隻手覆明 第248章 蒸汽機原型

當東南沿海的作坊裡響起改進的織機聲與錘鍛聲時，在北京西山

格致院深處一間戒備森嚴的實驗工坊內，一種更為低沉、有力、且充滿未來感的轟鳴，正在嘗試打破寂靜。

這裡進行的，是一項被陳遠列為“絕密”、代號“火龍”的工程——蒸汽機的研發。

對蒸汽動力的興趣，源自陳遠超越時代的眼光，也源於現實需求的推動。

在視察京西煤礦時，他看到礦工用簡陋的人力或畜力水車從越來越深的礦井中抽水，效率低下，事故頻發；在通州漕運碼頭，看到縴夫在運河岸邊艱難拉拽重載糧船；在景德鎮，聽聞瓷窯對更穩定高溫的渴求。

他模糊地知道，曆史上瓦特的蒸汽機將如何改變世界，他決心讓這個變革的種子，儘可能早地在東方發芽。

然而，知識是模糊的，技術是空白的。

陳遠隻能給出最基礎的原理描述：“用水燒開，產生蒸汽，蒸汽推動一個活塞在汽缸裡往複運動，再通過連桿曲柄把往複運動變成旋轉運動，就可以帶動機器。”

這寥寥數語，成了格致院院長徐光啟、機械館待詔薄玨（擅長光學機械）、以及幾位被特許參與、簽署了最嚴格保密協議的耶穌會士（如南懷仁，精通機械）和荷蘭技師

麵臨的終極挑戰。

研發之路，充滿挫折與奇思妙想。

首先，是材料關。

要承受高溫高壓的蒸汽，普通的鑄鐵容易炸裂，鍛造的鐵質又不均。

工部的匠人們嘗試了多種配方，最終在江西

產的一種特殊高嶺土

加入鑄鐵，並改進退火工藝，勉強得到了能承受數個大氣壓的鑄鐵汽缸

和活塞，但加工精度極低，漏氣嚴重。

其次，是密封關。

活塞與汽缸之間的密封是難題。

嘗試過麻繩、皮革、塗油，效果都不佳。

後來一位老工匠提出用浸油的石棉繩

纏繞，外麵再套銅箍壓緊，才勉強達到了可用的密封效果，但仍需不斷調整維護。

第三，是結構設計。

最初的模型完全照搬陳遠描述的“單動式”理念：一個立式汽缸，底部加熱產生蒸汽推動活塞上升，然後切斷蒸汽，靠冷凝或配重使活塞下降，如此往複。

但如何自動、及時地切換蒸汽進出，控製冷凝？這需要精巧的閥門和配氣機構。

薄玨和南懷仁等人絞儘腦汁，設計了由活塞桿帶動的滑閥

裝置，通過連桿和凸輪，試圖實現蒸汽進入、排出、冷凝的自動循環。

圖紙畫了又改，模型做了又拆。

第四，是冷凝效率。

最初的模型采用噴水冷凝，即在汽缸內噴入冷水，使蒸汽迅速凝結形成真空，拉動活塞。

但這造成汽缸溫度驟變，加劇材料疲勞，且冷凝不徹底。

後來改為獨立冷凝器——在汽缸旁另設一個容器，通過閥門將做功後的蒸汽導入其中，用冷水在外包圍冷卻，形成真空，再與汽缸連通。

這一改進顯著提高了效率，是瓦特式分離冷凝器的雛形，雖然還很粗糙。

啟明十二年秋，在經過不知多少次失敗、爆炸、泄漏和重新設計後，在格致院後山一處有溪流提供動力的偏僻工坊裡，第一台勉強能連續運轉的“實驗型火力抽水機”被組裝起來。

這台機器無比笨重粗糙：一個高達六尺、直徑一尺的鑄鐵汽缸豎立在磚石基座上，外壁包裹著泥土和磚塊砌成的爐膛，燃燒著煤炭。

汽缸頂部是複雜的滑閥箱

和連桿曲柄

機構，連桿另一端連接著一個巨大的平衡木，平衡木的另一端連著通向附近一個蓄水池的抽水活塞桿。

旁邊是一個帶著盤管的獨立冷凝器，由溪水冷卻。

整台機器佈滿鉚釘、補丁和臨時加固的鐵箍，吱呀作響，蒸汽和煤煙從各處縫隙嘶嘶冒出。

徐光啟、薄玨、南懷仁，以及被特彆允許在場的工部尚書、兵部尚書，屏息凝神。陳遠也微服親臨，站在稍遠處觀察。

點火，加熱。

鍋爐裡的水漸漸沸騰，壓力上升。

工匠緊張地調節著閥門。

“嗤——！”

高壓蒸汽衝入汽缸底部，推動沉重的活塞向上緩慢移動！

連桿帶動平衡木的一端抬起，另一端壓下，帶動抽水活塞桿將水池中的水提起！

然後，滑閥在連桿帶動下切換，汽缸與蒸汽源斷開，與冷凝器連通。

“嘶……”

蒸汽被導入冷凝器，迅速凝結。

汽缸內壓力驟降，外部大氣壓將活塞推回底部。

抽水活塞桿隨之複位，完成一次吸水。

“動了！真的動了！”

薄玨激動地低呼。

機器緩慢地、吭哧吭哧地重複著這個循環。

每一次循環，都能從蓄水池中提起一小桶水。

雖然提水效率可能還不及一個好的畜力水車，而且噪音巨大，蒸汽泄漏嚴重，需要專人不斷添煤、調節、維修，但它確實在不依靠人力、畜力、風水力的情況下，自己動了起來，並完成了做功！

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陳遠看著這台粗糙、低效、卻意義非凡的機器，心中感慨萬千。

這是華夏大地上第一台原型蒸汽機，比瓦特改良蒸汽機早了一百多年。

儘管它如此原始，距離實用化、高效化還有漫長的路要走，但從零到一的突破，價值無可估量。

“賞！”

陳遠當場下令，“參與此事者，無論官民西士，皆重賞！

徐光啟、薄玨，晉爵一級。

南懷仁等西士，賜金銀綢緞，準其將部分賞賜彙回本國。”

“此物，命名為啟明機。”

陳遠道，“著格致院成立專門火龍所，撥付專款，繼續研究改進。

重點在於：提高密封，減少漏氣；改進

材料，承受更高壓力；優化結構，提高效

率；嘗試將往複運動更好地轉化為旋轉運

動。

目標，是讓它能穩定、高效地為礦井抽水，為工坊提供動

”

皇帝的大力支援和重賞，極大鼓舞了研發團隊。

雖然“啟明機”原型距離實用還很遙遠，但它如同在黑暗的技術夜空中點燃的第一顆火種，照亮了一個全新的可能性——用燃燒產生的熱能，通過蒸汽，驅動機械。

這個念頭一旦產生，便在格致院的精英和少數接觸到機密的工匠心中紮根、發酵。

而陳遠，已經開始思考，當這種動力足夠強大、穩定之後，它能牽引著什麼，駛向何方？

一個將徹底改變帝國空間與時間觀唸的宏大構想，已在他心中隱約成形。

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