状元郎今天也在心声里掀翻朝堂?

第379章 格物“遗产” - 水车与纺机

春风再度吹绿太湖岸时,庄园内的义学已顺利开办了第二个学期,孩童们的朗朗读书声和欢快笑语,成了湖畔最富生机的韵律;村东打谷场边,青壮们习武的呼喝声也愈发整齐有力,精气神焕然一新。萧绝与沈清言在这“文教武训”中,找到了与乡野生活更深层次的联结,日子充实而平和。

然而,沈清言那颗从未停止思考与探索的心,并未完全沉浸在授业解惑的满足中。每日往返于庄园与村落,观察着乡民们最真实的劳作与生活,他总能看到那些虽微小、却切实影响生产效率与生活质量的细节。这些细节,如同投入平静湖面的石子,在他心中激起一圈圈想要去改良、去优化的涟漪。与朝堂上那些关乎国运的大政不同,这些是真正的“烟火人间”里的技术课题。

他的关注点首先落在了灌溉上。太湖周边水网密布,农田灌溉多依靠人力戽水或简陋的龙骨水车。后者虽比人力省力,但效率依然低下,且对水流落差有一定要求,在平缓地带往往力不从心。沈清言常见到农人一家老小,费力地踩着吱呀作响的老旧水车,汗水滴入水渠,心中便是一动。

他让林伯找来附近最好的木匠,又亲自去查看了几处不同构造的水车。结合记忆中关于水轮机械的原理,以及格物院早年积累的一些水力模型数据,他开始了改进设计。

首先,他重点优化了水轮的叶片角度和形状,使其在同等水流下能获得更大的驱动力。其次,他改进了传动装置,将部分垂直传动改为更高效的齿轮与连杆组合,减少了动力损耗。最重要的是,他设计了一种“组合式”的水车方案:在主流速较缓的河段,可以并联多架小型改良水车,通过巧妙的联动机构将动力汇集,驱动一台更大的提水装置;而在有较小落差但水流湍急的溪涧,则可以设计一种带有“斗式”水罐的轮盘,利用水流冲击和自身重量循环提水。

他在藏渊阁的实验室里,用木料、竹片和自制的简易轴承,反复制作缩小模型,在庄园引来的溪流段测试效果。萧绝有时会在一旁静静看着,见他蹲在溪边,全神贯注地调整着某个齿轮的啮合度,或是计算着水流冲击叶片的角度,一蹲就是半天。

“可是要做出个‘永动’的水车来?”有一次,萧绝见他眉头紧锁地对着一组传动比数据,不禁问道。

沈清言回过神,笑着摇头:“永动是痴人说梦。但让现有的力气,多提上三五成的水,却是可行的。”他指着模型中哗哗转动的改良叶片,“你看,同样水流,这个转得快了近一半,提水量也明显增加。若能推广,农人灌溉便能省下不少气力,或许还能多浇灌些坡地。”

模型测试成功,他便请木匠按照图纸,在庄园下游一处合适的位置,建造了一架尺寸适中的实物改良水车。建造过程中,他全程参与,与木匠、铁匠(负责少量金属连接件)反复商讨细节。水车建成那日,引来不少乡民围观。只见那新式水车在水流中沉稳转动,提水竹筒接连不断将清冽的溪水送入高出近一丈的水渠,流量远胜旁边那架旧水车,且运行起来声音也轻快许多。

“太师公,这车可真得劲!” 负责照管庄园附近田亩的老周看得眉开眼笑,“这要是用在咱村东头那片田,至少能省一半人工!”

沈清言看着哗哗流淌的渠水,心中欣慰,但并未止步。他详细记录了这架改良水车的各项数据、建造要点、适用条件以及不同环境下的变体设计,绘制了清晰的结构图和分解图。

几乎与此同时,他的目光也投向了村中几乎家家户户都有的另一件物事——手摇纺车。

江南蚕桑兴盛,几乎家家妇女都能纺纱织布。然而传统的手摇纺车效率很低,一人一日纺出的纱线有限,且纺纱质量全凭手上功夫,粗细不匀是常事。沈清言见过村中妇人夜晚在油灯下,一手摇车,一手引线,一坐就是几个时辰,腰酸背痛,产出却不多。

他记起记忆中关于“珍妮纺纱机”的模糊印象(那是工业革命的起点之一),但那东西结构复杂,以当前条件难以完全复制。但他可以借鉴其“多锭”的思路,对现有纺车进行改良。

他设计的是一种“脚踏式多锭纺机”。核心改进有三:一是将手摇驱动改为脚踏驱动,解放双手,可以更专注于引线、接头等精细操作;二是在一个纺轮上,通过精巧的过线装置和张力控制,同时驱动三到五个纺锭(根据纱线粗细调整),实现一人同时纺多根纱;三是增加了简单的卷绕机构,使纺出的纱线能更均匀地卷绕在纱锭上。

同样,他先在实验室制作小模型,用麻线测试。调整脚踏连杆的比例以获得最省力的转速,设计过线瓷眼的位置以减少摩擦和断头,反复试验不同纱锭排列方式对纱线张力的影响。这个过程甚至比水车更繁琐,因为纱线细软,对机械的稳定性要求更高。

萧绝见他常常对着一堆细小的木制零件和几缕麻线陷入沉思,手指被细线勒出红痕也不在意,便让林伯寻来了本地手艺最精细的篾匠和专做纺织器具的师傅,协助他制作实物原型。

第一台原型机做出来时,颇有些笨重,调试时也常出现断线、缠锭的问题。沈清言不气馁,拉着老师傅一遍遍调试修改。终于,在一个暖洋洋的春日午后,改良纺机在庄园的偏厅里成功运转起来。

沈清言请来了村中几位公认纺纱又快又好的妇人,让她们试用。起初,妇人们面对这陌生的、带有多个锭子的“怪家伙”有些手足无措。但在沈清言和老师傅的指点下,她们很快掌握了脚踏的节奏和双手配合的技巧。

“哎呀!这脚一踩,轮子就转,手空出来理线,顺畅多了!” 一位姓王的嫂子最先找到感觉,脚踏板一起一落,纺轮飞转,她左右手灵活地照顾着三个纺锭上的麻线,眼见着纱锭上的线团慢慢丰满起来,速度比她平日手摇单锭快了近两倍!而且因为脚踏力度均匀,纺出的纱线粗细也比以往手摇时稳定。

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