1255再铸鼎-第50部分
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林小雅白了他一眼：“这不我们铸不出大管子只能研究这些小炮嘛，所以我才想着怎么在炮弹上做文章啊。”
季国风一愣，刚准备说点什么，隔壁突然传来一阵大笑声，随后就是连续的高喊：“我算出来啦，我算出来啦，原来如此，居然这么简单！”
段明远和林小雅都是安全部的人，对工业部的其它业务不太熟悉，听到之后有些奇怪。而季国风却一下子激动起来，跑出门去，一边跑一边喊：“老孙，你真算出来了？”
两人跟着去了隔壁，见到机械组的孙清南拿着几张稿纸递给季国风，激动地说：“总算是算出来了，真没想到，居然是这么简单，只要一根长直齿滚刀就能加工了，我们终于能生产渐开线齿轮了啊！”
季国风接过稿纸，看了一遍，同样发出恍然大悟的声音，拉着孙清南说：“老孙，赶紧准备试制，你要什么资源我给批什么。”
林小雅还是有些一头雾水，段明远却已经明白了，他这是终于把渐开线齿轮的制造原理给搞定了啊。
渐开线齿轮，非工科人士可能不太清楚，但后世工科课程中这是必学的一课。这种齿轮具有连续平滑的齿面，能够使啮合的齿轮以稳定的角速度转动，对机械设计有着重要意义。
普通人印象中的齿轮，大多是一个圆盘上排列着许多矩形的轮齿，实际上早期齿轮也确实是这样的。但是想象一下，齿轮做的是圆周运动，而矩形齿是有棱有角的，这样的齿轮转动起来必然是不顺滑的，轮齿之间相互碰撞摩擦会导致传动一顿顿的。低精度条件下可以无视，但一旦对精度有了追求，这一点就必须重视起来了。
如果把轮齿做成弧形的，就能改善这样的卡顿，但是具体应该是怎样的弧形？简单的圆形？还是特殊的椭圆？还是抛物线或者别的曲线？
历史上的机械学家早就用几何学计算出了最佳方案，那就是渐开线曲线。（此处省略若干字）。
以渐开线为形状制造的两个齿轮，可以始终稳定地啮合在一起，把齿轮传动变得像两根传动轴直接摩擦传动一样顺滑。
这是工科人士的常识，但是常识归常识，后世又不用亲自制造齿轮，只要选择合适的齿轮买回来组装就行了，所以渐开线这些知识考完试就还给老师了。工业部的这群二把刀们，虽然一个个都知道渐开线齿轮的必要性，但楞是一个记得渐开线是什么的都没有，更别说如何制造了。所以之前机械组制造的机械，都尽量避开齿轮传动的设计，实在无法避免的时候，才拿直齿齿轮凑合一下，在傻大粗黑的时代也勉强能用了。
但这终究不是长久之计，机械组的组长孙清南从去年开始就在试图推导渐开线的原理。他几乎从欧几里得几何学开始，把整个古典几何学体系重新推导了一遍，为东海觅天台和文化部贡献了不少教材。到了今天，终于把渐开线原理推导出来了！
当公式写在纸上的时候，才发现一切居然是这么简单。就连曾经发怵的加工方式，也只不过是一把直齿的滚刀罢了。
……
十六天后，东山工坊。
“老孙，你们这刀怎么就一个齿啊？”季国风指着一台简陋的机械，转过头来问孙清南。
“没办法，我们的加工水平你还不清楚？想做出后世那种多齿的花式滚刀几乎是不可能的，只能先做一个齿，多转几圈吧。”孙清南耸耸肩，无奈地说。
工坊中今天挤了不少人，工业部几乎全来围观机械组的第一次渐开线齿轮加工了。这些天来，机械组777工作，好不容易拼出一台齿轮加工机械。这齿轮加工说起来简单，做起来难，要保证刀具和工件按一定的速比相对转动，实在是不容易，机械组不得不采用了不少旧式的直齿轮，误差很大，只能勉强实验用。
孙清南拿出一片穿孔的木圆片，固定在一根转轴上，然后转动起齿轮机右侧的动力转盘来。转盘带动机械内部的齿轮组，使上方的刀具快速旋转起来，而下方的木圆片则缓慢地转动着。两者转动方向互相垂直，接触后，刀具很快在木片上切出一个小口，然后快速转动切割不断将切口扩大。过了一会儿，随着动力转盘的不断转动，木片上一个个轮齿渐渐显现出来，有了齿轮的模样。等到木片转完一整圈，齿轮差不多就成型了，但孙清南继续转着让刀具对它进行修整，一直让它转了三圈，才取下来，交给围观群众传看，又开始加工第二个木齿轮。
由于机械的精度问题，这个木齿轮很不完美，轮齿边缘很粗糙，偶尔还能找到两个小缺口，仔细看的话，每个齿的大小都略微有些区别。但即使是这样的齿轮，也比之前粗制滥造的直齿齿轮强多了。等孙清南加工出第二个木齿轮之后，季国风把两个齿轮套到两根轴上，然后靠近相互啮合，随意拨了一下，两个齿轮顺滑地转动起来，围观群众禁不住鼓起了掌。
由于加工技术和材料的限制，机械组现在只能加工容易切削的木齿轮，而且精度还不怎样。下一步，他们计划批量加工一批，选出最好的，用这些刚加工出的渐开线齿轮去替代齿轮加工机中的直齿齿轮，以提高加工精度，之后再把这个过程重复几次，等到精度提升到一定程度之后，再尝试加工软金属例如铜质的齿轮。铜齿轮的稳定性将比木齿轮有较大的提升，到时候可以再次回头提升加工机械的精度，之后再用来制造更精确的刀具和齿轮。
这样反复迭代的过程可能要持续数月甚至数年，直到做出高效率的刀具和加工机械、培养出熟练的工匠之后，渐开线齿轮才能大量采用。
虽然痛苦、漫长又无奈，但这就是工业发展的必经之路啊。
1255再铸鼎
第65章 星火级（第二更）
1257年，十月初八，寒露，阔马造船厂。
“为了这荣耀的一刻，让我们祝福‘寒露号’吧！”
张正义抬起一坛自酿的老酒，和周围海洋部的人一起用力向前推去。酒坛吊在绳子上向前飞去，一下子撞在一艘木船的船头上，哗啦一声撞了个粉碎。
今天是个值得庆祝的日子，因为东海商社自主设计制造的第一艘海船终于下水了！
为了纪念这一代表着东海商社造船事业真正开始的船型，海洋部将这种船命名为“星火级”，并为它举办了一个盛大的下水仪式，还请了张正义亲自来开光。
为向先贤致敬，星火级用节气命名，由于最近的节气是寒露，所以就从它开始了，同时也特意选在这一天下水。双喜临门的是，当初星火级一次开工了两艘，所以几天后就能见到第二舰“霜降”啦。
此时距离之前的“金牛”和“白羊”下水只过了七个月。这不是说星火级用七个月就能建成了，而是在金牛和白羊建成前，阔马造船厂就按部就班地开始了两艘四百料福船的建造。等到海洋部已经积累了不少海战经验，决定根据他们对帆船的理解，大幅修改船只的设计的时候，这两艘四百料福船已经备好了木料，把龙骨铺得差不多了。这时候需要修改的话，只要改动上层船体就行了，所以才能赶在今年南下季之前下水。
古典造船业就是这样的，有些工序是很难缩短时间的，就算堆上再多人力也没法大幅压缩一条船的建造周期。但是你可以通过同时开工多艘船，来提高成品船只的下水频率。阔马造船厂现在是人力占用大户，正式员工就有过百人，算上学徒等辅助人员都快二百了，更别说还有大量的人力通过伐木、烧炭等等间接为他们服务，因此产能相比最初也大大扩充了。
说起来惭愧，来自现代的东海人居然是土著手中学来的流水线造船作业。
第一舰队从明州返回后，参照北轮造船厂的先进经验，对阔马造船厂进行了改革。他们把造船全过程分为五道工序，每道工序指定专门的劳工负责，完成一条船的某道工序后不是去下一道工序帮忙，而是去下一艘船上继续做此道工序。这样子，经验不足的劳工可以专注于某种特定的工作，得以快速提升熟练度，而总体的生产效率也明显提升了。
最初的磨合期过后，现在阔马造船厂可以同时开工五艘船，每艘船的完成度不同，每两三个月就能下水一艘。
星火级诞生后，原先试造的小福船既没有性能优势，也没有多少成本优势，因此停产了。海洋部已经决定了，阔马造船厂大部分产能用来生产自主研发的船只，最多再造些内河小船，普通的福船或者沙船通过外购解决。
相对于福船形制的起点号，星火级做出了多项改进。其中最显眼的一条就是甲板整体高度有所提升，但完全取消了艏楼，甲板整个前三分之二部分畅通无阻，极大地方便了物资（主要是火炮和弹药）的搬运。艉楼的高度相对就降低了一些，不过由于前面没有了艏楼的阻挡，视野反而好了许多。
之前起点号等船改用了海翼帆，总体来说显著改善了动力，但实践中也发现了几个小问题。比如说三根桅杆前大后小，在风中产生的升力也不一样，如此一来在部分风向中就会产生一个不平衡的偏转力矩，使船有偏航的趋势。虽然可以人工修正，但也挺烦的。
所以，星火级在船首前方安装了一根类似欧式帆船的首斜桅，上面布置了一面三角帆，如此一来侧后风吹来就能产生与主帆方向相反的升力，平衡偏转力矩。
同时，这面额外的首斜桅三角帆也能提供额外的动力。
还有一点，之前的船上为了不阻碍海翼帆的转动，并未像欧式帆船那样用许多斜拉的支索把桅杆固定住，而是和中式帆一样只设置了少数支索，这大大限制了桅杆的高度。而有了首斜桅之后，就能从首斜桅顶部这样一个较高的位置开始拉支索，以一个很大的角度连接到三根主桅杆的顶部，再一直拉到艉楼后面固定住，这样既不妨碍帆的转动，又增加了桅杆的强度。所以星火级的主桅杆达到了15米，比起点号的12米高多了。
另一项重要改进是采用了舵轮驱动的升降式穿孔船舵。
升降舵算不上创新，传统中式船只一般用的都是这种舵，相比之下欧式船多采用固定式船舵。升降舵在浅水时可以将舵升起以避免触礁，深水时可以把舵降得比船底更深，以取得更强的舵效，能够更好地操纵方向。不过这需要一套升降机构，带来的缺点是强度不高，在大洋深处的恶劣海况中容易折断。但现在星火级也不会去大洋，升降舵正合适。
东海人做出的改进是用钢材加固了舵体并增加了石墨轴承，还在舵面上打有多个小孔，在不影响舵效的前提下，显著减少了转动时的阻力。同时，他们还把传统的操舵杆换成了熟悉的舵轮，用绞盘带动铁链操纵舵的方向，转起来就像方向盘一样，操纵起来比以前顺手多了。
除此之外，星火级的船体结构仍然和传统福船差不多，船长22米，宽7米，吃水25…3米，和起点号的尺寸几乎一模一样。实际上，这个船体原先就是起点号的逆向工程，当初为了稳妥起见，将新船做得尽可能与起点号一致，以免自己瞎改搞出毛病。
船身的主要材料还是杉木，不过用柞木做了龙骨和肋骨，并且增加了肋骨数量，以加强船体结构，更好地适应火炮的后坐力和海翼帆带来的强动力。这是向成本妥协的结果，柞木是几年前造船厂刚建的时候韩松就让人砍好阴干备用的，数量有限，得省着用。虽然经过几年的摸索，烘干木材的效果也不错了，但龙骨这样重要的部位还是不太敢用，只能慢慢等阴干木材。不过易耗和不重要的部位，都大量采用了烘干的杉木和松木。
福船标志性的方形艏和水密隔舱也没有取消。
陆平这次也参与到星火级的设计中，虽然他身在建设部，但心一直挂在帆船上。他研究过很多船型，曾经很疑惑，为什么传统中式船的艏部大多都是方头方脑的？这样不是阻力很大吗？后来他去造船厂问了胡进宝，然后实船考察了一番，才搞清楚原因。
中国船匠并不是不懂尖头阻力小的道理，福船在水线之下的部分，也是很科学的流线型。之所以水线之上是方形的，是因为如果做成尖形，就会在内部形成一个三角形的船舱，不好放置货物。反正这部分也不在水中，所以干脆砍掉，还能节省一点木料和船重。
陆平听了眨眨眼，觉得很有道理，本来还想做成尖头试验一下，现在决定还是遵循前辈经验的好，不要一次上太多新技术弄巧成拙了。
另一项水密隔舱，由于海洋部第一次自己造船，心里没底，所以即使增加了肋骨，还是保留了这项强化结构的设计。
但他们也没完全照猫画虎。原先的隔舱板是木头拼成的一整块厚薄均匀的木板，但根据材料力学，主要受力的就是隔板边缘的一圈，内部起到的作用其实很小。所以造船厂把隔舱板和肋骨结合在了一起，先在肋骨两端加了一道横向的木梁，再在中间立一道竖向的木柱支撑起来，形成一个“T”字结构，然后再在空白处铺上薄木板以隔水。这样在保有原来功能的前提下，船体的结构强度提升了不少。
结构强度提升之后，船舱内部原先一些无所谓的零碎就可以一扫而空，整体结构简洁了许多。原本起点号船体内部的不少舱室是错落布置的，现在星火级就简单分为上下两层，下层是水密隔舱分割的底舱，放置压舱石和粗笨货物，上层是贯通的夹舱，住水手和放置轻便货物。
当初画概念图画到这里的时候，海军组的人一度深受鼓舞，雄心勃勃地要把这层夹舱设计成一层炮甲板，在舱壁上打出若干个炮窗，放置上火炮。这样星火级立刻就能变成一艘火力惊人的炮舰，到时候海战只需要躲在安全的舱壁后面打炮就行了，简直美滋滋啊。
但是最后一计算，不得不向现实妥协。由于星火级仍然是条不到二百吨的小船，船舱空间很有限，所以这层贯通甲板是处于水线之下的，不可能开炮窗。如果再加高船体，�
