在“鐵橋組”和“開山組”兩大技術攻關專項組如同兩只蓄勢待發的猛虎，在格物院內掀起研發狂潮的同時，另一場同樣關鍵甚至更為緊迫的技術攻堅戰，在京郊西苑那座已正式掛牌的“皇家蒸汽機車總營造司”內悄然打響。
這里的總負責人是張家的長子——張鐵牛，那個曾在京城獻技、一錘砸斷軍器監百年驕傲的硬漢。此刻，他正站在一間巨大而空曠的廠房中央，眉頭緊鎖，眼神凝重如鐵。
在他面前，停放著一輛剛從試驗軌道上開下來的“開拓者”三號蒸汽機車。這輛機車是目前最先進的型號，馬力強勁，在平坦軌道上甚至能拖拽三十節滿載車廂，跑出日行八百里的驚人高速。
然而，就在半個時辰前，它在營造司內一段專門模擬山區坡度的試驗鐵軌上，遭遇了一場恥辱性的徹底失敗。那段試驗鐵軌的坡度僅五度，遠低于太行山脈中動輒十幾二十度的陡坡，可就是這區區五度的坡，卻成了這頭平原猛虎無法逾越的天塹。
當機車頭拖拽著僅十節空車廂開始爬坡時，巨大的驅動輪在鐵軌上瘋狂空轉打滑，發出陣陣令人牙酸的“吱嘎”聲，黑色濃煙從煙囪噴涌而出，將整個車頭籠罩，可車身只是在原地徒勞掙扎，最終甚至因動力不足而後退了幾分。
“問題到底出在哪里？”張鐵牛圍著這頭沉默的鋼鐵巨獸一遍遍地踱步，粗糙的手掌撫摸著冰冷的車身，口中喃喃自語。
他身後站著十幾名從格物院機械司抽調的頂尖工程師和老匠人，一個個同樣面色凝重、愁眉不展。
“總司大人，”負責鍋爐系統的老匠人上前一步，不解地說，“咱們這鍋爐的蒸汽壓力已是目前極限，論力氣絕對天下第一，可為何……為何一遇這小小的上坡就……就使不出勁兒了呢？”
他的話問出了在場所有人的心聲。在他們的認知里，力氣大就該能拉動更重的東西、爬上更高的山坡，可眼前的現實徹底顛覆了他們的常識。
就在眾人百思不得其解之際，一個沉穩的聲音從廠房門口傳來“因為它只有一身蠻力，卻沒學會如何去用這身力氣。”
眾人回頭，只見青石縣伯張大山不知何時已站在門口。
“爹！”張鐵牛又驚又喜，連忙迎上去。
張大山擺了擺手，徑直走到巨大的驅動輪前，蹲下身仔細觀察。
“鐵牛，我問你，一個百步穿楊的神射手和一個力能扛鼎的壯士，讓他們拉同一張強弓，誰能把箭射得更遠？”
張鐵牛不假思索地答“自然是神射手。壯士雖有力，卻不知如何在開弓瞬間將力道完美施加于弓弦之上。”
“對嘍！”張大山站起身，拍了拍手上的灰，“這台機車現在就是那個空有一身蠻力的壯士。它力氣大、蒸汽壓力足，但所有設計都是為了在平地上將力氣轉化為最快‘速度’。”
“可爬坡需要的是什麼？”他看向眾人。
一個年輕的格物院學子試探著回答“是……是更大的力氣？”
“不。”張大山搖頭，“爬坡需要的不是更快的速度，而是更強的‘扭力’——一種能讓車輪在極慢速度下依舊爆發出巨大能量，牢牢‘咬’住地面，一步一步向上攀登的力量！”
“扭力？”這是一個全新的詞匯，在場眾人聞所未聞。
張大山沒有過多解釋復雜的物理學概念，只是撿起一根木炭，在地上畫了兩個一大一小的圓形。
“你們看，”他指著地上的圖，“如果讓一個小的、轉得飛快的齒輪去帶動一個大的、轉得慢的齒輪，大齒輪輸出的力量就會被放大數倍！它會轉得很慢，但‘勁兒’會無比巨大！這就是‘降速增扭’的原理！”
“我們要給這頭猛虎裝上一套可以變換的‘筋骨’！”
“在平地上，讓它用現在的方式跑，追求最快速度；到了山腳下，就讓它換一副‘筋骨’，慢下來，把所有力氣凝聚成一股無堅不摧的‘扭力’，專門用來爬坡！”
張大山的話如同一道閃電，瞬間劈開了眾人腦中的迷霧！
“我明白了！”張鐵牛第一個反應過來，激動地一拍大腿，“爹！您是說，咱們要在蒸汽機和驅動輪之間，再加裝一套可以變換大小的齒輪組！就像……就像咱們磨坊里控制磨盤快慢的齒輪一樣！”
“孺子可教！”張大山欣慰地笑了，“這個東西，我稱之為——‘變速齒輪箱’！”
這個方案瞬間點燃了所有工程師和工匠的熱情！他們立刻圍在一起，激烈討論起來
“對！可以設計兩套傳動系統！一套高速，一套低速！”
“低速齒輪組的齒比要盡可能大！我建議至少做到五比一！”
“還需要設計一個可靠的切換裝置，讓司機能在駕駛室內方便切換！”
然而，解決了“扭力”問題，另一個難題又擺在眼前。
“總司大人，”一個老匠人提出新疑問，“就算有了足夠的扭力，可鐵軌滑啊！特別是在山里，要是遇到雨雪天氣，鐵輪子在鐵軌上怕是扭力再大，也只會原地打滑，根本前進不了。”
這章沒有結束，請點擊下一頁！
這個問題同樣致命。
張大山笑了笑，顯然早已想到解決方案。他再次用木炭在地上畫起來，這次畫的是一段中間帶一排整齊“牙齒”的鐵軌，和一個同樣長滿“牙齒”的輪子。
“既然它滑，那我們就讓它不準滑！”張大山指著地上的圖，語出驚人，“我們在兩條鐵軌中間再加鋪一條‘齒條軌道’，然後在機車頭底部加裝一個能與這條軌道完美咬合的‘齒輪’！”
“如此一來，爬坡時，機車就不再依靠車輪與軌道的摩擦力前進，而是靠這個‘驅動齒輪’‘咬’著‘齒條軌道’，一格一格地硬生生把自己從山腳拉到山頂！”
“它將永遠不會打滑！”
寂靜。整個廠房再次陷入死一般的寂靜。所有人都目瞪口呆地看著地上那幅簡單卻充滿天才想象力的圖畫，大腦一片空白。
在鐵軌中間加一條帶牙的軌道？給火車裝一個帶牙的輪子？這種想法簡直異想天開，卻又合情合理到了極點！
“神……神乎其技！真是神乎其技啊！”許久後，一個老匠人才顫抖著發出由衷的感嘆。他看向張大山的眼神，已不再是看普通上位者，而是在看一尊點化眾生的工匠之神！
有了明確方向，整個營造司立刻爆發出驚人的行動力。在張鐵牛的親自帶領下，一場轟轟烈烈的“山地機車”技術攻關正式開始
一支團隊專門負責設計制造復雜的“變速齒輪箱”，日夜不休地計算最佳齒輪比，繪制上百張精密圖紙；
另一支團隊在鋼鐵廠全力配合下，嘗試鍛造至關重要的“齒條軌道”和“驅動齒輪”。這對精度和硬度的要求前所未有，經過無數次失敗、耗費上萬斤鋼材後，第一節閃爍著幽藍光芒、帶著完美齒形的“齒條軌道”終于鍛造成功！
一個月後，一輛經過全新魔改的“開拓者”機車靜靜停放在廠房中央。它的外形更加猙獰，充滿力量感；厚重底盤之下，一套由數十個大小齒輪組成的復雜精密“變速箱”，以及那個閃爍著森然寒光的巨大“驅動齒輪”，已安裝就位。
它不再是平原上的猛虎，而是進化成了一頭準備挑戰崇山峻嶺的——鋼鐵巨獸！
張鐵牛和所有參與研發的工程師、工匠們圍在它周圍，每個人眼中都充滿激動、驕傲，以及一絲即將迎接終極考驗的緊張。他們知道，理論和實物已準備就緒，接下來，便是見證奇跡或是再次面對失敗的——審判時刻！
喜歡天工開物，我在古代養妻兒請大家收藏101novel.com天工開物，我在古代養妻兒101novel.com更新速度全網最快。