第388章 艺术品般的船……和价格
蒸汽机的研发,作为东海商社顶级中的顶级项目,即使在战时也毫不松懈,终于去年下半年拿出了第一款相对成熟的型号“新星-150”。
这是一款单缸双动式蒸汽机,配合木工组研发的“火山-1”式火筒锅炉使用——虽然“木工”看上去跟“锅炉”很不搭,但实际上木工组常年使用蒸汽烘干木材,对锅炉早有一定的研究,反倒比临时搭起的草台班子更对口,因此承担了重要的锅炉研发工作。
火山-1体型不大,是一个卧式的圆柱体结构,使用铸铁壳体,特点是壳体内部有一个独立的圆柱形烟筒,燃烧室产生的高温烟气通过这个烟筒对内部水体进行二次加热,可以略微提高加热效率。这型锅炉每小时可将200kg的水转化成水蒸气,蒸汽压最高可达,也就是三个大气压。
锅炉产生蒸汽,而还需要蒸汽机才能利用蒸汽。“新星-150”就是这么一台机器,它的汽缸直径150mm,行程300mm,每分钟120转,指示功率,额定功率5kw。火山-1和新星-150搭配使用的时候,每小时耗煤约20kg,综合热效率约4%。
(注:指示功率=蒸汽压强*活塞面积*行程*频率,双动式再*2)
这个效率相比当初工业部设定的“5%-畜力等效线”还差一截,但一个非技术因素推了它一把——随着煤炭来源的开拓,煤价一路走低,现在批量采购的话,每公斤价格已经低于3文了,相比当初大大降低,所以即使效率只有4%也能用了。这真是令工业部诸公汗颜啊。
而且这台150也不是没有亮点,相比历史上的早期蒸汽机,它转速和工作气压提高了一倍,技术水平其实不错了。这也是有赖于工业部多年来的技术和工艺人才积累,以及对轴承、石棉密封件、安全阀、气压计等技术的提前引入。
不过也有所不足,当年瓦特可是能造出直径达762mm的巨大气缸的,可以在低技术条件下硬生生把功率堆上去。但这是因为那时英国已经有了不少工业积累,有相当庞大的水力机械和加工器具,但东海工业部可没有,因此只能从小气缸做起。
目前新星-150尚未正式量产,只试产了五台,三台放在纺织厂使用,两台工业部自用,准备先试用一段时间,待进一步发现问题和改进后再批量投产。现在看来,表现其实还不错,这个级别的功率可以和原有的水车无缝衔接,甚至动力输出还更平稳些,实用性很强。可靠性也还算可以,工业部经过几年的磨练,加工精度可以自夸一下了,平均也就三天出一次故障,而且由于蒸汽压力低,就算出故障也没什么大风险,并没有韩松说得那么恐怖。
受此激励,他们已经开始试着制造更大一号的25kw级别“新星-180”了,如果成功的话,将足以替代目前建造成本极高的大型水力轮组,助推东海商社的大型加工能力再上一个台阶。
当然,在陆地上有稳定环境且有专业人员维护的情况下,新星-150能运行得不错,不代表上了颠簸的船只还能平稳运行。所以在反复验证之前,海洋部是不会让这些肮脏吵闹的机器上他们的新锐宝贝舰船的。
李涛等人参观完一遍后,依依不舍地下了追云号,站在码头上重新审视这艘巨舰,又别有一番滋味。
与之前星火级黑黝黝的船漆不同,烈焰级采用了高贵(真的贵)的白色涂装,又在炮窗位置涂上了一整道红色标识带,显得格外飘逸亮眼。随着货物不断搬运下来,水线不断降低,露出了船底漆,居然也是红色的!
这是工业部捣鼓出来的一种以红丹为主要有效成分的船底漆。红丹是一种中药,也就是氧化铅,可以高效防腐。其实之前在星火级上也用过,不过星火级船底漆以黑色的柏油为基材,即使加入红丹也看不出来,而这次烈焰级采用了昂贵的以脂肪为基底的“白料”,自然就透出了鲜艳的红色。
随着水线的降低,烈焰级的船体型线也展示在了众人眼前。
传统中式帆船,与后世的现代船舶类似,船体的横截面都是个上宽下窄的“甲”型;而欧式炮舰,则是水线附近最宽,越向上反而越窄,横截面接近一个上窄下宽的“由”型。乍一看,欧式炮舰的形状应该会稳定一些,毕竟底大嘛,但实际上恰好相反,甲型船体在水中更稳定。上宽下窄的甲型船体有个好处,就是船体的任何左右摇晃,都会导致浸入水中的体积增大,进而导致浮力增大,使船体摆回正中。反之,如果上窄下宽,那一旦船体倾斜到一定角度,就会导致浮力减少,引发进一步倾斜,甚至侧翻。
但欧式炮舰这么设计也不是没理由的。首先,这是有历史原因的,当年欧洲不少口岸按甲板面积收税,所以荷兰人为了避税,就把甲板做小,船身做大,最后就成了胖胖的由型船体。这就是著名的笛型船,后来还引发了其它欧洲国家效仿。
其次,这种船体符合了战列线时代火炮安置的需要。为了尽可能多地装备火炮,战列舰往往设置了多层甲板,同时为了稳定重心,就把重炮放置在底层,轻炮放置在上层。而重炮体积大,炮甲板也必须大才行,这导致了水线附近宽度最大;根据力学原理,上层炮甲板得尽量窄一些,才能稳定重心并且在发炮时减少对船体的冲击。所以最终就成了上窄下宽的由型,虽说不太稳定,但干舷足够高,倒霉到侧翻的次数并不多。
可以说,没有最好的设计,只有最合适的设计。烈焰级的设计思想,就体现了东海商社和海洋部的需求,即“商战两用”,平时作为商船,能尽可能好地完成运输任务,战时塞满火炮和物资,能成为一艘有统治力的强力炮舰。这种蛮横无理的要求实在是让造船厂的周正茂等设计师很是头疼,最终他们一拍脑袋,决定把船体分为两段来设计,以适合两种状态的要求。
战斗状态,为灵活起见,载重较少,而运输状态肯定就要多一些,所以设计组设定了两个水线,较低的是战斗水线,高的那个是运输水线。
从船底到战斗水线的水下部分,除了舯部对阻力影响不大做得尽可能丰满以外,其余部分大致都呈V型,以降低重心、增加稳定性,并且减少阻力、提高航速。而这一段再往上,船体的丰满程度则急剧增大,这是为了在运输状态下尽可能多装点货物,当然这时船只的操纵性和灵活性也会被大大拖累了。等过了满载水线,船体宽度则不断缩小,以减少炮甲板和露天甲板宽度,收缩重心、减少炮击时的力矩。
与这样的船体设计思路相适应的,船体的长宽比从原先星火级的3:1提升到了4:1。长宽比的提升可以在相同排水量的情况下降低正面横截面积,从而减少阻力。后世船只的长宽比通常在6以上,但在风帆时代,这个参数并非越大越好。帆船的动力不是来自于正后方的螺旋桨,而是来自于四面八方的风力,更确切地说,是风压、升力和水体阻力共同作用的结果。船体过长,会导致转向所需的力矩变大,降低船只的操纵性,所以历史上的同级别航海帆船,一般最多也就到4:1,很少有更长的。
最终的设计结果表现出来,就是之前说过的数据,船水线长约36米,宽9米,战斗吃水-米,运输状态吃水米,是一艘多用途的船只。
当然,外行人看到这样的船体,最多只能感叹一句修长,并不能看出多少门道,而艏部形状的改变,则是任何内行人都一眼能看出来的。
烈焰级也如后期星火级一样摒弃了福船的方形艏,但也不是欧式帆船用了几百年的圆形艏。新式艏呈三角形,斜向上高高伸出,看起来已经有几分飞剪艏的味道了,当然并没有飞剪艏那么极端,毕竟海洋部不想每出航一次都得面临艏部被浪头打烂的囧境。这种形状的艏部一来可以在一定程度上劈开波浪、减少阻力,二来艏部吃水的每一点增加都会导致排水体积的大幅提升,储备浮力相当丰厚,可以规避风帆时代极为危险的埋首现象。哦,还有,三来在造型上非常美观,配合向前方坚挺伸出的首斜桅,让任何一个见到这种船的人都忍不住赞叹,甚至产生一种用画笔把它记录下来的冲动。
作为几百年风帆战舰优秀设计和东海海军数年实践经验的集大成者,横空出世的烈焰级具备着极其优良的综合性能,不但载货量大、航速快,而且机动性也很惊人。她加速减速转向都很灵活,由于船身曲线的优秀设计和储备浮力的充沛,可以关了炮门以一个看上去几乎要倾覆的大倾角进行剧烈转向,完全不像一艘大船(实际上满载才六百吨的船本来也称不上大船)。
现在,只剩下一场真正的远航来检验她对抗风浪的能力了。
如此高速和灵活性,甚至让星火级都感觉到了巨大的压力。作为一艘二百吨级的船,载重和火力比不过六百吨的船也就算了,竟然连机动性也比不过,这还怎么混?!因此星火级的大改计划也被提上了日程,作为造船厂下阶段的重点。
当然,这样一级伟大的船,得到她的代价自然不会低。
“什么,一万八千贯?”魏万程听了韩松报出的烈焰级价格,不禁惊得瞪圆了眼。“这也太贵了吧?”
史若云上台之后,开始孜孜不倦地推进东海商社各部门之间的货币化结算,如今已经小有所成,至少阔马造船厂能向海军为每艘船报出一个合理的结算价格了,既能有一定利润,又不过于暴利。当然,只是内部价,不会向外出售的。
韩松苦笑了一下:“这还只是裸船的价格呢,不包括船上的各式装备和人员。不过这是第一批,成本自然高些,等以后跑顺了,价格应该会降到一万五以下。周正茂还规划了一个柞木为骨、杉木作壳的减配版本,可能连一万都用不了。”
魏万程仍然一副吝啬鬼的样子:“就算一万,可是星火级才一千八一艘吧?这就五六倍了啊,但是载货量有五倍吗?满载装货四百吨……也就三四倍吧!这不是完全不值吗?”
实际上他说的虽然外行,却切中了事实。木帆船时代,性价比最高的就是二百吨上下的小船。哪怕列强有实力制造上千吨的大船,然而在欧洲、美洲近海航线,执行大部分运输任务的还是这一级别的小船。因为大型远洋船只为了抵抗风浪和自身的重量,必须花费大量的额外成本增加强度才行,在成本上是比不过皮薄的小船的。
韩松一副无奈的样子:“你不能光比载重啊,火力和船壳都被你吃了?好好好,咱先不算打仗,只谈商业。烈焰级虽然性价比不如星火级,但是她能跨越大洋去更远的地方进行贸易,这利润可比你在近海折腾赚得多多了吧?兄弟,你好歹也是商务部的,看长远点啊。”
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这是一款单缸双动式蒸汽机,配合木工组研发的“火山-1”式火筒锅炉使用——虽然“木工”看上去跟“锅炉”很不搭,但实际上木工组常年使用蒸汽烘干木材,对锅炉早有一定的研究,反倒比临时搭起的草台班子更对口,因此承担了重要的锅炉研发工作。
火山-1体型不大,是一个卧式的圆柱体结构,使用铸铁壳体,特点是壳体内部有一个独立的圆柱形烟筒,燃烧室产生的高温烟气通过这个烟筒对内部水体进行二次加热,可以略微提高加热效率。这型锅炉每小时可将200kg的水转化成水蒸气,蒸汽压最高可达,也就是三个大气压。
锅炉产生蒸汽,而还需要蒸汽机才能利用蒸汽。“新星-150”就是这么一台机器,它的汽缸直径150mm,行程300mm,每分钟120转,指示功率,额定功率5kw。火山-1和新星-150搭配使用的时候,每小时耗煤约20kg,综合热效率约4%。
(注:指示功率=蒸汽压强*活塞面积*行程*频率,双动式再*2)
这个效率相比当初工业部设定的“5%-畜力等效线”还差一截,但一个非技术因素推了它一把——随着煤炭来源的开拓,煤价一路走低,现在批量采购的话,每公斤价格已经低于3文了,相比当初大大降低,所以即使效率只有4%也能用了。这真是令工业部诸公汗颜啊。
而且这台150也不是没有亮点,相比历史上的早期蒸汽机,它转速和工作气压提高了一倍,技术水平其实不错了。这也是有赖于工业部多年来的技术和工艺人才积累,以及对轴承、石棉密封件、安全阀、气压计等技术的提前引入。
不过也有所不足,当年瓦特可是能造出直径达762mm的巨大气缸的,可以在低技术条件下硬生生把功率堆上去。但这是因为那时英国已经有了不少工业积累,有相当庞大的水力机械和加工器具,但东海工业部可没有,因此只能从小气缸做起。
目前新星-150尚未正式量产,只试产了五台,三台放在纺织厂使用,两台工业部自用,准备先试用一段时间,待进一步发现问题和改进后再批量投产。现在看来,表现其实还不错,这个级别的功率可以和原有的水车无缝衔接,甚至动力输出还更平稳些,实用性很强。可靠性也还算可以,工业部经过几年的磨练,加工精度可以自夸一下了,平均也就三天出一次故障,而且由于蒸汽压力低,就算出故障也没什么大风险,并没有韩松说得那么恐怖。
受此激励,他们已经开始试着制造更大一号的25kw级别“新星-180”了,如果成功的话,将足以替代目前建造成本极高的大型水力轮组,助推东海商社的大型加工能力再上一个台阶。
当然,在陆地上有稳定环境且有专业人员维护的情况下,新星-150能运行得不错,不代表上了颠簸的船只还能平稳运行。所以在反复验证之前,海洋部是不会让这些肮脏吵闹的机器上他们的新锐宝贝舰船的。
李涛等人参观完一遍后,依依不舍地下了追云号,站在码头上重新审视这艘巨舰,又别有一番滋味。
与之前星火级黑黝黝的船漆不同,烈焰级采用了高贵(真的贵)的白色涂装,又在炮窗位置涂上了一整道红色标识带,显得格外飘逸亮眼。随着货物不断搬运下来,水线不断降低,露出了船底漆,居然也是红色的!
这是工业部捣鼓出来的一种以红丹为主要有效成分的船底漆。红丹是一种中药,也就是氧化铅,可以高效防腐。其实之前在星火级上也用过,不过星火级船底漆以黑色的柏油为基材,即使加入红丹也看不出来,而这次烈焰级采用了昂贵的以脂肪为基底的“白料”,自然就透出了鲜艳的红色。
随着水线的降低,烈焰级的船体型线也展示在了众人眼前。
传统中式帆船,与后世的现代船舶类似,船体的横截面都是个上宽下窄的“甲”型;而欧式炮舰,则是水线附近最宽,越向上反而越窄,横截面接近一个上窄下宽的“由”型。乍一看,欧式炮舰的形状应该会稳定一些,毕竟底大嘛,但实际上恰好相反,甲型船体在水中更稳定。上宽下窄的甲型船体有个好处,就是船体的任何左右摇晃,都会导致浸入水中的体积增大,进而导致浮力增大,使船体摆回正中。反之,如果上窄下宽,那一旦船体倾斜到一定角度,就会导致浮力减少,引发进一步倾斜,甚至侧翻。
但欧式炮舰这么设计也不是没理由的。首先,这是有历史原因的,当年欧洲不少口岸按甲板面积收税,所以荷兰人为了避税,就把甲板做小,船身做大,最后就成了胖胖的由型船体。这就是著名的笛型船,后来还引发了其它欧洲国家效仿。
其次,这种船体符合了战列线时代火炮安置的需要。为了尽可能多地装备火炮,战列舰往往设置了多层甲板,同时为了稳定重心,就把重炮放置在底层,轻炮放置在上层。而重炮体积大,炮甲板也必须大才行,这导致了水线附近宽度最大;根据力学原理,上层炮甲板得尽量窄一些,才能稳定重心并且在发炮时减少对船体的冲击。所以最终就成了上窄下宽的由型,虽说不太稳定,但干舷足够高,倒霉到侧翻的次数并不多。
可以说,没有最好的设计,只有最合适的设计。烈焰级的设计思想,就体现了东海商社和海洋部的需求,即“商战两用”,平时作为商船,能尽可能好地完成运输任务,战时塞满火炮和物资,能成为一艘有统治力的强力炮舰。这种蛮横无理的要求实在是让造船厂的周正茂等设计师很是头疼,最终他们一拍脑袋,决定把船体分为两段来设计,以适合两种状态的要求。
战斗状态,为灵活起见,载重较少,而运输状态肯定就要多一些,所以设计组设定了两个水线,较低的是战斗水线,高的那个是运输水线。
从船底到战斗水线的水下部分,除了舯部对阻力影响不大做得尽可能丰满以外,其余部分大致都呈V型,以降低重心、增加稳定性,并且减少阻力、提高航速。而这一段再往上,船体的丰满程度则急剧增大,这是为了在运输状态下尽可能多装点货物,当然这时船只的操纵性和灵活性也会被大大拖累了。等过了满载水线,船体宽度则不断缩小,以减少炮甲板和露天甲板宽度,收缩重心、减少炮击时的力矩。
与这样的船体设计思路相适应的,船体的长宽比从原先星火级的3:1提升到了4:1。长宽比的提升可以在相同排水量的情况下降低正面横截面积,从而减少阻力。后世船只的长宽比通常在6以上,但在风帆时代,这个参数并非越大越好。帆船的动力不是来自于正后方的螺旋桨,而是来自于四面八方的风力,更确切地说,是风压、升力和水体阻力共同作用的结果。船体过长,会导致转向所需的力矩变大,降低船只的操纵性,所以历史上的同级别航海帆船,一般最多也就到4:1,很少有更长的。
最终的设计结果表现出来,就是之前说过的数据,船水线长约36米,宽9米,战斗吃水-米,运输状态吃水米,是一艘多用途的船只。
当然,外行人看到这样的船体,最多只能感叹一句修长,并不能看出多少门道,而艏部形状的改变,则是任何内行人都一眼能看出来的。
烈焰级也如后期星火级一样摒弃了福船的方形艏,但也不是欧式帆船用了几百年的圆形艏。新式艏呈三角形,斜向上高高伸出,看起来已经有几分飞剪艏的味道了,当然并没有飞剪艏那么极端,毕竟海洋部不想每出航一次都得面临艏部被浪头打烂的囧境。这种形状的艏部一来可以在一定程度上劈开波浪、减少阻力,二来艏部吃水的每一点增加都会导致排水体积的大幅提升,储备浮力相当丰厚,可以规避风帆时代极为危险的埋首现象。哦,还有,三来在造型上非常美观,配合向前方坚挺伸出的首斜桅,让任何一个见到这种船的人都忍不住赞叹,甚至产生一种用画笔把它记录下来的冲动。
作为几百年风帆战舰优秀设计和东海海军数年实践经验的集大成者,横空出世的烈焰级具备着极其优良的综合性能,不但载货量大、航速快,而且机动性也很惊人。她加速减速转向都很灵活,由于船身曲线的优秀设计和储备浮力的充沛,可以关了炮门以一个看上去几乎要倾覆的大倾角进行剧烈转向,完全不像一艘大船(实际上满载才六百吨的船本来也称不上大船)。
现在,只剩下一场真正的远航来检验她对抗风浪的能力了。
如此高速和灵活性,甚至让星火级都感觉到了巨大的压力。作为一艘二百吨级的船,载重和火力比不过六百吨的船也就算了,竟然连机动性也比不过,这还怎么混?!因此星火级的大改计划也被提上了日程,作为造船厂下阶段的重点。
当然,这样一级伟大的船,得到她的代价自然不会低。
“什么,一万八千贯?”魏万程听了韩松报出的烈焰级价格,不禁惊得瞪圆了眼。“这也太贵了吧?”
史若云上台之后,开始孜孜不倦地推进东海商社各部门之间的货币化结算,如今已经小有所成,至少阔马造船厂能向海军为每艘船报出一个合理的结算价格了,既能有一定利润,又不过于暴利。当然,只是内部价,不会向外出售的。
韩松苦笑了一下:“这还只是裸船的价格呢,不包括船上的各式装备和人员。不过这是第一批,成本自然高些,等以后跑顺了,价格应该会降到一万五以下。周正茂还规划了一个柞木为骨、杉木作壳的减配版本,可能连一万都用不了。”
魏万程仍然一副吝啬鬼的样子:“就算一万,可是星火级才一千八一艘吧?这就五六倍了啊,但是载货量有五倍吗?满载装货四百吨……也就三四倍吧!这不是完全不值吗?”
实际上他说的虽然外行,却切中了事实。木帆船时代,性价比最高的就是二百吨上下的小船。哪怕列强有实力制造上千吨的大船,然而在欧洲、美洲近海航线,执行大部分运输任务的还是这一级别的小船。因为大型远洋船只为了抵抗风浪和自身的重量,必须花费大量的额外成本增加强度才行,在成本上是比不过皮薄的小船的。
韩松一副无奈的样子:“你不能光比载重啊,火力和船壳都被你吃了?好好好,咱先不算打仗,只谈商业。烈焰级虽然性价比不如星火级,但是她能跨越大洋去更远的地方进行贸易,这利润可比你在近海折腾赚得多多了吧?兄弟,你好歹也是商务部的,看长远点啊。”
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