第四卷:蒸汽鸣响,河朔扬威
第十九章 蒸汽机车研发,铜炉与弹簧的较量
婚礼后的第三日,姜炎便带着赵玥钻进了开封城外的新作坊 —— 这里专门用来研发蒸汽机车,作坊中央搭着一个巨大的木架,上面放着半截生铁铸造的锅炉,十几个工匠正围着锅炉,用凿子一点点打磨内壁。
“锅炉的壁厚必须均匀,不然加热时容易炸炉,” 姜炎拿着卡尺(他用熟铁自制的简易量具),量着锅炉的内壁厚度,眉头微蹙,“这里薄了半分,得再补一层铁水,不然压力一上来就会漏气。”
工匠头目李老铁擦了擦额头的汗,苦着脸说:“掌柜的,这生铁锅炉太难铸了,上次铸了三个,两个都裂了,这个还是加了锡才勉强成的,再补铁水,怕是要裂啊。”
赵玥蹲在锅炉边,手里拿着一张画满标注的图纸,突然开口:“用铜皮怎么样?我在宫里见过西域进贡的铜壶,薄却结实,咱们用铜皮裹在锅炉外层,既能加固,又能减少热量流失。”
姜炎眼前一亮 —— 北宋的铜矿开采技术虽不如后世,但开封府有专门的铜器作坊,打造铜皮不成问题。他当即让人去铜器作坊调运十张厚半寸的铜皮,又让工匠用铆钉将铜皮牢牢钉在锅炉外层,再用石棉(从山西煤矿运来的防火材料)填充铜皮与铁壁的缝隙,解决漏气与炸炉风险。
接下来是传动装置。姜炎设计的蒸汽机车采用 “曲柄连杆” 结构 —— 锅炉产生的蒸汽推动活塞上下运动,通过连杆带动曲轴转动,再由曲轴带动车轮。可曲轴的铸造难住了工匠:曲轴需要弯曲成特定弧度,还要保证两端的轴颈同心,稍有偏差就会卡死。
“要是有办法让铁水在模具里均匀冷却就好了,” 李老铁盯着曲轴模具,愁得直跺脚,“上次铸的曲轴,一端冷得快,缩了半寸,根本转不动。”
姜炎蹲在模具旁,手指划过模具内壁的砂型,突然想起《材料力学》里的 “顺序凝固” 原理。他让人在模具的曲轴两端各加一个 “冒口”—— 用耐火泥做的小圆柱,让铁水先从曲轴中部冷却,多余的铁水留在冒口里,避免因冷却不均导致的收缩变形。
“先铸半尺长的小曲轴试一下,” 姜炎拍了拍模具,“冒口里的铁水要灌满,等铸件冷却后再把冒口敲掉。”
三天后,试铸的小曲轴成功了 —— 敲掉冒口后,曲轴弧度均匀,轴颈同心度误差不到一分。李老铁拿着曲轴,激动得手都抖了:“掌柜的,成了!这曲轴转起来比水车轴还顺!”
赵玥则在车轮与车架的连接上动了心思。之前姜炎画的图纸里,车轮直接固定在车架上,试运转时车身颠簸得厉害。她翻出之前画的弹簧图纸,在车架与车轮之间加了四组 “螺旋弹簧”—— 用熟铁丝绕成弹簧,外面套上铜管,既能减震,又能防止弹簧变形。
“你看,” 赵玥拿着弹簧模型,演示给姜炎看,“车轮颠起来时,弹簧能往下缩,车架就不会晃得太厉害,运粮草时也不会洒出来。”
姜炎接过模型,手指按压弹簧,感受着回弹的力度,忍不住揉了揉她的头发:“玥儿越来越厉害了,这弹簧比我想的还周全。”
赵玥脸颊泛红,却不忘追问:“那咱们什么时候造完整的机车?我想看看它跑起来的样子。”
“再等十天,” 姜炎指着作坊角落的铁轨,“铁轨已经铺了半里长,锅炉也快完工了,到时候咱们一起试跑。”
与此同时,赵宁正在开封城内处理政务危机。南宋朝廷派来的监军王大人,以 “兵工厂耗费过大” 为由,要求削减一半的铁料供应,还说 “蒸汽机车是无用之物,不如多造手榴弹”。
“王大人,” 赵宁坐在府衙的议事厅里,手里拿着兵工厂的账本,语气平静却坚定,“上个月兵工厂造了两千支燧发枪、三百门火炮,支援了河北三州的抗金战事,这些都是有账可查的。蒸汽机车若能成功,运输粮草的速度能比马车快三倍,河北的士兵就不会再饿肚子 —— 这怎么会是无用之物?”
她翻开账本,指着其中一页:“您看,去年冬天河北大雪,粮草运输延误,饿死了三百多士兵;若是有蒸汽机车,三天就能把粮草从开封运到真定,这些士兵就能活下来。”
王大人被怼得哑口无言,只好悻悻地说:“我只是转述朝廷的意思,既然长公主这么说,我会把情况禀报陛下。”
赵宁起身,走到窗边,看着远处作坊的方向:“朝廷若真为抗金着想,就该支持姜炎的研发。王大人若是不信,十天后蒸汽机车试跑,我请您去看看。”
而赵华则在城郊医院里应对一场小规模疫病。开封城外的流民中爆发了 “痢疾”,一天之内病倒了二十多人。赵华立刻让人将病患隔离,用姜炎之前教的 “煮沸消毒法” 处理水源 —— 将井水烧开后再饮用,餐具用沸水烫煮,还让护士用姜炎做的消毒水(酒精加艾草汁)擦拭病患的衣物。
“这病是喝了脏水引起的,” 赵华蹲在病患床边,给一个小孩喂药,“你们放心,只要好好吃药、喝开水,很快就能好。”
小孩的母亲感激地磕头:“多谢长公主,您真是活菩萨!”
赵华扶起她,叹了口气:“要是蒸汽机车能快点造好,就能把南方的药材更快运过来,以后治病就更方便了。”
第二十章 机车试跑,金军卷土重来
十天后,蒸汽机车试跑的日子到了。开封城外的铁轨旁挤满了人 —— 士兵、工匠、百姓,甚至监军王大人也来了,抱着胳膊站在一旁,眼神里满是怀疑。
蒸汽机车静静地停在铁轨上,车身长三丈,车架是用硬木做的,上面装着黄铜包裹的锅炉,烟囱有一丈高,车轮是生铁铸造的,上面刻着防滑纹路。姜炎和赵玥站在机车旁,正在做最后的检查。
“锅炉压力够了吗?” 赵玥摸了摸锅炉外壁,有些发烫。
“够了,” 姜炎看了看压力表(用玻璃管和水银做的简易压力表),“压力到了三成,正好试跑,不会太危险。”
工匠点燃锅炉下的焦炭,火焰 “噼啪” 作响,烟囱里冒出黑色的浓烟。随着锅炉温度升高,蒸汽从阀门里 “嘶嘶” 喷出,带动活塞上下运动,曲轴慢慢转动,车轮也跟着动了起来。
“动了!动起来了!” 人群中爆发出欢呼声。
蒸汽机车缓缓向前行驶,速度越来越快,最后稳定在每时辰十里(约合现代每小时八公里),比最快的马车还快一倍。赵玥坐在机车的驾驶座旁,手里拿着小旗子,兴奋地朝着人群挥手;姜炎则盯着压力表,时不时调整阀门,控制蒸汽压力。
机车跑了一个来回,稳稳地停在起点。赵玥跳下车,跑到赵宁和赵华身边,激动地说:“姐姐,华姐,你们看到了吗?它跑起来了!比马车快多了!”
赵华笑着点头:“看到了,以后运药材就方便了。”
赵宁则看向监军王大人,语气带着一丝笑意:“王大人,您觉得这蒸汽机车,还是无用之物吗?”
王大人脸色尴尬,只好拱手道:“长公主慧眼,是王某有眼不识泰山。这机车确实是好东西,王某会如实禀报陛下。”
就在人群欢呼雀跃时,探马来报,神色慌张:“济国公!长公主!金军五万主力,在完颜宗翰的带领下,围攻河北真定府!真定守将请求支援,说最多只能撑三天!”
欢乐的气氛瞬间凝固。姜炎脸色一沉,立刻让人召集将领议事。议事厅里,地图铺在桌上,真定府的位置被红笔圈了出来 —— 真定是河北的重镇,一旦失守,金军就能直逼开封。
“真定离开封有三百里,用马车运兵,至少要五天,等咱们到了,真定早就破了,” 张勇皱着眉,“就算骑马,三千骑兵也要三天,可骑兵没有重武器,打不过金军的重甲兵。”
“用蒸汽机车!” 赵玥突然开口,“机车能运兵,咱们把燧发枪兵和火炮装在车厢里,两天就能到真定!”
姜炎眼前一亮 —— 蒸汽机车虽然速度不算快,但能拉重物,一节车厢能装五十名士兵和两门火炮,五节车厢就能运两百五十人、十门火炮,再派骑兵护送,正好能解真定之围。
“就这么办!” 姜炎拍板,“周虎,你带五百燧发枪兵、十门线膛炮,乘蒸汽机车先走,两天内赶到真定城外;张勇,你带三千骑兵,明天一早出发,沿途扫清金军的侦查哨;我和宗将军带五千步兵,随后跟进。”
“线膛炮?” 宗泽愣了愣,“是你之前说的那种能打更远的炮?”
“对,” 姜炎点头,“炮管里刻了螺旋膛线,射程能到三百步,比之前的滑膛炮远五十步,还能打爆炸弹,对付金军的重甲兵正好。”
赵宁则立刻安排粮草:“我让人把粮草装在车厢里,和士兵一起运走,保证路上不断粮。另外,我会给南京写奏折,请求朝廷派援军支援真定。”
赵华也站起身:“我带二十名护士和足够的药材,乘机车随行,负责治疗伤员。”
第二天清晨,蒸汽机车满载着士兵、火炮和粮草,缓缓驶离开封。赵玥站在铁轨旁,挥手送别:“姜公子,华姐,你们一定要平安回来!”
姜炎探出头,笑着点头:“放心,等我们回来,咱们把铁轨铺到真定去!”
机车行驶在铁轨上,烟囱里的浓烟在晨雾中划出一道黑色的线。车厢里的士兵们好奇地摸着机车的外壳,议论纷纷:“这铁家伙真厉害,比马车稳多了!”“听说到真定只要两天,咱们再也不用走得脚疼了!”
赵华则在车厢角落搭了个临时医疗点,整理着草药和绷带。姜炎走过来,递给她一个保温的铜壶:“里面是热水,路上冷,别冻着。”
赵华接过铜壶,指尖碰到他的手,轻声说:“你也一样,别总盯着锅炉,多歇会儿。”
第二十一章 真定解围,线膛炮与地雷的绝杀
两天后,蒸汽机车抵达真定城外二十里的小镇。周虎刚下令卸载火炮,就看到远处来了一队骑兵 —— 是张勇的人,他们已经扫清了金军的侦查哨,正在等候援军。
“金军把真定围得水泄不通,” 张勇翻身下马,脸色凝重,“完颜宗翰用了投石机,城墙上已经塌了好几处,守将说最多还能撑一天。”
姜炎立刻下令:“线膛炮架在小镇东边的高地上,瞄准金军的投石机营地;燧发枪兵分成两队,埋伏在金军营地两侧的树林里;等火炮轰乱金军,咱们再冲锋。”
工匠们很快架好了十门线膛炮,炮口对准金军的投石机营地。姜炎亲自调整炮位,用望远镜瞄准 —— 三百步外,金军的投石机正不停地往城墙上扔石头,营地周围只有少量士兵守卫。
“装弹!爆炸弹!” 姜炎大喊。
士兵们将装有黑火药的铁弹(弹壳上刻着槽,里面装满铅弹)装进炮膛,用通条压实,然后点燃引信。
“放!”
“轰隆!” 十门线膛炮同时发射,炮弹在空中划出一道弧线,精准地落在金军的投石机营地 ——“轰隆!轰隆!” 爆炸弹炸开,铅弹飞溅,投石机被炸毁了五架,守卫的士兵死伤惨重。
“好炮!” 张勇看得眼睛发亮,“这炮比之前的滑膛炮准多了!”
金军的投石机停了下来,完颜宗翰以为是宋军的援军到了,立刻下令:“重甲兵出击!消灭宋军的炮兵!”
两千名重甲兵列成方阵,朝着小镇东边的高地推进,步伐整齐,像一堵移动的铁墙。
“地雷准备!” 姜炎早就在高地前的道路上埋了一百颗踏发地雷,每颗地雷装了六两黑火药,比之前的地雷威力更大。
当重甲兵推进到地雷区时,“轰隆!” 第一颗地雷炸了,重甲兵连人带马被炸飞,方阵瞬间乱了。后面的重甲兵想绕开,却又踩中了其他地雷 ——“轰隆!轰隆!” 爆炸声接连不断,重甲兵死伤过半。
“冲锋!” 姜炎下令,燧发枪兵从树林里冲出来,“砰!砰!” 齐射,剩下的重甲兵纷纷中枪倒地。
真定城墙上的守将看到援军来了,立刻下令:“开城门!全军出击!”
宋军士兵从城门冲出来,与姜炎的军队汇合,两面夹击,金军顿时溃不成军。完颜宗翰看着混乱的士兵,又看到远处驶来的蒸汽机车(机车正在运送后续的步兵),知道大势已去,只好带着残部,狼狈地往北逃去。
夕阳西下时,真定城的围终于解了。姜炎站在城墙上,看着远处的蒸汽机车,烟囱里的浓烟渐渐散去,心里满是感慨 —— 这是蒸汽机车第一次用于实战,虽然只是运输,却改变了战局。
“姜公子,” 守将走到姜炎身边,递过一碗酒,“这次多亏了您的铁家伙和厉害炮,不然真定就完了!”
姜炎接过酒,一饮而尽:“这是大家一起努力的结果。以后咱们还要把铁轨铺到真定,让粮草和武器能更快运到这里。”
赵华则在城外接诊伤员,她让人把重伤员抬上蒸汽机车的车厢,准备运回开封治疗。一个受伤的士兵拉着她的手,感激地说:“长公主,谢谢您的药,我还能再杀金狗!”
赵华笑着点头:“好好养伤,以后有的是机会。”
当天晚上,真定城张灯结彩,百姓们提着灯笼,拿着粮食和蔬菜,来到军营慰问。一个白发苍苍的老人捧着一篮热馒头,递给姜炎:“将军,您是咱们的救命恩人!吃个馒头,暖暖身子!”
姜炎接过馒头,咬了一口,心里满是暖意。他看着身边的周虎、张勇,还有远处正在给伤员换药的赵华,忽然觉得,自己追求的太平盛世,离得越来越近了。
可他不知道,南京城里,一场针对他的阴谋正在酝酿。黄潜善和汪伯彦拿着王大人的奏折(奏折里只提蒸汽机车耗费大,却没提真定解围的功劳),在宋高宗面前诋毁姜炎:“姜炎拥兵自重,私造‘妖物’,如今又控制了河北三州,恐有不臣之心!”
宋高宗皱着眉头,心里满是犹豫 —— 他既需要姜炎对抗金军,又忌惮姜炎的势力。就在这时,赵宁带着真定百姓的 “万民书” 赶到了南京,跪在宫门外,请求陛下 “信任姜炎,勿听谗言”。
宫门外的寒风中,赵宁捧着万民书,眼神坚定 —— 她知道,这不仅是为了姜炎,更是为了南宋的安危,为了天下的百姓。