如此。并且这利用现有条件所能造出来的最简单水轮机虽然功率不过后世大型水电站的水轮机组万分之一左右的功率而已。但即便如此：它也足以提供相当于一百几十个体质不算差的劳动力同时工作的动力，如果考虑到长年累月算起来的倒班工作，它至少相当于四百个锻铁的铁匠轮班工作。
而恐怕就算是西南雨季如怒江金沙江等很多险要的湍流也无法比拟的瀑布般水流速度则在最大限度的弥补了此时水力机械领域的短板。即便没有足够的差速齿轮也可以用水碓用一般的简单原理靠轮轴上的拨板拨动起重达近一吨的锻锤以每分钟七八十次频率展开工作。
在东城城头上建立了临时蓄水装置的情况下，炼铁所用的水力鼓风装置也大大改善了。加上这东南之地木炭资源丰富，为冶炼品质更优的二等及以上钢制板甲或盾牌所需要的原材料也提供了可能。
当然文艺复兴时代的兵工领域，东西方的差距是广泛的。有了依靠实际条件效率未必逊色于西方的水力机械也不代表能制作出西方水准那样完善的全身板甲，但能够以此时代标准比较优质的钢材制作出东瀛南蛮具足水准的铠甲也将使今后部队的伤亡率大大下降。以往的作战中，部队伤亡中的很大一部分比例都与敌仿制臼铳带来的钝伤或者箭矢投标一类的兵器划入铠甲的缝隙中有关。
“这样一来水力工场就要建设到皇城附近了，这倒也没有什么。我只是担心在城防最为关键的东城墙与宫城之间这样做会给守城带来很大的隐患。”刘洪涛不无忧虑的说道。
张海对此倒并不十分担心，有护城河的水源，城头上的蓄水池并不需要很大，依托新改建的前出堡垒就已经能最大限度的低效这个城防弱点。南京城防唯一可能比较薄弱的时候那要到了明年南方主力北上外出的时候了。而到了那个时候，即便南京城本身有各种意外风险，也不是自己的队伍所最终无法应付的。
水力机械的重要意义张海很早就明白，当队伍刚刚在这江南之地站稳脚跟的时候就开始着手准备在南京建造相比人力工场能够有决定性意义的水力加工工场了。
东南工商发达之地精英会聚，当张海提出水力锻锤这类在欧洲在已普及了二三百年已经发展十分成熟的器具的时候，一些征募过来听闻过此的工匠们并不诧异：“这不就是汉代就有的水力捣米的水碓么？而且其中性能十分优秀的据说还能粉碎矿石”
但是当天启三年十月初占领南京后的刘洪涛等人准备试制相比人力拥有决定性效率的水力锻锤的时候才发现这并不是一件简单的事。不论是米还是矿石，它们所需要的力量都无法和批量锻铁相比的。
此时东南之地掌握最先进技术的相关工匠已经能够如同汉代那样制造横竖相连接的齿轮。但如果要凭借这些并不算大的木齿轮装置操作重达上吨重的水力锻锤则根本不具有可行性。
而如果把锻锤的重量降低到百公斤左右的级别，速度相比寻常打铁也没有绝对优势，那么考虑到这些水力机械的成本乃至队伍里最近大半年时间以来兵工制造任务的紧迫性，就丧失了浪费这些资源的意义。
至于此时欧洲已经发展十分成熟的曲轴连杆等各种复杂的机械装置，那更是痴人说梦。
张海很早就向弟子们承认过此时的泰西在水力机械和金属加工等方面的能力已经远远超过东方了，如果还是抱着天朝上国的心态，没有危机感就没有动力。
钟表的发明或许东方并不晚于欧洲，水力机械的发明东方更是远远领先于西方。
但是自中世纪晚期至文艺复兴的时代以来，西方诸国在军事竞争动力和继承古典时代以来对工匠足够尊重的传统下在这方面的造诣突飞猛进。以水力机械的发展为核心，至少在兵工制造及相关领域，百年战争时期的西方实际上就完成了对世界其他地区的超越。
不要说是凭借自己的力量，就是以自己的队伍改信上帝为代价那样尽最大可能的引进此时西方的技术和人才，也根本不可能在短时间内按照旧有的方法制造出堪比西方水平的水力机械。
而一套二等及以上水平优良板甲的成本，即便在水力军工已经十分成熟的欧洲，其成本也至少要花费三四个月熟练工人工资，并不比中世纪时候制造锁甲的成本低多少。
“机械水平我们还不行，足够坚固而耐用并且精密的差速齿轮我们暂时还搞不定，曲轴连杆之类就更不用提。要在这种情况下赶超西方的效率还是有办法的：我们江南地区的水力条件要比泰西好的多，可以提供足够的动力。就用增加整个水轮、轮轴大小的办法来提供足够的功率。”说这话的时候，张海似乎已经想到了办法。
“机械如果过大，尤其是带动的锻锤如果过重—不要说千斤之重，就是只有几百斤往往也会使效率大打折扣。更别说现在是冬季，就是长江水也没有足够的水流。”一位制作水力机械颇有名气的木工师傅对张海说道。其实何止是效率会大打折扣，即便是夏季，南京城内秦淮河的水流也不一定能够带动张海在图中所设计的那种一次就就可以把大片胸甲锻压成型的重型锻锤。
张海却想到了解决这个问题的办法，尤其是水电站的水轮机所给予的提示：“机械不行，我们用人力财力外加一点儿窍门来补充。”
所谓的人力财力：就是建造用于工场的微型水库或蓄水池。可以直接从南京城墙东城外的护城河利用大气压原理用皮管动物肠管甚至竹筒从河中引水。先把水引至七八米高的一个土池内，然后再将水引到十五米高左右的内城城头。
近百根内径比臼铳还粗的管道二十四小时的每一秒种都能把接近一吨重的水利用大气压从河中引到十五米高左右的城头。这些水以每秒近一吨的速度从十五米高的空中倾斜下来的时候形成如人造瀑布一般的强劲水流。从理论上简单算起来至少是接近一百五十千瓦的动力。
此时笨重的水轮乃至锻锤要浪费其中至少三分之二的效率，即便是同时代欧洲的风力或水力装置也是如此。并且这利用现有条件所能造出来的最简单水轮机虽然功率不过后世大型水电站的水轮机组万分之一左右的功率而已。但即便如此：它也足以提供相当于一百几十个体质不算差的劳动力同时工作的动力，如果考虑到长年累月算起来的倒班工作，它至少相当于四百个锻铁的铁匠轮班工作。
而恐怕就算是西南雨季如怒江金沙江等很多险要的湍流也无法比拟的瀑布般水流速度则在最大限度的弥补了此时水力机械领域的短板。即便没有足够的差速齿轮也可以用水碓用一般的简单原理靠轮轴上的拨板拨动起重达近一吨的锻锤以每分钟七八十次频率展开工作。
在东城城头上建立了临时蓄水装置的情况下，炼铁所用的水力鼓风装置也大大改善了。加上这东南之地木炭资源丰富，为冶炼品质更优的二等及以上钢制板甲或盾牌所需要的原材料也提供了可能。
当然文艺复兴时代的兵工领域，东西方的差距是广泛的。有了依靠实际条件效率未必逊色于西方的水力机械也不代表能制作出西方水准那样完善的全身板甲，但能够以此时代标准比较优质的钢材制作出东瀛南蛮具足水准的铠甲也将使今后部队的伤亡率大大下降。以往的作战中，部队伤亡中的很大一部分比例都与敌仿制臼铳带来的钝伤或者箭矢投标一类的兵器划入铠甲的缝隙中有关。
“这样一来水力工场就要建设到皇城附近了，这倒也没有什么。我只是担心在城防最为关键的东城墙与宫城之间这样做会给守城带来很大的隐患。”刘洪涛不无忧虑的说道。
张海对此倒并不十分担心，有护城河的水源，城头上的蓄水池并不需要很大，依托新改建的前出堡垒就已经能最大限度的低效这个城防弱点。南京城防唯一可能比较薄弱的时候那要到了明年南方主力北上外出的时候了。而到了那个时候，即便南京城本身有各种意外风险，也不是自己的队伍所最终无法应付的。