第五節壓路機
鐵軌可是比夯土更堅硬的路面。火車是不是就因為這個,而成了工業革命的代表之一呢?
想到這,姜海濤立刻讓工匠們刨制了一批平整的木板,在夯土路上鋪設出兩條車轍道。可是這回的試驗效果又出乎姜海濤的預料。
老式木軸戰車的牽引力係數為0.061,只比夯土路上降低了15%;砲弩車上去后的效果稍微明顯些,低了25%,牽引力係數為0.03左右。
怎麼會這樣呢?就在姜海濤疑惑時,井提醒他:「公子,你前天不是說在這木軸戰車上,車輪和路面引起的阻力為0.1,軸上引起的為0.06嗎?換成夯土路后牽引力係數是0.072,軸上引起的應該還是0.06吧?那車輪和夯土路面之間的阻力不就只有0.012嗎?再換成木板,好像就只剩0.001了。這樣算,好像就不是那麼奇怪了,木板路確實要比夯土路的阻力小得多。」
姜海濤聽后眼睛一亮,立刻再算了算砲弩車的數據:按照井說的邏輯,銅軸承引起的阻力是0.024,換到夯土路面上后就是0.012+0.024=0.036,實際測量的是0.041;換木板路后是0.001+0.024=0.025,實際是0.03。雖然數字差別有百分之十幾,還是有點奇怪,但這足以說明:路面情況對阻力的影響很大,僅靠改進軸承是不夠的;就算他把軸承造成了沒有任何阻力的,恐怕還是會有0.1的阻力。
這就意味著,如果不對路面進行處理,那麼1000公斤的車怎麼都需要至少100公斤的牽引力,相當於一牛雙馬。
不過另一方面,姜海濤也感覺到進一步降低軸承阻力還是有用的,特別是在輪子比較小、路面情況好的情況下。於是他開始考慮,自己究竟該不該試造一下滾動軸承。可是裡面的滾珠怎麼造呢?
他正想著,軫老頭又潑出了一大盆涼水:「公子,您這算的,還有試驗的,都只是平地上的吧?要是上坡,會怎樣?」
「啊!」姜海濤張大了嘴巴,心說自己怎麼連這麼簡單的問題都忘了。蹲下來在地上草草一算就發現,只要是爬10度的坡,1000公斤的車就需要增加166公斤的牽引力,那可又是一頭牛啊!
難怪人家修鐵路、高速路時,都要開山架橋,盡量把路面弄那麼平呢。自己對這個運輸問題還是想得太簡單了。
這時軫老頭又問井:「你剛才那樣算對嗎?這普通路面上的阻力是0.1,夯土路面就只有0.012,少那麼多?」井撓撓頭:「我也覺得有點大。要不按照砲弩車的數據算,0.041減去0.024,那是0.017,也挺小的呢。這普通路面上多那麼多力,用到哪了呢?」
他說完這話后,幾個人都忍不住看向試驗用的那段路面。姜海濤看著兩道深深的車轍印,突然有點明白了。
「你們過來看,這地面上的泥草都被車輪擠到了兩邊。那些多用的力,應該是消耗在這上面。」軫老頭也點了點頭:「公子說的有道理。小理我看還有一些力氣,用來把一些泥草壓下去了。」
「壓路機!」姜海濤叫了一聲,然後說:「井,咱們剛才試驗的車,總重都是500公斤吧?」「對呀,都是用土筐壓的。」「你們說要是用一輛非常輕的車,比如只有幾十公斤,那車輪是不是就不會壓那麼深了,牽引力係數也會小一些?」豫回答說:「好像應該那樣。可那麼輕的車,測量起來誤差會不會有點大?」
「我們可以換個思路:車還是那麼重,但把車輪加寬,讓它對地面的壓強減小好幾倍,那車輪可能就不會陷那麼深,阻力變小點了。」姜海濤心說,坦克拖拉機就是這樣乾的,不過它們的履帶好像主要是為了防止泥濘,不知道能不能降低路面阻力。很多工匠的大腦還沒轉過彎來,姜海濤又說:「另外,這兩條車轍硬不是被壓結實一點了嗎,阻力是不是應該小點了?我們在這條路上反覆走車,看看它需要的牽引力是不是變小了。」
這個辦法,大家很容易理解,因為實際經驗早就告訴他們,順著以前留下的車轍印走車,肯定要省不少勁。
隨後的試驗也馬上證實了大家的判斷。他們每牽著戰車走一趟,就計算一下重物和車重之比,不再試個兩三次后求平均值。結果老式木軸戰車的牽引力係數馬上降低到了0.15,並且很快降到了0.13,隨後放緩了下降速度,最後停留在0.10~0.11之間。他們又把砲弩車拉過來,發現它的牽引力係數也從0.124降到了0.072,已經和老式木軸戰車在夯土路面上的情況一樣了,而且降低的比例比前面更大。
「看來改進車軸和路面,要雙管齊下,效果才明顯啊。」姜海濤得出了一個結論,然後提出一個提高車速的辦法:在車隊前特意布置幾輛比較重的車,多用牛馬牽引,讓它們壓實路面,這樣後面的車就可以減少阻力了,在平地上所需的牽引力大概能降低40%。車輛一多,這「節能」效果可就很明顯了。
又是軫老頭率先提出了不同意見:「可是公子,我們剛才用車走了十幾趟才壓出這麼兩條比較結實的車轍印,那前面不是要布置十幾輛車嗎?而且車轍印不寬,後面的車輪要是走偏一點,可就回到普通路面上了。」
「這個問題,我想得靠一系列辦法才能解決。這樣吧,您先帶人造兩對大車輪,比現在這個大很多。」姜海濤對軫老頭說:「您覺得這車輪加到2米、3米高,能降低阻力嗎?」「應該能,不過太高以後,可能沒多大用吧?而且那麼長的輻條,車輪會不穩的,還重。車又那麼高,上面怎麼放東西?」「沒事,您把現在的車輪先按比例放大,輪轂儘管寬,車軸還是那麼粗。這車不裝東西,而且車箱不放在車軸上面,吊它下面。」「啊?那幹什麼?」
姜海濤笑了一下:「您不用擔心,先造出來,2米一種,3米一種,然後交給井他們試驗。我呢去找公子豹一趟。」
聽說是要銅料,歸豹馬上爽快地答應了。可是再一聽,是要三四百公斤銅料造車,歸豹就有點迷惑:「你造什麼車,要用那麼多銅?」「公子,我打算造幾輛車軸、車輪都是銅的車。」「哦?那是不是很重啊?幹什麼用?」「雖然銅比木頭重,但更結實,所以這車本身未必重多少。不過我準備在上面加一些重物,當做壓路機用?」
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