鹹寧四十三年四月下旬的時候,大明中央朝廷的部門機構的調整和重建工作基本結束了。
朱簡烜稍微鬆了口氣,也不再守在文華殿了。
隻是要求官員將需要自己批閱的常規文件送到文華殿,自己會不定期的過來處理這些文件。
如果有緊急文件,可以直接交給通政司,讓通政司直接送到自己住處。
但是自己具體住在什麼地方是不對外公開的。
可能在紫禁城,可能在西苑,也可能在圓明園,或者是頤和園,甚至是到軍營裡麵住。
隻有幾個跟在身邊的弟子和侍衛們知道具體情況。
鹹寧四十三年五月一日上午,朱簡烜再次在文華殿升座,接受調整完畢的中央衙署官員的朝拜。
禮儀性的朝會結束後,朱簡烜留下了大明科學院、大明工程院、主要王有公司的代表。
聽他們彙報澳洲工業建設方麵的情況,安排未來本土工業建設上的主要任務。
北河鋼鐵工業基地的產能已經完全釋放,鋼鐵年產量突破一百萬噸。
無縫鋼管廠的產量也已經完全釋放出來,甲型栓動步槍的年產量突已經破了五十萬支。
造船廠完成了第二次擴建,已經能夠同時建造四艘六千噸級鋼結構戰艦,八艘兩千噸級純鋼戰艦。
朱簡烜對澳洲地方的要求,就是繼續按照當前狀態生產,繼續開荒擴建新的城區,提高當地百姓的生活水平。
澳洲已經有了發電廠,有了電報和電話線,有了電風扇可以對民間出售,現在是全世界軍事和民用科技水平最高的地方。
朱簡烜對這種狀態頗為滿意,澳洲未來的幾十年內,應該都還會是大明的南方工業中心。
但是澳洲的上限比較低,若是不去大規模破壞澳洲脆弱的生態環境,估計要將人口限製在一兩千萬人,才能保持生活水平。
大明未來核心隻能是本土,在通過南方公司持續收購南方產業的同時,北方的建設也要儘可能的加快速度。
朱簡烜要求,所有的原吳國王有公司,按照澳洲現有的工業體係,在華北和遼東地區分彆建設一套,擴大工業產業規模。
活兒安排下去之後,朱簡烜把相關人員留在宮裡一起吃了午飯,下午朱簡烜在工匠代表的陪同下一起去了科學院。
大明科學院和工程院本身是朝廷機構,按照規劃應該放在長安街以南,也就是皇城南門外的長安街對麵。
但它們同時也都是科研機構,應該放在長安街以北,宣武門裡街以西,這是專門劃出來的科研區。
結果最終被朱簡烜放在了長安街以北,宣武門裡街以東,在皇城西南角的小時雍坊,這裡屬於皇室用地的預留區。
南麵對過是朝廷機構的預留地,西麵對過是科研機構的預留地。
這裡是舊時北京城裡麵最為特殊的街坊,皇城在這裡向內收縮,缺了一個角。
這裡跟皇城西苑太液池隻有一牆之隔,朝廷衙門之中隻有負責皇帝出行的太仆寺在這裡。
崇禎以前住在這裡的居民,大多都是皇帝身邊的寵臣。
朱簡烜把這塊地方劃給科學院和工程院辦公,也是在表明自己重視的態度。
在科學院的駐地,朱簡烜宋問道和幾個弟子的陪同下,參觀了他們現在工作生活的地方。
然後在他們的會議室裡麵,把自己的弟子和主要工匠們召集起來,聽他們做了一場簡單的報告。
朱簡烜的弟子李銳為代表,首先為朱簡烜介紹了這兩年的科研成果:
“老師,現在按照您的要求,我們基本上將原理性研究和技術實現問題分開了。
“現在科學院主要負責理論攻關,工程院負責技術實現。
“大家自從鹹寧三十八年回到吳王都,然後又持續攻關了五年多的時間,終於搞清楚了電磁波的基本規律。
“總結出可靠的電磁方程組,同時工程院也製造出了基本的無線電收發裝置。
“我們終於可以控製無線電信號發送信息了。
“我們年前在澳洲的時候,已經驗證了從陸地向船舶上發送信息,驗證了不同船舶之間發送信息。
“現在科學院正在研究,如何繼續提高無線電發射距離。
“而工程院正在設計更加可靠、更加易用,具有量產價值的無電線收發設備。
“爭取未來可以給所有的戰艦安裝無線電設備。
“與此同時,我們在瑞士人伯努利的理論研究基礎上,整理出了粘性不可壓縮流體動量守恒的運動方程。
“工匠們攻克了抽真空和鎢絲的加工工藝,我們終於做出了勉強能用的鎢絲白熾燈。
“有了真空鎢絲燈泡,我們按照老師的設想,做出了真空管。
“在這樣的基礎上,理論與技術合作,設計出負反饋電路設計,做出了音響功率放大器。”
李銳介紹的時候,有工匠拿出了相關的事物。
朱簡烜坐在那裡,聽著李銳說到的那些理論研究內容,真的已經深入到了很“抽象”化的範圍了。
很多不可見的東西,無法簡單物理複現的邏輯,被他們通過觀察和計算整理出來了。
從幾十萬人中篩選出來的這些聰明孩子,被自己直接引導和培養了好幾年,又被大明最頂級工匠們的指導和訓練了好幾年。
他們今年差不多在十九歲到二十歲上下,現在的基礎科學素養應該已經達到這個世界的頂級水平了。
他們之中很多人已經在做近乎純理論性質的研究了。
朱簡烜帶著頗為感慨和滿足的情緒,觀察了一下工程院製作出來的東西。
首先是簡陋的鎢絲白熾燈。
相比朱簡烜前世那種成熟的白熾燈,形態和設計上仍然顯得非常粗糙。
燈泡是中間粗兩頭細,像個橄欖球的形狀。
中間的燈絲還比較粗大,而且是直挺挺的一根長鎢絲,不是卷曲折疊起來的細長絲。
壽命、亮度、效率不能與前世的白熾燈同日而語。
但在這個世界已經是獨一份的了。
也已經勉強能夠進入量產狀態了。
其實簡單的燈泡在幾年前就做出來了,所以現在直接點亮鎢絲白熾燈,也沒有特彆直接的震撼效果。
這次展示的成果中,最重要的設備,毫無疑問是無線電收發機。
無線電是一個非常重要的科技節點。
無線電隔空交流和傳遞信息,能極大的提升軍事指揮效率,進而整體改變戰爭的模式。
陸軍指揮官能夠了解整個戰場的情況,能夠直接指揮分布在戰場各處的無數軍隊,讓他們在整個戰場範圍內配合。
海軍指揮官也可以真正指揮整個艦隊了,而不再是通過傳統的旗語傳達最為簡單的節點性質的命令。
不過無線電的影響是宏觀上的,現場的功能展示效果看上去不是很有衝擊力。
李銳操作設備,向留在圓明園的同伴發了一條信息,對方又回複了一條信息,操作員將信息寫出來給朱簡烜看。
現場展示效果最好的東西,毫無疑問是功放和電音響係統。
功率放大器將原始音源的信號放大,同時保持音源的基本清晰度,這種前世隨處可見的東西,在這個時代是絕對的高科技。
沒有功率放大器之前,所有話筒就是個鐵皮,隻能利用基本的物理學原理,讓聲音集中在特定方向上。
留聲機的音量也非常有限,所以才需要安裝一個巨大的喇叭來儘可能提高音量。
有了功率放大器之後,才能真正的通過電力的直接支持,最終提高聲音本身的最大功率,直接提高聲音本身的大小。
李銳站在朱簡烜身邊,介紹會議室的台子上的功放設備:
“老師,這台放大器,連接著院子裡的電喇叭,可以對外發出非常大的聲音,老師要試試嗎?”
朱簡烜輕輕點頭:
“打開吧,我說兩句話……”
在工匠們看來,功放係統的效果非常奇特,可以把說話的內容暴露在公開場合之中。
所以李銳專門確定了朱簡烜的意思,然後才打開了功放機的電源。
朱簡烜聽著莫名熟悉的電波底噪聲,烜醞釀了幾秒鐘的情緒,對著話筒說了句怎麼都不會錯的話:
“做的不錯,大家都辛苦了——”
這句話直接出現在了會議室門外的院子裡,好像有一個巨人對著外麵的天空喊了一句。
這片區域是專門給科學院和工程院的,周圍沒有閒雜人等。
能聽到這句話的都是工匠和學生。
會議室裡麵自然也是聽得非常清楚。
雖然與高保真的音響相差甚遠,但是與廣播的效果很接近。
曆史上,早期的功率放大器其實很不清楚,因為直接放大信號會導致音頻失真。
後來有了負反饋電路才解決了失真問題。
朱簡烜直接給出了做負反饋的提示,弟子們才直接製作出了能用的功放機。
功放機在這個時代也是非常重要的發明。
可以讓一個管理者直接對數以萬計的人講話,不必再借助於隨時可能出錯的人力傳聲了。
關鍵是,聲音放大這種效果,好像是在天上講話的效果,對於不了解相關知識的普通人而言,會本能的想到神秘力量。
這種效果對於朱簡烜這種統治者而言非常的有用。
所以朱簡烜非常滿意,讓李銳關掉開關之後,讓他們安排人手,在奉天殿廣場上裝一套,在衙門所在的大街上裝一套。
以後需要公開宣講的聖旨,就讓宣讀的公園對著話筒講,讓更多的人直接聽到。
朱簡烜簡單驗收了最近的成果,然後帶著自己的弟子和工匠們,開始新一輪的科研和設計攻關。
朱簡烜坐在自己的位置上,給他們介紹和安排任務:
“大家應該都能夠認識到,機械運動的方式越簡單,能量轉化環節越少,能量損失就越小,能量效率也就越高。
“也就能通過放大機械結構,做出總功率更大的設備。
“大家應該也能發現,我們現在用的多漲式的蒸汽機,其功率存在一個不明顯的上限。
“就是因為這種機器的能量傳遞方式比較複雜。
“蒸汽首先要做往複運動,再通過曲軸和連杆轉化為圓周運動,外麵還有一大堆的傳動和輔助結構。
“想要繼續提高蒸汽機的功率,就要考慮降低蒸汽機的複雜度。
“那麼我們可以跳過蒸汽推動活塞往複運動的過程,讓蒸汽直接驅動機器做圓周運動呢?
“邏輯上是可以的,理所當然的參考就是風車。
“可以用蒸汽直接推動特製的金屬風車旋轉,用風車帶動傳動軸旋轉驅動其他設備。
“考慮到儘可能減少能量損失,儘可能將所有能量都用來推動風車旋轉,所以這個風車應該放在封閉環境中。
“我的設想是做一個圓筒,讓所有蒸汽從圓筒中經過,蒸汽壓力驅動圓筒中的風扇旋轉。
“為了最大化利用蒸汽壓力,圓筒中可以有很多層密集排列的風扇。
“我準備稱這種新型整蒸汽機為蒸汽渦輪機。
“並將其作為接下來的重點科研任務,大家仔細確認這個設想是否可行,嘗試把它做出來。
“計算和評估這種機器的工作效率,能量轉化效率。”
朱簡烜介紹的設想的同時,也直接拿出了自己畫的蒸汽輪機工作原理圖,讓現場的弟子和工匠們一起傳閱查看。
仍然是科普性質的原理圖不是設計圖,更不是生產用的圖紙,隻是為了說明機器的工作邏輯。
隻是弟子和工匠們簡單看一下,知道這個機器理論是怎麼工作的。
蒸汽機輪機的原理非常簡單,簡單到不用專門解釋的程度,難點大部分都在於製作工藝上。
幾乎所有的工匠和弟子,看到這個原理圖都是直接恍然。
覺得這沒有什麼難度。
所以朱簡烜也沒有在這裡停留,簡單介紹了了蒸汽輪機的思路後,就拿出了另外兩份新機器原理圖。
讓工匠和弟子們傳閱圖紙的同時,簡單介紹這這種新型機器:
“蒸汽渦輪機的設想,是基於減少運動轉化的思路,而這兩種機器的設想是基於減少能量損失的。
“我們以往的蒸汽機,是通過煤炭在鍋爐外麵燃燒,製造出水蒸氣再去推動活塞做功。
“外部燃燒,蒸汽驅動,這兩個環節都有大量的能量損失。
“所以我考慮,如果不再去燒水產生蒸汽,用燃料燃燒加熱空氣直接做功,關鍵是在密閉的空間內燃燒做工。
“這種機器的燃料轉化效率應該更高,機器本身的功率密度應該能夠做的更高。
“就是說,可以用更小的尺寸和重量,做出有力量的機器,進而能夠安裝在體型和尺寸更小的設備上。
“我準備稱這種機器為內燃機。
“由於典型燃料的性質不同,所以也有兩種不同的設計,一種更加的輕便迅捷,一種更加的沉重有力。
“這種機器就是接下來的第二個重點任務。”
朱簡烜提的是兩種結構略有差異的內燃機,使用煤油或汽油的“點燃式內燃機”,以及使用柴油的“壓燃式內燃機”。
這兩份原理圖也不算特彆的複雜,朱簡烜這些天才弟子們基本都能看的懂。
不過弟子們聽完了朱簡烜這兩段設想後,有些人已經有了更進一步的想法,李銳這時候就舉起了手來。
朱簡烜微笑點了李銳:
“你有什麼想法?”
李銳馬上有些迫切的說明了自己的想法:
“老師,那能不能減少能量損失的基礎上,同時也儘可能減少運動轉化上的損失?
“就比如說,您這兩種機器的設想,是否可以在同一種機器上實現?
“就比如說……用燃燒空氣直接驅動渦輪機旋轉?
“這種機器是不是功率密度會更大,機器本身的尺寸和重量也相對更輕?”
內燃式的渦輪機,那就是燃氣輪機了,理論上也確實是可行的。
燃氣輪機還確實能夠做到輕便而且功率巨大。
現代的燃氣輪機,就是柴油機的尺寸,蒸汽輪機的功率。
隻是對材料和加工工藝的要求非常高。
朱簡烜對李銳的這個反應很滿意:
“我認為是有可能實現的,你可以嘗試去做實驗驗證。
“確定具體可不可行,可行的話效率如何,不可行的話為什麼,是否在滿足某些條件之後變得可行。
“與此同時,我們也應該考慮到,技術升級迭代都是有代價的,升級迭代的跨度越大,實現的難度通常也越大。
“基於這樣的邏輯,我判斷你所說的這種機器,應該在蒸汽輪機和內燃機相對成熟後,才能真正做出有實用價值的成品。
“反過來看,我們現在研究內燃機和蒸汽輪機的過程,就是在為你所說的未來的燃氣渦輪機打基礎。
“就算是現在直接研究燃氣輪機,也要先攻克渦輪機和內燃機這兩項技術。”
李銳非常認真的拱手:
“學生明白了——”
朱簡烜解答了李銳關於燃氣渦輪機的設想,然後又拿出一批圍繞內燃機形成的機器設計圖。
“科學院的主要科研力量,接下來幾年就圍繞這兩種三型新發動機本身展開攻關。
“工程設計力量,圍繞這三種發動機設計新的機器。
“首先是用相對輕便的點燃式內燃機驅動的自行車、三輪車、四輪客車。
“然後是用扭力更大的壓燃式內燃機驅動的載重車輛,工程車輛,挖掘機、推土機、小型船舶。
“最後設計一種新型戰艦,放棄風帆,純用蒸汽機驅動,嘗試將主炮擺在戰艦甲板上,擺在戰艦的中間線上。
“嘗試將兩門主炮放在一起,放在一個可以旋轉的平台上,通過液壓或者電機設備旋轉。
“這樣就能在任意側舷對敵的時候,都能夠發揮所有全部主炮的威力。
“將已經實現的電話、電報、無線電設備裝到戰艦上。
“可以先使用三漲式往複蒸汽機驅動,未來可以考慮更換為蒸汽輪機驅動。
“大家把這些設想方案都好好看看,有什麼疑問儘快提出來討論。”
在戰艦設計上,中置聯裝主炮是理所當然的正確經驗,就算是在鐵甲艦和前無畏艦時代,也是非常好用的設計。
朱簡烜現在就直接提出來,要工匠們嘗試去攻關製造。
朱簡烜前世玩過很多戰爭遊戲,順便去了解過近現代戰艦的設計發展曆程,知道很多更加“高級”的現代化設計。
比如理論上最合理的裝甲結構,比如各種高級裝甲的合金配方,比如一體化的旋轉炮塔。
但這次的戰艦設計要求裡麵,都沒有提到這些更加未來的東西。
蒸汽輪機也不著急用,繼續用成熟的三漲機。
一是這些設計現在意義不大,畢竟敵人的戰艦大部分都還是木頭船,自己的船有新火炮就能碾壓。
二是設計越複雜新穎,實現起來就越麻煩,成本自然也會越高。
所以朱簡烜對於戰艦設計的要求,就是最大化的發揮當前擁有的火力優勢,暫時不去提前應用超越時代的防護和攻擊技術。
把已經製造出來的電報、電話、無線電裝上去,再整個能夠轉向的甲板後裝線膛炮,自己的戰艦就無敵了。
不過,需要長期積累才能實現的技術,還是要提前開始研究並做好基礎儲備的。
所以冶金和機械加工方麵,朱簡烜一直都在關注和投入,給工匠們指出正確的方向,讓他們按部就班的前進。
現在也開始研究內燃機和蒸汽輪機。
大明已經有了後裝線膛炮,有了無電線和電話、電報係統,再加上蒸汽機輪機技術,集齊無畏艦的關鍵前置科技了。
等什麼時候歐洲人搞出鐵甲艦了,自己就直接搓個整個無畏艦出來,鎮壓他們那些“全新戰艦”。
現場的幾個老工匠們們,聽著朱簡烜這一連串的安排,就有種頗為熟悉的感覺。
雖然朱簡烜最前年專門說了,讓弟子和工匠們去做實驗,驗證那些發動機的原理設計是否可行。
但是實際上,他朱簡烜已經拿出了用這些發動機驅動的各種機器,大概率這些發動機的設計本來就是可行的。
朱簡烜除了口頭上提了一嘴需要驗證,其他的安排跟當初在吳王實驗室的時候非常的類似。
不過朱簡烜弟子們沒有這種感覺,他們沒有經曆過當初的那段時間。
弟子們大多隻是覺得,這是因為一年多的時間不見,老師又積累了一大堆新想法,得趕緊研究怎麼做出來。
不過無論心情如何,現在都一起老實接下了任務,然後開始實際的分析那些設計圖。
朱簡烜自己的心態其實挺簡單的,自己努力引導了好幾年,現在你們成長起來了,那我就要放開了用了。
朱簡烜笑嗬嗬的繼續留在科學院,跟弟子和工匠們繼續開會到了傍晚。
把自己所有的具體設計圖都過了一遍。