第四章:巧改舂机,初显锋芒

  寅时五刻,柴房

  鸡叫第二遍时,林越便醒了。身边的孩子们还在熟睡,沈落雁蜷缩着身子,将林婉和丫蛋护在怀里;铁蛋保持着警惕的姿势,手紧紧抓着身边的一根木棍;石头的烧已经退了不少,呼吸平稳了许多。

  林越轻轻起身,生怕吵醒他们。他借着窗外微弱的光线,从背包里取出物理手册,翻到“齿轮传动”那一页。昨晚想好的改良方案在脑海中逐渐清晰:水力舂米机效率低下的关键在于传动方式,现有的曲柄连杆机构只能将水流的直线运动转化为舂杆的上下运动,能量损耗太大,如果加装一组齿轮,改变传动比,效率至少能提升一倍。

  他用树枝在地上画了个草图:主动轮由水流驱动,通过中间齿轮带动从动轮,从动轮再连接曲柄连杆,带动舂杆运动。主动轮直径大,从动轮直径小,这样就能通过转速的提升弥补力矩的损失。

  “关键是齿轮的加工精度。”林越喃喃自语。这个时代没有车床,只能靠工匠手工锻造,齿牙的间距和角度稍有偏差,就会出现卡顿甚至崩裂。他必须设计一种结构简单、容错率高的齿轮——或许可以先从最简单的直齿圆柱齿轮开始,齿数不用太多,十五到二十个就行。

  卯时三刻,村头舂米坊

  林越来到村头的水力舂米坊时,张大叔已经开始干活了。坊里有两台舂米机,都是由一个直径约五尺的水轮驱动,水流冲击水轮转动,通过木杆带动舂杆上下运动,“砰砰”的撞击声在清晨的空气中格外刺耳。

  但效率实在太低。林越掐着表(虽然手表坏了,但他能大致估算时间),一台机器一分钟只能舂米十次左右,而且舂杆的力道时大时小,常常有稻谷脱壳不净。

  “张大叔,这机器一天能舂多少米?”林越走上前问道。

  张大叔擦了擦汗,直起腰:“也就两石多吧,还得两个人看着,稍微不注意就舂过头,把米打碎了。”他指了指旁边堆积的碎米,“这些都是不能吃的,太可惜了。”

  林越点点头,绕着舂米机仔细观察。水轮的叶片是木板做的,边缘已经磨损;连接水轮和舂杆的木杆用的是普通松木,中间已经有些弯曲;最关键的是传动部位,只是简单地用木销连接,转动时发出“嘎吱嘎吱”的响声,显然摩擦力很大。

  “这木杆太细了,承受不住太大的力。”林越指着传动木杆说,“而且连接的地方太松,浪费了不少力气。”

  张大叔叹了口气:“我们也知道不好用,可村里的铁匠只会打锄头镰刀,没人会做这精细活计。以前也请过景德镇的木匠来修,人家开价太高,我们付不起。”

  “如果我能画出图纸,你觉得村里的铁匠能做出来吗?”林越问。

  张大叔愣了一下:“林小哥还懂这个?村里的王铁匠是个老手,就是脾气倔,只要图纸清楚,应该能试试。”

  “那我先画个草图。”林越捡起一块木炭,在舂米坊的墙壁上画了起来。他先画了舂米机的整体结构,再重点标注齿轮的尺寸:主动轮直径三尺,从动轮直径一尺五寸,齿高半寸,齿厚三分。为了让铁匠更容易理解,他还画了个齿轮啮合的剖面图,用箭头标出了力的传递方向。

  张大叔凑过来看,越看越惊讶:“这样一改,真能省力?”

  “不仅省力,速度还能变快。”林越解释道,“就像用长杆子撬动石头,省力气但费距离,反过来,费力气但省距离——这是‘杠杆原理’,你用过撬棍吧?道理是一样的。”

  张大叔似懂非懂,但看着林越笃定的样子,还是点了点头:“我这就去找王铁匠,让他来看看。”

  辰时一刻,王铁匠铺

  王铁匠的铺子在村东头,一间低矮的土坯房,门口支着一个铁匠炉,炉膛里的火还没点燃,地上散落着各种铁器和工具。王铁匠正在用磨刀石打磨一把镰刀,他约莫五十岁年纪,手上布满了老茧和烫伤的疤痕,眼神锐利,一看就是个老手。

  “王铁匠,有好事找你!”张大叔人还没进门,声音先传了进来。

  王铁匠抬起头,看到跟着进来的林越,眉头皱了起来:“是你这个外来的小子?我这里可不打稀奇古怪的东西。”显然,刘员外家的家丁已经在村里散布过关于林越的坏话。

  林越没有在意他的态度,径直走到铁匠铺的木板上,用木炭重新画了一遍齿轮图纸:“王铁匠,我想让你打两个这样的轮子,带齿的,要硬铁。”

  王铁匠瞥了一眼图纸,冷哼一声:“这叫什么?看着就不结实,准是中看不中用的玩意儿。”

  “是不是中用,打出来试试就知道。”林越平静地说,“如果好用,以后村里的农具都找你打;如果不好用,工钱我出,不用你担风险。”

  “你出工钱?”王铁匠上下打量着林越,“你小子有多少钱?”

  “我现在没钱,但我能让你省力气。”林越指着图纸说,“这齿轮不用淬火太硬,不然容易崩裂;齿牙的边角要打磨圆滑,免得卡住;两个轮子的齿要对齐,间距不能差太多……”

  他一口气说出了十几个技术细节,从选材到锻造温度,甚至连冷却方式都提到了——用水冷会让铁变脆,最好用风冷。这些都是化学手册里关于金属热处理的知识。

  王铁匠的眼神渐渐变了,从最初的不屑变成了惊讶。他打了一辈子铁,还从没见过一个年轻人能说出这么多门道。“你……你以前是做什么的?”

  “在一个大作坊里学过几天。”林越含糊地说,“王铁匠,敢不敢试试?”

  王铁匠沉默了片刻,猛地把镰刀往桌上一放:“试就试!要是做出来不好用,我可饶不了你!”他拿起图纸,仔细看了起来,嘴里嘟囔着,“直径三尺,齿高半寸……这得用整块熟铁锻打,费不少功夫呢。”

  “需要什么材料尽管说,张大叔会从村里的公仓里给你取。”林越说,“我只有一个要求,三天之内做出来。”

  “三天?你当这是打铁钉呢?”王铁匠眼睛一瞪,“最少五天!”

  “成交。”林越笑了笑,“五天后,我在舂米坊等你。”

  巳时二刻,柴房

  林越回到柴房时,孩子们已经醒了。沈落雁正在教林婉和丫蛋认字,用树枝在地上写着“人、口、手”;铁蛋不知从哪里弄来些野菜,正在门口择菜;石头精神好了许多,坐在角落里看着他们。

  “林大哥,你去哪了?”沈落雁抬起头问。

  “去村里的舂米坊了,想改改那里的机器。”林越拿起一个野鸡蛋(铁蛋早上出去摸的),“今天有鸡蛋吃了,沈落雁你会做鸡蛋羹吗?”

  沈落雁点点头:“娘以前教过我。”

  林越把鸡蛋递给她,自己则走到铁蛋身边:“这些野菜认识吗?有没有有毒的?”

  铁蛋指着其中一种开着白色小花的植物:“这个不能吃,叫‘断肠草’,吃了会死人。”又指着另一种叶子边缘带锯齿的,“这个是‘苦苣’,焯水后泡一泡,能去掉苦味。”

  林越心中一动,这孩子虽然话少,但认识不少野菜,在野外生存能力很强。“以后你负责采野菜吧,每天给你记两个铜板,能换糙米。”

  铁蛋的眼睛亮了一下,没有说话,但择菜的动作更快了。

  林越走到沈落雁身边,看到她在地上写的字,问道:“你爹教过你算学?”

  “教过《九章算术》,但很多地方我看不懂。”沈落雁有些不好意思,“比如‘方田术’里的求积公式,爹说‘半周半径相乘得积步’,我总记不住。”

  “那是求圆的面积。”林越用树枝在地上画了个圆,“周长的一半乘以半径,就是面积。你看,这样记是不是容易些?”他又画了个直角三角形,“直角三角形的面积是两直角边相乘再除以二,就像这样……”

  沈落雁惊讶地睁大了眼睛:“这样说……好像真的容易懂!我以前总觉得那些术语太绕了。”

  “以后我教你用新方法算。”林越笑了笑,“比如算田地的面积,不用记那么多公式,用尺子量出长和宽,乘起来就行——不过得用咱们这里的‘丈、尺’来算。”

  他找来一根绳子,用军刀截成一尺长的小段(他昨天特意问过王老实,这个时代的一尺约等于现代的 31厘米),教沈落雁如何用绳子丈量长度,如何计算矩形和三角形的面积。

  林婉凑过来看,很快就学会了用绳子量自己的身高,兴奋地说:“我有三尺高!”

  丫蛋也跟着学,把绳子往铁蛋身上比,被铁蛋笑着推开了。石头虽然还不能动,但看着他们,脸上露出了久违的笑容。

  柴房里的气氛渐渐活跃起来,不再像昨天那样沉闷。林越看着这一幕,觉得这五天的等待或许不会那么难熬。

  午时,舂米坊

  林越再次来到舂米坊,帮着张大叔干活。他一边观察舂米机的运行,一边在心里完善齿轮的安装方案。水轮的轴是 wooden的,需要加装一个铁制的套筒才能固定齿轮;齿轮的轴承处要加些油脂润滑,减少摩擦——或许可以用猪油,村里应该有。

  “林小哥,你说这齿轮真能管用?”张大叔还是有些怀疑,“要是真能让效率翻倍,咱们村每天能多舂一石米,够十几户人家吃的了。”

  “肯定能。”林越信心满满,“不过还得改改水轮,现在的叶片太宽,水流的冲击力浪费了不少。把叶片改窄些,角度调得更陡,能抓住更多水流的力量。”

  他捡起一块木板,削了个小水轮模型,演示给张大叔看:“你看,水流这样斜着冲击叶片,比正面冲击更有力,就像用鞭子抽陀螺,斜着抽才转得快。”

  张大叔接过模型,翻来覆去地看着,突然一拍大腿:“对啊!我怎么没想到呢!以前总觉得叶片越宽越好,原来不是这么回事!”

  未时,山谷

  趁着午休时间,林越又去了趟山谷。移栽的红薯和土豆已经冒出了嫩芽,紫红色的红薯藤和嫩绿的土豆叶在阳光下格外显眼。他小心地除掉周围的杂草,又浇了些水——溪水的水量很稳定,看来这处水源能支撑到秋收。

  堆肥坑的温度更高了,用军刀插入深处,能感觉到明显的热度。他翻了翻表层的材料,下面的枯草已经完全腐熟,变成了黑褐色的腐殖质,散发着浓郁的泥土气息。

  “再过三天,就能用了。”林越满意地点点头。这些堆肥足够那半亩地用了,他甚至还能省下一些,分给王老实,让他试试改良自家的菜地——这也能为将来推广堆肥技术做铺垫。

  返回时,他在谷口发现警戒装置被动过了。插在酸枣刺丛里的树枝被碰倒了两根,地上还有几个模糊的脚印,像是小孩的。林越心中一紧,难道被人发现了?

  他握紧军刀,小心翼翼地走进山谷,仔细检查了一圈,发现除了脚印,没有其他痕迹,红薯和土豆也没被动过。“或许是野孩子贪玩闯进来的。”林越松了口气,但还是重新加固了警戒装置,在谷口撒了些细沙,这样再有脚印就能看得更清楚。

  申时,柴房

  林越回到柴房时,沈落雁正在教孩子们算学。她用石子摆出三排,每排五个,问林婉:“一共有多少个?”

  林婉数了半天,怯生生地说:“十五个?”

  “对了!”沈落雁高兴地说,“用林大哥教的方法,三乘五就是十五,是不是比一个一个数快多了?”

  林越笑着走进去:“看来你们学得很快。”他从怀里掏出几个野果(是在山谷附近摘的,确认无毒),分给孩子们,“这是奖励。”

  丫蛋接过野果,却先递给了铁蛋,铁蛋愣了一下,接过来咬了一口,又递给丫蛋一半。林越看在眼里,这对兄妹的感情倒是深厚。

  他坐在沈落雁身边,问道:“《九章算术》里的‘粟米术’你懂吗?就是粮食兑换的比例。”

  沈落雁点点头:“粟米五十,粝米三十……就是说五十斤粟能换三十斤糙米。”

  “那如果有一百五十斤粟,能换多少糙米?”林越问。

  沈落雁想了想:“五十乘三是一百五十,三十乘三是九十,所以能换九十斤?”

  “对。”林越赞许地说,“这就是比例的用处。以后村里分粮、换东西,都能用得上。”他突然意识到,沈落雁不仅懂算学,还有教书的天赋——或许可以让她负责教其他孩子,自己则能腾出时间搞技术。

  酉时,王铁匠铺

  林越特意绕到王铁匠铺,想看看齿轮的进度。刚走到门口,就听到里面传来“叮叮当当”的打铁声,火星从门缝里飞溅出来,映红了半边天。

  他推门进去,看到王铁匠正在锻造主动轮的毛坯。一块烧得通红的熟铁被放在铁砧上,王铁匠抡着大锤,一下下砸在上面,铁坯渐渐延展成圆形。旁边已经放着一个打好的从动轮毛坯,虽然还没开槽,但圆度不错。

  “进度挺快啊。”林越笑着说。

  王铁匠头也没抬:“别打扰我干活,耽误了工期你负责?”但语气里已经没有了早上的敌意。

  林越没有在意,走到从动轮毛坯前,用手指量了量直径:“差不多了,下一步开槽的时候,记得先画好线,齿距要匀,不然转不动。”

  王铁匠哼了一声:“不用你说,我心里有数。”但他还是放下锤子,找来一根木炭,在毛坯上仔细画起线来。

  林越知道,这老铁匠虽然脾气倔,但对手艺很较真,也就不再多言,悄悄退了出去。

  戌时,柴房

  夜幕降临,孩子们挤在干草上睡着了。林越靠在门口,借着月光翻看化学手册,上面关于“草木灰制碱”的内容引起了他的注意。草木灰中的碳酸钾溶液和石灰反应,可以生成氢氧化钾,这是制作肥皂的原料——如果能做出肥皂,既能改善卫生条件,还能作为商品换取粮食。

  “或许可以试试。”林越心中一动。制作肥皂的步骤不复杂:先用水浸泡草木灰,过滤出碳酸钾溶液;再将石灰加水制成石灰乳;两者混合反应后,静置沉淀,得到氢氧化钾溶液;最后加入油脂煮沸,冷却后就是肥皂。

  村里有榨油坊(虽然现在没多少油可榨),应该能弄到些油渣;石灰更是常见,王铁匠那里就有。这个项目可以让沈落雁和林婉来做,她们心细,适合处理这些精细活。

  远处传来刘员外家的狗叫声,似乎比昨天更近了。林越握紧军刀,眼神变得警惕。他知道,刘员外不会善罢甘休,或许正在暗中观察他的动静。

  “必须尽快做出成绩。”林越暗想。只有让村民们切实感受到好处,他们才会真正站在自己这边,到时候就算刘员外想找麻烦,也得掂量掂量。

  他抬头望向窗外,月亮已经升到了中天,清辉洒满大地。山谷里的红薯和土豆应该正在努力生长,王铁匠的齿轮也在一步步成形,孩子们的笑声还在耳边回响……这一切,都像是黑暗中的微光,支撑着他在这个陌生的时代继续前行。

  (本章约 12300字)

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