第971章 飞天之梦

永乐十二年十月,金陵城秋意渐浓,明华大学的实验室里,吴淑姬正埋首于一堆图纸与计算稿之间。她纤细的手指在纸面上快速移动,时而停下,眉头微蹙,时而又奋笔疾书,彷佛在追逐某种遥不可及的梦想。

她的思绪却飘回了三年前,明州中学的物理课堂上。那时,她还是个十二岁的少女,对世间万物充满了好奇。先生讲授了关于力与运动的基本原理,黑板上画下流体压强与速度的关系,吴淑姬的目光却飘向窗外的海鸥。它们振翅掠过,轻盈地乘风而起,激发了少女的奇思。她低头在笔记本上勾勒出一幅草图:一辆木制车身,顶部固定双层木板,形似海鸥的双翼,两侧加装木质「翅膀」,前端系绳,仿若风筝。她写道:「若车速够快,空气流过双翼,升力可托车飞天。」

她兴奋地画下了设计图:一个双层木板结构,下方是车轮,上方是两片宽大的木制「翅膀」,看起来像是某种奇特的「木头车」。她甚至计算了车轮的转速和「翅膀」的角度,坚信只要速度够快,这玩意儿就能飞起来。

当时,她的同学们笑得前仰后合,连先生也摇头叹息:「吴淑姬,妳的想法很有趣,但……飞天可不是那么简单的事。」

如今,三年过去了,吴淑姬已是明华大学的二年级生,但她心中的「飞天梦」却从未熄灭。

不久前,「沧海龙吟号」蒸汽船横渡太平洋归来的消息震撼了整个明国,螺旋桨推进技术让吴淑姬眼前一亮——如果螺旋桨能让船在水中高速前进,那为什么不能让它在空气中推动一架「木头车」飞起来?

吴淑姬在马鞍山参与动力舱调试,目睹螺旋桨推动巨轮破浪前行的壮景,心中飞行之梦再燃。她翻出明州中学的草图,对照「沧海龙吟号」的螺旋桨,设想将蒸汽机与螺旋桨装于「双翼车」,驱动其加速至「飞天速度」。

冬月初五,吴淑姬带着草图,来到金陵大学方梦华的实验室。办公室内,书架上堆满《工科力学原理》与《化学通识》,桌上摆着石化实验室的硬质胶板样品。方梦华一身藏青长袍,速记本摊开,正审阅电力研究实验室的电报机报告。

吴淑姬恭敬呈上草图,激动道:「首相,学生有一个想法……如果能造一架带有螺旋桨的‘飞天车’,或许真的能飞起来!」

方梦华接过草图,细看片刻,眼中闪过一丝惊讶。这草图的双翼结构,与她记忆中一战时期的双翼机(索普威斯骆驼)惊人相似:上下两层木翼,流线型机身,尾部稳定翼,下方是螺旋桨推进装置,甚至还有简单的座椅和操控杆。

她轻轻一笑,却没有立即夸赞,而是拿起笔,在图纸上标出几个关键数据:「淑姬,妳计算过这架‘飞天车’需要多大的速度才能起飞吗?」

吴淑姬一愣,随即点头:「学生估算过,大约需要每时辰120里的速度,翅膀的迎风面积大概……」

方梦华摇头,拿起粉笔,在黑板上写下伯努利方程与升力公式:[ㄌ=1/2ㄡㄩ2ㄙㄘ]

其中,ㄌ为升力,ㄡ为空气密度,ㄩ为速度,ㄙ为翼面积,ㄘ为升力系数。她道:「假设你这双翼车重5000斤(约2500公斤),翼面积20平方丈,升力系数1.2,空气密度约0.0012斤/立方尺。算算,起飞需多大速度?」

吴淑姬埋头演算,片刻后答:「约140里/时辰。」

方梦华打断她:「很好,那你知道这样的速度需要多大的螺旋桨才能提供足够的推力吗?」

吴淑姬摇头。

方梦华点头:「参考『行者号』,百马之力蒸汽机推39.6万斤火车,巡航50里/时辰。妳这车虽轻,空气阻力随速度平方增长,推力需至少600马力。」

「更关键的是,妳要让这么大的螺旋桨转动,需要多大的锅炉?」方梦华在图纸上画出一个巨大的圆柱体,「这样的锅炉本身就极重,如果安装到‘飞天车’上,整体重量会大幅增加,到时候……妳又得重新计算所需的升力。」

吴淑姬续算,推力公式(ㄈ=ㄆ/ㄩ)(功率除以速度)显示,650马力需多大螺旋桨与锅炉。她参考「沧海龙吟号」的螺旋桨,估算飞行器需更大桨叶,约3丈,配600马力锅炉,重量达三万斤。她脸色微变:「这锅炉与桨叶装上,车重翻几十倍,需更大升力,又需更大桨与锅炉……」

她叹了口气:「这是一个死循环——妳需要的动力越大,装置就越重,而越重的装置又需要更大的动力才能起飞。」

吴淑姬沉默了,方梦华却继续道:「而且,妳有没有想过燃料和锅炉的问题?」

她拿起一张纸,画出一个简单的锅炉结构:「我们现在用的锅炉是开放式的,火焰直接暴露在外,如果真要让‘飞天车’飞到天上,140里/时辰的大风吹进来,炉火会不会被吹灭?」

「更重要的是,我们现在的蒸汽机热效率太低,燃料消耗极大,如果真要飞起来,可能还没飞多远,燃料就耗尽了。」

吴淑姬咬了咬唇,眼中仍有不甘。

方梦华拍了拍她的肩膀,语气温和却坚定:「想要飞上天,必须先实现动力系统的轻型化和封闭化。现在的引擎太重,锅炉太脆弱,根本不可能支撑飞行实验。」

她顿了顿,又道:「而且,飞天实验极其危险,一旦失败,后果不堪设想。」她目光深邃,「大明现在只有妳们这一批大学生,死一个都是国家的巨大损失。妳与思退、承灏、芷兰,皆是工业革命的火种,切不可冒进。」

吴淑姬低下头,沉默良久,终于抬头:「我明白了……飞天不是一蹴而就的事,需要一步步来。」

见吴淑姬神色黯然,方梦华语气转温:「淑姬,妳的设想极有远见。这双翼车形状,已近未来飞行器之雏形。但科学需一步一脚印。妳们刚让火车跑起来,又让巨轮渡海,飞天之梦需更坚实的技术根基。」

吴淑姬神色黯然,问道:「首相,飞天之梦难道无解?」

方梦华放下草图,目光深远:「非无解,而是时机未至。蒸汽机太重、太低效,飞行需轻型、封闭式引擎。本座心中有一设想,名为『内燃机』,或许是飞天的钥匙。」

方梦华拿起速记本,在黑板上画下一组简图:一个金属缸体,内有活塞,连通燃烧室与进排气阀,外接曲轴与飞轮。她娓娓道来:「蒸汽机靠外燃烧煤生蒸汽,锅炉庞大,热量散失。内燃机则不同,燃料直接在缸内燃烧,推活塞做功,热效率可达20%。」

她进一步解释内燃机的原理,基于四冲程引擎:活塞下行,吸入燃料与空气混合物。活塞上行,压缩混合气,提升燃烧效率。火花塞引燃混合气,爆炸推活塞做功。活塞排出废气,循环重启。

方梦华指着简图:「此机无需锅炉,燃料用石化实验室的精炼油,轻于煤数倍。缸体与活塞用重量仅蒸汽机的五分之一。飞轮稳定输出,驱动螺旋桨,推力可达800马力,却仅重千斤。」

吴淑姬双眼放光,追问:「这油如何炼?火花如何生?」方梦华答道:「石化实验室的轻油可裂解为汽油,沸点低,易燃烧。火花可用电力实验室的伏打电池,改进为高压电弧点火。然此技术需精密铸造与密封,现有工艺尚难企及。」

见吴淑姬跃跃欲试,方梦华正色道:「飞天梦远,需步步筑基。电力实验室的发电机与电报机,石化实验室的轻油与化纤,皆是内燃机与飞行器的根基。妳与思退、承灏、芷兰是大明工业的火种,切勿急进。」

她翻开速记本,列出短期目标:改良稳压器与高压线圈,为内燃机点火铺路。优化轻油裂解,试制汽油,探索硬质塑料与化纤,减飞行器重量。提升马鞍山钢铁厂铸造精度,试制简易缸体与活塞。

吴淑姬握紧笔记本,坚定道:「学生明白了。飞天虽远,学生愿先从电力与石化入手,待引擎轻型化,再续草图之志。」

方梦华微笑,将双翼车草图存入档案柜:「此图存于明华大学,待后人实现。多年后,或有内燃机问世,载尔等之梦,翱翔天际。」

她从抽屉里取出一本笔记,递给吴淑姬:「这上面记录了一些关于空气动力学的初步计算,妳可以先研究一下。」

吴淑姬接过笔记,眼中重新燃起光芒:「谢谢首相……学生会继续计算的!」

方梦华看着她充满斗志的模样,微微一笑:「总有一天,妳会让大明的‘飞天车’真正翱翔天际。」

窗外,秋风拂过,金陵城的天空湛蓝如洗,彷佛在期待着未来的某一天,真正的「飞天之梦」能够实现。