共和五年十二月,天津,大沽口工业区“动力研究所”。
北风如刀,切割着渤海湾咸湿的空气。研究所厂房内却热气蒸腾,混杂着煤烟、机油、金属灼烧和未完全燃烧的汽油的刺鼻气味。厂房中央的实验平台上,一台结构复杂的机械正在发出剧烈的、不稳定的爆鸣声。
那是“炎龙-I型”内燃机第三十七次整机试验。这台机器长一米五,宽八十厘米,高约一米,重达三百公斤。铸铁制成的气缸体已被熏黑,顶部的火花塞不时闪过蓝白色的电火花,曲轴带动着飞轮疯狂旋转,发出“砰砰砰”的爆震声,整个机身在铸铁基座上剧烈颤抖,仿佛随时会散架。
“压力……压力还在升!”监控员盯着气压表,声音嘶哑,“已经超过设计值百分之三十了!”
“温度呢?!”王铁柱吼道,他脸上沾满油污,眼睛紧盯着温度计。这位五十四岁的工程院长此刻像个前线士兵,双手紧握扳手,随时准备扑上去。
“气缸壁温度一百八十度,还在涨!排气口开始发红!”
“关阀!切断油路!快!”
操作员猛拉操纵杆。燃油泵停止工作,火花塞断电。但内燃机并未立刻停下,它像一匹失控的野马,凭着惯性又“砰砰”猛冲了几秒钟,才在一声刺耳的金属摩擦声中逐渐减速,最终停转。一股黑烟从排气口喷出,带着未燃尽的油雾和焦糊味。
厂房里死一般寂静,只有机器冷却时发出的“滋滋”声和人们粗重的喘息。
“又失败了。”王铁柱颓然放下扳手,抹了把脸,在脸上留下一道更深的油污,“连续工作不到五分钟,不是爆震就是过热,要么就是活塞环烧蚀……第三十七次了。”
他身后的研发团队——二十多名工程师和技术员——个个面色灰败。从共和四年春天开始,他们已经在这个项目上投入了近两年时间。最初是陈默给出的基本原理图:利用石油提炼出的轻质馏分(汽油)与空气混合,在气缸内点燃爆炸,推动活塞做功。理论清晰,结构看似比蒸汽机更简单,但实际制造起来,却处处是陷阱。
燃油雾化不均匀导致燃烧不充分、爆震破坏气缸、散热不及时导致过热变形、机械加工精度不够导致漏气……每一个问题都需要反复试验、改进、再试验。他们已经用掉了三十多吨实验燃油,报废了上百个气缸和活塞,但距离“稳定运行”依然遥远。
刘博文——如今已是动力研究所所长——翻看着厚厚一叠实验记录,眉头紧锁:“老师,问题可能出在压缩比上。按照设计,油气混合物被压缩得越厉害,燃烧效率越高,但爆震的风险也越大。我们现在这个压缩比已经接近材料的极限了。”
“那就换材料!”王铁柱烦躁地说,“材料所不是说在搞什么‘铝合金’吗?重量轻,散热快!”
“铝合金强度不够,承受不住爆炸压力。”刘博文摇头,“而且加工难度大,现在连样品都做不出来……”
正说着,厂房的门被推开,冷风灌入。陈默披着深色大衣走了进来,身后跟着两名年轻的研究员。他没有理会弥漫的烟雾和气味,径直走到试验台前,俯身观察那台还在冒烟的机器。
“第几次了?”陈默问。
“第三十七次整机试验。”王铁柱声音低沉,“还是老问题,无法长时间稳定运行。温度、压力、振动……全都失控。”
陈默没有立即说话。他绕着机器走了一圈,伸手摸了摸气缸壁——还烫手。又看了看火花塞烧蚀的情况,以及活塞上明显的划痕。
“你们陷入思维定式了。”陈默忽然说。
所有人都看向他。
“你们一直在追求‘完美燃烧’——油气混合均匀,点火准时,爆炸充分。”陈默拿起一块废活塞,指着上面烧蚀的痕迹,“但内燃机的工作环境本身就是极端的、不稳定的。高温、高压、高速往复运动……想在这种环境下实现完美,以我们现在的材料和控制水平,几乎不可能。”
他放下活塞,目光扫过研发团队:“所以,换个思路。不要追求完美,而是追求可靠和可控。”
他在黑板上快速画了个简图:“第一,降低压缩比。不要追求理论上的最高效率,先把机器稳定跑起来。效率可以慢慢提高,机器炸了就什么都没了。”
“第二,改进点火系统。现在的火花塞点火时机太固定,但实际燃烧速度会受到混合气浓度、温度、压力等多种因素影响。我们需要一种能自动调整点火提前角的装置——转速高时提前点,转速低时延后点。这个可以用离心式机械装置实现,我这里有草图。”
他从大衣口袋掏出一叠图纸,递给刘博文。
“第三,强化冷却。不要只靠气缸壁散热,设计水冷套,让水流过气缸周围,强制散热。天津电厂可以提供稳定的冷却水循环。”
“第四,也是最重要的,”陈默顿了顿,“不要一步到位造汽车。先把内燃机做成稳定的动力单元,用来驱动发电机、抽水机、甚至小型船舶。等它运行几千小时不出大问题,再考虑装到车上。”
王铁柱盯着那些图纸,眼中的光芒重新燃起。陈默的思路清晰而务实:先解决有无问题,再解决好坏问题。
“我明白了!”他猛地一拍大腿,“我们先造一台‘工业用’内燃机,不追求轻巧,但求皮实耐用!用最笨的办法,也要让它连续转起来!”
共和六年六月,同一座厂房。
经过半年多的重新设计,“炎龙-II型”内燃机静静矗立在试验台上。它的体积比上一代大了三分之一,结构更加粗壮,气缸周围明显增加了铸铁散热片和水冷套接口。压缩比从8:1降低到5.5:1,点火系统换成了带离心调节器的机械装置。
“开始试验。”王铁柱的声音平静了许多。
燃油泵启动,汽油雾化后与空气混合进入气缸。火花塞闪出电火花——这一次点火时机明显随着飞轮转速的上升而自动提前。爆鸣声响起,但不再是杂乱无章的“砰砰”乱响,而是变得规律、平稳:“咚、咚、咚、咚……”
曲轴带动飞轮匀速旋转,转速表稳定在每分钟八百转。
“压力正常!”
“温度正常,水冷系统工作良好!”
“震动值在可接受范围内!”
“连续运行十分钟!”
厂房里开始响起压抑的欢呼。但王铁柱抬手制止:“继续。不跑够二十四小时,不算成功。”
时间一分一秒过去。机器发出沉稳的轰鸣,像一颗巨大的心脏在搏动。工程师们轮班监控,记录数据。一小时、五小时、十小时、二十小时……
当墙上的机械钟指向第二十四小时整时,王铁柱亲自切断了油路。内燃机在惯性下缓缓停转,厂房里突然安静得能听到针落地的声音。
“检查。”王铁柱只说了一个词。
技术员们一拥而上,拆卸、测量、检查。一小时后,报告汇总:
“气缸壁轻微磨损,在预期范围内。”
“活塞环完好,无烧蚀。”
“火花塞电极消耗正常。”
“所有轴承无过热变形。”
“累计输出功相当于十五马力,热效率约百分之十二。”
王铁柱闭上眼睛,深深吸了一口气,然后缓缓吐出。两年多的煎熬、失败、争论、不眠之夜……在这一刻,终于有了回报。
“拍照,记录数据,整理报告。”他睁开眼,眼中已恢复平静,“准备‘炎龙-III型’的设计——目标:重量减轻百分之三十,热效率提高到百分之十五。同时,启动‘车辆应用课题组’。”
他顿了顿,补充道:“先造一辆最简单的‘汽车’。不要考虑舒适,不要考虑美观,只要它能用自己的动力,载着一个人,在路上跑起来。”
共和七年三月,天津郊外,新修的“试车场”。
这是一条长约五百米的环形砂石路,两侧插着彩旗。今天天气晴好,但春寒料峭,试车场周围却聚集了上百人——科学院的学者、工业区的工程师、甚至还有几位被特别邀请的内阁官员和报社记者。
场地中央,停着一个怪异的钢铁造物。它有一个简陋的钢管车架,四个包着橡胶的木质车轮,没有车厢,只有一张简陋的铁皮座椅。最引人注目的是车架前部安装的那台“炎龙-III型”内燃机——体积比II型缩小了四分之一,重量减轻到一百五十公斤,但标称功率达到了十八马力。
刘博文坐在驾驶座上,系着简陋的安全带,双手紧握着一个铁制方向盘。他身边没有副驾,因为所有的操控装置——油门拉杆、离合踏板、刹车杆——都需要他独自操作。为了这次试车,他已经在研究所空地上练习了整整一个月。
王铁柱站在起点线旁,手中举着一面红旗。陈默站在他身边,平静地注视着那台机器。
“准备——”王铁柱高喊。
刘博文深吸一口气,踩下离合踏板,拉动启动杆。内燃机发出“突突”的启动声,随即转入平稳的轰鸣。排气管喷出淡淡的青烟。
“出发!”
红旗挥下。刘博文缓慢松开离合,轻推油门拉杆。
钢铁怪物的车身猛地一震,四个车轮开始转动,碾过砂石,缓缓向前移动。起初很慢,比人步行快不了多少,但逐渐加速。
“动了!它自己动了!”围观的人群爆发出惊呼。许多人第一次亲眼看到不需要马匹牵引、完全靠自身动力行驶的车辆。
车速越来越快,沿着环形跑道前进。引擎的轰鸣声在旷野上回荡,车轮卷起沙尘。刘博文紧握方向盘,小心地控制着方向——转向系统还很笨重,需要很大的力气。
第一圈、第二圈……车辆保持着稳定的速度,大约每小时二十五公里。这个速度比不上飞奔的骏马,但它不知疲倦,而且完全受人控制。
当第五圈结束时,刘博文缓缓减速,将车辆稳稳地停回起点。他关闭引擎,跳下车时,双腿因为紧张和激动而微微发颤。
全场寂静,然后爆发出雷鸣般的掌声和欢呼。记者们疯狂地按动相机快门,记录下这历史性的一刻。
王铁柱走到车辆前,伸手摸了摸还温热的引擎盖,眼眶微红。他转身,面对陈默,只说了一句话:“老师,我们……造出来了。”
陈默点点头,走上前,仔细查看这辆原始的汽车。他俯身看了看底盘结构,又摸了摸转向机构,然后直起身,对围拢过来的众人说:
“记住今天,共和七年三月十九日。人类第一辆实用汽车,在此诞生。”
他看向那台还在散发余温的内燃机:
“它还很笨拙,很简陋,跑得也许不如马快。但这不重要。重要的是,它打开了一扇门——一扇让人类彻底摆脱畜力、摆脱轨道、摆脱河流风向限制的陆地自由移动之门。”
“从今天起,距离将被重新定义。货物可以在任何有道路的地方快速运输,人们可以在一天之内抵达百里之外,城市将向外扩张,乡村将被连接……整个文明的时空观念,都将因此改变。”
他顿了顿,声音提高:
“而这,仅仅是个开始。这台内燃机,未来会变得更小、更轻、更强大。它会驱动拖拉机耕耘农田,驱动船舶横渡江河,驱动发电机照亮黑夜,甚至……驱动飞行器征服天空。”
陈默的目光投向遥远的天际线:
“我们点燃了内燃的火种。这火种将照亮陆地,照亮海洋,照亮天空。而终有一天……”
他没有说下去,但在场所有人都明白那未尽之意。
终有一天,这从石油中提取、在气缸内爆燃的力量,将帮助人类挣脱大地的束缚,奔向那无垠的星辰大海。
试车场外,一列蒸汽火车正呼啸而过,汽笛长鸣。
但今天,另一种更自由、更澎湃的轰鸣,已经在地面上响起。
陆地飞驰的时代,
正式启程。
