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咸宁四十三年四月下旬的时候,大明中央朝廷的部门机构的调整和重建工作基本结束了。
朱简烜稍微松了口气,也不再守在文华殿了。
只是要求官员将需要自己批阅的常规文件送到文华殿,自己会不定期的过来处理这些文件。
如果有紧急文件,可以直接交给通政司,让通政司直接送到自己住处。
但是自己具体住在什么地方是不对外公开的。
可能在紫禁城,可能在西苑,也可能在圆明园,或者是颐和园,甚至是到军营里面住。
只有几个跟在身边的弟子和侍卫们知道具体情况。
咸宁四十三年五月一日上午,朱简烜再次在文华殿升座,接受调整完毕的中央衙署官员的朝拜。
礼仪性的朝会结束后,朱简烜留下了大明科学院、大明工程院、主要王有公司的代表。
听他们汇报澳洲工业建设方面的情况,安排未来本土工业建设上的主要任务。
北河钢铁工业基地的产能已经完全释放,钢铁年产量突破一百万吨。
无缝钢管厂的产量也已经完全释放出来,甲型栓动步枪的年产量突已经破了五十万支。
造船厂完成了第二次扩建,已经能够同时建造四艘六千吨级钢结构战舰,八艘两千吨级纯钢战舰。
朱简烜对澳洲地方的要求,就是继续按照当前状态生产,继续开荒扩建新的城区,提高当地百姓的生活水平。
澳洲已经有了发电厂,有了电报和电话线,有了电风扇可以对民间出售,现在是全世界军事和民用科技水平最高的地方。
朱简烜对这种状态颇为满意,澳洲未来的几十年内,应该都还会是大明的南方工业中心。
但是澳洲的上限比较低,若是不去大规模破坏澳洲脆弱的生态环境,估计要将人口限制在一两千万人,才能保持生活水平。
大明未来核心只能是本土,在通过南方公司持续收购南方产业的同时,北方的建设也要尽可能的加快速度。
朱简烜要求,所有的原吴国王有公司,按照澳洲现有的工业体系,在华北和辽东地区分别建设一套,扩大工业产业规模。
活儿安排下去之后,朱简烜把相关人员留在宫里一起吃了午饭,下午朱简烜在工匠代表的陪同下一起去了科学院。
大明科学院和工程院本身是朝廷机构,按照规划应该放在长安街以南,也就是皇城南门外的长安街对面。
但它们同时也都是科研机构,应该放在长安街以北,宣武门里街以西,这是专门划出来的科研区。
结果最终被朱简烜放在了长安街以北,宣武门里街以东,在皇城西南角的小时雍坊,这里属于皇室用地的预留区。
南面对过是朝廷机构的预留地,西面对过是科研机构的预留地。
这里是旧时北京城里面最为特殊的街坊,皇城在这里向内收缩,缺了一个角。
这里跟皇城西苑太液池只有一墙之隔,朝廷衙门之中只有负责皇帝出行的太仆寺在这里。
崇祯以前住在这里的居民,大多都是皇帝身边的宠臣。
朱简烜把这块地方划给科学院和工程院办公,也是在表明自己重视的态度。
在科学院的驻地,朱简烜宋问道和几个弟子的陪同下,参观了他们现在工作生活的地方。
然后在他们的会议室里面,把自己的弟子和主要工匠们召集起来,听他们做了一场简单的报告。
朱简烜的弟子李锐为代表,首先为朱简烜介绍了这两年的科研成果:
“老师,现在按照您的要求,我们基本上将原理性研究和技术实现问题分开了。
“现在科学院主要负责理论攻关,工程院负责技术实现。
“大家自从咸宁三十八年回到吴王都,然后又持续攻关了五年多的时间,终于搞清楚了电磁波的基本规律。
“总结出可靠的电磁方程组,同时工程院也制造出了基本的无线电收发装置。
“我们终于可以控制无线电信号发送信息了。
“我们年前在澳洲的时候,已经验证了从陆地向船舶上发送信息,验证了不同船舶之间发送信息。
“现在科学院正在研究,如何继续提高无线电发射距离。
“而工程院正在设计更加可靠、更加易用,具有量产价值的无电线收发设备。
“争取未来可以给所有的战舰安装无线电设备。
“与此同时,我们在瑞士人伯努利的理论研究基础上,整理出了粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程。
“工匠们攻克了抽真空和钨丝的加工工艺,我们终于做出了勉强能用的钨丝白炽灯。
“有了真空钨丝灯泡,我们按照老师的设想,做出了真空管。
“在这样的基础上,理论与技术合作,设计出负反馈电路设计,做出了音响功率放大器。”
李锐介绍的时候,有工匠拿出了相关的事物。
朱简烜坐在那里,听着李锐说到的那些理论研究内容,真的已经深入到了很“抽象”化的范围了。
很多不可见的东西,无法简单物理复现的逻辑,被他们通过观察和计算整理出来了。
从几十万人中筛选出来的这些聪明孩子,被自己直接引导和培养了好几年,又被大明最顶级工匠们的指导和训练了好几年。
他们今年差不多在十九岁到二十岁上下,现在的基础科学素养应该已经达到这个世界的顶级水平了。
他们之中很多人已经在做近乎纯理论性质的研究了。
朱简烜带着颇为感慨和满足的情绪,观察了一下工程院制作出来的东西。
首先是简陋的钨丝白炽灯。
相比朱简烜前世那种成熟的白炽灯,形态和设计上仍然显得非常粗糙。
灯泡是中间粗两头细,像个橄榄球的形状。
中间的灯丝还比较粗大,而且是直挺挺的一根长钨丝,不是卷曲折叠起来的细长丝。
寿命、亮度、效率不能与前世的白炽灯同日而语。
但在这个世界已经是独一份的了。
也已经勉强能够进入量产状态了。
其实简单的灯泡在几年前就做出来了,所以现在直接点亮钨丝白炽灯,也没有特别直接的震撼效果。
这次展示的成果中,最重要的设备,毫无疑问是无线电收发机。
无线电是一个非常重要的科技节点。
无线电隔空交流和传递信息,能极大的提升军事指挥效率,进而整体改变战争的模式。
陆军指挥官能够了解整个战场的情况,能够直接指挥分布在战场各处的无数军队,让他们在整个战场范围内配合。
海军指挥官也可以真正指挥整个舰队了,而不再是通过传统的旗语传达最为简单的节点性质的命令。
不过无线电的影响是宏观上的,现场的功能展示效果看上去不是很有冲击力。
李锐操作设备,向留在圆明园的同伴发了一条信息,对方又回复了一条信息,操作员将信息写出来给朱简烜看。
现场展示效果最好的东西,毫无疑问是功放和电音响系统。
功率放大器将原始音源的信号放大,同时保持音源的基本清晰度,这种前世随处可见的东西,在这个时代是绝对的高科技。
没有功率放大器之前,所有话筒就是个铁皮,只能利用基本的物理学原理,让声音集中在特定方向上。
留声机的音量也非常有限,所以才需要安装一个巨大的喇叭来尽可能提高音量。
有了功率放大器之后,才能真正的通过电力的直接支持,最终提高声音本身的最大功率,直接提高声音本身的大小。
李锐站在朱简烜身边,介绍会议室的台子上的功放设备:
“老师,这台放大器,连接着院子里的电喇叭,可以对外发出非常大的声音,老师要试试吗?”
朱简烜轻轻点头:
“打开吧,我说两句话……”
在工匠们看来,功放系统的效果非常奇特,可以把说话的内容暴露在公开场合之中。
所以李锐专门确定了朱简烜的意思,然后才打开了功放机的电源。
朱简烜听着莫名熟悉的电波底噪声,烜酝酿了几秒钟的情绪,对着话筒说了句怎么都不会错的话:
“做的不错,大家都辛苦了——”
这句话直接出现在了会议室门外的院子里,好像有一个巨人对着外面的天空喊了一句。
这片区域是专门给科学院和工程院的,周围没有闲杂人等。
能听到这句话的都是工匠和学生。
会议室里面自然也是听得非常清楚。
虽然与高保真的音响相差甚远,但是与广播的效果很接近。
历史上,早期的功率放大器其实很不清楚,因为直接放大信号会导致音频失真。
后来有了负反馈电路才解决了失真问题。
朱简烜直接给出了做负反馈的提示,弟子们才直接制作出了能用的功放机。
功放机在这个时代也是非常重要的发明。
可以让一个管理者直接对数以万计的人讲话,不必再借助于随时可能出错的人力传声了。
关键是,声音放大这种效果,好像是在天上讲话的效果,对于不了解相关知识的普通人而言,会本能的想到神秘力量。
这种效果对于朱简烜这种统治者而言非常的有用。
所以朱简烜非常满意,让李锐关掉开关之后,让他们安排人手,在奉天殿广场上装一套,在衙门所在的大街上装一套。
以后需要公开宣讲的圣旨,就让宣读的公园对着话筒讲,让更多的人直接听到。
朱简烜简单验收了最近的成果,然后带着自己的弟子和工匠们,开始新一轮的科研和设计攻关。
朱简烜坐在自己的位置上,给他们介绍和安排任务:
“大家应该都能够认识到,机械运动的方式越简单,能量转化环节越少,能量损失就越小,能量效率也就越高。
“也就能通过放大机械结构,做出总功率更大的设备。
“大家应该也能发现,我们现在用的多涨式的蒸汽机,其功率存在一个不明显的上限。
“就是因为这种机器的能量传递方式比较复杂。
“蒸汽首先要做往复运动,再通过曲轴和连杆转化为圆周运动,外面还有一大堆的传动和辅助结构。
“想要继续提高蒸汽机的功率,就要考虑降低蒸汽机的复杂度。
“那么我们可以跳过蒸汽推动活塞往复运动的过程,让蒸汽直接驱动机器做圆周运动呢?
“逻辑上是可以的,理所当然的参考就是风车。
“可以用蒸汽直接推动特制的金属风车旋转,用风车带动传动轴旋转驱动其他设备。
“考虑到尽可能减少能量损失,尽可能将所有能量都用来推动风车旋转,所以这个风车应该放在封闭环境中。
“我的设想是做一个圆筒,让所有蒸汽从圆筒中经过,蒸汽压力驱动圆筒中的风扇旋转。
“为了最大化利用蒸汽压力,圆筒中可以有很多层密集排列的风扇。
“我准备称这种新型整蒸汽机为蒸汽涡轮机。
“并将其作为接下来的重点科研任务,大家仔细确认这个设想是否可行,尝试把它做出来。
“计算和评估这种机器的工作效率,能量转化效率。”
朱简烜介绍的设想的同时,也直接拿出了自己画的蒸汽轮机工作原理图,让现场的弟子和工匠们一起传阅查看。
仍然是科普性质的原理图不是设计图,更不是生产用的图纸,只是为了说明机器的工作逻辑。
只是弟子和工匠们简单看一下,知道这个机器理论是怎么工作的。
蒸汽机轮机的原理非常简单,简单到不用专门解释的程度,难点大部分都在于制作工艺上。
几乎所有的工匠和弟子,看到这个原理图都是直接恍然。
觉得这没有什么难度。
所以朱简烜也没有在这里停留,简单介绍了了蒸汽轮机的思路后,就拿出了另外两份新机器原理图。
让工匠和弟子们传阅图纸的同时,简单介绍这这种新型机器:
“蒸汽涡轮机的设想,是基于减少运动转化的思路,而这两种机器的设想是基于减少能量损失的。
“我们以往的蒸汽机,是通过煤炭在锅炉外面燃烧,制造出水蒸气再去推动活塞做功。
“外部燃烧,蒸汽驱动,这两个环节都有大量的能量损失。
“所以我考虑,如果不再去烧水产生蒸汽,用燃料燃烧加热空气直接做功,关键是在密闭的空间内燃烧做工。
“这种机器的燃料转化效率应该更高,机器本身的功率密度应该能够做的更高。
“就是说,可以用更小的尺寸和重量,做出有力量的机器,进而能够安装在体型和尺寸更小的设备上。
“我准备称这种机器为内燃机。
“由于典型燃料的性质不同,所以也有两种不同的设计,一种更加的轻便迅捷,一种更加的沉重有力。
“这种机器就是接下来的第二个重点任务。”
朱简烜提的是两种结构略有差异的内燃机,使用煤油或汽油的“点燃式内燃机”,以及使用柴油的“压燃式内燃机”。
这两份原理图也不算特别的复杂,朱简烜这些天才弟子们基本都能看的懂。
不过弟子们听完了朱简烜这两段设想后,有些人已经有了更进一步的想法,李锐这时候就举起了手来。
朱简烜微笑点了李锐:
“你有什么想法?”
李锐马上有些迫切的说明了自己的想法:
“老师,那能不能减少能量损失的基础上,同时也尽可能减少运动转化上的损失?
“就比如说,您这两种机器的设想,是否可以在同一种机器上实现?
“就比如说……用燃烧空气直接驱动涡轮机旋转?
“这种机器是不是功率密度会更大,机器本身的尺寸和重量也相对更轻?”
内燃式的涡轮机,那就是燃气轮机了,理论上也确实是可行的。
燃气轮机还确实能够做到轻便而且功率巨大。
现代的燃气轮机,就是柴油机的尺寸,蒸汽轮机的功率。
只是对材料和加工工艺的要求非常高。
朱简烜对李锐的这个反应很满意:
“我认为是有可能实现的,你可以尝试去做实验验证。
“确定具体可不可行,可行的话效率如何,不可行的话为什么,是否在满足某些条件之后变得可行。
“与此同时,我们也应该考虑到,技术升级迭代都是有代价的,升级迭代的跨度越大,实现的难度通常也越大。
“基于这样的逻辑,我判断你所说的这种机器,应该在蒸汽轮机和内燃机相对成熟后,才能真正做出有实用价值的成品。
“反过来看,我们现在研究内燃机和蒸汽轮机的过程,就是在为你所说的未来的燃气涡轮机打基础。
“就算是现在直接研究燃气轮机,也要先攻克涡轮机和内燃机这两项技术。”
李锐非常认真的拱手:
“学生明白了——”
朱简烜解答了李锐关于燃气涡轮机的设想,然后又拿出一批围绕内燃机形成的机器设计图。
“科学院的主要科研力量,接下来几年就围绕这两种三型新发动机本身展开攻关。
“工程设计力量,围绕这三种发动机设计新的机器。
“首先是用相对轻便的点燃式内燃机驱动的自行车、三轮车、四轮客车。
“然后是用扭力更大的压燃式内燃机驱动的载重车辆,工程车辆,挖掘机、推土机、小型船舶。
“最后设计一种新型战舰,放弃风帆,纯用蒸汽机驱动,尝试将主炮摆在战舰甲板上,摆在战舰的中间线上。
“尝试将两门主炮放在一起,放在一个可以旋转的平台上,通过液压或者电机设备旋转。
“这样就能在任意侧舷对敌的时候,都能够发挥所有全部主炮的威力。
“将已经实现的电话、电报、无线电设备装到战舰上。
“可以先使用三涨式往复蒸汽机驱动,未来可以考虑更换为蒸汽轮机驱动。
“大家把这些设想方案都好好看看,有什么疑问尽快提出来讨论。”
在战舰设计上,中置联装主炮是理所当然的正确经验,就算是在铁甲舰和前无畏舰时代,也是非常好用的设计。
朱简烜现在就直接提出来,要工匠们尝试去攻关制造。
朱简烜前世玩过很多战争游戏,顺便去了解过近现代战舰的设计发展历程,知道很多更加“高级”的现代化设计。
比如理论上最合理的装甲结构,比如各种高级装甲的合金配方,比如一体化的旋转炮塔。
但这次的战舰设计要求里面,都没有提到这些更加未来的东西。
蒸汽轮机也不着急用,继续用成熟的三涨机。
一是这些设计现在意义不大,毕竟敌人的战舰大部分都还是木头船,自己的船有新火炮就能碾压。
二是设计越复杂新颖,实现起来就越麻烦,成本自然也会越高。
所以朱简烜对于战舰设计的要求,就是最大化的发挥当前拥有的火力优势,暂时不去提前应用超越时代的防护和攻击技术。
把已经制造出来的电报、电话、无线电装上去,再整个能够转向的甲板后装线膛炮,自己的战舰就无敌了。
不过,需要长期积累才能实现的技术,还是要提前开始研究并做好基础储备的。
所以冶金和机械加工方面,朱简烜一直都在关注和投入,给工匠们指出正确的方向,让他们按部就班的前进。
现在也开始研究内燃机和蒸汽轮机。
大明已经有了后装线膛炮,有了无电线和电话、电报系统,再加上蒸汽机轮机技术,集齐无畏舰的关键前置科技了。
等什么时候欧洲人搞出铁甲舰了,自己就直接搓个整个无畏舰出来,镇压他们那些“全新战舰”。
现场的几个老工匠们们,听着朱简烜这一连串的安排,就有种颇为熟悉的感觉。
虽然朱简烜最前年专门说了,让弟子和工匠们去做实验,验证那些发动机的原理设计是否可行。
但是实际上,他朱简烜已经拿出了用这些发动机驱动的各种机器,大概率这些发动机的设计本来就是可行的。
朱简烜除了口头上提了一嘴需要验证,其他的安排跟当初在吴王实验室的时候非常的类似。
不过朱简烜弟子们没有这种感觉,他们没有经历过当初的那段时间。
弟子们大多只是觉得,这是因为一年多的时间不见,老师又积累了一大堆新想法,得赶紧研究怎么做出来。
不过无论心情如何,现在都一起老实接下了任务,然后开始实际的分析那些设计图。
朱简烜自己的心态其实挺简单的,自己努力引导了好几年,现在你们成长起来了,那我就要放开了用了。
朱简烜笑呵呵的继续留在科学院,跟弟子和工匠们继续开会到了傍晚。
把自己所有的具体设计图都过了一遍。