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现代根据流体力学设计出来的帆,与其说是从古典帆演化而来的,不如说是从飞机机翼变过来的。
古典帆主要靠风吹扇面的作用力推动,而现代帆则主要靠风流过帆面时由于两侧空气流速不同而产生的压力差来推动,和飞机机翼同样利用的是伯努利效应。
硬要说的话,现代帆大多采用不能形变的骨架结构,又能绕桅杆自由转动,和中式帆倒是有些像,但帆布采用的是轻薄而强度高的现代纤维材料,比最软的帆还要软,所以算是集大成者了。
海洋部就是参照这个理念,用轻薄的帆布替代竹篾作为帆面材料,同时用弯曲帆骨将帆布撑起形成能够高效利用升力的弧面,软硬帆结合,设计出了一种历史上罕见的奇异帆,也就是今天放在金牛号上试验的这种了。
金牛号上,韩松见大局已定,便放心地将舵交给旁边的郑林掌着,自己去前面细细观察起主桅上的新式帆来。
“嗯,这个帆骨,倒有些像肋骨……”
可不是嘛,主桅上的三面小帆是通过四根横向帆骨连接并支撑起来,这四根帆骨又自下而上通过一套帆索系统固定在了一根竖向的“脊骨”之上。收帆时,放下帆索,整个帆就像遮阳棚一样折叠起来了;升帆时,拉紧帆绳,整面帆就完全展开,中部向前凸起,形成桶状的巨大弧面。
而这根脊骨则通过三个短支柱与桅杆连在了一起,连接处是轴承可以相对滑动,以此实现了帆面的转向。如此一来,便可调整角度以适应风向。不过与旧式帆不同,新式帆不是以背面迎风,而是以侧后面迎风。此时风一面从前方的弧面快速流过,气压降低,一面堆积在后方的凹面中,气压升高。帆在两个气压差之下产生巨大的推力,推动船向前行驶。
因此,同样的船体同样的风,金牛号能跑得比白羊号快,也就不奇怪了。
为了制造这款新型帆,海洋部和工业部又整合了不少新技术,比如说用钢骨代替了竹木骨架。东海商社能自产优质廉价的钢材,钢虽然密度比木材大,但是刚度要高得多,算下来比刚度(模量比密度)更高,在风中不易变形,所以可以用很细的钢骨替代木骨。但那根固定承力的“脊骨”仍然是木质的,因为木材的比强度要比钢高,也更容易加工成大型构件。
此外,帆和桅杆之间的连接使用了东海商社的王牌产品石墨轴承,保证了转动顺畅。又有一套新设计的滑轮和索具系统,以完成升降帆、转动、固定等操作。
这时郑林把舵交给了水手,自己也跑了过来凑热闹。他先是攀上了桅杆,试了试猎猎作响的帆布的手感,又跳了下来,说道:“方迎波给的这批帆布不错,我看比南方的都不差了。”
韩松点点头:“岂止不差,他们折腾这么久,也就出了这么一个好东西。我看城阳也干脆别产什么破商品布了,专产帆布得了。”
嗯,这帆面用的是新型棉麻混纺帆布。之前城阳工业区曾经做过一批纯棉帆布给海洋部试用,重量相比麻布减轻了不少,但是棉的强度不如麻,城阳工坊的纺织技术也不怎么样,结果大风时产生了撕裂现象。为此,他们又改进了配方,使用棉麻混纺,经线交替使用一根麻线一根棉线,纬线用两根棉线一根麻线。这看起来复杂,其实在手工织布时代和普通布织起来没多大区别。
但这也是基本操作,没什么特别的,这种帆布的真正秘诀在于提前数百年使用了上蜡工艺,也就是事先把线浸过防水油料再织布,可以增加布料的气密性和防水性。帆布如果不经过防水处理,风就会从纤维间稀疏的空洞中穿出去,降低推进效率。为此,传统的做法是织造完成之后再涂蜡或桐油,但这样用量不好控制,达到同样的气密性重量要大上不少,而且成本高昂。因此历史上有的船为了省钱,就用普通布料做帆布,行船时泼上水浸湿防漏风。东方硬帆之所以用竹篾编制而不用布,也是有出于漏风率低的考虑。相比之下,城阳出产的这种帆布真的是上好的防风布了。
说到这里,郑林又心痒了,回头对艉楼喊了一声:“计一下航速!”然后在十几根帆索里找出自己想要的那根,从固定处解开,用手拉着慢慢放下去,又提起来。
最顶层的帆骨随着他的动作先是下降,又升起来,牵拉起来并不费力——由于一系列新技术,最终造出的帆面不但用风能力更强,重量也比同面积的硬帆少了三分之二,整面帆都可以由一个水手收放,更别说这顶层的三分之一了。
他把帆索绑了个绳结固定回去,拍着手说道:“这么轻省,你说当时造的时候为啥不干脆把桅杆造高点,好挂面更大的帆?”
韩松道:“造的时候都定型了,哪那么好改,完全体还是得看新船。而且,”他在甲板上用脚点了点,“听,这还没多大风呢,就吱嘎吱嘎了,帆力再大,说不定哪里的结构就得出问题。毕竟是练手的船,不能要求太高啊。”
郑林点头道:“也是。而且这帆只是有个雏形,还没优化完全。回头给其他几艘船也换上试试……对了,头儿,你说,这帆软帆硬帆都不完全是,得起个特有的名号吧?”
韩松一愣,然后说道:“既然是类似机翼的原理,那就叫东海式翼型帆吧……唔,太长了,干脆叫海翼帆得了。”
郑林一拍掌:“好,就叫海翼帆!”
这时,后面的水手拿着表和记录纸来报告了:“报告舰长,之前五海里平均速度8节,最高速度86节!”
韩松一听就笑了:“很好,今天还是没什么大风,不然说不定能上九节。也不错了,这应该都甩出白羊号有一节了。行了,今天就到这吧,打信号通知他们返航!”
其实他们今天一共比了三轮。第一轮,由于海翼帆的用风方法和硬帆有很大区别,金牛号上的班组对海翼帆还不是很熟悉,没发挥出效果,甚至比白羊号还落后了一点。等到第二轮渐渐熟悉了,才持平甚至反超。而这是第三轮,完全上手之后终于表现出了显著的优势来。
两艘船逐渐调头回航,而此时海翼帆又展现出了一个优势——由于是利用侧风升力,所以可以调整帆面角度使得升力垂直于船体,从而获得较大的力矩辅助转向。因此金牛号比白羊号更快地完成了调头动作,等到后者也转向南行驶的时候,两者都差不多并驾齐驱了。
郑林命人降了顶层帆,与白羊号保持速度一致,又走上艉楼喊来了王广金他们,笑呵呵地吼道:“王兄,承让了!”
王广金嘴角抽搐,回道:“新式帆果然厉害,郑兄在上面都跑得这么快,回头我就给白羊号也换上!”
韩松也走上来,喊道:“对,还有起点、纵横,还有以后的新船,都换!”
1255再铸鼎
第56章 四轮马车
1257年,三月初十,东海堡。
“这么说起来,我们种了这么久土豆,种出来的几乎全部作为种子又种回去了。等到终于有点剩余产品能上桌了,我们也不缺粮了,这岂不是完全没起到金手指的作用吗?”
东海堡的食堂里,木工组组长于雄章对着对面农业组的张国庆如此说道。说完,他又夹了一口酸辣土豆丝。
张国庆穿越前在某农业大学读博士,穿越后理所当然地被划进了农业口。但实际上他学的是克隆,专业并不算对口。好在他是农村人出身,好歹能把麦苗跟草分出来,所以仍算得上农业组的首席专家。
去年秋季,东海商社收获了差不多三十四万斤土豆,其中三十万斤今年仍然要种回地里,剩下的四万斤终于能端上餐桌了。刚开始,股东们抢着来尝这几年吃不到一次的土豆,不过没多久就腻了。现在东海商社主粮储备丰厚,四万斤吃了几个月也没吃完。
“等这一季收完,我们就实现土豆自由了。”张国庆说,“到时候有了上百万斤的土豆储备,足够几千人吃一年了,我们就不用死命种土豆,而是可以按需种植了。从人力产出比的角度上看,种土豆还是非常划算的,用土豆代替一部分粟,我们就可以把更多的人力用于畜牧业了。”
现在,东海商社的规模已经增长到了两千五百人,与之相对应的,是东海地区已经开发出了两万亩耕地。当然,这两万亩是指全部开垦过的土地,其中有不少收获过一季之后就种上草养起来了,现在在耕种的大约有八千亩。
自己产的麦、粟和土豆,再加上城阳区的税收,主粮供应已经相当充沛了。所以,目前统合部的规划是,在保证粮食储备和主粮供应的前提下,加大畜牧业和经济作物的发展力度。
根据劳工部农业组的测算,整个东海地区大概有五六万亩适宜耕种的易开发土地。统合部做了一个宏大的规划,准备全部利用起来,其中四分之一用来种植主粮,四分之一种植经济作物,剩下的作为牧场,饲养牲畜。
当然,前途很光明,道路很曲折。牛羊什么的还好说,劳工部和商务部搜罗了三十多头牛,二百多只羊,交给懂行的劳工饲养,也不算太费事。但是马就麻烦了,这东西和铁一样,偶尔买一两匹没问题,但如果持续大量采购,就会引发官府的注意了。
在即墨县,虽然有程从杰和毕庆春罩着,但经营城北马市的是一对蒙古夫妻,他们属于统治阶级,可不会因为知县放话了就睁一只眼闭一只眼。商务部只好多番腾挪,请人代买,再去即墨乡间收购,累死累活才搜罗了二十多匹马。这些马品质都不太好,现在放在平原新村北边的区域养着,去年还生了几匹小马,也算是开了个头吧。
话归正题,今天木工组和农业组凑在一起,是为了测试木工组的新产品——四轮马车。
四轮马车不是个新产品,中国从春秋战国时期就有了,现在的即墨、胶州一带,也偶尔能见到四轮车的