第223章 設(shè)計(jì)盾構(gòu)機(jī)
要修建庇護(hù)所,對(duì)於珀菲科特而言有一個(gè)必須要她來解決的問題,那就是盾構(gòu)機(jī)。
雖然盾構(gòu)機(jī)對(duì)於這個(gè)時(shí)代的工程技術(shù)人員和煉金術(shù)士們來說,只要知道了要求也未必造不出來,但很顯然在這個(gè)連搖臂鑽都還沒發(fā)明的時(shí)代,製造一臺(tái)符合珀菲科特要求的盾構(gòu)機(jī)還是有些爲(wèi)難這些人了。
在珀菲科特的原世界,最原始的盾構(gòu)機(jī)雖說也是在相同的時(shí)代被髮明出來,但那個(gè)與其說是盾構(gòu)機(jī),不如說是一種施工方式。
當(dāng)時(shí)的工程師通過船蛆鑽木頭的方式獲得了靈感,將隧道掘進(jìn)的工作面劃分成多個(gè)小工作窗,每一個(gè)工作窗都有一名工人負(fù)責(zé)挖掘,工人將地底的泥土和石塊挖掘開之後會(huì)將挖下來的泥土和石頭運(yùn)走,而整個(gè)工作面的支架則向前移動(dòng),挖好的部分用磚塊和水泥砌牆來支撐。
這種工作方式就是最早的盾構(gòu)掘進(jìn)模式,雖然奠定了現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)的基礎(chǔ),但這是在很難說是一種盾構(gòu)機(jī)。
而且這種方式的工作效率雖然比單純的靠人力來挖掘要高,但掘進(jìn)的速度還是太慢了。
要知道在原世界,世界上第一條用盾構(gòu)技術(shù)修建的隧道可是修了好幾年才修成,而他們也僅僅只是在英國倫敦的泰晤士河下面掏了一條隧道而已。
所以珀菲科特顯然不可能選擇這種方式,她要做的是至少符合盾構(gòu)機(jī)這個(gè)概念的掘進(jìn)裝置。
這種掘進(jìn)裝置在原世界的歷史上也曾經(jīng)出現(xiàn)過,或者說這纔是現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)真正的鼻祖。
這種機(jī)器的前端有一個(gè)巨大的旋轉(zhuǎn)臂,上面安裝有銳利且堅(jiān)硬的刀頭,可以將巖石和泥土切削下來然後通過輸送帶運(yùn)走,並通過液壓裝置將整臺(tái)機(jī)器不斷的向前推進(jìn)。
儘管這種設(shè)備與後世的現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)相比依舊粗糙不堪,但至少它已經(jīng)符合珀菲科特心目中盾構(gòu)機(jī)的基本需求。
所以在珀菲科特鋪開圖紙之後,她便在紙上按照這種老式機(jī)器的樣子開始繪製。
這種老式機(jī)器的結(jié)構(gòu)相較於後世的現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)要相對(duì)簡(jiǎn)單,其主要工作部件就是頭部的旋轉(zhuǎn)臂和刀頭,而這種設(shè)計(jì)對(duì)於珀菲科特來說無疑過於簡(jiǎn)單和粗糙了。
她在這裡援引了現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)刀盤的設(shè)計(jì),將自己設(shè)計(jì)的盾構(gòu)機(jī)頭部設(shè)計(jì)成了一個(gè)可以不斷旋轉(zhuǎn)的刀盤,而這和現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)是一樣的。
這種刀盤式設(shè)計(jì)的好處在於它可以更均勻的碾碎工作面上遇到的不同材質(zhì)的巖石,同時(shí)也能更好的抵擋工作面可能發(fā)生的泥土坍塌等問題。
加上刀盤是一個(gè)圓形的整體,在後部推進(jìn)裝置的作用下它也能夠更好的往前推進(jìn)。
只是一個(gè)合格的盾構(gòu)機(jī)刀盤不僅對(duì)設(shè)計(jì)有很高的要求,同時(shí)也對(duì)材料學(xué)提出了極大的考驗(yàn)。
要知道在後世,盾構(gòu)機(jī)被稱爲(wèi)工業(yè)皇冠上的明珠不是沒有原因的,其中最關(guān)鍵的部分可以說就是這個(gè)刀盤和上面的各種刀頭。
爲(wèi)了應(yīng)對(duì)地下所可能遇到的各種不同質(zhì)地的巖石,刀盤上的刀頭並不是只有一種,而是通過多種不同的刀頭相互配合來實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)。 不同類型的刀頭採用的切削原理略有不同。
其中硬巖刀頭主要依靠衝擊力來切削硬質(zhì)巖石,而軟土刀頭則主要依靠擠壓和剪切力來切削鬆散的軟土層。
軟土刀頭的材質(zhì)尚且好說,耐磨夠堅(jiān)固就行,但硬巖刀頭的材質(zhì)可就要求很高了,畢竟誰也不知道地下會(huì)遇到什麼質(zhì)地的巖石,萬一遇到一塊硬度超高的巖石把刀頭崩了,那可是修都不好修的。
在後世,像這種刀頭的材質(zhì)早已經(jīng)進(jìn)化到了複合結(jié)構(gòu),在用硬質(zhì)合金製造刀頭的同時(shí),還會(huì)在其中加入金剛石微粉或者乾脆在鑽頭表面噴鍍一層金剛石,從而提升刀頭的耐用程度和硬度。
這也是爲(wèi)什麼後世某工業(yè)大國在薅禿了工業(yè)皇冠上的明珠的同時(shí),也成爲(wèi)了人造鑽石大國的原因。
在工業(yè)上,人造金剛石的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵲谑翘珡V泛了。
如果只是製造金剛石鑽頭,這對(duì)於珀菲科特這種煉金術(shù)士來說倒也不難,無非是把石墨用鍊金術(shù)轉(zhuǎn)化成金剛石而已,這種程度的鍊金術(shù)只要摸清了原理,拉個(gè)學(xué)徒來都能做。
真正複雜的還是如何製造高強(qiáng)度的合金,這是對(duì)材料學(xué)的真正考驗(yàn),並不能靠鍊金術(shù)來實(shí)現(xiàn)作弊。
而在這方面,珀菲科特也沒有多少來自後世的記憶能夠爲(wèi)她提供幫助,畢竟她雖然接觸過這些東西,但畢竟不是學(xué)這個(gè)的,除了記得在合金配方中有錳之外,她能回憶起來的東西並不多。
而且還有一個(gè)關(guān)鍵因素,那就是對(duì)金屬材料的加工技術(shù)的發(fā)展。
同樣是均質(zhì)鋼,21世紀(jì)的坦克裝甲鋼顯然硬度要高出20世紀(jì)的坦克裝甲鋼不止一個(gè)量級(jí),而這無疑就是金屬加工工藝的進(jìn)步(儘管這當(dāng)中也有金屬配方的不同帶來的影響)。
從目前來說,珀菲科特手上能用到的材料還是她自己弄出來的鎳鉻合金。
雖說這種材料無法和後世應(yīng)用在盾構(gòu)機(jī)上的金屬材料相提並論,但至少在眼下來說還是夠用的,所以珀菲科特也就沒有在材料上過多的糾結(jié),除了將刀頭設(shè)計(jì)成需要加入金剛石增加硬度之外,其他地方就是使用鎳鉻合金。
解決了刀盤和刀頭的問題,盾構(gòu)機(jī)剩下的部分就簡(jiǎn)單了,一臺(tái)用來驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī),一條用來傳送碎石和泥土的傳送帶,一套用來推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)的推進(jìn)裝置,以及用來修建隧道管壁的鋪管系統(tǒng)。
其中鋪管系統(tǒng)在後世的現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)上一般採用的是拼裝的方式,將已經(jīng)預(yù)製好的管片通過機(jī)械結(jié)構(gòu)拼接在一起,然後安裝到隧道壁上。
不過這個(gè)對(duì)於珀菲科特來說不影響大局,畢竟她並不是開挖那種很深的隧道,只是挖一個(gè)地下城而已,即便是採取比較古老的灌漿作業(yè),也不是不行。
真正關(guān)鍵的部分還是前方的盾構(gòu)機(jī)本體,所以她在這一部分花費(fèi)的時(shí)間和精力也最多。