盾構(gòu)機(jī)。 Ｘ
這對(duì)于新九州而言還是一個(gè)新奇的概念。
就算是放在章至那個(gè)時(shí)代，普通人也是根本不曾聽(tīng)說(shuō)過(guò)這種機(jī)器的。
它不像是表面的原理那么簡(jiǎn)單。不是大家所想的，前邊一個(gè)鉆頭就可以往前推進(jìn)。
盾構(gòu)，其實(shí)是二者一體的意思。
完整的盾構(gòu)機(jī)應(yīng)該是前方設(shè)置掘進(jìn)機(jī)，用來(lái)向前挺進(jìn)，后方設(shè)置構(gòu)建機(jī)，在掘進(jìn)的同時(shí)鋪設(shè)隧道。防止開(kāi)掘出來(lái)的隧道發(fā)生坍塌，或者上方土層、巖石層因震動(dòng)而下墜從而又填埋隧道。
掘進(jìn)機(jī)的原理是不難，但也不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一個(gè)鉆頭那么簡(jiǎn)單。
而構(gòu)建機(jī)的難度就仿佛登天一樣了。至少對(duì)于新九州是難如登天。
馬建斌召集了物理研究院專(zhuān)門(mén)成立了一個(gè)盾構(gòu)機(jī)小組，研究了一兩個(gè)月硬是沒(méi)研究明白構(gòu)建機(jī)的原理到底是啥。
甚至越研究越感覺(jué)這里邊的科學(xué)道理簡(jiǎn)直千奇百怪。看似就簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的挖一個(gè)洞而已，它怎么就這么難呢？
馬建斌說(shuō)：“李師，盾構(gòu)機(jī)恐怕還真的沒(méi)那么簡(jiǎn)單。因?yàn)殚_(kāi)鑿隧道我們面臨的不是土層，而是巖石層。在巖石里開(kāi)辟隧道，這個(gè)難度是極大的。首先我們要面對(duì)的就是鉆頭的設(shè)計(jì)問(wèn)題。”
李真疑問(wèn)：“鉆頭設(shè)計(jì)有什么難度么？”
“鉆頭的強(qiáng)度要求是能達(dá)到，但是鉆頭的樣式設(shè)計(jì)卻難了。新九州有電鉆，我們從電鉆上獲得靈感，設(shè)計(jì)那種帶有螺旋紋和擴(kuò)張紋的鉆頭。但是后來(lái)我們發(fā)現(xiàn)，這是行不通的。盾構(gòu)機(jī)根本不是大型電鉆這么回事兒。你用電鉆在木頭上打孔輕而易舉，甚至在金屬上打孔也可以。但是你不能在石頭上打孔。
石頭和別的物質(zhì)不一樣。它受到那種高頻率震動(dòng)會(huì)碎的。如果把一臺(tái)大型電鉆放在石山之中掘進(jìn)，那么一個(gè)搞不好，直接就是山崩地裂。安全問(wèn)題受到了極大的困擾。所以盾構(gòu)機(jī)絕不是大型電鉆這么簡(jiǎn)單。它應(yīng)該是有某種方式，能夠達(dá)到一種穩(wěn)定的平衡，能在石頭上開(kāi)孔，但是卻不會(huì)讓石頭裂縫。”
李真點(diǎn)點(diǎn)頭，心中覺(jué)得有些發(fā)難。
章至也從網(wǎng)絡(luò)上給他找了一些資料供他參考了，但是李真也沒(méi)有徹底參悟。那個(gè)東西在章至她們那個(gè)時(shí)代里也是高精尖的科學(xué)技術(shù)，甚至許多國(guó)家都需要去進(jìn)口。自己根本就生產(chǎn)不出來(lái)。
李真說(shuō)：“引發(fā)石頭出現(xiàn)裂縫的應(yīng)該是兩個(gè)方面……”
李真話沒(méi)說(shuō)完，馬建斌插嘴到：“高頻率震動(dòng)，以及擴(kuò)張式開(kāi)拓。”
所謂的擴(kuò)張式開(kāi)拓，這是馬建斌他們發(fā)明的一個(gè)詞匯，意思就是說(shuō)鉆頭呈錐形，前邊尖，后邊粗。就像是楔子一樣。前邊鉆進(jìn)去了，后邊是硬往里邊擠，這就造成了擴(kuò)張與膨脹，就會(huì)將堅(jiān)硬的石頭崩碎。
“對(duì)，是這兩個(gè)原因。所以這個(gè)鉆頭的設(shè)計(jì)要達(dá)到兩個(gè)方面的硬性要求。”
“什么？”
“一個(gè)是鉆頭的轉(zhuǎn)速不大，但是扭矩大。第二是鉆頭務(wù)必要成圓柱形，呈平行狀態(tài)。想要達(dá)到第一個(gè)要求很簡(jiǎn)單，但第二個(gè)要求相對(duì)難，那就是鉆頭與山體的接觸面很大。而且前邊不能是尖的，必須要是平的。”
馬建斌苦笑一聲：“對(duì)的李師，我們也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題。我們?cè)炝艘环N圓柱形，前方完全是平面狀態(tài)的鉆頭去在石頭上打孔。這種完全是平面的鉆頭，用一種磨石頭一樣的方式高速旋轉(zhuǎn)，竟然就將石頭開(kāi)出了一個(gè)平滑無(wú)比的洞。結(jié)構(gòu)完全成型。但是……”
“但是什么？”
“但是開(kāi)鑿隧道也需要這樣的鉆頭么？不用任何科技含量，就只是一個(gè)直徑幾米，乃至十幾米的實(shí)心圓柱？這不可能。一個(gè)直徑幾厘米，在石頭上打孔的鉆頭，和一個(gè)直徑近十米在山體上打孔的鉆頭不是一個(gè)等級(jí)的。首先，一個(gè)直徑十幾米的實(shí)心圓柱轉(zhuǎn)頭，至少有十幾噸的重量，我們的科學(xué)技術(shù)完全沒(méi)有能力去讓這樣的一個(gè)鉆頭高速旋轉(zhuǎn)。
如果使用了機(jī)械原理，產(chǎn)生大扭矩，低轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)。那鉆頭的轉(zhuǎn)速最高也只能達(dá)到一分鐘幾十轉(zhuǎn)，甚至是十幾轉(zhuǎn)的樣子。這樣的低轉(zhuǎn)速，完全就是滴水穿石一樣的效率。還不如爆破和手工來(lái)的快。而且，就算我們有了生產(chǎn)那么強(qiáng)大動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)的能力，就算十米直徑的鉆頭，和電鉆一樣的高轉(zhuǎn)速。那么鉆頭十幾噸的重量引發(fā)的震動(dòng)會(huì)成倍遞增，把一座山震垮都不是問(wèn)題。”
馬建斌深深的嘆口氣：“所以，難啊。”
李真笑道：“其實(shí)換個(gè)思路也無(wú)妨。如果一個(gè)直徑幾米的平面大鉆頭前端，設(shè)置數(shù)百個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的小鉆頭呢？”
“什么意思？”
“磨刀石的原理。用平面鉆頭去鉆石頭，這個(gè)原理就是和磨刀石一樣，不是把石頭鉆通的，而是把石頭磨通的。可你們只是想到在平面的鉆頭上增加砂紋與粗糙感，增加摩擦力。為什么不能去思考一下，如何呈數(shù)百倍的去遞增這個(gè)摩擦力呢？試想，如果大鉆頭緩慢旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，鉆頭前方與山體接觸的那一面，出現(xiàn)數(shù)百個(gè)小鉆頭反向旋轉(zhuǎn)，或者順勢(shì)旋轉(zhuǎn)的話。那么摩擦力是否會(huì)呈百倍，千倍的遞增？”
馬建斌忽然眼前一亮，猛然站了起來(lái)，站的太猛腦袋撞在了墻上竟然也顧不得痛了，驚呼一聲：“是這樣么？對(duì)啊，我怎么沒(méi)想到呢？李師，您簡(jiǎn)直就是上天賜給這世界的光明。”
“對(duì)啊。一個(gè)主鉆頭緩慢旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，主鉆頭上再附著數(shù)百個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的小鉆頭，這豈不是就相當(dāng)于數(shù)百個(gè)人使用數(shù)百個(gè)安裝了那種磨石頭電鉆鉆頭的電鉆，去手工開(kāi)鑿隧道？一座山不能夠承受一個(gè)超高速旋轉(zhuǎn)，發(fā)出超高震動(dòng)頻率的大型鉆頭。但是絕對(duì)能夠承受數(shù)百個(gè)小電鉆在它身上打磨的。小電鉆發(fā)出的震動(dòng)，對(duì)于一座山來(lái)說(shuō)微弱不可計(jì)。”
“李師，你是個(gè)天才！”
李真笑了笑：“我只是提出了一種設(shè)想。但是具體的設(shè)計(jì)，其中有許多的難度需要你們克服。甚至是無(wú)法克服。這種工藝我不知道你們有沒(méi)有能力去做到，在一個(gè)本就旋轉(zhuǎn)的鉆頭上，在設(shè)計(jì)數(shù)百個(gè)在鉆頭內(nèi)部同時(shí)高速旋轉(zhuǎn)的小鉆頭，想想都讓人頭疼。”
“這種設(shè)想已經(jīng)很了不起了。您說(shuō)過(guò)，從零到一是最難的，但從一到一千卻是最簡(jiǎn)單的。萬(wàn)事都是開(kāi)頭難，現(xiàn)在我們有了思路，至少知道該從怎樣的方向走下去。這就是一步登天了！”
馬建斌興奮，狂喜。
其他人也跟著興奮。
這種在科學(xué)困境之中突破了思想天塹的興奮與狂喜，是常人無(wú)法體會(huì)到的。
用一句俚語(yǔ)來(lái)表達(dá)這樣的心情，那便是：
比作愛(ài)，更讓人感到痛快與興奮。rw
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