鲁光柱听完罗冲的方案,很快就找人商议,然后弄了个图纸出来,他们还在地上挖了坑做模拟实验,最后才终于确定了施工方案,然后就立刻找地准备开工。
至于罗冲所说的闸门,他们准备直接用木头造一个,罗冲想了想,倒是也没什么问题,如果用铁造一个,先不说有多沉的问题,光是这个闸门恐怕一两个月都做不出来,反倒是这里的木头有的是,而且木头重量稍微轻一些,也便于打开。
罗冲想了想就同意了他们的计划,在现场看了两天后就直接回去了。
实在是看着一群人拿着铲子挖坑没什么意思,也不知道汉部落什么时候能制造一台挖掘机或者装载机出来。
这个东西,要说用处其实还是很大的,尤其是用在基建上面,拿来制造各种工程机械是再好不过了。
唯一的问题就是汉部落没有内燃机,当然,现在制作简单的内燃机也没什么问题,最关键的是,汉部落没有和汽油柴油一样的液体燃料,这才是最关键的。
动力,是一个大问题。
这不是说蒸汽机不能用来制造汽车,而是蒸汽机体型太大,热量不稳定,必须一直加煤才行,得有人伺候炉子,而液体燃料的发动机就不用那么麻烦。
而且,罗冲隐约记得,工程机械的动力用的是专用的液体马达,不是内燃机也不是蒸汽机,当然,主动力还是大功率柴油机,但是传动机构和直接作用在轮子和机械臂上的却是液体马达,或者说液压泵。
想到这里,罗冲突然冒出个想法,他能不能用蒸汽机带动液压马达,制作出一台类似的设备,比如挖掘机,再比如装载机,压路机,甚至是......拖拉机。
这种结构一旦可以成功的话,他就可以做出大型的工程机械和农用机械,这不仅可以加速汉部落的建设速度,还能开发南方的大片土地。
汉部落目前的情况是,南方的拓海郡到都城中间,或者说从浏阳河到草原洪湖中间,这一大片都是广袤而又肥沃的洪流冲击平原,再加上纬度合适,气候湿润温暖,非常适合发展农业种植,不管种什么都能得到不错的收成,但是汉部落现在却没有这么多的人口去种地。
这种情况下,如果有大型的农用机械,那汉部落就可以把一个人当成上千人用,一个人使用农用机械,种植上万亩土地都是可能的。
如果真的能够实现的话,那汉部落就不会再缺少粮食,甚至还能将许多农产品的价格给降下来,比如多种一些甜秆高粱,汉部落就能产出大量的白糖和白酒,糖和酒一旦多起来,势必就会降价,那么汉部落的百姓自然就可以大量购买了,这样就等于提高了百姓的生活质量。
如果大量种植水稻,那就有了吃不完的主粮,种植玉米和小麦,汉部落不仅能够存储到足够的主粮,甚至还能发展副食品行业,大力推广食品工业。
比如用吃不完的面粉制作挂面,饼干,这类工业副食品,玉米不仅可以拿来制作爆米花类的小零食,还能用来提炼淀粉,味精,和酒精。
酒精如果多的实在用不完,甚至可以当燃料使用,这样的话,罗冲就可以尝试制作以酒精为燃料的内燃机了。
据说二战前后,德国的V2导弹就是用酒精作为燃料的,中国仿制的东风一火箭和东风二火箭,同样是用酒精作为燃料的。
酒精,如果多了的话,确实是个好东西。
罗冲不指望能造火箭上天,只要能让他造个内燃机的汽车就行,如果可以的话,弄个双翼螺旋桨飞机也不是不可能。
到时候,就弄一个机械化的农场出来,履带式拖拉机耕地、播种、收割,上面用飞机喷洒防虫农药,一个人种上万亩地真的不是问题。
就像是米国一样,米国地广人稀,但却拥有最适合耕种的土地,五大湖附近水源充足,又都是平原,非常适合机械化种植,因此米国的农场密布,产出的各种农产品畅销全球,几乎每个国家都要购买米国的粮食。
不过有一说一,他们种的粮食确实非常多。
汉部落的直隶地区,和五大湖附近的地形就很像,水源充足,肥沃的大平原,很适合农业发展。
最最关键的是,只要有粮食吃,有衣服穿,人口就可以无限制的扩张,这样用不了十几代人,汉部落就能发展到好几亿人口的规模,有了人口,才可以继续向外扩张,甚至占领整个大陆。
想到这里,罗冲立刻就想开始着手研究了,不过现有的工作还是要先处理一下再说。
他先是安排好了卫山郡挖掘船坞的事情,然后又让他们画出了图纸,把这份图纸抄写三份,同时送到东薪郡、拓海郡还有汤部落,这是因为火车不光要上船,还需要同样的设备把火车从船上卸下去,不然运到了地方,火车也无法上岸。
至于车厢,就可以拆成零件运输过去了,只要把轮架和车梁直接装过去,剩下的木制车厢壁,在当地的木材加工厂现场定做就行。
把这些东西处理好后,罗冲就直接回到家中开始了液压泵的回忆和设计。
液压伸缩杆这个东西,它和蒸汽机的气缸和活塞没什么两样,或者说,和针管更加类似,因为里面装的不是气体,而是液体。
初中学过的帕斯卡定律,也就是流体静力学定律里面说过,当对液体的某一个部位施加压强时,这部分增加的压强会瞬间传遍液体的每个地方,例如两个连接的针筒,当一个针筒里的液体受到挤压时,另一个针筒的活塞就会被液体顶出来。
这就是液压伸缩杆的原理,而液压泵所作的事情,就是把液压油缸内的液压油加压挤入液压杆的油缸内。
而如果用一个直径较小的油缸和一个大直径的油缸连接的话,那么根据帕斯卡定律压强P=压力FS受力面积,最后就可以得出大油缸受到的压力和小油缸受到的压力倍数,正好等于大油缸受力面积除以小油缸受力面积的倍数。
那么知道了这个原理和定律,就可以发现一个问题,拿一个横截面积1平方厘米针管,和横截面积100平方厘米的液压杆相连,这样一来,施加到针管上一公斤的力,被液体传导到液压驱动臂上就会被瞬间放大一百倍,变成一百公斤的推力。
按照这个理论,只需要一个小孩手拿针筒按压活塞,就可以操控挖掘机工作?!
当然,这个理论是没问题的,小孩也确实可以推的动挖掘机的液压杆,但是推出去多少就要按照体积来计算了。
也就是说,你想用一根针管把挖掘机的液压杆完全推出去,那么这根针管内液体的体积必须和挖掘机液压杆内的容积相等,换算一下,那么这根针管可能得有上千米长才能达到等量代换的要求。
而液压泵,或者说柱塞泵,就是解决这个问题用的。
柱塞泵一般会有四个以上的旋转油缸,通过一个活动的圆盘控制每根圆柱形活塞进入油缸的深浅,然后就可以通过控制这个斜盘,让柱塞泵旋转的时候,从一端抽油,再从另一端输出加压液油。
简单来说,它就是把无数个针管连接到一根液压驱动臂上,一针管的油可能推不出多长的液压杆,但是我可以不停的往里面打针管,一管油不够就打进去几千管,只要推进去足够的液压油,就能把挖掘机的液压杆给顶出来。
如果需要收缩的时候,就反向转动液压泵,这样就能把里面的油给重新吸回油缸了。
其实柱塞泵的原理,和汉部落现有的空气压缩机很像,一个是用空气泵给气缸加压,另一个是用液压泵给油缸加压,唯一的不同是,柱塞泵上面是至少四个压力缸,而空气泵上面只有一个缸。
人类发明的动力机械,除了电动机外,基本上万变不离其宗,都是根据活塞原理衍生出来的,而最早的活塞原理,可能就是木制风箱了。
将原理和模型尺寸画好后,罗冲就开始找木匠用木头制作一个液压柱塞泵的模型,用来给别人演示液压的原理,至于机器的实际尺寸,这个罗冲现在还拿不出来。
这个具体的标准,得根据机械的大小来计算,比如挖掘机用多大的铲斗,这一斗装满了土会有多重,然后根据重量计算液压杆所需要的推力和拉力,再算出液压杆的直径,最后得出需要多少的油,再根据倍数缩小柱塞泵的尺寸,最后得出柱塞泵的实际尺寸。
简单来说,这个玩意儿得反着算。
罗冲将柱塞泵的模型弄出来后,并没有直接送到动力研究所去,那边现在的工作还很忙,火车的生产基本上已经上了正轨,现在机车厂已经生产出来了四列火车头,那些工人基本上也熟悉制造过程了,不太需要研究员去指导了。
另外就是空气动力机械厂,目前主营各种风动工具还有空压机,这方面汉部落已经自成体系,除了一些小型的气动工具还在研究阶段外,其他的生产工作都有工人负责,也用不了多少的研究员。
然后还有一个兵工厂,目前主营汉部落的三种枪械制造。
蒸气机厂负责各型号的蒸汽机制造,工人也都是熟练工。
最后一个总机械厂,目前主要生产各种定制型的大型设备,包括大型碎石机,糖水压榨机,磨石粉机,这个是用来磨碎矿石和生产水泥用的。
一般情况下,这个总机械厂就是部落需要什么,他们就研制什么,没有固定的生产项目,生产出来的东西也是五花八门,因此这个总机械厂需要的研究员也是最多的,很多研究员都在这里面有自己负责的项目。
如果要研制新的大型机械,尤其是挖掘机,装载机,拖拉机这样的东西,肯定又需要不少的人力投入,所以罗冲得找个他们不太忙的时候。
不过挖掘机这个东西,它是综合性质的大型机械,可以把整个项目拆分成许多种小项目,比如负责整体结构的专门负责整体结构,负责操纵系统的专门负责操纵,搞发动机的就专门搞发动机,然后液压这一块又可以专门交给一个组负责。
这样一来,就可以立刻上马这个项目了,先让他们把整体架构设计出来,然后再把各个子项目分包下去,让各个组把自己的研究成果往上塞,最后完成整机的组装。
就像是现代研发飞机坦克一样,一个总师总览全局,把各个子项目分包下去,总师再往一块组装。
这样设计还有很多的好处,那就是各部位的零件都会非常合适,如果各干各的,最后拿一堆毫不相关的零件往一块攒,出来的成品就会非常难看。
于是乎,罗冲就又开始一边回忆这四种机械的样子,一边绘制图纸,让木匠开始帮他制造模型了。
分别是‘液压驱动’履带式挖掘机,‘液压驱动’四轮式装载机(推土机),‘液压驱动’振动式双辊压路机,‘液压驱动’四轮式大型拖拉机。
这四种机械均由蒸汽机作为动力,由液压柱塞泵作为传动,柱塞泵这种东西,它的转速可能不是很快,但是若论扭矩,基本无可匹敌,想想挖掘机的机械臂有多大力气就知道了,这都是柱塞泵的功劳。
所以用柱塞泵作为驱动装置,是非常合适的,反正这些工程机械也不指望能跑的多快,只要力气大就行,尤其它们行驶的地面,基本都是施工当中的泥泞或者黄土地面,汉部落也没什么铺装路给它们走。
就这样过了差不多一个月的时间,一直到了夏末秋初的时候,百姓们的第三季粮食都种上了,罗冲才把这四种车的木制模型制作出来,不过到了这个时候,罗冲就没有时间干这个了,因为神策卫的出征时间就在秋季,他们稍微准备一下,马上就要出征去北方了,罗冲目前还要先处理好神策卫的事情才有空继续搞研究。