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第542章 授時

  1266年,10月27日,廣東南部海域。

  “修正航向角,南偏西67度20分;航行里程,12.450海里。”

  巡航艦“暴雨”號的艦橋內部,實習軍官石爾茂讀出了儀器上的記錄數據,另一名實習軍官趙啟明將它們記錄了下來。他們先是把數值記錄在本子上,然后兩人各自趴到了桌子上,拿出尺筆,在各自的坐標紙上記錄下這段航程。

  雖說現代艦船已經有了一定的測量位置的手段,但這樣的記錄仍然是必要的,因為真當你迷航的時候,任何一點有助于確定位置的信息都是極為寶貴的。

  “咚——咚——”

  兩人剛放下筆,就有一陣低沉的鐘聲從窗外傳來。他們立刻緊張地抬起頭來,望向了房間正中的三座鐘表,上面的指針正齊刷刷地指在10:55的位置上。

  這三座鐘表本體并不算大,但卻安裝在三個龐大的行星軌道式的萬向架上,萬向架又通過幾根皮帶固定在天花板和地板上,實際上處于一個懸掛的狀態。船身隨著海浪不斷產生搖擺,鐘表看上去也在萬向架中不斷“擺動”著,實際上卻處于一個相對穩定的狀態,有助于保持走時的精確,使得艦船在海上可以定位自己的經度——呃,雖說如此,但實際上這三臺鐘表的精確度仍然不能讓人滿意,達不到航海鐘的水平。

  歷史上,人類進入大航海時代之后,一個難題是與風浪搏斗,一個難題是在長期漂泊中保持船員的健康,還有一個難題就是在茫茫大海上確定自己的位置了。其中,通過觀察太陽和星辰的角度,可以確定自己在地球上的緯度;但是,想確定經度,就非常困難了,因為地球24小時就會自轉一次,是很難找出一個固定的參照物來定位的。但解決問題的關鍵同樣就落在地球的自轉上——因為有自轉,所以有了日升日落晝夜變化,所以不同地方日升日落的時間會有不同,也就是產生了所謂的“時區”。因此,通過比較當地時間和一個已知經度地點時間的差異,就能計算出自己所處的經度來。

  但問題又來了,如何知道另一個地點的時間呢?很簡單,只要出發的時候帶一臺鐘表就行了。當你行進了幾萬里的距離來到一個異國他鄉,在這個地方,正午太陽走到頭頂上的時候,你的表顯示的時間仍然是上午六點,那么你就能計算出來,此地與你的家鄉差了六個時區,也就是90度的經度。再加上六分儀測量出來的緯度,你便可以精確地知道自己的位置了。

  但是說起來簡單的事情做起來卻不簡單,海船如此顛簸,你如何保證行走了幾個月之后,鐘表仍然能保持以前的精度不產生誤差?歷史上,有很長一段時間海船都不能確定經度,只能確定緯度,航海時都是大致行駛到某個位置,再一路向東或向西找到目的地,費時費力又不安全。最后,是英國鐘表匠約翰·哈里森用了四十年時間,以發條驅動的懷表為基礎,發明了平衡圓擺、雙金屬溫度補償片、蚱蜢式擒縱機構、滾珠軸承等一系列保證精度的新結構,并且把加工工藝做到了極致,才生產出了每月誤差不超過五秒的超精密航海鐘。也成為了幫助英國帆船縱橫四海、建立日不落帝國的重要助力。

  東海人以航海立國,對這樣的利器自然也是極為渴求的。二百個股東里面雖然一個真正會制表的也沒有,但還是有幾個喜歡研究機械表的趙括的,再加上東海號里的航海書籍里有介紹航海鐘結構,因此也摸索著做了起來。自從他們把鐘表介紹到南宋,就有意無意地公開一些鐘表和機械原理,專利費也不要了,鼓勵民間手藝人投身鐘表制造業。這行當一不需要什么先進合金材料,二不需要高精尖的機床,就是個講究精細的手藝活,而江南又很有一些手藝高超到嚇死人的首飾匠人,所以是有希望彎道超車的。

  事實上,在高額利潤的刺激下,臨安一帶的藝人們確實迅速山寨了一些不錯的鐘表出來,有些甚至比商社自產的還要好。但是,即使是手藝活,也是需要積累的。各部件雖然都是手工打造的,但是如何把它打造到極致、使用什么工具輔助,都是需要經年累月的摸索才能做得透徹的。而且,各齒輪、傳動機構等等部件的設計及制造,也是需要有一定的機械、力學和數學知識才能做好的,不是一幫只有手上功夫的文盲工匠能做的。

  所以,他們可以很好地山寨一些結構簡明、外殼雕龍畫鳳裝金飾銀的鐘表出來,擺在富貴人家里鎮宅是完全夠用了,但用于航海始終還是差了點……不,差了一大截。

  最后,還是商社親自出手,在京東商城設立了一個專業的鐘表作坊,工業部派人來做專業的機械設計,并且運來了精密的手工小型機床和各式精良的工具,工程師設計各零件的規格尺寸,讓本地匠人將其打造出來,再組裝到一起。如此,經過幾年的努力,終于……還是沒有做出堪用的航海鐘出來,只有一些模樣到了,誤差卻高達每日五至十秒的次品。

  這級別的誤差作為民用鐘表來說其實相當不錯了,但在海上還是不夠用,基本走一個月就有一度的誤差了……呃,其實勉強也能用了,總比沒有好。本來海洋部準備再等等,等有精度更好的版本再正式裝備,但是去年發生了烈焰級“開石”號及多艘運輸船失事的事故,他們痛定思痛,決定即使湊合,也先把鐘上船,先把相關的體系培養出來再說。

  雖說誤差大,但也有變通的辦法。艦隊中的旗艦會配備精確的計時裝置,也就是當年股東們帶來的那些,每天每隔一段時間,旗艦會發出信號向外授時,各艦根據信號校正自己船上的時間。如此一來即使遇到事故失散,裝備了自制鐘表的船在短時間內仍然能有足夠的精度進行定位,足以借此導航前往集結點。

  現在是10:55,旗艦發出了第一聲預備信號。按規定,在10:59還會有第二聲預備,再之后就是正式的授時了。石爾茂和趙啟明站了起來,走到鐘邊上,盯著它們的盤面。實際上兩個小時前剛校過,雖說這些鐘精度不達標,但也不至于在兩個小時內就產生明顯的誤差,這只是例行公事的檢查罷了。

  “準備好了沒?”

  正當他們盯著盤面的時候,背后突然傳來了大副周宏中尉的洪亮嗓音,讓他們不禁打了個激靈。

  周宏比他倆大不了幾歲,也是黃島海事學院的前輩,不過這已經是他第三次遠洋了,在整個海軍里也是老資歷,他們可不敢造次。

  兩人立刻立正行禮道:“已經準備就緒,正在等待信號!”

  周宏走了過來,拿起鐘表架子附近的一份記錄看了起來,見上面密密麻麻都記錄好了批次、時間、校準對象和簽名,無一遺漏,便點點頭說道:“很好。即使沒什么誤差,你們也不要松懈,定時按授時信號校準。船要是迷了航,可全靠這些東西定位了!不管別的船一天校幾次,我們的船可是每次都校的,朱艦長可是最看重這個了!”

  暴雨號的艦長朱涇少校可是東海海軍中的傳奇人物。當年遠洋艦隊第一次下西洋的時候,他便作為星火級霜降號的艦長隨行,結果在返程時遭遇風暴,與艦隊失散,流落到了瓊州臨高縣。海洋部本以為他們已經為國捐軀了,于是返回本土后給他連升兩級,追授為了少校。結果沒想到,朱涇帶領霜降號的船員們在臨高縣艱苦奮斗,不但站穩了腳跟,建立了一個據點,甚至還設法搞到了一批船只,航行到了廣東寶安鎮,與第二次遠洋艦隊在這里派駐的留守人員取得了聯系,最終成功得以返回了本土,甚至還把當年的相當一部分貨物帶了回去。呃,這下子可就全國轟動了,上上下下表彰不說,還寫成了戲文,朱涇等人也證明了自己確實配得上這連升兩級的軍銜,算是功成名就了。

  本來這樣的傳奇人物應該作為活英雄養在本土發揮宣傳價值,不過朱涇似乎閑不住,堅決請求再度出海,于是韓松就讓他做了這艘烈焰二型(800t級)暴雨號的艦長,還配了一批優秀的見習軍官和水手,編入第二艦隊,作為暴雨冰封這一雙艦分隊的領隊南下執行任務。可想而知,朱涇作為遭遇過一次海難的人,自然對各項安全工作和導航技術抓得極為嚴格,就拿這授時來說,是必須每次都重新校準,要比其他船上一天校準一次的規矩頻繁多了。

  兩人不敢怠慢,立刻行禮稱是,然后分工動作了起來。

  石爾茂走到二號鐘前,將旋鈕撥到了空位上,又將指針轉到了11:00:00整,放在那邊待命了起來。船上之所以配備三臺鐘,除了增加冗余防止故障,也是出于一臺調整時另兩臺可以繼續工作的考慮。

  而趙啟明則走到了一旁,擺弄起了另一臺儀器。呃,這臺儀器看上去沒什么起眼的,不過就是一個儀表盤上有一個指針而已,還有幾根電線沿著墻角連到了后面的桅桿上。他擺弄完了之后就讓了開來,讓石爾茂可以清晰地看到指針。

  不久后,時間來到了10:59,窗外也適時傳來了鐘聲。石爾茂咽了一下口水,把手抬了起來往衣服上蹭了蹭,又放回了旋鈕上,眼睛不去看旁邊的鐘表,而是死死盯著那個指針,以免受到既有計時器的誤導。

  隨著時間一分一秒地過去,眼看著就要到11:00了,然而鐘聲卻沒有再次響起。

  這支艦隊包括第一艦隊的逐日、追云、乘風、破浪、熒惑,以及第二艦隊的望月、摘星、暴雨、冰封,還有獨立編制的自由貿易、關稅同盟,總共11艘巡航艦,此外還有不計其數的順風級和其它輔助船只。這么大一支船團散布在數千米的海面上,聲音傳播所需要的時間本身也會對授時造成誤差,鐘聲只能在預備提醒時使用,真正授時的時候必須用更迅捷的手段來傳播信號才行。

  艦隊的中央位置,側舷有著十四個炮窗的旗艦“熒惑”號上,當艦長符凱偉看到放在屏蔽金屬籠中的石英表的秒針到達10:59:58的一刻,早已就位的手指立刻按下了眼前的一個開關。

  一個小型電路被接通,緊接著帶動一個電磁繼電器將一處y型開關從一端撥到了另一端。然后一個連接了十二塊鉛酸電池的電路被接通,一個巨大的線圈瞬間產生了龐大的磁通量,帶動相鄰的一個線圈產生了感應電動勢,而這個巨大的電動勢連接到本電路中一個小玻璃管的兩端,玻璃管內的兩個距離很近的小銅球在其激發下產生了電火花導通了電路,與此同時產生了強烈的電磁振蕩。

  這道電磁振蕩產生了頻譜極寬的電磁波,從短波到長波,堪稱全頻率阻塞干擾。但它卻并未立刻傳播出去,而是先與臨近的一套電容電感線圈(lc振蕩電路)接觸,經后者調諧為10mhz左右的高頻電磁波。當然調諧很不完全,其余雜波被外圍的屏蔽罩吸收,而調諧后的高頻電磁波通過鄰近的另一個參數相同的電感線圈傳播到與之相連的導行線上,雙股導行線沿著桅桿升到半空,又分為兩個7.5m長的天線振子折向上下兩端,將這束電磁波向四面八方擴散了出去。

  幾乎就在同時,暴雨號桅桿上的天線接收到了這束電磁波。導線另一頭的氧化亞銅檢波塊展現出了它的半導體特性,電阻驟降,使得它所連接的另一組小型電池電路電流大增,與之相連的電流表指針瞬間發生了更大幅度的偏轉。這個偏轉被石爾茂看在眼里,手上即刻轉動旋鈕,二號鐘表的動力再次接駁到表盤上,秒針繼續行走了起來。

  正好是11:00:00。

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