第二卷 拂曉之晨 第94章 軸承
外城的大明兵工廠內，在倉庫前的空地上，一節車廂被懸吊了起來。在車廂的下方，數十名工匠正在忙碌著更換車輪。
在這群忙碌的工匠附近，還有一群工部的小吏正緊張的記錄著什麽，工部營繕清吏司的主事姚靜，正一臉擔憂的看著被懸吊起來的車廂。
“這繩索會不會崩斷啊？就這麽幾個人拉著繩索，他們堅持的住嗎…”姚靜實在忍不住擔心，對著身邊陪同的管事詢問道。
兵工廠陪同的管事滿麵笑容的解釋道：“這些懸吊的繩索不是普通的麻繩，而是新研製出來夾雜著鐵絞線的新繩索，比普通的麻繩要堅固數倍。
同鼓樓那個大擺繩索的製造方式差不多，那個大擺掛了數個月都沒有問題，可見這繩索有多可靠了。
至於那些工匠並不是在拉繩索，而是在照看懸吊車廂的牽引裝置。這種利用滑輪組懸吊重物的方式，可以省下三分之二的力，是孫大人同科學院的幾位院士設計出來的。
不過孫大人認為這種繩索雖然堅固，但是摩擦力太大，準備用光滑的熟鐵鏈條來替代它，不過現在可用的熟鐵鏈條還沒有製作出來…”
兩人正看著工匠們施工交談的時候，孫元化正陪著皇帝向著這裏走過來。
“…這馬拉鐵道的運輸方式，在試用了半個月後，臣等發現雖然這種道路運輸方式遠較馬車省力，但是對於車軸的損耗卻非常大。
臣之前看過前元郭守敬所製作的簡儀，在百刻環與赤道環之間安裝了四個小圓柱體以減少摩擦力，臣就想著能不能把這種方式運用到車軸上，以減少車軸的損耗程度…”
在行走的路上，孫元化向崇禎解說著今天更換車輪的原因。朱由檢還在思考著，這圓柱體和車軸到底有什麽關聯，不過當他走到現場，看到了實物之後，終於明白了過來。
馬拉鐵路上跑的車輛，是按照普通馬車改變過來的，雖然外表形狀和車輪的數目改變了，但是運行的原理並沒有做出根本性的變革。
承載馬車車廂的車軸同車輪之間的連接方式，還處在軸瓦和瓦蓋的直接接觸方式上麵。
這種原始的軸承和近代軸承相比，顯然不適應在鐵軌上較快的運行速度，很容易就因為車軸高速摩擦而快速升高溫度，從而燒毀車軸的端頭。
而孫元化仿照簡儀在軸瓦和瓦蓋之間增加了12個小圓柱體，從而形成了一個原始的滾子軸承。雖然這些車輪還沒有安裝完成，車軸也沒有試驗過，不過朱由檢已經可以確認，今天的試驗必然是會成功的。
朱由檢撫摸了下放在地麵上的一個大軸承，便站起來對著孫元化說道：“想要製作這樣的軸承，這些小圓柱體就必須加工的非常精細，兵工廠能辦得到嗎？”
對於崇禎的內行，孫元化已經不感到詫異了，他絲毫不意外的說道：“現在科學院的度量衡標準中的度、量標準，已經完全落實了。兵工廠已經可以按照統一的規格尺寸進行分部件加工，隻需要測算出公差就可以了。
小圓柱體的加工要求雖然精細，但是它的加工方式並不複雜，隻是對於工匠的手藝要求較高。唯一存在問題的，是用於這種小圓柱體的材質，既要耐磨又要堅硬。
臣等之前實驗了數種材質，都無法承受馬拉鐵路使用車廂的重壓。
最後選定了兩種可能適用的材料作為兩節車廂的軸承，一種是青銅。另一種則是兵工廠新研發出來的坩堝鋼。”
朱由檢下意識的打斷了孫元化問道：“坩堝鋼？”
“按照陛下的猜測，同時以顯微鏡觀察的鐵片內部構造。臣等認為，假設鋼和鐵都是同一種物質，隻是含碳量的不同造成的性能差異，那麽想要改善鐵質，隻需要排除雜質並調節含炭量就可以了。
因此臣等參照灌鋼古法，以石墨黏土製作坩堝，然後把滲碳鐵料切成小塊置於其內，再把它同空氣隔絕起來，防止雜質侵入。然後放入琉璃窯中進行加熱，最後果然得到了一種鋼。
這種鋼應當就是屬於陛下所說的高碳鋼，質地均勻堅硬，性能比蘇鋼更佳。就是生產數量不多，成本也較為高昂。
臣等原本打算用這種鋼作為加工工具，不過現在先拿來製作軸承了。”孫元化簡單的向崇禎解說道。
看著孫元化眉目間抑製不住的興奮，朱由檢不由大為讚賞了幾句。能夠製作出坩堝鋼，對於大明的鋼鐵生產技術來說，顯然是一個極大的進步。
不過還不足以讓大明進入到鋼鐵的時代，朱由檢心中默默的對自己說道。
當崇禎一行人抵達的時候，兩節車廂車架上的車輪已經安置的差不多了。隨後懸吊著的車廂被放回了停在鐵軌上的車架上固定，並開始裝載貨物。
這些貨車敞篷車廂原本設計每節車廂要裝載8噸貨物，不過在實際運行中，隻能裝載4噸左右。
現在換了新軸承之後，也就按照4噸的載重開始試驗。由於有了新式樣的滑輪組，同鐵木結構的門式承重架，用於試驗的鐵塊很快就被裝上了車廂內。
兵工廠內的鐵軌長約1公裏，兩節車廂來回一趟也就20分鍾不到。當貨車停下後，一群工匠就立刻上前檢查新式軸承的磨損狀況。
孫元化似乎也忘記了身邊皇帝的存在，匆匆的向鐵軌上的貨車走去，同工匠們一起檢查起車軸起來了。
這種把皇帝丟在一邊的行為，讓站在崇禎身後的王承恩大為不滿，他向前走了幾步，想要把孫元化叫回來。
不過崇禎卻叫住了王承恩說道：“罷了，讓孫郎中去看看也好，今天兵工廠的首要事務就是試驗新軸承的，我們還是不要幹擾他們了，且在這裏等著聽結果吧。”
有了皇帝的發話，一行人頓時站在邊上安靜的等待了下去。兵工廠的工匠們對於軸承的檢查相當的細致，足足花了大半個鍾頭，孫元化才回轉回來。
他還沒走到皇帝身前，就洋溢不住臉上喜色說道：“陛下，兩種材質的軸承都沒有任何損壞的痕跡，且貨車運行的速度提高了一倍，牽引的馬匹看上去也輕鬆多了。接下去，就是增加貨物的重量，看看能不能有所提高…”
朱由檢仔細的聽完了孫元化的講解，心裏也同樣很開心，這意味著建造一條可以運營鐵路的計劃，終於解決了技術上的難題。
不過隨即他看著鐵路上長度不一的鐵軌，有些憂慮的詢問道：“現在可以大批量生產的鐵軌長度，一般能達到多少米？”
孫元化不假思索的回答道：“不超過3.5米。再長就無法加工了。”
朱由檢心算了下，便皺著眉頭說道：“一根鐵軌也就70斤上下，一個人就能輕易扛動了。如果朕想要在野外建設這樣一條鐵路，如何能保證這些鐵軌不被人盜走？”
孫元化頓時有些張口結舌，他對於解決技術問題可以想出各種奇妙的辦法，但是對於這種社會問題，就有些技窮了。
情急之下，他下意識的說道：“要不然，我們可以增加相同長度鐵軌的規格，讓它變得更為結實沉重，這樣鐵軌也更為耐用一些。”
站在邊上的工部主事姚靜頓時反對道：“如果這樣的話，造價豈不是要增加許多，原本能造兩條鐵路的鐵料，現在就隻能造一條了。
以臣看來，還是應該多在防護上下功夫，比如多設立幾個休息站，多增加巡邏護衛鐵路的人手…”
朱由檢思考了一會，便說道：“保護鐵路措施方麵的確要加強，但是製造更長的鐵軌，變得讓人難以偷盜，同樣是個辦法。孫郎中，如果想要把鐵軌製作長度增加到現在的一倍以上，究竟要怎麽才能辦到？”
孫元化思考了許久，才不確定的說道：“如果想要增加鐵軌的澆築長度，臣以為需要從煉鐵廠下手，提高冶煉鐵水的質量，爭取鐵水出爐就達到可以製作鐵軌的要求，然後馬上進行鐵軌澆鑄。
那麽不僅可以加長鐵軌的長度，還能提高鐵軌的質量，同時還能降低製作鐵軌的費用。”
朱由檢思考了一會，便對著孫元化、姚靜兩人說道：“孫郎中過些日子去門頭溝勘察一下，看看門頭溝附近什麽地方適合修建一座煉鐵廠和鐵軌製作場。
門頭溝有煤、鐵、石灰石，煉鐵的原料一應具備。從門頭溝往京城修鐵路，可以減少不少運費，同時也能為唐山新鐵廠的建設，積累工程建設經驗。
至於姚主事，等今天的軸承試驗成功。三天後，朕會邀請一些商人和士紳前來參觀，鐵路運貨的便利之處，朕希望你們能夠準備的妥當一些…”
當孫元化送皇帝離去時，不免有些疑惑的問道：“陛下，難道你真的要把鐵路交給那些商人和士紳去投資建設嗎？
臣以為，鐵路這種運輸方式雖然不及運河水運，但是建設一條鐵路可比挖一條運河要簡單多了。
以鐵路的運輸能力，將來一定會成為僅此於運河的貨物運輸方式。大運河是我大明溝通南北的命脈的話，鐵路就有可能是沒有運河的平原地帶的生命線。
這樣重要的交通方式，怎麽能交給商人和士紳們去建設管理？這恐怕未必有利於大明啊。”