计算,他都看得出来,用这种弹簧钢制作而成的储能装置,堪比强力蓄电池组,简直是无污染的新能源。
不过,梅森显然没有意识这个发现的价值所在,他还在为自己正面对的两个难题发愁呢。
这两个难题分别是:
一,发条的弹力不均衡,较松弛时力太小,收紧时力又太大,以至于连接发条的吊笼不管装上多少货物,要么越来越快,要么越来越慢,速度变化极大,很容易出事故;
二,由于每次运送的货物或者人重量都不一样,这样就没法确定用哪个尺寸的发条,因为大发条弹力大,只装一些货物时,吊笼根本拉不动发条,装得多时,发条又拉不动吊笼。
唐纳听完这段话后,轻松地笑道:“你只要考虑这些发条的综合成本就行,在成本和体积相差不大的情况下,弹力越大越持久,就越好。至于你说的这两个问题,都好解决。”
接着,唐纳只拿了一张纸,简单画了几笔就解决了梅森的所有问题。
不过,梅森对力矩的概念朦朦胧胧,对胡克定律(应变与应力成正比)更是一无所知,所以,直到十二天后,他按照唐纳的设计做出实物时,才惊讶地发现,果然所有问题都解决了。
唐纳的设计是这样的:
利用弹簧形变越大,弹力就越大的特征,仿造传统钟表上的芝麻链结构(弹力最大时对应力臂最小),来保证整个发条出力过程中,力矩始终稳定。
然后将这个稳定的输出力矩和一个可调整七档力臂的滑轮(相当于简易版的自行车变速飞轮)连接。
这样一来,外力在一定范围内变化时,都能通过调整滑轮力臂,在储能(上发条)和放能(松发条)之间自由切换,并且保证速度不至于过快过慢。
当然,发条“电池”在被用作竖井电梯时,还需要考虑到起步和停止时的稳定性,不过,这个问题,梅森已经通过人工操作和弹簧限位等办法解决掉了。
此后,唐纳又在他的方案上稍加改进。
终于,在一个月之后,第一个由发条电池(唐纳发明的新词儿)驱动的竖井电梯在雾城实验成功。
这个由数百个侏儒工匠花了一个月时间手工打造而成的纯机械机构,在将第一批粮食运到竖井下,又将十几位侏儒自动运送上来后,伴随着弹簧限位器发出哐的一声脆响,竖井连接的上下街道里响起了经久不息的掌声和欢呼声。
每一个目睹这个奇迹的侏儒工匠,都因为激动和兴奋而涨红了脸。
虽然这个发条电池成本高得离谱,但对于正为动力问题而发愁的唐纳来说,无疑是在黑夜里亮起的明灯。
只要继续优化结构,开发新材料,再加上计划中的雾城工厂正式运作起来后,发条电池的成本会成几何级数的下降,到时候,很多问题都将迎刃而解。
五月二十日,在第一部发条电梯服役的第七天,经历了两个多月迷雾缭绕的迷雾镇终于迎来了第一个晴天。
这一天,雾城和迷雾镇上的所有人,包括五百多位矮人工匠,数十名药剂师和药剂学徒,格尔纳达、韦斯利、李察、娜缇娅等等,全都聚集在镇上的空地。
在所有人面前,唐纳为了表彰在这个世界上发明了发条,以及提出用发条解决货运问题的两位侏儒工匠――布鲁诺和梅森,亲自向他们颁发了第一届工程技术进步奖。
当各自拿到一个带着底座的铁锤奖杯时,布鲁诺和梅森都有些尴尬,似乎对这个形式还有些不适应。尤其是唐纳让他们当着所有人的面说几句获奖感言时,他们更是窘迫地语无伦次。
直到很多年后,他们才知道自己一生中其他所有的成就加起来,也远远抵不上这第一届汤姆奖奖杯所代表的分量。
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