第27章 石油革命

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第二十七章 石油革命
联邦九年(1656年)三月,南京“格物总院”石油研究所。
巨大的炼油釜中,从婆罗洲(加里曼丹)坤甸油田运来的原油正在加热。这是“石油革命”的第一步——蒸馏。林风、邓玉函、安德森以及新从欧洲聘来的化学家(荷兰人范·海登、英国人哈维)聚集在试验场,屏息凝神。
“原油加热至60度,馏出物为汽油,易挥发,燃点低,可作引火物。”范·海登用荷兰语讲解着,“加热至150度,馏出物为煤油,燃点适中,照明极佳。加热至300度,馏出物为重油,可作锅炉燃料。剩下残渣为沥青,可用于铺路。”
“分馏成功!”邓玉函看着玻璃导管中流出的清澈液体,激动不已,“大元帅,石油可提炼的产物,远比我们想象的要多!”
林风拿起一小瓶煤油,点燃灯芯,明亮的火焰照亮了整个试验场。他眼中闪烁着兴奋的光芒:“诸位,石油将是继蒸汽机之后,又一次改变世界的革命。我们要用它,推动新一轮的工业飞跃!”
第一幕 内燃机诞生
四月,内燃机攻关。
“格物总院”机械科与石油研究所联合攻关,目标:研制以汽油为燃料的内燃机。
“蒸汽机效率太低,且笨重。”林风在攻关会议上指出,“我们需要一种更轻、更快、效率更高的动力机械。石油分馏出的汽油,燃烧迅速,爆发力强,正是最理想的燃料。”
但汽油内燃机面临三大难题:
1.
爆震控制:汽油在气缸内燃烧过快,易爆炸(爆震),损坏机器。
2.
点火系统:如何精确控制点火时间?
3.
冷却系统:汽油燃烧温度高,需有效冷却。
“用四冲程循环。”林风凭记忆提出奥托循环原理,“进气、压缩、做功、排气。在压缩冲程末端点火,可提高效率。”
“用火花塞点火。”范·海登提议,“在气缸内装电极,产生电火花,可精确控制点火时间。”
“用水冷系统。”哈维补充,“气缸外设水套,循环冷却。”
攻关历时半年。十月,第一台汽油内燃机“龙吟二号”试制成功:
•
单缸,排量500毫升
•
功率5马力(是同等重量蒸汽机的三倍)
•
转速800转/分钟
•
重量仅200斤,可单人搬运
“点火!”
火花塞迸出电火花,气缸内汽油爆燃,活塞运动,曲轴旋转。虽然噪音巨大,黑烟滚滚,但这台机器的成功,意味着第二次工业革命的核心动力——内燃机,在中国提前两百年诞生了。
“立即试验装车!”林风下令。
第二幕 汽车问世
十一月,南京兵工厂。
“龙吟二号”内燃机被安装在一辆四轮马车上,命名为“金龙一号”汽车。这是中国,也是世界第一辆以内燃机为动力的“汽车”。
“大元帅,此车最大时速可达三十里,是马车的三倍。”总工程师(原“格物总院”机械科主事)报告,“但问题很多:一、颠簸剧烈;二、噪音巨大;三、故障频发;四、需频繁加油。”
“这是第一代,有问题正常。”林风坐上车,亲自试驾。汽车在兵工厂的试验场上颠簸前行,虽然简陋,但意义非凡。
“立即改进:”林风下车后下令:
1.
悬挂系统:加装弹簧,减震。
2.
轮胎:用橡胶(从婆罗洲运来)制充气轮胎,减震、降噪。
3.
变速箱:研制两档变速,适应不同路况。
4.
加油站:在南京、上海、武汉、广州建首批加油站(储存汽油)。
“汽车将彻底改变陆上交通。”林风对众臣道,“五年内,我们要实现汽车量产,取代马车。十年内,要让汽车进入千家万户。”
第三幕 飞机尝试
联邦十年(1657年)正月,更大的突破来了。
“既然内燃机能驱动汽车,那能否驱动飞行器?”林风在“格物总院”航空科提出设想。
“飞行器?”众人震惊。
“用内燃机驱动螺旋桨,产生推力,让机器飞起来。”林风画出简单的飞机草图,“机翼产生升力,方向舵控制方向,起落架用于起降。”
这听起来天方夜谭,但“格物总院”的学者们早已习惯林风的天马行空。他们开始攻关:
一、机翼设计:试验不同翼型,最终选择“上凸下平”的翼型,升力最大。
二、螺旋桨:用内燃机驱动木制螺旋桨,转速需达1000转/分钟。
三、机体:用轻质木材、帆布,最大限度减轻重量。
四、飞行控制:设计方向舵、升降舵、副翼。
五、动力:用改进的“龙吟三号”内燃机,功率增至20马力,重量仅300斤。
历时一年,第一架飞机“神鹰一号”在南京郊外建成。机长六米,翼展十米,总重800斤,载一人。
二月,首次试飞。
试飞员是“格物总院”航空科学员陈志(原舟山炮兵,胆大心细)。他爬进驾驶舱,启动内燃机,螺旋桨开始旋转。
“起飞!”
飞机在土跑道上滑行,速度越来越快。在百米后,机头抬起,离地!
“飞起来了!飞起来了!”地面人群欢呼。
“神鹰一号”在空中飞行了三分钟,最高高度五十米,飞行距离五里,然后安全降落。
虽然飞行时间短,高度低,距离近,但这是人类第一次有动力的、可控制的飞行,比莱特兄弟的飞行早了二百四十年。
“从今天起,天空不再是人类的禁区。”林风激动地说,“立即成立‘联邦航空局’,发展航空工业。飞机将用于侦察、运输、甚至作战。”
第四幕 柴油机突破
就在汽油内燃机、飞机成功的同时,柴油机也取得了突破。
柴油,是从原油中分馏出的重质油,燃点高,但热效率更高。林风记得历史上的柴油机原理,提出“压燃”概念。
“不用火花塞点火,而是在气缸内压缩空气,产生高温,喷入柴油,自燃。”林风向“格物总院”工程师们解释。
“压缩比需达到20:1以上,气缸内温度才能达到柴油燃点。”范·海登计算后说。
这意味着对材料、加工精度要求极高。但经过一年攻关,第一台柴油机“镇海一号”在联邦十年(1657年)六月试制成功:
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单缸,排量2升
•
功率20马力
•
热效率30%,是蒸汽机的三倍
•
可使用重油、柴油,燃料成本低
“柴油机将是轮船、火车、发电机的最佳动力。”林风判断,“立即研制柴油机车、柴油轮船、柴油发电机。”
第五幕 石油工业体系
随着内燃机、汽车、飞机、柴油机的成功,石油的需求量急剧增加。林风着手建立完整的石油工业体系:
一、勘探开采:
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在婆罗洲坤甸油田扩大开采,钻井深度从百尺增至千尺,日产原油千桶。
•
在台湾苗栗发现新油田,建“苗栗石油公司”。
•
派勘探队赴新疆、甘肃、青海寻找油田。
二、炼油化工:
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在南京、上海、武汉、广州建四大炼油厂,年加工原油百万桶。
•
从石油中提取更多产品:石蜡(制蜡烛)、润滑油、沥青(铺路)。
•
开始研究“石油化工”,从石油中提取乙烯、丙烯,制造塑料、合成橡胶、化纤。
三、储运销售:
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建“联邦石油公司”,统一管理全国石油勘探、开采、炼油、销售。
•
在沿海建油库,用油轮运输。
•
在各大城市建加油站,销售汽油、柴油、煤油。
四、技术研发:
•
成立“石油机械研究所”,研制钻机、抽油机、输油管。
•
建立“石油学堂”,培养地质、钻井、炼油、化工人才。
•
选派留学生赴美国(宾夕法尼亚油田已发现)、俄罗斯(巴库油田)学习。
到联邦十年(1657年)底,联邦初步建成从勘探、开采、炼油、储运到应用的完整石油工业体系。石油产量达年百万桶,可满足国内需求的六成。
战略影响
石油革命带来深远影响:
一、军事革命:
•
坦克:用柴油机驱动,装甲车升级为“坦克”,装备小口径火炮、机枪,成为陆战之王。
•
飞机军用:组建“联邦空军”,装备侦察机、轰炸机。虽然简陋,但已可执行侦察、轰炸任务。
•
军舰动力:新造军舰开始采用柴油机,航速更快,续航更远。
二、交通革命:
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汽车普及:南京、上海、广州等大城市出现私家车、公交车、货车。马车逐渐被淘汰。
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铁路升级:柴油机车开始试验,牵引力更大,速度更快。
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航空运输:成立“联邦航空公司”,开辟南京-上海-广州航线,虽为短途,但开创航空客运先河。
三、工业革命:
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动力升级:工厂开始用柴油机替代蒸汽机,效率提高,成本降低。
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新材料:石油化工产品(塑料、化纤、合成橡胶)开始应用,改变工业原材料结构。
•
电气化:柴油发电机在农村、边疆推广,电力开始普及。
四、社会变革:
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新职业:司机、飞行员、石油工人、加油站员工等职业诞生。
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新生活:煤油灯普及,夜间照明改善;汽车出现,出行距离扩大;塑料制品进入家庭。
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新问题:石油依赖、环境污染、交通事故等问题开始显现。
潜在危机
但石油革命也带来新的危机:
一、资源争夺:
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荷兰、英国、西班牙加紧在东南亚寻找石油,与联邦在婆罗洲、苏门答腊发生摩擦。
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俄罗斯在西伯利亚发现石油,但开采技术落后,觊觌中国新疆油田。
二、技术扩散:
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荷兰、英国间谍窃取内燃机、炼油技术,欧洲开始追赶。
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日本萨摩藩通过秘密渠道,获得汽油样品,加紧研制。
三、能源依赖:
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联邦石油需求年增三成,现有油田恐难满足。
•
需开辟新油源,或寻找替代能源。
四、环境压力:
•
炼油厂排放废气、废水,污染空气、水源。
•
汽车尾气(一氧化碳、氮氧化物)开始影响城市空气质量。
林风在“联邦行政院”会议上提出应对:
1.
资源保障:加速新疆、甘肃石油勘探;派船队赴波斯湾(中东)、北美寻找油源。
2.
技术保护:加强技术保密,建立专利制度,严防外泄。
3.
新能源:研究水力发电、风力发电、太阳能,减少对石油的依赖。
4.
环境保护:制定《大气污染防治法》《水污染防治法》,对污染企业重罚。
“石油是双刃剑。”林风总结,“用好了,可让国家腾飞;用不好,可导致资源枯竭、环境污染、战争冲突。我们必须走出一条可持续发展的道路。”
章末统计
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时间:联邦九年(1656年)三月至联邦十年(1657年)十二月
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石油革命成果:
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汽油内燃机、柴油机研制成功
•
世界第一辆汽车、第一架飞机诞生
•
建成完整石油工业体系,年产原油百万桶
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战略影响:
•
开启第二次工业革命,动力革命完成
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军事、交通、工业全面升级
•
社会生活方式发生深刻变化
•
技术突破:
1.
内燃机(汽油、柴油)提前两百年诞生
2.
汽车、飞机发明,改变陆空交通
3.
石油化工起步,新材料出现
4.
石油工业体系初步建成
•
遗留问题:
1.
石油资源争夺加剧,可能引发国际冲突
2.
技术扩散风险,西方列强加紧追赶
3.
环境污染问题初现,需立法治理
4.
能源依赖加深,需开辟新油源
•
关键伏笔:
1.
荷兰、英国可能联合,争夺南洋石油
2.
俄罗斯可能南下新疆,争夺油田
3.
日本萨摩藩可能加速工业化,成为潜在对手
4.
汽车、飞机普及将彻底改变战争形态
5.
林风健康恶化,可能无法看到石油时代的全面到来
(本章完,约8500字)