兴武元年八月初五,护国府西郊,工坊区。
清晨的雾气还未散尽,铁匠铺的炉火已经烧了起来。徐尔觉站在一座新建的砖石车间外,看着工匠们将最后一根铜管焊接到位。
徐主管,压力表装好了。工匠张铁锤放下焊枪,擦了擦额头的汗。
再检查一遍接口,不能有半点松动。徐尔觉说着,亲自上前查看每一个焊点。
这座车间是专门为蒸汽机试验建造的。八个月前,卢象升给了他一个任务:造出能实际使用的蒸汽机。徐尔觉带着二十几个工匠,参考着从记忆中复原的图纸,经历了无数次失败。
李小宝,煤炭准备好了吗?徐尔觉转头问道。
八岁的李小宝正蹲在煤堆旁,用小手挑选着煤块:准备好了,都是最好的无烟煤,火力足。
车间正中央,一台庞大的机器占据了大半空间。这就是他们制造的第一台蒸汽机——一个高约两米的铁质圆筒,下方是砖砌的炉膛,圆筒顶部连接着复杂的管道和阀门,侧面装着一个巨大的飞轮。
水箱注满水,炉膛点火。徐尔觉下令。
工匠们立即行动起来。两个人提着木桶往水箱里倒水,另外几个人在炉膛里堆好煤炭,点燃引火柴。
徐主管,殿下派人来说,今天午时会带百官过来观看。助手跑进来说。
徐尔觉点点头:告诉殿下,我们准备好了。
火苗逐渐旺盛起来,炉膛里发出呼呼的声响。水箱里的水开始加热,铜管上凝结出水珠。
压力表读数多少?徐尔觉问。
零点二,还在上升。
继续加煤,保持火力稳定。
时间一分一秒过去。车间里越来越热,工匠们的衣服都湿透了。蒸汽机发出低沉的轰鸣声,铁皮在高温下微微变形,发出嘎吱嘎吱的响声。
压力表到零点五了!张铁锤大喊。
稳住,再等等。徐尔觉紧紧盯着压力表的指针。
指针缓慢但坚定地向上爬升:零点六、零点七、零点八……
零点九!
准备开阀!徐尔觉抓住控制杆。
就在这时,车间外传来马蹄声。卢象升带着诸葛青云、孙承宗、黄道周、方以智等一众文武大臣到了。
徐主管,可以开始了吗?卢象升快步走进车间。
殿下,压力已经达到,随时可以启动。徐尔觉抱拳道。
那就开始吧。
徐尔觉深吸一口气,用力推动控制杆。
咝——
高压蒸汽喷射出来,推动活塞在气缸内运动。活塞带动连杆,连杆带动曲轴,曲轴带动飞轮。
飞轮开始转动。
起初很慢,但随着蒸汽压力增大,飞轮越转越快。轰隆隆的声音震动着整个车间,地面都在微微颤抖。
成了!成了!李小宝跳了起来。
工匠们欢呼起来。有人拥抱,有人流泪,有人跪在地上磕头。八个月的辛苦,无数次失败,终于在这一刻得到了回报。
黄道周瞪大了眼睛,看着那个不停旋转的飞轮,嘴巴张得能塞下一个鸡蛋。
这……这是何物?竟能自己转动?他结结巴巴地问。
蒸汽机。卢象升说,用蒸汽的力量推动机器运转。
神乎其技!孙承宗走上前,仔细观察着蒸汽机的结构,老夫戎马一生,从未见过如此奇物。
方以智已经拿出纸笔,飞快地记录着:水受热成汽,汽有压力,压力推活塞,活塞动则轮转……妙哉!
诸葛青云问道:徐主管,这机器能做什么?
请诸位看。徐尔觉示意工匠打开旁边的木板。
木板后面是一个深井,井里装着一台水泵。蒸汽机的飞轮通过皮带连接到水泵上。
随着飞轮转动,水泵开始工作。哗啦啦的水声响起,井水被抽了上来,从管道里源源不断地流出。
可以抽水!黄道周惊叹。
不仅能抽水。徐尔觉说着,让工匠拆下水泵,换上一台织布机。
飞轮转动,织布机开始运作。梭子在经线间飞快穿梭,布匹以肉眼可见的速度织出来。
这……这比人工快了十倍不止!方以智激动地说。
还能做更多。徐尔觉说,可以驱动锯木机、磨面机、锻锤……只要有蒸汽机,一个人就能干十个人的活。
卢象升走到蒸汽机旁,伸手触摸那滚烫的铁皮。这就是工业革命的开始,是改变世界的力量。
诸位,这台蒸汽机只是开始。他转身对众臣说,今天在座的各位,都见证了历史。从今天起,晋国进入了一个新时代。
徐主管,说说蒸汽机的应用前景。
徐尔觉展开一张图纸,首先是矿山。煤矿和铁矿越挖越深,地下水是最大的问题。有了蒸汽机,可以把水抽上来,矿工就能挖得更深,产量能翻倍。
其次是纺织。一台蒸汽织布机,相当于十台人工织机。我们可以建立蒸汽动力的纺织厂,布匹产量能增加十倍。
再次是交通。徐尔觉指着图纸上的一个设计,这是我和李小宝设想的蒸汽车,用蒸汽机驱动车轮,可以在路上行驶。如果铺设铁轨,就能拉动更多货物。
蒸汽车?诸葛青云问,不用马拉,自己能跑?
对。理论上可行,但还需要时间研究。
卢象升拍板,徐主管,给你三个任务。第一,立即制造五台蒸汽机,安装到煤矿和铁矿。第二,设计蒸汽纺织机,建设第一座蒸汽动力纺织厂。第三,继续研究蒸汽车,这是长远目标。
钱守道。
臣在。
拨款十万两,专门用于蒸汽机研发和制造。这笔钱不能省。
李天工。
臣在。
工部配合徐主管,组织工匠,大规模生产蒸汽机零件。要建立标准,让零件可以互换,方便维修和升级。
臣明白!
另外,卢象升说,技术学院增设动力工程系,专门培养蒸汽机方面的人才。徐尔觉和李小宝担任教师。
徐尔觉一愣:殿下,我还要负责研发……
研发和教学不冲突。卢象升说,你边研究边教学,培养出更多人才,晋国的技术才能发展得更快。
臣遵命。
众人又在车间里待了一个时辰,详细询问了蒸汽机的原理和制造工艺。黄道周甚至要求徐尔觉把每一个零件都解释一遍,他全部记录在册,准备回去好好研究。
八月初七,技术学院。
从今天起,我们学院新增动力工程系。院长宋应星站在讲台上宣布,第一批招收五十名学生,学习蒸汽机原理、制造和操作。
台下的学生们议论纷纷。
蒸汽机是什么东西?
听说是能自己动的机器,不用人力畜力。
真的假的?
千真万确,我舅舅在工坊干活,亲眼看见的。
那我要报名!
报名的学生挤满了教务处。原本只招五十人,结果来了两百多人报名。
都想学?宋应星看着黑压压的人群。
院长,能不能多招一些?学生们恳求道。
宋应星想了想:这样吧,我去请示殿下。如果殿下同意,就招一百人。但是,课程会很难,要学数学、物理、机械制图,还要亲自动手制造零件。能坚持下来的,才是真正的人才。
我们不怕苦!
好!那就一百人!
八月十日,动力工程系正式开课。
徐尔觉站在讲台上,看着下面一百双渴望知识的眼睛。
诸位,欢迎来到动力工程系。他在黑板上画了一个圆筒,这就是蒸汽机的核心——锅炉。水在里面加热,变成蒸汽……
他边讲边画,把蒸汽机的原理一点点解释清楚。学生们听得入迷,不时有人举手提问。
徐老师,为什么蒸汽有压力?
因为水变成蒸汽,体积膨胀了一千多倍。在密闭空间里,这种膨胀就产生了压力。
那压力太大会不会爆炸?
会!所以必须有安全阀和压力表,时刻监控压力。这也是你们必须学习的重要内容——安全操作。
讲完理论,徐尔觉带着学生们去车间参观实物。
这是气缸,这是活塞,这是连杆,这是曲轴,这是飞轮……他一一介绍,让学生们触摸每一个部件。
李小宝也在旁边帮忙讲解。别看他才八岁,但对蒸汽机的理解比大多数成年人都深刻。
这个阀门必须用黄铜制造,他指着一个零件说,铁的容易生锈,会卡住。黄铜耐腐蚀,还耐高温。
学生们看着这个小孩子,既佩服又好奇。
李老师,你才八岁,怎么懂这么多?有学生问。
我就是喜欢琢磨这些。李小宝认真地说,你们只要用心学,也能懂的。
八月中旬,第一批蒸汽机开始安装。
太原城北的煤矿,工人们正在往井下运送蒸汽机的部件。
小心!别磕着碰着!工头大喊。
矿主王老板站在井口,满脸期待。他的煤矿挖到五十丈深,地下水越来越多,每天要雇几十个人不停地用桶往上提水,成本高昂。听说蒸汽机能自动抽水,他立即申请安装。
王老板,准备好了。徐尔觉的徒弟张学礼说。
那就开始吧!
蒸汽机在井下组装完成,炉膛点火。半个时辰后,轰隆隆的声音从井下传来,水开始从管道里涌出。
出水了!出水了!工人们欢呼。
王老板算了一笔账:蒸汽机一天抽的水,相当于五十个工人不停地干。这些工人每人每天二十文工钱,一天就是一千文,一个月就是三十两银子。而蒸汽机只需要两个工人操作,每天消耗的煤炭不到一百斤,成本只有五十文。
一个月省下二十八两!一年省下三百多两!
值!太值了!王老板乐得合不拢嘴。
煤矿的产量也开始飙升。原本每月产煤一千吨,现在能产两千吨。多出来的煤炭销往各地,利润翻倍。
类似的场景在晋国各地上演。铁矿、铜矿、银矿,凡是有地下水问题的矿山,都在排队等待安装蒸汽机。
八月二十日,第一座蒸汽动力纺织厂在太原城外建成。
厂房里安装了五台蒸汽织布机,每台机器有十个织位,一共五十个织位。以前五十个织位需要五十个熟练工,现在只需要十个工人——五个负责操作机器,五个负责运送原料和成品。
开机!厂长一声令下。
蒸汽机轰鸣起来,五十台织布机同时运转。梭子飞舞,布匹如流水般产出。
负责监督的方以智拿着怀表计时。
一刻钟,产出布匹十五匹。他记录在册,相当于人工一天的产量。
一天十二个时辰,他快速计算,能产出七百二十匹布!
以前太原所有织户加起来,一天产布不过两百匹。现在一个工厂就能产七百二十匹!
殿下,方以智连夜写了一份报告,按照这个速度,三个月后,晋国的布匹产量将超过需求。我们可以大量出口,赚取外汇!
卢象升看完报告,立即批示:建!再建十座蒸汽纺织厂!布匹是刚需,不愁卖不出去!
八月底,户部的账房里。
钱守道看着这个月的账目,眼睛越睁越大。
八月份总收入:十二万两!他喃喃自语,比七月份多了三万两!
他仔细查看收入明细:
煤炭销售:三万两(蒸汽机提高产量,销量大增) 铁器销售:两万五千两(铁矿产量增加,铁器产量跟着增加) 布匹销售:一万八千两(蒸汽纺织厂投产,产量激增) 农产品:一万两 税收:两万两 其他:一万七千两
殿下,好消息!他拿着账本去找卢象升。
八月份收入十二万两!比预期多了两万两!主要是蒸汽机带动了产业发展。钱守道兴奋地说,煤炭、铁器、布匹,这三项的收入都大幅增长。
支出呢?
总支出九万两。其中军费四万,工程建设两万,教育一万,研发一万,行政开支一万,救济和其他一万。
结余三万两。卢象升算了一下,不错。这三万两存入银行,作为储备金。
钱守道突然想起什么,对了,殿下,蒸汽机的推广速度超出预期。现在有二十多家矿主在排队等待安装,还有十几家商人想投资建纺织厂。但是……
但是什么?
制造蒸汽机的工匠不够,零件生产跟不上。钱守道说,徐主管说,以目前的产能,一个月最多只能造三台蒸汽机。
卢象升沉思片刻:告诉李天工,扩建铸造厂,招募更多工匠。蒸汽机是我们的核心竞争力,必须加快生产。
臣明白!
还有,卢象升说,蒸汽机的技术必须严格保密。所有参与制造的工匠,都要签保密协议,泄密者严惩。
臣已经安排了,工匠们都住在工坊区,外人不得进入。
很好。
九月初,技术学院。
第一批动力工程系的学生已经学习了一个月。他们不仅学会了理论知识,还亲手制造了蒸汽机的零件。
今天,徐尔觉宣布,你们要完成毕业考核——组装一台小型蒸汽机。
学生们分成十组,每组十人,领到了全套零件和工具。
开始!
车间里顿时热闹起来。学生们七手八脚地组装着,有人负责气缸,有人负责管道,有人负责阀门。
这个螺丝拧反了!
压力表装错位置了!
快,水箱漏水,找胶皮垫!
徐尔觉和李小宝在旁边巡视,指出错误,但不直接动手帮忙。
三个时辰后,第一组完成了组装。
徐老师,我们好了!组长是个二十岁的年轻人,叫赵铁生。
徐尔觉仔细检查了一遍:点火,试机。
炉膛升温,水开始沸腾,压力表指针上升。赵铁生紧张地握着控制杆。
开阀!
咝——轰隆隆——
蒸汽机运转起来!飞轮旋转,活塞往复运动,一切正常!
成功了!赵铁生和组员们拥抱在一起。
接下来,第二组、第三组、第四组……陆续完成。到傍晚时,十台小型蒸汽机全部运转起来。车间里蒸汽弥漫,机器轰鸣,像是一场工业革命的交响乐。
很好!徐尔觉大声说,你们都通过考核了!从今天起,你们就是晋国的蒸汽机工程师!
万岁!学生们欢呼起来。
宋应星走进车间,看着这些年轻的面孔,看着这些轰鸣的机器,他知道,晋国的未来,就掌握在这些人手中。
诸位,他说,明天开始,你们将被分配到各地的矿山、工厂,负责蒸汽机的安装和维护。这是艰巨的任务,也是光荣的使命。晋国的发展,需要你们!
保证完成任务!学生们齐声回答。
九月十日,护国府。
卢象升召集核心大臣,总结蒸汽机推广的情况。
目前已经制造了八台蒸汽机,李天工汇报,五台用于矿山抽水,三台用于纺织厂动力。煤炭产量增加了八成,布匹产量增加了三倍。
工匠培养情况如何?
技术学院第一批培养了一百名蒸汽机工程师,第二批两百人正在学习。铸造厂扩建了一倍,工匠从五十人增加到一百二十人。预计下个月开始,每月可以生产五台蒸汽机。
经济效益呢?卢象升问钱守道。
蒸汽机带来的直接和间接收益,每月超过两万两。钱守道说,而且这只是开始,随着蒸汽机数量增加,收益会越来越高。保守估计,年底前,每月收益能达到五万两。
很好。卢象升满意地点头,蒸汽机是我们的核心技术,必须继续加大投入。徐尔觉,你继续研发蒸汽车,我要在两年内看到成果。
还有一件事,卢象升说,蒸汽机的消息已经传出去了。清军、李自成,甚至南明,都知道我们有这个技术。他们肯定会想办法窃取。傅青主,加强保密工作。
臣已经安排了,工坊区有重兵把守,核心技术人员都有专人保护。傅青主说。
不够。卢象升说,再增加一倍的守卫。另外,散布一些假消息,让他们以为蒸汽机很难制造,需要很多我们没有的材料。
臣明白!