第123天,黄昏。
凌辰坐在灵脉出口旁的岩石上,左脸的灼伤在天问号的冷敷处理下已经不再剧烈疼痛,但那种细细密密的灼烧感仍然在提醒他,几个时辰之前的失败是真实的。
他用衣袖浸了溪水,再次轻轻敷在左脸上。
天问号的声音在他意识中响起。
凌辰,你已经敷了三次了,灼伤的炎症反应正在消退,但真皮层的修复需要时间。建议你先休息,调节阀的设计可以明天再开始。
凌辰摇了摇头。
休息不了。材料只够再试两次,每多拖一天,灵智侵蚀指数就多掉零点二七个百分点。我现在是四十九点七,十天后就是四十七点,二十天后就是四十四点三。侵蚀指数越低,我的分析能力就越差,设计调节阀的成功率也会下降。
他顿了顿。
必须在侵蚀指数掉到四十五以前,把调节阀造出来。
天问号沉默了两秒。
你的逻辑是对的,但你的身体状态并不理想。左脸的灼伤虽然没有生命危险,但疼痛会分散你的注意力,而设计精密设备需要极高的专注度。
凌辰没有反驳。他知道小天说得对,但他更知道时间不等人。
他深吸一口气,将衣袖从脸上拿开,用右手轻轻碰了碰左脸灼伤的边缘。皮肤表面的水泡已经开始收缩,这说明冷敷处理起到了作用。
小天,帮我调出之前记录的灵力灌注测试数据。
已调出。第122天下午的测试结果显示,你的手动灵力注入精度为反正负百分之八,具体表现为,在持续三百秒的灵力输出过程中,前六十秒的偏差控制在正负百分之五以内,第六十秒到第一百二十秒的偏差扩大到正负百分之七,第一百二十秒后的偏差突破正负百分之十。灵力反馈扰动在第90秒时开始出现,第一百二十秒后扰动幅度指数级增长。
凌辰盯着虚空中的数据曲线,那是天问号将他之前的测试数据可视化后投射在他意识中的图像。
曲线的形状他很熟悉。
前六十秒,曲线相对平稳,波动幅度在正负百分之五的区间内。第六十秒开始,曲线出现了明显的低频振荡,振荡幅度逐渐增大。第一百二十秒后,振荡变成了明显的发散趋势,曲线在短时间内突破了上下百分之十的边界,然后迅速失控。
这张图,他在地球上读控制工程教材时见过几乎一模一样的版本。
那门课叫自动控制原理,是他的选修课之一。教材中有一个经典的案例,讲的是一个温度控制系统在没有反馈补偿的情况下,系统输出如何随时间发散。那个案例中的响应曲线,和他现在看到的灵力灌注精度曲线,形状几乎完全一致。
这说明了一件事。
灵力灌注精度不足的问题,本质上是一个控制工程问题。
凌辰在岩石上坐直了身体,他的思维开始高速运转。
控制工程的核心思想,是通过引入反馈机制,让系统的实际输出不断逼近期望输出。在标准炼制设备中,灵力灌注的反馈控制是由设备内部的灵力传感器和负反馈算法共同完成的。传感器实时监测灵力的输出强度,算法根据监测结果与目标值之间的偏差,动态调整灵力的输出,从而将偏差控制在极小的范围内。
他没有标准炼制设备,但他可以用别的办法来实现同样的功能。
一个想法在他脑海中逐渐成形。
他不需要让整个系统完全自动化,他只需要一个能够提供精确调节能力的装置,将他的手动灵力输出成高精度的稳定输出。
这个装置,就是他在昨天最后那次失败之后、脑子还没完全冷却时隐约想到的那个东西。
灵力调节阀。
但调节阀只是最终的执行部件,要让他真正能够精确控制灵力灌注的精度,还需要一整套配套的系统。
凌辰在脑海中开始拆解问题。
首先,灵力调节阀本身。它的作用是接收一个灵力输入,然后根据调节指令,输出一个精确可控的灵力流量。这很像地球上的节流阀所做的事情。
节流阀是工业中极为常见的一种阀门,它的基本原理是通过改变阀芯和阀座之间的流通面积,来控制流体(液体或气体)的流量。当阀芯向阀座方向移动时,流通面积减小,流量降低。当阀芯向远离阀座的方向移动时,流通面积增大,流量升高。
节流阀的关键参数有两个,一个是可调比,一个是调节精度。
可调比指的是阀门能够控制的最大流量和最小流量之间的比值。对于灵力调节阀来说,凌辰需要它能够控制从接近于零到最十个单位灵力之间的任意流量值,这意味着可调比至少要达到一千比一。
调节精度指的是阀门在设定好某个开度后,实际流量与设定流量之间的偏差。对于筑基灵液的炼制要求,这个偏差必须小于正负百分之一。
地球上的工业节流阀可以轻松达到这个精度,但那些阀门是用精密加工机床制造出来的,阀芯和阀座的配合精度达到微米级。
他在荒古星上,没有精密机床。
但他有黑色矿石。
黑色矿石的硬度极高,而且具有一种独特的灵力传导特性,可以在不损失精度的情况下传导灵力。如果他能用黑色矿石加工出节流阀的阀芯和阀座,也许可以达到需要的精度。
问题是加工。
黑色矿石的硬度太高,普通的岩石工具根本无法对它进行精密加工。他之前用灵能钢筋的碎片来刻蚀黑色矿石,只能做最粗糙的成形,精度控制在零点五毫米左右,这远远不够。
他需要一种更精密的加工方法。
凌辰皱起了眉头。
加工精度的问题暂时没有思路,他决定先把整个系统的框架搭出来,然后再逐个解决子系统的问题。
他在地上用碎石片画了一个简单的框图。
框图的左侧是灵力源,也就是他自己的本源灵力。框图的右侧是灵力输出口,也就是最终注入药液的位置。中间需要串联几个功能模块。
第一个模块是灵力稳压模块。他的本源灵力在输出时会有自然的波动,这种波动的幅度大约在正负百分之三左右。如果不加以稳定,后续的所有精密调节都失去了基础。稳压模块的作用,是将输入灵力的波动压制到一个可接受的水平,比如正负百分之零点五以内。
地球上的工业中有一种叫做压力调节器的设备,用来将波动的入口压力稳定在一个恒定的出口压力上。它的核心部件是一个由弹簧和膜片构成的机械负反馈系统。当入口压力升高时,膜片感受到的压力增大,压缩弹簧,阀芯移动,减小流通面积,从而抑制压力的进一步升高。当入口压力降低时,弹簧推动膜片,增大流通面积,补充压力损失。
这个原理可以直接套用到灵力稳压上。
凌辰在框图中灵力源的后面画了一个方框,标注为灵力电池恒压模块。
他没有现成的灵力电池,但他可以用天问号之前教他的方法,将多块灵能电池并联起来,组成一个大容量的灵力恒压源。灵能电池的输出本身就具有一定的稳压特性,并联后可以进一步降低输出波动。
不,这个思路有问题。
灵力灌注需要的是他自己的本源灵力,不是灵能电池的灵力。筑基灵液的炼制要求使用修士的本源灵力,因为本源灵力中携带了修士的灵力特征频率,这种频率是灵液与修士本人产生共鸣的必要条件。如果使用灵能电池的灵力,炼制出来的灵液对他来说效果会大打折扣。
所以灵力源必须是他自己的本源灵力,这一点不能妥协。
那就只能在灵力源后面加一个主动式的稳压模块。
主动式稳压的原理是,在灵力传输路径上放置一个灵力传感器,实时监测灵力的输出强度,然后根据监测结果,驱动一个调节元件来对灵力输出进行动态补偿。
这个方案需要传感器,需要驱动电路,需要调节元件。
传感器可以用天问号的灵力感知功能来替代。天问号可以实时感知他输出的灵力强度,精度达到正负百分之零点一,这完全够用了。
驱动电路,他没有电子元件,但他可以用灵能导电材料来制作一个简单的模拟控制电路。黑色矿石的粉末在适当配比下可以作为灵阻材料,类似于地球上的电阻器。配合灵能电池作为控制电源,也许可以搭出一个简单的运算放大器电路。
运算放大器是控制工程中的核心元件,它可以对输入信号进行比例放大和加减法运算,是构建PID控制器的基石。
调节元件,这就是灵力调节阀本身。
框图的第二部分,是灵力流量精确调节模块,也就是灵力调节阀。它接收来自稳压模块的稳定灵力输入,然后根据控制信号,输出一个精确可控的灵力流量。
第三部分,是灵力输出接口。这个接口需要能够将灵力精确地导向药液表面,同时避免灵力在传输过程中发生散射。他可以用黑色矿石加工一个小型的灵力波导结构,类似于光纤的原理,将灵力约束在一根极细的通道内传输。
凌辰看着地上的框图,整个系统的轮廓已经清晰了。
但每一个模块,都需要用荒古星上可用的材料和方法来实现。
他一项一项地分析可行性。
灵力传感器,天问号可以胜任,这一项没有问题。
主动稳压的控制电路,这是最困难的部分。他需要在没有半导体元件的情况下,搭出一个具有运算放大功能的电路。灵能电池可以提供控制电源,黑色矿石粉末可以做灵阻,但晶体管呢?运算放大器的核心是有源放大元件,他没有任何可以替代晶体管的材料。
这个思路走不通。
凌辰划掉了框图中的主动稳压模块,重新思考。
如果不能做主动稳压,那就只能做被动稳压。
被动稳压不需要外部控制电源,不需要运算放大器,它完全依靠机械结构和物理特性来实现稳压功能。
地球上的减压阀就是一种被动稳压装置。它的结构极其简单,一个弹簧,一个膜片,一个阀芯。当入口压力升高时,膜片受力压缩弹簧,阀芯移动,减小流通面积,压力下降。当入口压力降低时,弹簧回弹推动膜片,阀芯反向移动,增大流通面积,压力回升。
整个过程不需要任何电子元件,完全靠机械结构和流体力学原理自动运行。
如果将这个原理移植到灵力系统中,他需要的材料只有一个具有合适弹性系数的弹簧,一个能够对灵力压力产生形变的膜片,以及一个与膜片联动的阀芯。
弹簧可以用什么来做?
他身上没有金属弹簧,荒古星上的植物也不具备制作弹簧的材料特性。
但天问号之前提到过,赤精草的茎秆在干燥后会形成一种具有形状记忆效应的纤维结构。这种结构在一定的形变范围内,可以产生接近线性的弹性恢复力。
也就是说,干燥的赤精草茎秆,可以作为弹簧的替代材料。
膜片呢?
膜片需要能够在灵力压力的作用下产生形变,并且形变量要与压力成确定的关系。他之前在制作赤精草粘液质膜的时候发现,粘液质在干燥后会形成一种极薄的膜状结构,这种膜具有一定的弹性,可以在一定范围内可逆地形变。
如果用多层粘液质膜叠加起来,也许可以达到足够的机械强度。
阀芯,这就是黑色矿石的加工问题了。
思路逐渐清晰了。
被动式灵力稳压模块的可行性比主动式高出很多,因为它不依赖任何电子元件,完全可以用荒古星上的天然材料来制作。
凌辰在框图中重新画出了稳压模块,这一次,他在方框内部画了一个简单的机械结构示意图,包含弹簧,膜片,阀芯三个核心部件。
接下来的问题是灵力调节阀的精确控制。
被动稳压模块的输出已经是一个相对稳定的灵力流了,但稳定不代表精确。他仍然需要一个可以精确调节流量的阀门,才能将灵力输出控制到正负百分之一的精度。
节流阀的调节精度,取决于阀芯的几何形状和驱动机构的分辨率。
地球上的精密节流阀通常使用锥形阀芯的结构。锥形阀芯是一个具有精确锥度的圆锥体,当它旋入或旋出阀座时,圆锥面和阀座之间的环形流通面积会非常均匀地变化。由于圆锥的几何形状是连续的,阀芯的每一个微小的位移,都对应着一个确定的流通面积变化量。
这就意味着,如果他能够让阀芯的位移控制达到足够的分辨率,流量的调节精度就可以达到很高的水平。
驱动机构的分辨率应该怎么解决?
他需要一种能够让阀芯以极小步长移动的驱动装置。在地球上,这通常使用微调丝杆压电驱动器来实现。微调丝杆可以将旋转运动转化为极其精细的直线运动,每旋转一度,阀芯移动几个微米。压电驱动器则利用压电材料的逆压电效应,在施加电压后产生纳米级的位移。
他没有压电材料,微调丝杆也需要精密加工。
但天问号提到过一件事,他的骨骼义体在最近的一次自我优化后,手指的精细动作控制能力已经提升到了一个新的水平。之前的测试显示,他的右手食指可以进行最小约零点二毫米的位移控制。
零点二毫米,这个精度对于精密机械来说远远不够,但如果配合螺纹传动机构,也许可以进一步提高。
螺纹传动的基本原理是,将一个旋转零件和一个带有螺纹的零件配合起来,旋转零件每转一圈,螺纹零件沿轴线移动一个螺距的距离。如果螺距是一毫米,旋转零件每转一圈,阀芯移动一毫米。如果旋转零件只转了十分之一圈,阀芯就只移动零点一毫米。
如果他在旋转零件上再加一个微调刻度盘,将一圈分成三百六十等份,每一等份对应一度,那么每一度的旋转就对应零点零零二七毫米的阀芯位移。
零点零零二七毫米,也就是二点七微米。
这个位移量,对于节流阀的流量调节来说,已经足够精细了。
问题是,他如何加工出精密的螺纹?
螺纹的加工需要丝锥和板牙,或者车床。他没有这些工具。
但黑色矿石的硬度极高,如果他能够用黑色矿石加工出一个具有精确螺纹的丝杆,然后用另一个黑色矿石零件作为螺母,就可以组成一个高精度的螺纹传动机构。
加工螺纹的问题,又回到了黑色矿石的精密加工上。
这是整个方案的核心瓶颈。
凌辰沉默了很久。
天问号的声音在他意识中响起。
凌辰,我有一个想法。你不需要加工出标准的螺纹,你只需要加工出一个具有连续可变节流面积的结构就可以了。锥形阀芯本身就不需要螺纹来驱动,你可以用直接push的方式,用你的手指直接推动阀芯,通过感知灵力流量的变化来手动微调。
凌辰的眼睛亮了一下。
对,他把自己绕进去了。
他一直在用地球上的标准方案来思考问题,节流阀的精密调节通常依赖螺纹传动机构,因为那是为了让人类操作员能够方便地控制阀门。但他的情况不同,他不需要一个方便操作的旋钮,他只需要一个能够实现微小位移的调节机构。
如果阀芯是圆锥形的,他将阀芯直接放在一个导向孔中,然后用他的手指直接push阀芯,通过聚灵指的帮助来感知灵力的输出强度,根据感知结果来微调阀芯的位置。
这种直接push的方式,理论上可以达到极高的调节精度,因为他的手指在骨骼义体的辅助下,已经可以进行极小距离的位移控制。配合聚灵指对灵力输出的实时感知,他可以实现一种手动实时反馈控制。
这不是自动化,但自动化的精度他做不到,手动实时反馈控制在理论上可以达到甚至超过自动化系统的精度,因为他的感知和决策速度远比任何机械控制系统都要快。
唯一的问题是,他的手动控制精度是反正负百分之八,怎么用手动控制来实现正负百分之一的精度?
答案在于,他不是直接用手动控制来输出灵力,他是用手动控制来调节阀芯的位置,阀芯的位置决定了灵力的流量,而阀芯的位置控制精度可以远远高于灵力输出的直接控制精度。
这就像地球上的微调旋钮原理。你用手去直接调节一个从零到一百的刻度是很困难的,因为你的手会抖,你的感知分辨率有限。但如果你先用一个大旋钮做一个粗调,然后再用一个微调旋钮来做精确调节,你就可以精确地设定到任意一个刻度。
他的方案可以是这样的。
第一级,粗调。用一个较大的位移机构,将阀芯移动到一个大致的位置,使灵力输出接近目标值。这一级的精度要求不高,反正负百分之八的手动精度足够。
第二级,微调。在粗调的基础上,用极小步长的位移来精确调整阀芯位置,使灵力输出精确达到目标值。这一级的调节范围很小,位移量可能只有几个微米,但他的手指在骨骼义体的辅助下可以做到。
更重要的是,第二级微调的过程中,他不需要直接控制灵力输出,他只需要感知灵力输出的偏差方向,然后决定是推动阀芯前进还是后退。这种感知偏差方向并做出二元决策的任务,对精度的要求比直接控制灵力输出到某个绝对值要低得多。
这实际上是一种二进制搜索思路在机械调节中的应用。
凌辰的嘴角微微上扬。
方案可行。
他需要在接下来的几天内完成以下工作。
第一,用黑色矿石加工出锥形阀芯和配套的阀座。阀芯的锥度需要精确控制,表面光洁度要尽可能高。
第二,制作被动式灵力稳压模块。用干燥赤精草茎秆做弹簧,用多层赤精草粘液质膜做膜片,用黑色矿石加工阀芯。
第三,组装整个灵力调节阀系统,包括灵力输入接口,稳压模块,精密调节模块,灵力输出波导。
第四,对组装完成的系统进行标定测试,确定阀芯位移和灵力流量之间的对应关系。
第五,用标定好的系统进行实际的灵力灌注测试,验证精度是否达到了正负百分之一的要求。
如果这些工作都完成了,并且测试结果达标,他就可以进行第二次筑基灵液炼制。
距离第一次失败已经过去了六个小时。
天色已经完全暗了下来,赤道地区的暗紫色天光逐渐转为深黑色,但天空中的那颗红色的恒星仍然悬挂在地平线上方约三十度的位置,散发着微弱但持续的光。
凌辰站起身来,走到白天炸裂的熔炉旁边。
熔炉已经完全冷却了,岩石碎片散落一地,里面残留着一些已经固化的紫色物质,那是灵液气化后留下的残余物。
他蹲下来,用碎片将残余物收集起来,放在鼻尖闻了闻。
还有微弱的灵力波动。
这说明灵液中的灵力成分在气化后并没有完全消散,有一部分附着在岩石表面重新固化了。但这些残余物的灵力活性已经降到了几乎为零,没有任何利用价值。
他将残余物倒在了一旁。
小天,帮我记录。第123天,第一次炼制失败后六小时,完成灵力调节阀的方案设计。核心思路是用被动式灵力稳压加手动精密调节的方式,实现正负百分之一的灵力灌注精度。方案可行性评估,总体可行,主要风险在于黑色矿石的精密加工。下一步,开始加工锥形阀芯和阀座。预计耗时三天。
已记录。凌辰,你的左脸灼伤需要定期冷敷,建议在加工过程中每隔两小时进行一次冷敷处理。
知道了。
凌辰回到了岩石旁,坐了下来。
他没有马上开始工作,而是抬头看着天空。
修仙之路,每一步都充满了失败的可能。他在地球上读了那么多年书,学了那么多知识,但真正面对一个必须靠自己双手去解决的问题时,他才发现,知识只是工具,真正的瓶颈始终是执行能力。
他有地球上的知识,这是他的优势。
但他只有一个人的力量,这是他的劣势。
他必须让知识的力量最大化,才能弥补人力的不足。
暗红色的天空中,那颗恒星的光芒越来越暗。
凌辰闭上眼睛,在脑海中最后一次梳理了整个方案的细节。
明天一早,开始加工。