第五节压路机
作者:法拉第      更新:2017-12-19 12:26      字数:3124

铁轨可是比夯土更坚硬的路面。火车是不是就因为这个,而成了工业革命的代表之一呢?

想到这,姜海涛立刻让工匠们刨制了一批平整的木板,在夯土路上铺设出两条车辙道。可是这回的试验效果又出乎姜海涛的预料。

老式木轴战车的牵引力系数为0.061,只比夯土路上降低了15%;砲弩车上去后的效果稍微明显些,低了25%,牵引力系数为0.03左右。

怎么会这样呢?就在姜海涛疑惑时,井提醒他:“公子,你前天不是说在这木轴战车上,车轮和路面引起的阻力为0.1,轴上引起的为0.06吗?换成夯土路后牵引力系数是0.072,轴上引起的应该还是0.06吧?那车轮和夯土路面之间的阻力不就只有0.012吗?再换成木板,好像就只剩0.001了。这样算,好像就不是那么奇怪了,木板路确实要比夯土路的阻力小得多。”

姜海涛听后眼睛一亮,立刻再算了算砲弩车的数据:按照井说的逻辑,铜轴承引起的阻力是0.024,换到夯土路面上后就是0.012+0.024=0.036,实际测量的是0.041;换木板路后是0.001+0.024=0.025,实际是0.03。虽然数字差别有百分之十几,还是有点奇怪,但这足以说明:路面情况对阻力的影响很大,仅靠改进轴承是不够的;就算他把轴承造成了没有任何阻力的,恐怕还是会有0.1的阻力。

这就意味着,如果不对路面进行处理,那么1000公斤的车怎么都需要至少100公斤的牵引力,相当于一牛双马。

不过另一方面,姜海涛也感觉到进一步降低轴承阻力还是有用的,特别是在轮子比较小、路面情况好的情况下。于是他开始考虑,自己究竟该不该试造一下滚动轴承。可是里面的滚珠怎么造呢?

他正想着,轸老头又泼出了一大盆凉水:“公子,您这算的,还有试验的,都只是平地上的吧?要是上坡,会怎样?”

“啊!”姜海涛张大了嘴巴,心说自己怎么连这么简单的问题都忘了。蹲下来在地上草草一算就发现,只要是爬10度的坡,1000公斤的车就需要增加166公斤的牵引力,那可又是一头牛啊!

难怪人家修铁路、高速路时,都要开山架桥,尽量把路面弄那么平呢。自己对这个运输问题还是想得太简单了。

这时轸老头又问井:“你刚才那样算对吗?这普通路面上的阻力是0.1,夯土路面就只有0.012,少那么多?”井挠挠头:“我也觉得有点大。要不按照砲弩车的数据算,0.041减去0.024,那是0.017,也挺小的呢。这普通路面上多那么多力,用到哪了呢?”

他说完这话后,几个人都忍不住看向试验用的那段路面。姜海涛看着两道深深的车辙印,突然有点明白了。

“你们过来看,这地面上的泥草都被车轮挤到了两边。那些多用的力,应该是消耗在这上面。”轸老头也点了点头:“公子说的有道理。小理我看还有一些力气,用来把一些泥草压下去了。”

“压路机!”姜海涛叫了一声,然后说:“井,咱们刚才试验的车,总重都是500公斤吧?”“对呀,都是用土筐压的。”“你们说要是用一辆非常轻的车,比如只有几十公斤,那车轮是不是就不会压那么深了,牵引力系数也会小一些?”豫回答说:“好像应该那样。可那么轻的车,测量起来误差会不会有点大?”

“我们可以换个思路:车还是那么重,但把车轮加宽,让它对地面的压强减小好几倍,那车轮可能就不会陷那么深,阻力变小点了。”姜海涛心说,坦克拖拉机就是这样干的,不过它们的履带好像主要是为了防止泥泞,不知道能不能降低路面阻力。很多工匠的大脑还没转过弯来,姜海涛又说:“另外,这两条车辙硬不是被压结实一点了吗,阻力是不是应该小点了?我们在这条路上反复走车,看看它需要的牵引力是不是变小了。”

这个办法,大家很容易理解,因为实际经验早就告诉他们,顺着以前留下的车辙印走车,肯定要省不少劲。

随后的试验也马上证实了大家的判断。他们每牵着战车走一趟,就计算一下重物和车重之比,不再试个两三次后求平均值。结果老式木轴战车的牵引力系数马上降低到了0.15,并且很快降到了0.13,随后放缓了下降速度,最后停留在0.10~0.11之间。他们又把砲弩车拉过来,发现它的牵引力系数也从0.124降到了0.072,已经和老式木轴战车在夯土路面上的情况一样了,而且降低的比例比前面更大。

“看来改进车轴和路面,要双管齐下,效果才明显啊。”姜海涛得出了一个结论,然后提出一个提高车速的办法:在车队前特意布置几辆比较重的车,多用牛马牵引,让它们压实路面,这样后面的车就可以减少阻力了,在平地上所需的牵引力大概能降低40%。车辆一多,这“节能”效果可就很明显了。

又是轸老头率先提出了不同意见:“可是公子,我们刚才用车走了十几趟才压出这么两条比较结实的车辙印,那前面不是要布置十几辆车吗?而且车辙印不宽,后面的车轮要是走偏一点,可就回到普通路面上了。”

“这个问题,我想得靠一系列办法才能解决。这样吧,您先带人造两对大车轮,比现在这个大很多。”姜海涛对轸老头说:“您觉得这车轮加到2米、3米高,能降低阻力吗?”“应该能,不过太高以后,可能没多大用吧?而且那么长的辐条,车轮会不稳的,还重。车又那么高,上面怎么放东西?”“没事,您把现在的车轮先按比例放大,轮毂尽管宽,车轴还是那么粗。这车不装东西,而且车箱不放在车轴上面,吊它下面。”“啊?那干什么?”

姜海涛笑了一下:“您不用担心,先造出来,2米一种,3米一种,然后交给井他们试验。我呢去找公子豹一趟。”

听说是要铜料,归豹马上爽快地答应了。可是再一听,是要三四百公斤铜料造车,归豹就有点迷惑:“你造什么车,要用那么多铜?”“公子,我打算造几辆车轴、车轮都是铜的车。”“哦?那是不是很重啊?干什么用?”“虽然铜比木头重,但更结实,所以这车本身未必重多少。不过我准备在上面加一些重物,当做压路机用?”

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