陛下。宋應星迎上來，臉上帶著明顯的疲憊。他已經在青龍港泡了半個月，皮膚被海風吹得黝黑，嘴唇干裂，但眼楮卻亮得驚人。
情況怎麼樣？趙衍問。
宋應星的表情微微一滯。
陛下，請上船看。
號的機艙在船體中部，被厚厚的木板和鐵皮包圍。趙衍彎腰鑽進機艙，立刻被一股混合著鐵銹、油脂和蒸汽的氣味包裹。
機艙中央，就是那台往復式蒸汽機。
趙衍蹲下身，仔細端詳。
氣缸是鑄鐵的，直徑約二十尺，表面加工得相當光滑——這在天元現有的加工條件下已經很難得了。活塞通過連桿與曲軸相連，曲軸再通過傳動軸連接到船尾的明輪。
鍋爐在機艙後方，是新式水管鍋爐——水管排列成柵格狀，火焰從下方加熱，水在管內流動產生蒸汽。這種設計比老式的火管鍋爐效率高得多，但也更復雜。
試過了沒有？趙衍問。
試過兩次。魯明遠蹲在旁邊，指著氣缸底部的一處接口，第一次試車，低功率運轉，沒什麼問題。但加到七成功率時——這里，排汽管的密封墊裂了。蒸汽泄漏，機艙里全是白霧。
密封墊是什麼材料？
牛皮加桐油。魯明遠搖頭，不耐熱。蒸汽溫度太高，牛皮烤久了就變脆。
趙衍皺眉。在前世，蒸汽機的密封是個經典問題。早期蒸汽機用皮革和油脂做密封，但高溫高壓下很快就會失效。後來用了橡膠密封件和金屬墊片，才真正解決。
他忽然想到了什麼——橡膠。康吉那邊已經在大規模生產橡膠了，工坊里也用橡膠做了好些東西。加工過的橡膠耐熱、有彈性，做成密封墊再合適不過。
橡膠墊能不能用？趙衍問，把橡膠加工一下，做成適合密封的墊片。
魯明遠眼楮一亮︰康吉送來的橡膠倒是有一批，工坊那邊用來做過防水的套管和墊圈。臣試著把它壓成片，裁剪成密封墊的形狀——橡膠本身有彈性，受熱後會膨脹，反而能把縫隙填得更死。
對，就是這個思路。趙衍點頭，橡膠比牛皮耐熱得多，而且不容易老化變脆。你們試試不同厚度和配方，找到最合適的那一種。
魯明遠眼中閃過一絲光芒︰臣這就去試。
還有呢？趙衍轉向宋應星，其他問題？
宋應星翻開一本記錄冊，指著其中一條︰
第二個問題是振動。
他蹲下身，指著曲軸和傳動軸的連接處︰陛下請看——曲軸轉動時，傳動軸會跟著轉。但兩者的轉速並不完全一致——曲軸每轉一圈，傳動軸因為慣性會有微小的延遲。這個延遲在低轉速時不明顯，但轉速一高——
就會產生共振。趙衍接口道。
宋應星愣了一下︰共振？
趙衍站起身，走到傳動軸旁，用手敲了敲軸體，你听——聲音是當當當的，對吧？這是因為軸體本身有自己的固有頻率。當曲軸的轉動頻率接近傳動軸的固有頻率時，兩者會發生共振，振動就會急劇放大。
他前世雖然是學歷史的，但理工科的通識教育還是讓他對這些基本概念有所涉獵。蒸汽機的振動問題，在現代機械工程中早就有成熟的解決方案——飛輪、減振器、彈性聯軸器。
辦法有兩個。趙衍豎起兩根手指，第一，在曲軸上加裝飛輪——一個大而重的鐵輪。飛輪的慣性可以平滑曲軸的轉速波動，減少振動。第二，在傳動軸的連接處加一組彈性襯墊——用硬木或者皮革做緩沖，吸收振動。
飛輪……宋應星喃喃重復，眼中逐漸亮了起來，陛下高明！飛輪的重量可以抵消轉速的波動，就像水車的輪子一樣——水流的脈沖被輪子的慣性平滑了，出來的就是均勻的轉動。
就是這個原理。趙衍微笑，飛輪的大小和重量需要計算——太輕了沒用，太重了會增加負荷。這個讓魯師傅來試。
老臣明白！魯明遠已經掏出了隨身攜帶的炭筆和紙，蹲在地上開始畫草圖。
第三個問題呢？趙衍問。
宋應星的表情變得更加嚴肅︰
鍋爐。
他走到鍋爐前，拍了拍水管柵格︰新式水管鍋爐的效率確實比火管鍋爐高四成。但有一個問題——水管的接頭處容易漏水。在陸上測試時，這個問題不嚴重，因為鍋爐固定不動。但裝到船上以後，風浪顛簸會讓接頭松動。第一次試車時，有七根水管的接頭出現了滲漏。
接頭用的什麼工藝？
銅管套接，用錫焊密封。
趙衍沉思片刻。錫焊在常溫下沒問題，但在高溫高壓和持續振動的環境下，確實容易失效。這個世界的冶金水平還沒有焊接工藝，靠熔合金屬來連接管路根本做不到——得換個思路。
改接頭結構。趙衍說，不要用套接，改用法蘭連接加鉚接。兩根水管的端口各鉚一個法蘭盤——在管壁上鑽孔，用銅鉚釘把法蘭盤固定上去，兩個法蘭盤中間夾一層橡膠墊片，然後用螺栓擰緊。鉚釘打死後不會松，橡膠墊片負責密封——這樣即使風浪顛簸，也不容易漏。
宋應星和魯明遠對視一眼。
法蘭連接……宋應星低聲重復，陛下，這個設計——臣從未見過。
趙衍面色不變，朕想出來的。
魯明遠已經飛快地在紙上畫出了法蘭連接的結構圖。他畫得很快，但線條精準——四十年的匠師功底，讓他看一眼就能把概念變成圖紙。
臣明白了。魯明遠抬起頭，法蘭連接比套接牢固得多，而且拆裝方便——哪根管子漏了，拆下來換墊片就行，不用整個鍋爐都拆開。
趙衍點頭，就是這個好處。海上維修條件有限，越容易拆裝的結構越好。
他站起身，環顧整個機艙。
三個問題——密封、振動、鍋爐漏水。都不是小問題，但也不是解決不了的。
他看著宋應星和魯明遠，目光堅定︰
給你們十天時間。密封改用橡膠墊片，振動加裝飛輪和彈性襯墊，鍋爐管路全部改為鉚接法蘭連接。十天之後，朕要再來看一次試車。
十天？宋應星面露難色，陛下，橡膠墊片的選材和厚度要試驗，飛輪的尺寸要計算，法蘭連接還要找鐵匠專門鑄造……
我知道難。趙衍拍了拍他的肩膀，但時間不等人。蒸汽機早一天上艦，天元的海防就早一天踏實。
他轉身走出機艙，海風迎面撲來。