头一回硫磺放少了,橡胶化了半日还是软塌塌的,放凉之后一掰就裂。
第二回硫磺放多了,橡胶烧成了一块硬邦邦的焦炭,敲在石头上梆梆响,半点弹性都没有。
第三回温度没控好,锅底烧穿了一个洞,橡胶和硫磺糊在一起冒出一股呛人的黄烟,墨言被熏得咳了半天。
宋应星在小册子上记了满满几页:每回的温度、硫磺的比例、加热的时间、冷却后的硬度、弹性和耐热程度。
第四天,他把前三次的失败归拢了一遍,重新调整了配比。
硫磺比前回少了两成,加热的时间缩短了一半,温度压得低了些,用小火慢慢煨。锅里的橡胶在硫磺粉里渐渐变色,从淡黄变成棕褐,又变成一种暗沉的深褐色,表面慢慢凝出一层薄薄的硬壳。
宋应星拿铁钳夹出来,放在石板上晾凉。等了一盏茶的工夫,他用手指按了按那块橡胶。
有弹性,不软不硬,指甲掐进去松开之后,印子慢慢弹回来。他又把它放在炉口旁边烤了片刻,取出来再按,没有变软发粘,捏上去还是那个手感。
他抬头看了一眼墨言,墨言正蹲在旁边,目光一瞬不瞬地盯着那块褐色的橡胶片,伸手接过来折了折,折到一半松开手,弹了回来。
他看了宋应星一眼,点点头:“成了。”
当天下午,两人将新制好的硫化橡胶切成细条,缠在蒸汽机铜管的接口处,拧紧接头,又拿铁丝扎了一圈加固。活塞缸壁的内侧也贴了一圈薄薄的橡胶垫,抹了一层牛油,将活塞杆推进去的时候,严丝合缝,没有半点晃动。
宋应星往炉膛里添了炭,拉了几下风箱。白汽涌进管道的时候,没有嘶嘶的漏气声。
活塞开始动,飞轮比前几日转了快了不少,不再是一圈停三息,连杆上那只小水桶升到最高处时微微顿了一下,然后稳稳地停住,没有落下来。
宋应星看了看飞轮转动的速度,又看了一眼桶里的水量,在心里估算了一下,少说也有七八十斤的力道。
他转过头来看着墨言:“比上回试的时候高出了一倍多。”
墨言蹲在活塞旁边,伸手靠近接口处,掌心对着铜管接缝,悬空停了一会儿,收回手:“不漏了。一点白汽都没有。”
宋应星站起身来,走到天窗底下,仰头看着那根还在匀速转动的连杆,看了好一会儿才开口:“这台东西,现在能顶一头驴了。”
蒸汽机稳定运转了三天之后,王景安又去了一趟工匠坊。
屋里暖烘烘的,炉膛里的火正旺,飞轮在匀速转着,连杆带着那只水桶升上去落下来,节奏比前几日轻快了许多,铜管接口处干干净净的,没有一丝白汽渗出来。
宋应星正蹲在活塞缸旁边,耳朵凑近了听里面的动静,墨言在旁边拿一块布擦拭飞轮边缘的铸铁毛刺。
王景安走到炉膛旁边伸手试了试管壁的温度,比上回烫了不少。
他直起身来,看着宋应星和墨言,问了一句:“你们有没有想过,要是这台机器的力道再大两倍、三倍甚至几十倍,铜管里面的气压会比现在高多少?”
宋应星怔了一下,放下手里的布,站起身来想了想:“若是力道翻两倍,炉膛里的温度要升得更高,铜管里的汽压也至少要翻倍。现在的密封勉强还顶得住。若是再高下去,现在这些橡胶垫未必还能封得住。”
“到时候不光是漏汽。”
王景安走到铜管旁边,指了指接口处的橡胶圈:“压力大了之后,橡胶会被挤变形。而且温度再往上升,就算硫化的橡胶也会慢慢老化变脆。现在的密封能撑住现在这个压力,但撑不住再大两倍的压力。”
宋应星低头看着那圈褐色的橡胶垫,摸了摸,没有反驳。
他知道王景安说的对,现在的蒸汽机力道只够顶一头驴,可若想用它带动磨盘、水车、或者别的什么更重的东西,炉膛里的火就得烧得更旺,汽压就得升得更高,密封的难度也会跟着翻倍。
王景安又说了一件事:“另外,你们现在在活塞上抹的牛油,往后可能也不够用。温度再高,牛油会化、会焦、会烧干,浇在活塞上糊不住。到那时候活塞干磨缸壁,不用半个月机器就废了。”
墨言在旁边插了一句:“那用什么?”
“矿物油。”
王景安说:“从有些地方的地面上会渗出黑乎乎的油液,粘稠,烧不着,但滑得很。若是能把那种油精炼一下,拿来做机器的润滑,比牛油顶用得多,温度再高也不会焦。”
宋应星皱了皱眉:“地下渗出来的油,末将以前在福建见过那种东西,当地人叫‘石脂’,说是不祥之物,没人敢碰。”
“就是那种东西。”王景安没有多解释,只说了句,“回头我让人去打听,哪里能采到那种石脂油,先弄一批回来试。”
他说完,目光落在蒸汽机圆筒侧壁上,空荡荡的一片铸铁面,什么标记都没有。
他看了一会儿,伸手在上面比划了一下:“在这个位置上,装一个铜管,通到外面去。铜管里装一根细针,底下接一个弯头,弯头上开口。机器运行时汽压推着水银柱上升,针就能指示出压力的大小。”
宋应星听完,怔了一下,随即连连点头:“用铜管把汽压引出来,通过水银的高度来显示压力大小,看一眼就知道炉膛里的力道到了什么地步,往后调火候就能准得多了。”
王景安点了点头:“就是这个意思。还有,把锡化成薄片,包在铜管的接口外面,外面再用铁丝绞紧,可以顶得住更高压力。”
宋应星已经在小册子上飞快地记了起来。
“你俩现在做已经很好了,蒸汽机雏形出来了,接下来就是一代代的改良,直到能达到商用的地步。”
崇祯十一年腊月,盛京皇宫。
皇太极靠在暖阁的榻上,背后垫着三层厚厚的锦被,面色蜡黄,嘴唇干裂。
斡难河那一战留给他的伤,远不止左肋下那三块取出来的弹片。