轮的直径在五尺前后,而五尺直径的明轮对于百多米长的车船来说太小了。
此外,因为明轮是高效连续运动的桨叶,所以,过密的轮间距会降低各轮的功效的,就是许多明轮在里面滥竽充数,因为前面的明轮转速快,水流急,后面的明轮就没有多少做功的必要,水流有时候反而比后面的明轮的转速还快,所以过密的轮间距不仅不能加速船只,反而影响船速,明轮间功效相互抵消。而除非后面的明轮永远比它前面的明轮转得快,才不会抵消。
由此可见,古人四十车,计有八十个翼轮的设计观点不妥。还有车船的舵楼多设计于虚艄之上,尾舵置于其下,位于虚艄的末端。这样的悬挂方式加重了舵楼的负载,一条四丈的长桨都有七百余斤重,更何况舵?若再加上艉部悬挂的大车的分量,处于虚艄之上的舵楼很容易在水战的高速航行中,因舵受到的巨大阻力产生的撕裂力矩而断裂。
因为这时的舵不仅受到船体前进时,水流向后的阻力,这是所有船舵都受到的阻力;还受到艉部大车旋转时,产生的高速向后水流,这股水流高速冲击着舵杆及舵面,这是有艉部大车的车船舵特有的阻力,这两股力量作用在安置于虚艄末端的舵之上,很可能就会撕裂舵楼的木质构件,即在艉部大车之后,安装船舵会造成车船自损……
赵昺将改进中将会遇到的困难一一列出,然后由难到易在一一进行解决。不过这个过程也并不容易,往往会因为一个小数据的错误不得不推翻重新进行设计,当然最困难的还动力源方面,为此他还遣人找来几头牛,做了一台简易的绞盘进行实际测量。
如此一来,园中的军兵们也找到了乐子,他们一天天在岛上除了训练、执勤、打扫卫生外也是闲的难受,而小皇帝不仅要他们给每头牛测量肩高、体重和伸长外,还要他们拉着绞盘拖着不同的重物转圈,其中要记录牛在不同速度下的耐久力等等,当然还得伺候好它们的吃喝,而每条数据都要力求精确,并记录在案。
不过赵昺也没闲着,他在考虑如何能在等速的情况下,发挥出每个明轮的最大功效。首先他选定了明轮的尺寸,想通过调整每个明轮上桨叶的角度或数量来使后边的明轮等效做功。但是他发现这太过繁琐,便想到可以通过传动机构将每组明轮串联起来,如此就只需通过两组绞盘带动所有的明轮,还可以减少牲畜占用的空间。此外用一根变径蜗杆便可以实现在等速下,使明轮获得不同转速的结果。
解决了传动问题,同样又出现了新的问题。利用尾舵控制方向容易造成船体的损伤,而没有舵又无法控制方向,这成了二选一的难题,但又缺一不可,赵昺一天突然想到了现代
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