贞观二十年二月初八,登州。
渤海湾的寒风依然刺骨,但新扩建的官办船坞内却热火朝天。
这座船坞是三个月前开始扩建的,原本只是凤凰级战舰的维修船坞,如今长度拓展到六十丈,宽度三十五丈,深挖的船台底部铺上了整块的青石板。船坞两侧新建了十座砖石结构的工棚,里面传来叮叮当当的金属敲击声。
李默和石磊站在船坞东侧的高台上,身后跟着公孙冶、周木匠,还有登州船政司的三十多名匠头。
眼前这个巨大基坑,让见惯了大场面的公孙冶也忍不住深吸一口气。
“长六十丈,宽十二丈的船台……”
老匠人喃喃道,
“老夫修大明宫太液池时,挖的坑也没这么大。”
“这还是只是第一个。”
李默指着更远处正在平整的土地,
“规划中还有三个同样规模的船台。等伏波号验证成功,这里要能同时建造四艘巨舰。”
周木匠搓了搓冻得发红的手:
“李司徒,分段建造法……真能行吗?老朽造了一辈子船,从来都是一根龙骨从头到尾。分段做,接口处会不会成了软肋?”
石磊从怀中取出那份泛着蓝光的图纸,在寒风中小心展开。
“周主事请看,上古图纸上这种‘榫卯嵌钢’结构。”
他指着图纸上龙骨连接处的细节,
“每段龙骨两端都预先开出榫头卯眼,但不像木结构那样直接插接,而是留出半寸空隙。安装时,先用海神钢制成的‘工’字形连接件插入榫卯,再用十二颗海神钢螺栓从四个方向锁紧。最后在接缝处灌注特制的鱼胶混合铁粉的填料。”
李默补充道:
“这种结构,强度甚至比整根龙骨更高。因为连接件是钢制的,受力时能均匀分散到前后两段龙骨上。而且——”
他顿了顿,
“万一某段龙骨受损,可以单独更换,不必整船报废。”
这话让在场的匠头们眼睛一亮。
船匠最怕的就是龙骨损伤。
镇海级战舰“朱雀号”去年在突破环流屏障时触礁,只是龙骨中部裂了一道缝,就只能拆解报废,一艘大船变成一堆木料。
“要是真能分段换……”
一个满脸皱纹的老匠头忍不住开口,
“那船就能用几十年!”
“正是这个道理。”
李默点头,
“不过现在说这些还早。公孙大匠,第一段龙骨准备好了吗?”
公孙冶转身朝工棚方向挥了挥手。
片刻后,一阵吱呀吱呀的轮轴转动声传来。
所有人都转头望去。
只见从最大的那座工棚里,缓缓驶出一台庞然大物——两根三丈高的立柱撑起一道横梁,横梁下悬挂着铁链和钩具,整台装置安装在一个有铁轨的平台上。平台下方不是人力推动,而是连着粗大的铁管,管口正喷出白色的蒸汽。
“蒸汽动力龙门吊!”
周木匠失声叫道,
“这东西……真造出来了?”
“张衡和工部机械坊花了两个月。”
李默语气里带着自豪,
“起重能力五万斤,足够吊装最重的龙骨分段。关键是——”
他指着那台蒸汽机,
“只要烧煤,就能一直干活,不用换班休息。”
龙门吊缓缓驶来,铁轨在青石地面上发出沉重的碾压声。
吊钩下方,是一段四丈长的深褐色木料,表面已经刨光,两端能看到精心雕刻的榫卯结构。
“第一段龙骨,铁力木,取自岭南雷州。”
公孙冶高声介绍,
“在工棚内已经完成定型、开榫、防腐三道工序。现在要做的,是把它精准安装到船台基座上。”
船台底部,工匠们早已用石灰粉画出清晰的定位线。
基座是用花岗岩砌成的十二个墩台,每个墩台顶部都嵌有可调节高度的铸铁支架——这是石磊从上古图纸中解读出的“自适应支撑系统”,船体建造过程中如果发生微小变形,支架可以通过螺栓调节,确保龙骨始终处于正确位置。
“起吊!”
公孙冶一声令下。
操作龙门吊的工匠扳动操纵杆,蒸汽机发出隆隆的轰鸣,传动齿轮咬合,卷扬机开始转动。
铁链逐渐绷紧,那段四丈长的铁力木缓缓离开运输车,平稳升到三丈高度。
所有人都屏住呼吸。
这么重的木料,如果摔下来,不仅木料报废,还可能砸伤人。但龙门吊运行得很平稳,蒸汽机功率充足,卷扬机的刹车机构也可靠。
“移动!”
龙门吊沿着铁轨缓缓向船台驶去。
三丈、两丈、一丈……
“下落!”
木料缓缓下降,底部的工匠们紧张地盯着它和基座支架的位置。
当距离只剩三尺时,四个工匠同时上前,用手扶住木料两端,进行微调。
“左前角高一寸!”
“收到!”
操作工匠再次扳动操纵杆,龙门吊一侧的吊钩微微升高,木料倾斜调整。
“好!停!”
“放!”
木料稳稳落在第一个和第二个基座支架上。
工匠们立即上前,用水平尺测量。
“水平误差三分!”
“可以接受,上临时固定!”
十二根碗口粗的松木撑杆从四面顶住龙骨分段,工匠们用大锤将撑杆底部的铁钎砸入地面。
这只是临时固定,等第二段龙骨安装后,才会进行永久连接。
“第一段,完成!”
工棚方向传来欢呼声。
周木匠看着那段稳稳坐落在基座上的龙骨,又看了看只用两刻钟就完成吊装的过程,不住地摇头:
“以往这样一段龙骨,至少需要五十个壮汉,用绞盘、撬杠折腾半天。现在八个工匠,一台机器,两刻钟……”
“效率提升十倍。”
李默平静地说,
“这才是开始。”
接下来的三天,船台成了整个登州最热闹的地方。
每天都有官员、将领、本地乡绅前来观看。
当他们看到第二段、第三段龙骨以同样的速度安装到位时,最初的怀疑逐渐变成了惊叹。
在离开时还不时的盯着龙门吊观看,有些心思活泛的还打听龙门吊的费用,时不时的与同伴小声商量着什么。
二月初十,前三段龙骨完成初步拼接。
石磊带着三名学徒,亲自进行连接作业。
连接件是格物院在长安铸造的海神钢“工”字形构件,每个重三百斤,表面有防锈的黑色涂层。
工匠们用简易滑轮组将构件吊起,对准榫卯接口缓缓放下。
“左偏半分!”
石磊跪在接口处,眼睛几乎贴在木料上。
他用特制的厚薄规测量着缝隙,“往右回调……好!停!”
“工”字形构件精准嵌入。
“上螺栓!”
学徒递来海神钢螺栓——螺纹是格物院新研发的“梯形螺纹”,比传统的三角螺纹更耐磨,锁紧力更大。
螺栓直径一寸,长一尺二寸,头部是特制的六角形,需要用专门的扳手拧紧。
石磊亲自安装第一颗螺栓。
他先将螺栓穿过连接件和龙骨上的预钻孔,然后在另一端套上海神钢垫片和螺帽。
特制的长柄扳手卡住螺帽,另一把扳手固定螺栓头部。
“一、二、三——拧!”
两名工匠同时用力,扳手转动,螺栓缓缓收紧。
当扭矩达到预定值时,扳手发出“咔”的一声——这是张衡设计的“限力扳手”,达到设定扭矩就会打滑,防止螺栓过紧损伤木材。
十二颗螺栓全部安装到位后,石磊开始调配填料。
鱼胶是登州本地熬制的上等货,混合了细铁粉、硫磺粉和桐油,加热后变成粘稠的黑色胶状物。
工匠们用铜壶将胶液浇注进接缝,胶液在缝隙中流动,填满每一个空隙。
“这胶凝固后,硬度堪比松木,还能防虫防水。”
石磊向围观的匠头们解释,
“关键是它有一定弹性,船体在风浪中轻微变形时,胶层可以吸收应力,保护连接件和螺栓。”
二月十五,龙骨完成六段拼接,总长二十四丈。
船台的形状已经隐约可见——前部微微上翘的船首段,中部平直的主体段。每完成一段,工匠们就会在龙骨两侧安装“肋骨”的定位支架。
肋骨是船体的横向骨架,传统做法是先用薄木板做出1:10的模型,反复修改后再放大制作实物。
但这次,格物院采用了全新的方法。
船坞西侧工棚内,二十名木匠正在忙碌。
他们面前不是木料,而是一块巨大的石灰岩平板。
平板上用墨线画满了复杂的曲线——那是伏波号船体横剖面的“型线图”,一共四十八个剖面,每个剖面间隔一丈。
“按照图纸,第三号肋骨,位置在龙骨第七丈处。”
工头拿着图纸,在平板上找到对应的曲线,
“先做模板!”
两名工匠抬来一块刨光的松木板,平放在曲线旁。
第三名工匠用一种特制的“曲线尺”——这是祖冲之设计的工具,由十二段小直尺铰接而成,可以弯曲成任意曲线——沿着墨线弯曲成型,然后在木板上画出同样曲线。
“锯!”
电锯当然没有,但格物院改进了传统的框锯。
锯条换成了掺入少量海神钢粉末的“合金锯条”,硬度更高,锯齿形状也优化过。
两个工匠拉动锯子,木板沿着曲线被锯开。
只用两刻钟,一块与图纸完全吻合的肋骨模板就做好了。
“拿去工棚核对!”
模板被送到相邻的工棚,那里有一个1:20的船体木模。
工匠将模板放在对应位置,严丝合缝。
“合格!照此制作实际肋骨!”
实际肋骨用的是栎木,比模板厚三倍。
工匠们将模板平铺在栎木料上,描出形状,然后开始锯割。
由于模板已经验证过,实际肋骨一次成型,不需要反复修改。
“以前做一套肋骨,得折腾七八天。”
一个老木匠边干活边对徒弟说,
“现在一天能做三套。这图纸和模板的法子,神了!”
二月二十,龙骨完成九段,船体肋骨开始安装。
蒸汽龙门吊再次大显神威。
每根肋骨重达数千斤,以前需要数十人用绳索、撬杠一点点挪动到位,现在吊车一钩子就起来,稳稳放到定位支架上。
安装肋骨时,石磊又引入了一项新工艺。
“传统做法是肋骨直接钉在龙骨上,受力集中在几个钉子上。”
他在工地上向匠头们演示,“伏波号要用‘翼板连接’——看,每根肋骨底部都加了一块海神钢板,板子开有六个螺栓孔。
安装时,先将翼板用螺栓固定在龙骨侧面,再将肋骨用另外四颗螺栓固定在翼板上。”
他举起一块已经制作好的连接件,
“这样,龙骨和肋骨之间就有了一块钢板过渡,应力分布更均匀。而且万一肋骨受损,可以单独拆卸更换,不会伤及龙骨。”
一个匠头忍不住问:
“石先生,这些法子……都是那上古图纸里的?”
石磊点点头,又摇摇头:
“图纸给了思路,但具体怎么实现,是我们自己摸索的。上古的‘星纹沉木’和‘海渊钢’,我们都没有。只能用铁力木和海神钢代替,连接方式也得调整。”
“这就很了不起了。”
周木匠感慨,
“老朽今年五十八,造了四十二年船。这一个月见到的新东西,比前半辈子加起来都多。”
二月二十五,船体骨架完成大半。
李默召集所有匠头,开了个会。
“接下来要上船壳板。”
他指着工棚里已经加工好的木板,
“传统做法是现场测量、现场修整,每块板子都要反复试装。但我们等不起。”
他让人抬来一块已经加工好的船壳板,
“大家看,这块板子边缘有编号——‘CHK-3-12’。意思是船壳板,第三区域,第十二块。每块板子在工棚内已经按照模板加工成型,边缘开好了拼接的榫口,螺栓孔也预钻好了。”
公孙冶拿起板子细看:
“尺寸能准吗?船体是曲面,每块板子形状都不一样。”
“所以才需要标准化。”
李默展开一张表格,
“这是格物院算学组计算的‘板材尺寸表’。伏波号一共需要一千二百八十四块船壳板,但只有三十七种不同形状。每种形状都有对应的模板和加工模具。工棚里按照编号批量生产,现场只要按编号安装,对号入座。”
他顿了顿,
“而且,所有同型号的板子完全可以互换。哪块损坏了,就换一块同型号的,不需要重新测量制作。”
匠头们传阅着表格,脸上都是难以置信的表情。
造船最耗时的就是船壳板安装。
因为每块板子都是唯一的,装上去不合适就得拆下来修,修完再装,一块板子折腾三五天是常事。如果能批量生产、直接安装……
“那进度能快多少?”
一个匠头颤声问。
李默伸出一只手:
“至少五倍。”
会场安静了一瞬,然后爆发出激动的议论声。
“五倍?!那原本三个月的船壳工程,半个多月就能完成?”
“还得看实际安装顺不顺利……”
“李司徒,什么时候开始?”
“明天。”
李默斩钉截铁,
“今天下午,工棚会把第一批一百块板子运到船台旁。明天一早,开始安装。”
二月二十六,清晨。
船台旁整齐堆放着第一批船壳板,每块都标着醒目的白色编号。
蒸汽龙门吊已经就位,吊钩下挂着一个特制的“板材夹具”——这是张衡设计的工具,像个巨大的螃蟹钳,可以稳稳夹住板子而不损伤边缘。
“第一块,CHK-1-01!”
工头高声喊道。
工匠们从堆料区找到对应编号的板子,用推车运到吊钩下。