第８２５章 不是好乾的（1/2）

趙昺手裡的資料現在十分有限，除了一台水碓磨的模型和腦子中一副可能是贗品的西方牛拉明輪的圖畫。車船倒是現成的，但是他覺得船體結構還有許多不盡完善的地方，需要進一步的改善，因此要完成畜力推動車船的構想，依然是個十分耗神的工作，可也能正好填補精神上的空虛。

在動力源的設計上，趙昺感覺並不是最困難的，從那副圖畫上看是在頂層露天甲板上有三對牛，即六頭牛在拉著三對明輪。但是他清楚對於戰船來說，頂層甲板一般都是留給士兵作戰的平台，需要布置戰士，且安裝作戰武器，所以在祖沖之設計千里船的時候，應該會將絞盤移到下一層甲板中，騰出頂層甲板的空間用於作戰所需。

同時趙昺以為以畜力轉動一對明輪，不僅速度很慢，而且轉動絞盤需要圓周的活動空間也很大，一層甲板不可能如同容納水手那樣密集，而若是採用雙層絞盤，上面甲板和下層甲板都布置牲畜，則需占用更多的空前。如此一來就產生了矛盾，這便需要進行重新設計和優化。

而在牲畜的選擇上，也需要仔細考量。趙昺記的明朝的那本神書《天工開物》有記載：凡力牛一日攻麥二石，驢半之。人則強者攻三斗，弱者半之。說明牛的力量最大，持續力也最長，以這個比例計算，一頭牛大約可以頂七個人使用。但弱點也顯而易見，一個是速度慢，另一個是體型大，吃得多在其次，占據的空間同樣也大。

趙昺翻閱了下宋軍曾裝備的車船資料，在岳飛平楊麼起義中曾經仿製其戰船，最大的車船長三十六丈，寬四丈一尺，宋代官尺約合現代的三十一厘米，長度在一百一十米左右，寬十二米左右，載重當在五千石的大船，至少需要一百五十人踩踏才可驅動，而用牛則只需二十頭，但是在實戰中木船少有超過百米的。一般大型車船在二十丈至三十丈之間，他決定就以此為據進行設計，即可用於作戰，也可以快速調兵和運送輜重。

另外趙昺發現古人在明輪的使用上存在著誤區，以為明輪越多則動力越足，相應的速度會越快。因此不僅有十車、十五車的，還有多達三、四十車的。他以為從產品製造角度講，大船需要大的明輪來推動，除了追求效率，同時也有利於減少車船的部件，便於維修。而如果是四十車是八十個小明輪的話，明輪尺寸小，數量多，反而容易損壞。

再有如果是四十車，每舷四十個明輪的話，那麼船一定很長，從記錄上看只有三十丈以上的大船才有可能勝任。除去艏、艉因弧度和錨鏈、絞盤、舵樓等而不便設明輪外，可安放明輪的船體長度估計在二十五丈上下，分攤給每個明輪的空間是六尺有餘，再減去輪間距，估計每個明輪的直徑在五尺前後，而五尺直徑的明輪對於百多米長的車船來說太小了。

此外，因為明輪是高效連續運動的槳葉，所以，過密的輪間距會降低各輪的功效的，就是許多明輪在裡面濫竽充數，因為前面的明輪轉速快，水流急，後面的明輪就沒有多少做功的必要，水流有時候反而比後面的明輪的轉速還快，所以過密的輪間距不僅不能加速船隻，反而影響船速，明輪間功效相互抵消。而除非後面的明輪永遠比它前面的明輪轉得快，才不會抵消。

由此可見，古人四十車，計有八十個翼輪的設計觀點不妥。還有車船的舵樓多設計於虛艄之上，尾舵置於其下，位於虛艄的末端。這樣的懸掛方式加重了舵樓的負載，一條四丈的長槳都有七百餘斤重，更何況舵？若再加上艉部懸掛的大車的分量，處於虛艄之上的舵樓很容易在水戰的高速航行中，因舵受到的巨大阻力產生的撕裂力矩而斷裂。

因為這時的舵不僅受到船體前進時，水流向後的阻力，這是所有船舵都受到的阻力；還受到艉部大車旋轉時，產生的高速向後水流，這股水流高速衝擊著舵杆及舵面，這是有艉部大車的車船舵特有的阻力，這兩股力量作用在安置於虛艄末端的舵之上，很可能就會撕裂舵樓的木質構件，即在艉部大車之後，安裝船舵會造成車船自損……

趙昺將改進中將會遇到的困難一一列出，然後由難到易在一一進行解決。不過這個過程也並不容易，往往會因為一個小數據的錯誤不得不推翻重新進行設計，當然最困難的還動力源方面，為此他還遣人找來幾頭牛，做了一台簡易的絞盤進行實際測量。

如此一來，園中的軍兵們也找到了樂子，他們一天天在島上除了訓練、執勤、打掃衛生外也是閒的難受，而小皇帝不僅要他們給每頭牛測量肩高、體重和伸長外，還要他們拉著絞盤拖著不同的重物轉圈，其中要記錄牛在不同速度下的耐久力等等，當然還得伺候好它們的吃喝，而每條數據都要力求精確，並記錄在案。

不過趙昺也沒閒著，他在考慮如何能在等速的情況下，發揮出每個明輪的最大功效。首先他選定了明輪的尺寸，想通過調整每個明輪上槳葉的角度或數量來使後邊的明輪等效做功。但是他發現這太過繁瑣，便想到可以通過傳動機構將每組明輪串聯起來，如此就只需通過兩組絞盤帶動所有的明輪，還可以減少牲畜占用的空間。此外用一根變徑蝸杆便可以實現在等速下，使明輪獲得不同轉速的結果。

解決了傳動問題，同樣又出現了新的問題。利用尾舵控制方向容易造成船體的損傷，而沒有舵又無法控制方向，這成了二選一的難題，但又缺一不可，趙昺一天突然想到了現代的坦克。我們知道坦克的轉向不像汽車那樣靠前輪導向來改變行駛方向，而是靠履帶差，即一邊的履帶轉的快，另一邊的履帶轉的慢，履帶差使坦克出現轉向。

而履帶差的形成一是靠切斷一側履帶的部分動力，加大另一側履帶速度形成的，這叫分離轉向，用於快速小角度轉向，這時行進時採取的轉向方式。或是徹底切斷動力，制動住一側履帶，另一側履帶轉，形成一邊履帶不轉，另一側轉，這叫原地轉向，用於慢速大角度轉向，這是啟動時或停止時採取的轉向方式。

趙昺覺得這個思路可行，只要通過一個切換機構就能實現車船兩舷明輪轉速不同而實現轉向，即速度差轉向。至於大角度慢速轉向，他保留了船尾的單個槳輪，通過此保持船前進的動力，再切斷一側的動力來實現大角度轉向。

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