大秦的軍器監里,聚集了全國一流的能工巧匠,此時,大部分都在專心致志地聽著大秦皇帝講解。
秦牧不光是講解,還親手做出了一個小試驗。
只見他找來兩張各長一尺的紙片,一手拿一張,讓兩張紙片自然垂下,兩張紙片之間相隔兩寸左右。
「如果朕從兩張紙片之間的間隙垂直往下吹氣,你們猜猜,這兩張紙片會不會向外飄開?」
「會。」
秦牧問完,幾乎所有人都認為,兩張紙片肯定會被氣流吹得飄向兩邊。
見他們答得如此肯定,秦牧也不多說,直接從兩張紙片間垂直向下長吹了一口氣,讓軍器監所有能工巧匠沒有想到的是,兩張紙片沒有如他們預料的那樣,向外飄開,反而向內貼到了一起。
直到秦牧一口氣吹盡,兩張紙片才重新分開,自然垂下。
「你們試試。」
秦牧說著把紙片交給好奇的工匠,各人紛紛學著秦牧剛才的樣子,從兩張紙片間垂直往下吹氣,怪事再次出現了,兩張紙片仍然沒有向外飄開,一樣是貼到一起。
有的工匠不信邪,深深吸了一口氣,弄得腹部鼓鼓的,才用力往下吹,可他們吹得越用力,兩張紙片反而帖得越緊。
最後所有人都服了。
秦再次拿回紙片,這次只用一張,不是垂直放置,而是水平拿著,拇指夾在上面,四指托在下面,由於紙片柔軟,四指托不到的地方仍然是自然彎垂下來。
秦牧說道:「你們注意看,現在朕貼著紙片的上面,往水平方向吹氣,看它會出現什麼現象。」
結果秦牧用力長吹一口氣時,原本手指托不到的地方柔軟地垂下的那部分,立即水平飄了起來。
這下子,所有的能工巧匠都不覺得奇怪了,但當秦牧問他們為什麼出現這樣現象時,沒有一個人能答得上來。
秦牧也不指望他們會懂,於是耐心地講解道:「朕這麼跟你們說吧,空氣中是存在壓力的,在空氣靜止的時候,各面的壓力會很均勻,如果空氣從紙片的兩面通過的速度是一至的,那麼兩邊對紙片造成的壓力仍然是均勻的,紙片不就會出貼到一起,或是飄起來的現象;
但當我們吹氣時,就是人為的造成了紙片一面的空氣流動速度加快。注意,這是一個鐵律:當紙片的一面通過的空氣速度越快,這面受到的壓力就會越小;
而紙片另一面壓力不變,相對值就會大於吹氣的這一面,也就會把紙片往壓力小的這邊壓過來,所以你們就看了紙片水平飄起來的現象。
朕再強調一調一遍,理論上,一個物體的兩面,哪一面空氣流動的速度越快,這一面承受的空氣壓力就越小。
如果是水平放置的物體,上方的壓力越小,下方的空氣對物體所造成的壓力,或者說是升力就越大。
你們仔細觀察一下鳥類的翅膀,就會發現,所有鳥類的翅膀展開時,都是向上有一個弧線,為什麼不是平的,或向下的弧度呢?朕告訴你們,這正是鳥類能在天空飛翔的奧秘所在。」
所以人聽到這,無不屏住了呼吸,飛翔,一直以為都是人類的夢想,萬戶為了飛起來,不息付出生命的代價。
皇帝在民間,早以被傳為神一樣的存在,在工匠們看來,他知道鳥類飛翔的秘密,也很正常,這麼,是每一個人都無比渴望知道的。
秦牧望著一雙雙渴望的眼睛,接著說道:「因為鳥類的翅膀都存在一個向上的弧度,空氣通過鳥類的翅膀時,翅膀上方的流速就會加快,上面壓力會變小,翅膀下方的空氣壓力就會給鳥類提供一個上升的壓力,就象剛才飄起來的紙片一樣,這就是他們能飛起來的奧秘。」
一個叫石青的年輕工匠忍不住問道:「陛下,為什麼鳥類的翅膀向上弧起,空氣在通過翅膀上方時速度就會加快呢?」
秦牧鼓勵地說道:「這個問題問得很好,我們可以立即做一個模型來試驗一下。」
軍器監里有的是工匠,在秦牧的指點下,很快刨出一塊木板,下面略微向內有一上小弧度,上面刨出一個類似鳥類翅膀的向上拱起的弧度。
然後取來水盆,秦牧拿著刨好的木板在水裡水平划動;
石青仔細觀察後,悄然大悟道:「陛下,小人明白了,空氣和水一樣,都容不得空隙,一有空隙他們就會迫不及待地去填補。因為翅膀有一個向上的弧度,在飛行時由於翅膀的阻擋,會在翅膀上部後方造成一個空隙,所以上部的空氣就會急著去填補這個空隙,也就造成了上部的空氣流動得更快;
按照陛下剛才所說的,哪一面空氣流動得快,哪面壓力就小的原理,鳥類利用翅膀向上拱起的弧度,讓翅膀上部的空氣通過時變得更快,所以下部的空氣就把鳥兒托升起來,陛下,不知小人說的可對?」
「不錯,完全正確,朕要你們製作的滑翔翼,如果不了解這個原理,就飛不起來,如果能摸清這個原理,讓它鳥類的翅膀一樣,帶著人飛起來就不是不可能的了。」
秦牧之所以花這麼多時間跟工匠們講解這些,是希望工匠不只是根據他的圖紙做出滑翔翼來,而且要明白其中的原理;
明白了這個原理,就能舉一反三,在很多東西上應用,絕不僅僅是做一個滑翔翼而己,比如,帆船逆風行駛時,就可以利用這個原理航行。
秦牧希望通過自己的努力,讓大秦的百姓更快、更多地了解一些基礎科學,有了這些基礎科學打底,才談得上科技大發展。
他拿著剛刨出來的木頭繼續向他們解釋道:「你們看這個向上拱起的弧度,在向前運動時這個弧度一定會帶來阻力,但在一定的範圍內,上弧線的彎度越大,升阻比就越大;
弧度超過了一定的範圍,阻力就增大得很快,升阻比反而會下降,所以這個弧度怎麼樣才是最合適的,可以抓一隻燕子來,精確地量一下燕子的翅膀,以獲取一個大概的弧度數值;
但燕子翅膀很小,量得不精確,放大之後就差之毫厘,謬之千里。所以得到大概的弧度數值後,還需要你們去反覆去試驗,才能得出一個最大的升阻比率。」
石青自告奮勇地說道:「陛下,可否將這個項目交給小人,小人一定竭盡全力完成陛下交待來下的任務。」
石青很年輕,只有二十六歲,從他灼熱的眼神中,不難看出,他無比地渴望成為第一個飛上天空的人。
興趣是最好的老師,加上從他剛才的表現中,秦牧感覺他悟性很高,於是說道:「好,朕就將此項研製工作交給你,希望你不要讓朕失望。」
「陛下萬歲,萬歲,萬萬歲!」石青興奮得跪下連連磕頭。
秦牧又對他講了一些如何減輕滑翔翼自重、如果能飛起來後,如何利用俯衝的角度加快速度獲得升力等等,石青都一一記下。
除了滑翔翼,秦牧還去看了燧發槍的研製,中國很早就有火鐮子了,火鐮子就是用燧石做的,而燧石因為多含磷和含錳,敲擊時很容易飛出火星。
將燧石裝到槍支上去,代替傳統的火繩發火,這是秦牧很早就讓軍器監在研製的項目,目前已經出了幾枝樣品,相信只要再加以一起改進,就可以量產了。
除此之外,秦牧還觀看了軍器監製造出來的第一台車床。
古人對車床並不十分陌生,人們很早就知道用簡單的車床來加工玉器之類的東西了。
在古代,玉器製造的工序極複雜,碾制一件玉器需要畫樣,鋸料,做胚,做鈿,麿光,刻款等工序,玉材質地非常硬,普通金屬刀具刻不動;
加工時一般是在一桌凳上安上腳踏皮帶傳動裝置,帶動一個砣子旋轉,砣子有大有小,打鑽掏膛等等都靠這種方式來完成。
這種加工玉器的工具雖然比較簡陋,但毫無疑問,它就是機床的原形。
現在工部從江西南安府大庚嶺一帶開採出一種工匠們稱之為重石的礦石,經高溫及一系列複雜的冶煉過程,得到一種鋼材,異常堅硬,可用來做車床的鑽頭加工鐵器。
光是這種鑽頭的出現,秦牧對這個時代的冶煉技術就有了一個新的認識,而更讓他難以相信的是,軍器監里的工匠竟然說在隋唐就有過類似的用來鐵器的鑽頭了。
秦牧對礦石不太了解,不知道這種重石是什麼。
他問了一下,上次改進冶煉爐的尚喜,又一次改進了冶煉方法,他用石墨黏土製一種堝,然後將鐵料切成塊,置於封閉的石墨黏土堝中,在堝外面加熱,鐵料熔化成為高碳鋼水,澆鑄成小錠後鍛打成所需的形狀。
現在槍管所用的鋼材,也是將鐵料切成塊,放入石墨黏土堝中冶煉出來的高強度的鋼材。
而鑽頭這種鋼除了要加入重石粉外,冶煉過程更加複雜,成本也更高,但看到車床鑽頭削鐵的效率,秦牧不得不感嘆,看來自己又一次低估古人的智慧了。
有了車床,有鑽頭,軍器監加工槍管這些東西時,不但效率數十倍提高,而且規格一