主轴由一整根坚硬木料制成,穿过磨坊正面,与外部的四面长翼相连。主轴内部安装一面巨大的立式齿轮,再由较小的水平齿轮将力量转向下方,最终带动磨石旋转。
埃里克要求所有关键木件都按照统一尺寸制作。
“为什么一定要相同?”木匠问道,“每座风车的木料都不一样。”
“因为以后齿轮坏了,不需要让工匠重新测量和制作,只要从仓库里取出相同的部件换上去。”
“可是手工制作的齿轮不可能完全相同。”
“那就尽量接近。”
埃里克拿起一块削制完成的木齿。
“把尺寸记录下来,再制作能够检查大小的木制样板。以后每一座风车,都按照同一套样板制造。”
木匠皱起眉头。
“如果木料略有不同呢?”
“可以修整,但不能每一座风车都使用完全不同的尺寸。否则一个工匠死去,他造的风车便再也没有人能够维修。”
这项要求增加了第一座风车的建造时间,却为以后复制同类风车提供了便利。
埃里克命人将所有图纸、尺寸和修改记录保存下来。每出现一次故障,便由书记员注明原因与解决办法。后续工匠不必重新犯下相同的错误,只要按照前人留下的记录调整即可。
一个多月后,第一座柱式风车终于基本完成。
试运行那天,庄园里几乎所有没有紧急工作的人都聚集到了山坡上。
四面长翼上已经铺好帆布。
风最初很小,风帆只是轻轻晃动。工匠按照埃里克的命令,将磨坊上部转向来风,又逐渐展开更多帆布。
随着一阵较强的风吹过,第一面长翼缓缓向下转动。
紧接着是第二面、第三面。
木制主轴发出低沉的吱呀声,磨坊内部的齿轮开始相互咬合。最初的转动十分缓慢,随后速度逐渐加快,沉重的磨石终于被带动起来。
负责操作的磨坊工将一小袋小麦倒入木斗。
所有人都盯着磨石下方。
片刻以后,灰白色的粉末缓缓落了下来。
一名庄民俯身抓起一点,放在指间揉搓,又送入口中尝了尝。
“是面粉。”
人群中立刻响起一阵喧哗。
先前那名认为风没有手的老人也挤到最前面。
书记员笑着问道:
“现在相信风能够磨粮了吗?”
老人仰头望着不断旋转的长翼。
“我还是没看见它的手。”
“面粉都已经出来了。”
“也许是圣灵在里面推动。”
附近几名庄民纷纷点头,似乎这个解释远比齿轮和主轴容易理解。
然而,还没等众人高兴太久,山坡上的风忽然增强。
风帆转动得越来越快,磨坊内部随即传来刺耳的摩擦声。木制齿轮开始震动,整个磨坊主体也在中央立柱上微微摇晃。
一名摩尔人工匠脸色骤变。
“收帆!”
几名工匠立即拉动绳索,试图减少帆布受风的面积。但其中一条绳索被木架卡住,负责收拢的帆布纹丝不动。
主轴转速越来越快。
下一刻,一声沉闷的断裂声从磨坊内部传出。
风帆猛地停顿,巨大的惯性又使整座磨坊剧烈摇晃。围观的庄民纷纷向后退去,生怕这个刚刚创造出面粉的庞然大物当场倒塌。
好在中央立柱与支架承受住了冲击。
摩尔人工匠和几名木匠进入磨坊,检查了许久才重新出来。
“哪里坏了?”埃里克问道。
“主轴出现裂纹,传动齿轮断了三根木齿。”
“能够修复吗?”
“可以。”
“需要多久?”
“至少十天。”
一名巴伐利亚木匠低声说道:“我早就说过,它会坏。”
站在他身边的摩尔人工匠立即反问:“水磨就不会坏吗?”
“水磨不会被风吹得发疯。”
“那是因为水不会突然从河里跳出来。”
埃里克打断了两人的争论。
“问题不是风车会不会坏,而是下一座能不能不在同一个地方损坏。”
他让书记员记录下主轴出现裂纹时的风力、风帆展开程度和齿轮损伤位置。
随后,他又在图纸上增加了一套简单的制动装置。
通过杠杆将弧形木块压紧主轴上的大齿轮,便可以在风力过强时降低转速。为了避免木块摩擦生热引发火灾,磨坊中还必须准备装满水的木桶,并由磨坊工随时检查。
“如果风太大呢?”工匠问道。
“停止磨粮,收起帆布。”
“农民会抱怨。”
“让他们抱怨,总比让风车倒在他们头上好。”
经过十余日修理,第一座柱式风车重新投入使用。
这一次,它连续运转了二十多天,没有出现严重故障。
第一个月结束时,庄园管事将账目送到埃里克面前。
“总共研磨谷物三百七十六袋。”
“收了多少磨费?”
“按照二十四取一,共十五袋半。”
“庄民愿意使用吗?”
“愿意。即使缴纳磨费,也比花上一整天去修道院的水磨方便。”
“扣除维修费用以后呢?”
管事低头看了一眼账目。
“仍然亏损。”
“亏多少?”
“如果将第一座风车的全部建造费用计算进去,至少需要三到四年才能收回。”
埃里克对此并不意外。
第一座风车承担了试验、失败和培训工匠的全部成本。后续风车不必重新绘制图纸,也不必反复尝试中央立柱与齿轮的结构,造价自然会大幅下降。
“第二座需要多少钱?”
“大约是第一座的六成。”
“第三座呢?”
“如果不再发生严重问题,可能降到一半。”
埃里克点了点头。
“挑选另外两座远离水源的庄园,开始建造。”
管事略显迟疑。
“第一座还没有收回成本。”
“我不是只打算建一座。”
埃里克望向山坡上不断转动的风帆。
“只建一座,它是一件昂贵的新奇玩意。建造十座,它才是一种能够带来收入的产业。”
为了加快推广,埃里克将巴伐利亚工匠分成数支队伍。
每支队伍中都安排一名参与过第一座风车建造的木匠,再配备一名熟悉齿轮和主轴的摩尔人工匠。巴伐利亚学徒负责学习结构、记录尺寸,并在后续建造中逐渐取代外来的技术人员。
不过,埃里克并没有在所有直属庄园修建风车。
巴伐利亚河流众多,在水量稳定的河谷,水磨依然更加可靠。柱式风车真正适合的,是远离河流、地势开阔而风力充足的高地庄园。
至于埃里克设想中的锻铁工坊,也必须区别处理。
风力忽强忽弱,难以稳定驱动沉重的锻锤。柱式风车可以用来带动磨石、榨油设备,甚至为小型锻炉的风箱提供动力,却不适合直接承担大规模锻铁生产。
真正的锻铁工坊仍然需要修建在水流稳定的河谷。
在那里,水轮可以通过凸轮轴不断提起并放下沉重的锻锤,也可以带动风箱向炉中持续送风。只要解决传动装置与锻锤强度的问题,一座水力锻铁工坊便能完成过去需要多名铁匠反复挥锤的工作。
因此,埃里克逐渐形成了两套不同的计划。
在缺少水源的高地庄园修建柱式风车,用来磨粮、榨油并收取磨费。
在河流稳定、靠近森林和铁矿的谷地,则修建水力磨坊、锯木工坊和锻铁工坊。
风与水原本只是巴伐利亚随处可见的自然力量。
如今,埃里克准备让它们推动磨石、风箱与锻锤,为他的庄园生产面粉、木料、铁器,以及源源不断的收入。