虞国中央研究所一个大型实验室外面三步一岗五步一哨,墙上挂着“虞国中央电力研究所”。这个研究室自成立以来,这里就一直被朱昭熙密切关注着。
朱昭熙站在实验室中央,看着桌上排列整齐的仪器,有些仪器已经有些陈旧了,其中一个铜制线圈,线圈表面的绝缘漆因反复试验已有些剥落。
“快十年了。”她有点激动,身后的研究员们没有接话。从实验室立项开始,他们就知道这项研究的分量。朱昭熙在第一次研究会议上就定下方向:直流电与交流电并行研究,不预设路径,以实验结果为唯一标准。
当时的虞国刚完成蒸汽机普及,工业界普遍认为“蒸汽动力已足够支撑发展”,连实验室内部都有过半研究员建议将资源转向钢铁冶炼。
朱昭熙的坚持来自更长远的判断。她在会议当中直接了当的对大家说道:“蒸汽动力的局限在于能量传输效率,工厂必须围绕锅炉布局,而电力可以突破这种物理限制。”这句话成为所有研究的出发点。
十年的时间,研究始终围绕三个核心方向推进。基础科学方面,重点解决“电的本质”问题。早期的实验充满盲目性,研究员们用不同金属片浸泡在电解液中,记录电流产生的条件。
用丝绸摩擦玻璃棒,观察静电对小物体的吸附作用。直到第三年,研究员赵启明发现“不同金属接触电解液时,产生的电流强度与金属种类相关”,这一发现后来被命名为“启明效应”,成为电池研发的理论基础。
测量工具的突破同样关键。最初只能通过导线发热程度粗略判断电流大小,误差常达三成以上。
第三年,实验室的仪器组用细铜丝缠绕铁芯,制成“电流计”,当电流通过时,铜丝会带动指针偏转,偏转角度与电流强度成正比。这个后来被称为“流强仪”的装置,使电流测量误差降至百分之五以内。
与此同时,“电阻”的概念也在实验中逐渐清晰。研究员们发现,不同材料对电流的阻碍作用不同,且同种材料的阻碍作用与其长度、横截面积相关。
他们用“阻碍系数”来描述这种特性,后来统一命名为“阻率”,并制定了计算标准:相同长度和横截面积下,以铜的阻率为基准值1,其他材料以此类推。
这些基础研究为应用突破奠定了基础。第七年,实验室同时取得两项关键进展:直流电研究组用锌片和铜片交替堆叠,中间夹浸过盐水的布片,制成能持续供电的“蓄电堆”。
这是虞国第一块电池,输出电压稳定在1.1伏,可点亮特制的碳丝灯泡达四小时;交流电研究组则通过旋转线圈切割磁感线,制成了第一台发电机,虽然功率仅为30瓦,却验证了“电磁感应生电”的可行性。
朱昭熙看着摆放在旁边的电池和发电机,拿起实验记录册。上面详细记录着各项参数:“蓄电堆:锌铜电极,盐水介质,开路电压1.1伏,短路电流0.8安”“发电机:铁芯线圈,转速60转\/分钟,输出电压3.2伏,频率5赫兹”。
这些数据背后,是近三千次失败的实验,仅烧坏的线圈就堆满了三个储藏室。
“下一步,验证电力传输的可行性。”朱昭熙合上记录册,“直流电组测试长距离输电损耗,交流电组研究变压器的变压效率。”她特别强调,“要同步推进电报机研发,电力的第二个实际应用,必须是通讯。”
相比于第一个实际应用电灯,电报机的研究几乎与电力基础研究同步启动。朱昭熙在立项时就明确要求:“电力的价值,首先在于打破信息传递的时空限制。”
早期的尝试基于直流电原理,研究员们用导线连接两个电磁铁,通过电流通断控制电磁铁吸合,带动机械臂敲击铁片发声,形成简单的编码系统。
随着电池技术的成熟,有线电报机的研发加速。第八年,第一台实用化的电报机问世:通过按键控制电流通断,产生长短不同的信号,对应“点”和“划”两种符号,组合成数字。实验室制定的“电码表”共包含10个数字,发送速度可达每分钟15个字符。
朱昭熙亲自参与了首次长途测试。从坤泽城实验室到30公里外的军营,架设了临时的架空导线。当她在发送端按下“虞国电力成功”的编码,三分钟后,接收端的记录员拿着纸条跑来,上面清晰地印着相同的字符。
“有线电报的优势在于稳定。”朱昭熙对现在的电报技术分析道,“只要导线不中断,信号传输准确率可达百分之百。”
相比之下,同期启动的无线电报研究则面临更大挑战。研究员们通过火花放电产生电磁波,虽然能实现短距离通讯,但信号受天气影响严重,传输距离仅能达到5公里,且无法发送复杂编码。
基于此,朱昭熙在科研协调会上做出决策:优先铺设有线电报网络,以铁路线为依托,建立覆盖全国的通讯系统;无线电报作为补充,集中力量解决长波传输问题。
铺线工程在决议通过后立即启动。虞国铁路总局与通讯总局联合成立“电报线路工程处”,规定每修建100公里铁路,同步架设100公里电报线。电线杆采用标准化设计,高度5.5米,间距50米,导线选用高纯度铜线,外包浸蜡棉纱和橡胶绝缘。
工程推进速度远超预期。得益于虞国成熟的工业体系,电线杆由国营木材厂统一加工,铜线由同泽钢铁厂专项生产,施工队伍则由铁路工人和退伍军人组成。从坤泽城到同泽钢铁厂的第一条干线,仅用47天就完成架设,比计划提前13天。
测试结果显示,这条干线的信号传输速度稳定在每分钟20字符,误码率低于0.3%。同泽钢铁厂的工程师首次通过电报向坤泽城汇报生产数据时,整个研究所都沸腾了,以往需要马车跑两天的路程,现在只需半小时就能完成信息传递。
朱昭熙在验收报告上签字时,特别注明:“电报线不仅是通讯工具,更是国家动员能力的基础。”
她要求在每条线路沿线设置维护站,配备专职电工,确保线路故障能在四小时内修复。同时,在职业学校中增加开设“电报学校”,培养专业报务员,课程包括电码识别、设备维护和基础电学知识,首批500名学员在三个月后毕业,分配到各干线站点。
到虞国劳动党第一次全国代表大会召开时,已建成电报线路1200公里,连接了坤泽城、同泽钢铁厂、云陇煤矿等17个重要节点。
铁路调度效率提升40%,紧急物资调拨时间缩短一半。在翠南省遭遇洪涝灾害时,灾区通过电报向坤泽城求援,救援物资的调配速度比以往快了三天,减少了近千名灾民的损失。
无线电报的研究也未停滞。在有线电报网络初具规模后,朱昭熙批准了“长波通讯专项计划”。研究员们放弃了火花放电方式,转而采用电弧发生器产生稳定电磁波,通过改进天线设计,将传输距离延长至20公里,并能发送简单的文字编码。
但朱昭熙在评估后决定,无线电报暂不推广至民用,仅配备给军队和铁路调度中心作为应急通讯手段。她在报告中解释:“长波通讯的稳定性仍不足,且设备体积过大,不适合大规模应用。当前阶段,有线电报仍是主力。”