為了進(jìn)一步提高鋼鐵、天使步槍和大炮的產(chǎn)量，除過擴(kuò)建了幾個(gè)生產(chǎn)廠房，增加了幾條生產(chǎn)流水線，增加了更多工人和技術(shù)人員外，夏雪知道單靠人力、水力、畜力是很難進(jìn)一步提高生產(chǎn)能力和工作效率了，作為來自未來的夏雪，知道必須盡快設(shè)計(jì)出蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、螺旋槳等，至于汽輪機(jī)、電動(dòng)機(jī)暫時(shí)條件不具備，先不用考慮。

    蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)兩個(gè)的原理差不多，結(jié)構(gòu)雖然很復(fù)雜，但對于已經(jīng)制造出更復(fù)雜的天使大炮的夏雪來說，覺得信心十足。這也是擁有后世科學(xué)知識和歷史經(jīng)驗(yàn)的好處，就是能很快找到正確的解決方案，而且知道這個(gè)方案不會(huì)失敗，不怕走彎路。對于沒有這方面知識和經(jīng)驗(yàn)的人，遇到這類問題根本就不知道怎么辦，而且真的有人想設(shè)計(jì)個(gè)蒸汽機(jī)什么的，他自己都會(huì)沒有信心是否能成功，而且大多人都會(huì)走許多彎路，浪費(fèi)許多時(shí)間，而來自未來的夏雪肯定不會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤，所以，她的成功率就非常高。比如：在船舶的推進(jìn)器上，后人開始就一直使用的是：明輪，利用明輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片撥水來推進(jìn)船舶。雖然明輪推進(jìn)器比槳、櫓等推進(jìn)工具前進(jìn)一步，但是，它結(jié)構(gòu)笨重、效率低。而夏雪想設(shè)計(jì)船舶的推進(jìn)器，肯定一開始就會(huì)放棄明輪，直接研究更先進(jìn)的螺旋槳推進(jìn)器。就像夏雪知道想讓子.彈和炮彈飛的更遠(yuǎn)、打的更準(zhǔn)，是需要膛線的，如果沒有后世的知識，一般人即使研究一輩子都很難知道其中的奧秘。

    說干就干，這是夏雪的性格。

    她又叫來徐摩，很快又投身于蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的研究。

    雖然女王的研發(fā)一個(gè)接一個(gè)，非常辛苦，但有女王陪著，徐摩覺得再苦都是甜蜜的。

    于是徐摩剛結(jié)束了天使大炮的研發(fā)，又和夏雪著手研究蒸汽機(jī)這個(gè)古老的機(jī)器構(gòu)造了。

    天才少女畢竟是天才少女，天才工程師畢竟是天才工程師，兩個(gè)多月后，在夏雪和徐摩的共同努力下，一臺(tái)往復(fù)活塞引擎的高壓蒸汽機(jī)誕生了。這臺(tái)蒸汽機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的往復(fù)式動(dòng)力機(jī)械。原理是將水蒸汽中的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為功。

    這臺(tái)蒸汽機(jī)夏雪依然命名為：天使蒸汽機(jī)。

    天使蒸汽機(jī)主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、滑閥配汽機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)和飛輪等部分組成。汽缸和底座是靜止部分。

    使用雙動(dòng)活塞，帶壓蒸汽在一個(gè)汽缸壓力降低到普通大氣壓或在其凝結(jié)過程中可以推動(dòng)另一個(gè)汽缸。汽缸完全封閉來防止蒸汽逃散。一根滑桿通過一根搖臂軸和曲壁將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另一個(gè)曲壁和軸承用來控制閥門。假如兩個(gè)雙動(dòng)活塞同時(shí)被使用時(shí)，一般它們的曲壁的相正好差90度，這樣一個(gè)引擎在任何時(shí)候都做功，功效大大提高。

    這臺(tái)蒸汽機(jī)需要一個(gè)使水沸騰產(chǎn)生高壓蒸汽的鍋爐，這個(gè)鍋爐對燃料不挑剔，可以使用木頭、煤、石油或天然氣甚至垃圾作為熱源。蒸汽膨脹推動(dòng)活塞做功。

    在轉(zhuǎn)速方面，天使蒸汽機(jī)比18世紀(jì)末瓦特蒸汽機(jī)僅40～50轉(zhuǎn)/分高許多，初轉(zhuǎn)速達(dá)到100～300轉(zhuǎn)/分。

    在功率方面，天使蒸汽機(jī)的功率最高可達(dá)5千馬力。

    天使蒸汽機(jī)的弱點(diǎn)和歷史上的蒸汽機(jī)基本一樣，都是離不開鍋爐，整個(gè)裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是一種往復(fù)式機(jī)器，慣性力限制了轉(zhuǎn)速的提高；工作過程是不連續(xù)的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。

    所以，在船舶上夏雪是堅(jiān)決不會(huì)使用龐大笨重的蒸汽機(jī)的，蒸汽機(jī)目前只適合在礦山、煉鋼廠、鍛造廠、機(jī)床廠、生產(chǎn)車間、紡織廠等工廠使用。

    在船舶上，甚至礦山運(yùn)礦的小火車上，夏雪都決定放棄笨重的蒸汽機(jī)，改用重量輕，體積小、熱效率高和操作靈活的內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力機(jī)械。

    蒸汽機(jī)研發(fā)成功后，夏雪和徐摩經(jīng)過短暫的慶祝休息，立即又投身內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)中，兩人就像吸毒上癮一樣不斷地陶醉在一個(gè)又一個(gè)劃時(shí)代的產(chǎn)品創(chuàng)造研發(fā)中。

    由于內(nèi)燃機(jī)和蒸汽機(jī)基本結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)形式、許多元件都基本一樣的，所以，不到一個(gè)月，夏雪和徐摩把內(nèi)燃機(jī)也研發(fā)成功。

    她給這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)命名為：天使內(nèi)燃機(jī)。

    天使內(nèi)燃機(jī)繼承了天使蒸汽機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)形式，采用了將燃油直接輸入汽缸內(nèi)燃燒的方式，形成了熱效率高得多的熱力循環(huán)。

    天使內(nèi)燃機(jī)是活塞式內(nèi)燃機(jī)，活塞式內(nèi)燃機(jī)將燃料和空氣混合，在其汽缸內(nèi)燃燒，釋放出的熱能使汽缸內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)狻Ｈ細(xì)馀蛎浲苿?dòng)活塞作功，再通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)或其他機(jī)構(gòu)將機(jī)械功輸出，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)機(jī)械工作。

    天使內(nèi)燃機(jī)使用的燃料是石油，由于石油直接燃燒后會(huì)有大量未燃燒的成分形成一氧化碳、二氧化硫、碳粉或者其他副產(chǎn)物，從而對環(huán)境造成污染，而且直接燃燒的利用率也不太高。而且石油里的好東西很多，比如燃料油、潤滑油、石油蠟、石油瀝青、石油焦和各種石油化工原料等等，如果一把火都燒了的確太可惜。

    既然天使國已經(jīng)開始有了工業(yè)化的雛形，夏雪決定干脆就再把攤子鋪大些，在研發(fā)內(nèi)燃機(jī)的時(shí)候同時(shí)建設(shè)石油煉廠、石油煉制的研究和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)等。石油煉廠中的主要生產(chǎn)裝置通常有：原油蒸餾、熱裂化、催化裂化、加氫裂化、石油焦化、催化重整以及煉廠氣加工等，主要生產(chǎn)汽油、噴氣燃料、煤油、柴油、燃料油、潤滑油、石油蠟、石油瀝青、石油焦和各種石油化工原料。

    石油煉制工業(yè)提供的石油化工原料，可用于生產(chǎn)合成纖維、合成橡膠、塑料以及化肥、農(nóng)藥等。

    所以，石油煉廠建設(shè)的同時(shí)，有關(guān)的一系列工程和研究機(jī)構(gòu)也在計(jì)劃籌建中。

    不過根據(jù)目前的工業(yè)水平、科技水平，什么合成纖維、合成橡膠、塑料以及化肥、農(nóng)藥等根本就不用考慮，那個(gè)夏雪都知道幾年內(nèi)是無法實(shí)現(xiàn)的。

    所以，夏雪目前籌建的煉油廠還是主要以生產(chǎn)柴油、汽油、潤滑油、石油蠟、石油瀝青為主，柴油、汽油、潤滑油重要性誰都知道。石油蠟也有一定用處，因?yàn)槠渲饕煞譃槭?，可以用作食品及其他商品包裝材料的防潮、防水。而石油瀝青可以用來鋪路等。

    內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)出來后，輪到船舶推進(jìn)器“螺旋槳”了。相比前邊研發(fā)設(shè)計(jì)的步槍、大炮、蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)，船舶推進(jìn)器螺旋槳簡直就是渣渣了，設(shè)計(jì)螺旋槳的時(shí)候，夏雪都禁不住悄悄地笑了，這個(gè)螺旋槳對于高材生夏雪來說的確太簡單了。

    很快，不到十天時(shí)間，船用螺旋槳就設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出來了。

    這個(gè)船用螺旋槳由槳葉和漿轂組成。螺旋槳與尾軸連接部分叫漿轂，漿轂是一個(gè)錐形體。為了減小水的阻力，在漿轂后端加一整流罩，與漿轂形成一光順流線形體，稱為轂帽。

    螺旋槳在水中產(chǎn)生推力的部分叫槳葉，槳葉固定在漿轂上，由于是給大船設(shè)計(jì)的，這臺(tái)螺旋槳槳葉為4葉。2葉螺旋槳僅用于小艇上。

    由于太簡單，夏雪也沒有給它命名天使螺旋槳，而是直接命名為：船用螺旋槳。因?yàn)橄难┲里w機(jī)上也用螺旋槳哦。

    夏雪知道后世的一般大船上都要至少安裝兩個(gè)螺旋槳，所以，夏雪讓徐摩帶領(lǐng)工人按照圖紙和規(guī)格又生產(chǎn)了一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和螺旋槳。

    半個(gè)月后，夏雪把她的新設(shè)備準(zhǔn)備安裝到她專門改造后的一艘大帆船上。把兩個(gè)螺旋槳一左一右分別安裝到了大船的船尾下邊，做好防水密封處理后，在下邊連接螺旋槳的上面船艙內(nèi)分別安裝了兩臺(tái)內(nèi)燃機(jī)與螺旋槳的軸相連，這大船是有水密隔艙的，所以就是實(shí)驗(yàn)有什么意外也不怕。

    所有的新實(shí)驗(yàn)，夏雪都是采取嚴(yán)格保密措施的，所以，碼頭兩邊都派有軍隊(duì)戒嚴(yán)，沒有閑人觀看，夏雪和虬髯客等海軍將官登上改造后的新帆船，夏雪親自操作，開動(dòng)了內(nèi)燃機(jī)，現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)里燃燒的是夏雪經(jīng)過提煉的柴油，內(nèi)燃機(jī)發(fā)出一陣很大的轟隆隆聲，而且還噴黑煙，把虬髯客等將官嚇了一跳，“這東西噪聲怎么這么大？怎么還噴黑煙？”

    夏雪微笑了一下，“沒事，這機(jī)器就這樣，不過它力氣很大哦！”

    夏雪當(dāng)然知道自己設(shè)計(jì)的內(nèi)燃機(jī)為了獲得更大的功率，選擇的是柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作方式，柴油機(jī)采用壓縮空氣的辦法來提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃點(diǎn)，這時(shí)再噴入柴油，柴油噴霧和空氣混合的同時(shí)自己點(diǎn)火燃燒。因此，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無需點(diǎn)火系統(tǒng)。同時(shí)，柴油機(jī)的供油系統(tǒng)也相對簡單，因此柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性要比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油機(jī)壓縮比很高。熱效率和經(jīng)濟(jì)性都要好于汽油機(jī)，同時(shí)在相同功率的情況下，柴油機(jī)的扭矩大，最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速低，而且省油，熱效率高，非常適合于大型船舶的使用。

    不過，柴油機(jī)工作粗暴，振動(dòng)噪聲大，炭煙與顆粒排放比較嚴(yán)重，所以柴油一旦點(diǎn)燃會(huì)冒出大量的黑煙，這其實(shí)很正常。

    夏雪心里嘀咕：“如果我現(xiàn)在有后世的電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，那肯定噪音小、不冒黑煙了?！?br/>
    不過，夏雪知道柴油相對于汽油來說性質(zhì)非常穩(wěn)定，比較難于點(diǎn)燃，但柴油穩(wěn)定的特性卻恰恰適合于壓燃式內(nèi)燃機(jī)，在壓縮比非常高的情況下柴油也不會(huì)出現(xiàn)爆震，這正是夏雪所需要的，而且柴油機(jī)的最大特點(diǎn)是省油，熱效率高，這也是夏雪所需要的。如果現(xiàn)在用汽油，有可能會(huì)爆震炸缸呢。

    開動(dòng)內(nèi)燃機(jī)后，夏雪和虬髯客等海軍將官走出船艙來到甲板上，這時(shí)天空刮的是逆風(fēng)，夏雪讓把所有的船帆放下來。

    按以往，帆船遇到逆風(fēng)時(shí)候，帆船不能完全正面頂著風(fēng)航行。需要同時(shí)調(diào)整船體和船帆的角度，可將逆風(fēng)的風(fēng)力分解為兩個(gè)力，一個(gè)船體往側(cè)面推，另一個(gè)力往船頭方向推，側(cè)面的力由于船體吃水的阻力被抵消，另一個(gè)力推動(dòng)船體向船頭方向前進(jìn)。

    每隔一段時(shí)間，船員們更換一次船體和船帆的方向，這樣船就可以沿“之”字形路線前進(jìn)，水手們把這種行船法叫做“搶風(fēng)行船”。

    虬髯客等海軍將官納悶夏雪為何不調(diào)整船帆的角度沿“之”字形路線前進(jìn)，反而把船帆都放下來，這樣大船怎么前進(jìn)呢。

    但他們很快驚訝地發(fā)現(xiàn)，腳下的大船在沒有任何船帆的情況下，依然迎風(fēng)穩(wěn)穩(wěn)地前進(jìn)，而且速度比順風(fēng)時(shí)候還快，他們不由得都驚呆了。