第25章 叶片，螺旋桨和阴谋
……
化学实验室内，李晋正在准备实验器材和药品。
今天是带徒的第一天，确认要参与的徒弟有王近辰和袁兴安。
这俩已经被李晋忽悠起了对化学的兴趣，待到学堂开课后，这俩人是准备拿来当化学课助教用的，自然要提前上手。
李晋已经拟好了培训提纲，教材还没写，不过影响不大，边干边写。
研究区也摆上了定制的小黑板，漆都还有些味道。
旁边摆放了一盒粉笔，这是李晋新近的作品，花了大概一个下午制成。
工艺其实很简单，将生石膏加热到一定温度，使其部分脱水形成熟石膏，然后将熟石膏与水混合，加入一定量的油脂，搅拌成糊状。
然后将这石膏糊状物灌入模具中，在室温下冷却并凝固，就做成了固体粉笔。
做这些时，李晋总会带上个把科学官——这次是张大彪，在边上一边学习一边记录，以便传授给工匠进行试制。
估计过不了多久，大明科技公司的新产品又要在京师的市场上上市了。
第一个营销对象，就找国子监去。
王近辰很快来了，推门而入，然后有点惊讶地咦了一声。
“老李啊，这实验室的门怎么这么重？”
李晋嘿嘿一笑，道：“老王，知道前两天我找工匠都在做什么么？改造啊！这门啊，和外面的水泵连着，每次一开门，你们就帮我往水池里泵了差不多一升水。”
王近辰一脸无语，道：“我说张大彪和卡洛斯那屋的门怎么也这么重，搞半天，原来是批量改造。”
李晋摆摆手道：“他们那儿我可不知道啊，不过这机械培训和实践，自然是带着他俩的。你要是想搞一套，找他们帮你弄去。”
“行吧……老袁还没到？”
话音刚落，袁兴安的脚步声、开门声和疑问声一起传来。
“……咦？首席你这门是不是该找工匠上点油？”
王近辰嘿嘿笑着，一脸幸灾乐祸道：“老袁，咱俩屋里，也得赶紧搞这么一套。”
袁兴安听罢，仔细打量了门前门后，发现了玄机。
“我道老张和老卡昨天在瞎折腾什么，原来是这玩意儿。首席的作品吧？”
李晋嘿嘿笑道：“行了，机械你们要是有兴趣，下次一起来听。咱先上化学课。”
三人很快坐定。
&34;今天，是我们化学实验室带学徒的第一天。&34;李晋看着两人，语气中带着一丝严肃，&34;化学是一门严谨的科学，需要你们用心去学习，去探索。&34;
王近辰和袁兴安认真地点了点头，表示理解。
李晋拿出了一份培训提纲，递给他们：&34;这是我拟好的培训计划，虽然教材还没写，但我们边干边写。你们先看看这个提纲，了解一下我们将要学习的内容。&34;
两人接过提纲，仔细阅读起来。提纲上详细列出了化学的基础知识、实验操作技巧、药品的使用和保管等内容，让他们对化学有了更清晰的认识。
&34;首先，我们要从基础的化学知识学起。&34;李晋指着提纲上的目录，&34;元素、化合物、化学反应这些都是化学的基石，你们必须熟练掌握。&34;
接着，李晋带领他们参观了实验室的各个区域，介绍了各种实验器材和药品的使用方法和注意事项。
&34;这些实验器材，每一件都有其特定的用途。&34;李晋一边演示，一边讲解，&34;比如这个烧杯，可以用来加热液体；这个试管，适合进行小规模的化学反应&34;
王近辰和袁兴安聚精会神地听着，不时提出自己的疑问，李晋都耐心地一一解答。
&34;药品的使用，一定要严格遵守操作规程。&34;李晋指着药品储藏区的柜子，&34;这些药品，有的有毒，有的易燃，使用时必须小心谨慎，做好防护措施。&34;
两人点头表示明白，他们知道，化学实验虽然有趣，但也存在一定的风险，只有严格遵守规程，才能确保实验的安全。
李晋指着小黑板道：“很好，安全规程要熟记于心，下面，我先来讲解一些基础知识。”
……
……
七月末的京师已然进入三伏天，科学院衙门绿化虽然不错，但也有些闷热。
李晋摇着蒲扇，仔细检查着眼前的木制齿轮。
这是李晋花了好大力气才画好的图，请工匠制作而成的母模，准备用作铸造齿轮用。
这个年代，齿轮技术已经被广泛运用，最常见的便是水车。
只是，这个年代并没有完备的现代数学基础，齿轮形状以曲面和直面为主。
而现代的齿轮，大多都是渐开线齿形，这种齿轮优势比较明显，主要体现在以下几个方面。
平稳传动：渐开线齿形的齿轮在啮合过程中，齿廓的法线始终通过齿轮的节圆点，这使得齿轮在啮合时接触点始终沿节圆移动，从而实现平稳的传动。
连续传动：由于渐开线齿轮的齿廓设计，可以实现多对齿同时啮合，这提供了连续的传动特性，减少了传动过程中的冲击和振动。
良好的承载能力：渐开线齿形的齿轮具有较高的承载能力，适合承受较大的扭矩和负载。
传动效率高：由于渐开线齿轮的啮合效率高，因此传动过程中的能量损失较小，传动效率较高。
良好的磨损特性：渐开线齿轮在啮合过程中，齿面接触区域分布合理，有助于减少局部磨损，延长齿轮的使用寿命。
中心距的可调性：渐开线齿轮在一定范围内可以调整中心距，而不影响齿轮的正常啮合，这为齿轮箱设计提供了灵活性。
由于这些优势，渐开线齿形在现代被广泛应用于各种机械传动系统中。
不过这渐开线……不好画。
按理说，齿轮还是不要用铸造工艺的好，特别是重载齿轮，因为铸造工艺很容易产生缺陷，不过现在的情形，只能有什么用什么咯，多留点设计余量便是。
检查工作还是挺烧脑子的，要是有空调冷静冷静脑子就好了。
有风扇也行啊。
风扇……好像可以搞一个……人力的。
或者水力的。
手里的齿轮突然不香了，李晋看了眼外面的水箱，拿出纸张，画起了图……
……
宝船厂内，船坞旁，郑和与李晋并肩站立，目光如炬地审视着正在进行的宝船保养修理工作。
对于这些宝船的每一寸木板、每一条绳索，郑和都了如指掌。他深知，这些宝船是远航的坚实基石，是大明的骄傲。
工匠们有的在敲击船板，检查是否有松动或裂缝；有的在涂抹油脂，对绳索进行润滑；还有的在调整帆布，确保帆的张力均匀。
李晋的目光在忙碌的工匠和巨大的船体之间来回移动，不禁夸赞道：“郑公公，这保养工作确实做得很熟练。”
郑和微微点头，沉声回答：“是啊，毕竟已经五次了。下一次，应该也就这几年的事吧。”
确实不容易，每次一出海，便差不多是三年起步。不只是郑和这位伟大的指挥官，每一位出海的普通军士和工匠，也都是英雄。
“小李大人专程来访，可是有什么指教？”
“公公您太客气了，指教谈不上，想法倒确实有一些，和船相关。”
郑和来了兴趣，李晋的本事他是知道的。
“哦？愿闻其详。”
李晋笑了笑，问道：“公公可知我最近新研制的风扇？”
郑和点点头道：“这个自然知道，现在陛下的御书房不就有一个。此物确实精巧，竟然能通过人的踩踏，带动叶片转动产生风力。不知是什么原理？”
李晋很欣慰，郑和虽已年近五旬，仍然保持着旺盛的求知欲。
看来多接触世界的舞台，人的思维确实是要开放很多，闭关锁国只会产生天朝上国的幻想。
“公公，那我就简单给您解释一下。这风扇，乃是通过人拉动绳索，带动主齿轮旋转，主齿轮再带动螺杆，拉动连接着风扇叶片的动齿轮旋转，这些叶片旋转时，会将周围的空气迅速推向一个方向，从而产生风。”
李晋能看见郑和在努力消化着这一切，后悔没有把设计图带过来，不然直观得多。
“齿轮带动齿轮咱家能理解，就像大水车带动小水车旋转嘛，只是那风扇我见过，那个主齿轮和动齿轮之间的杆也在旋转，确是异常巧妙。”
李晋笑道：“您说的很对，在需要改变旋转方向这件事上，方面蜗杆的人确实很有才华。”
郑和点点头，道：“其实还有件事咱家不太明白，这拉绳的人带动的那个齿轮装置，为什么绳子不动了齿轮还在转？”
李晋脸上露出了一丝神秘的笑容。
“您问到关键点了。那个机械装置，是一种特殊的系统，名叫棘轮。
这个棘轮，只允许运动在一个方向上进行，而在另一个方向上则被锁定，从而实现单向运动。
棘轮能实现这种功能，主要在于的工作原理基于以下几个关键组件：
棘轮轮：这是棘轮机构的主要部分，通常是一个带有齿的圆盘或圆柱体。
棘爪：棘爪是一根带有钩状或尖状端部的杆，它可以插入棘轮轮的齿槽中。
弹簧：棘爪通常由一个弹簧保持在一种位置，这样它就可以在棘轮轮的齿槽中保持锁定状态。
棘轮的工作原理如下：
当施加力使棘轮轮向一个方向旋转时，棘爪的钩状端部会插入棘轮轮的齿槽中，棘轮轮因此被锁定在当前位置，无法反向旋转。
当力被移除或反向施加时，棘爪由于弹簧的作用会被推离棘轮轮的齿槽，棘轮轮可以自由旋转，但不会反向移动，因为棘爪不会再次插入齿槽。
这种机制确保了棘轮轮只能在一个方向上移动，即使在施加力的方向上。”
郑和似懂非懂地点点头，道：“小李大人确实是博学多才，只是不知道这风扇和船有何关系？总不会是要用风扇吹动船帆前行吧？”
李晋笑道：“公公您说笑了，不知您是否想过，如果把这风扇放倒安置在船上，叶片放入水中，会有什么效果？”
郑和略微一沉思，回答道：“会产生水流，可以推动船只前进。”
李晋心中暗暗夸赞，不愧是三宝，一点就通。
“公公说得很对！只需对叶片形状略作改进，便可用于水中。我把它叫做螺旋桨。”
郑和脸上露出了笑容。
“如此甚好，只是这水比气重了不知多少，这需要的螺旋桨，估计会很大吧？”
李晋如实答道：“会大一些，而且如果使用人力，需要的人力也不会太少。”
李晋顿了顿，问道：“公公，据我所知，宝船所使用的动力装置，乃是硬帆和旋转橹对吧？有风时，依靠风帆借助风力，风力不足时便以水手划水。”
郑和点头道：“不错。”
宝船的硬帆结构，帆篷面带有撑条，然较重升起费力，但却拥有极高的受风效率，使船速提高，并且桅杆不设固定横桁，适应海上风云突变，调戗转脚灵活，能有效利用多面来风。
宝船在两舷和艉部，设有长橹，这种长橹入水深，多人摇摆，橹在水下半旋转的动作类似螺旋桨，推进效率较高，在无风的时候也可以保持相当航速，而且橹在船外的涉水面积小，适应在狭窄港湾拥挤水域航行。
“公公，我有一个想法，想由科学院与宝船厂联合试制一艘实验用的小船，验证使用螺旋桨的效果。如若可行，宝船的辅助动力可以改用螺旋桨。”
郑和点头同意道：“如此甚好。就造船技术来说，我宝船厂确是一流。”
李晋开心地笑了，能为救命恩人做一些事，总是好的。
“那就有劳公公安排了。”
两人一边交谈，一边在宝船厂内巡视。郑和不时向李晋介绍宝船的构造和航海经验，而李晋则分享了科学院在材料科学和机械设计方面的最新进展。
李晋暗想，蒸汽机的制造，得提上日程了……
……
乐安，汉王府上，客座上，一位精壮的便衣男子正说着什么。
朱高煦高坐府上，碧绿的葡萄刚往嘴里送了一半，突然停了下来。
“你所说的，可当真？这新式火铳，威力真如此巨大？”
男子正色道：“殿下，千真万确，前些日子末将收到锦衣卫内兄弟传来的消息时，还当是那他们千户好大喜功故意夸大，结果昨日，京师的兄弟飞鸽来书，说前日陛下亲自前往神机营验证，新式火铳果如其然。”
朱高煦脸上先是一阵悲伤，后又转成惊喜，旋即又略带怒色。
男子又道：“殿下，据说科学院最新研制的火器，名叫火绳枪，此火器，恐比新式火铳有过之而无不及，兵仗局正在加紧赶制。”
朱高煦脸上的愠怒又变成了惊讶。
“还有更厉害的？这科学院，就是三宝救起来的那个李晋搞的吧？父皇识人确实有一套，要换我，早治他穿黄马褂的僭越之罪了。”
“殿下说的对，此子虽确实有些本事，且从不妄言政事，然而实在张狂，当日在大殿上，怼得六部尚书哑口无言。不过，京师内将领们对他倒是有些好感，毕竟是文官的对头嘛。另外，此人和太孙走得比较近。”
朱高煦哼了一声，道：“呵，本王那好大侄子。”
“殿下，你看这事……”
“无妨，听你之言，这李晋感觉像个书呆子，尚可观察。不过这火器之事，咱得抓紧啊！”
“殿下……那咱这老式火铳的制造，先停停？”
“停停吧！新火器的图纸工艺，你让兄弟们想法弄一套。”
“殿下，这兵杖局，陛下一向看得很紧，恐怕难以下手啊，就是这老式火铳的工艺，也费了兄弟们好大劲啊。”
朱高煦一个葡萄就扔了过来。
“你个呆子，谁让你们去动兵仗局了，高公公不是你们惹得起的。这新火器既是科学院研发，那科学院必有图纸，此机构新近成立，不比兵仗局好下手多了？”
男子恍然大悟。
“殿下高见……末将领命。”
朱高煦看着男子远去的身影，摸了摸怀中的金豆子，暗骂道，这自从来了乐安，手下一个比一个呆，还不如咱这金豆子管用……
……