能工巧匠燕肃

●能工巧匠燕肃

30●能工巧匠燕肃

燕肃，字穆之，青州（今山东益都）人，人称“燕龙图”。学识渊博，精通天文物理，有指南车、记里鼓、莲花漏等仪器的创造发明，著有《海潮论》，并绘制了《海潮图》以说明潮汐原理。

燕肃幼年丧父，家境贫寒，他依靠真才实学，走上仕途，从凤翔府的推官一直做到礼部侍郎。但是他不是一个只会读书作文的平庸之辈，而是一位多才多艺的能工巧匠。他涉猎文学、美术、园艺，对百工技巧和机械制造颇有造诣。

西方世界到十九世纪才懂得传动机械中的差速齿轮原理，而在十世纪，燕肃就开始运用这一原理成功地制造了指南车和记里鼓车。

指南车和记里鼓车相传黄帝时就有人发明过，三国时代的马钧，南北朝时代的解飞也曾有过造指南车和记里鼓车的记载，但都无详细说明。但燕肃造车的记载则在《宋史》上明确地记录了下来。

燕肃的指南车车上有一根竖轴，轴头上立一衣冠木俑，木俑直臂伸指，遥指前方，无论车向何方行驶，木俑的手指始终指向正南方。这辆奇异的车子一造好便轰动一时。

燕肃是怎么做的呢？奥秘在哪里呢？他制作的关键就在一套齿轮传动装置。车中木俑就安在车里一个带四十八个齿的大平轮上，另有两个直径为六尺的齿轮，间距为六尺，每个车轮的内侧还有一个带二十四个齿的小齿轮。在大平轮和车轮边的小齿轮上端还有一个小平轮，由一根通过滑轮的绳索悬系，绳索的另一端系在车辕的后端。当车向前行驶时，各个齿轮不会失去平衡，不会使大平轮转动，因此木俑也不会转动，手也指向正南方。而当车向左转弯时，车辕前端向左，后端向右偏，这样车辕后端的绳子就左紧右松，右边的小平轮在铁坠子的重力下下落，嵌入车轮的大干轮和轮侧的小齿轮中间，齿轮互相咬合。车轮转动一定的角度，轮侧的小齿轮也转动一定的角度，从而带动大平轮以相反方向也转动一定的角度，这样车子向左侧转动了多少角度，大平轮则向右转动相同的角度，大平轮上的木俑也向车子转动的反方向转动相同的角度。由此，车子无论向什么方向转动，木俑手指的方向始终是不变的。

燕肃的聪明才智还表现在记里鼓车的制造上，这种车也很神奇有趣：当车走满一里路时，车上的木俑就会敲一下鼓；走满十里时，再敲一下钟。坐车的人就可清楚地知道自己走了多少路程。这种记里鼓车也是运用齿轮传动装置制成的。这种车的车轮内侧也有随车轮转动的齿轮，这一齿轮在车子转动时带动其他的齿轮运转，这组齿轮在一定时间里的转速也并不相同，这组齿轮就叫做差速齿轮。现代汽车的里程表也依此设置，与记里鼓车的原理是一致的。

在燕肃的记里鼓车里装有一只车子走满一里只转动一周的齿轮，还有一只车子走满十里才转满一周的齿轮，两种齿轮带动木俑击鼓或击钟，计量行程。燕肃将这种失传的记里鼓车重新制造出来，无任何经验可循，实际上是一种发明创造。

除此之外，燕肃还改进了古代计时的仪器——漏壶，制造了比较精确的新型漏壶。主要原理是设置两个水柜，上柜供水，下柜容水，中间用“渴乌”（虹吸管）连接，可以随时调解下柜水的高度，恒定水压，使滴水的速度保持稳定，使漏壶显示的时间更为精确。

◆燕肃在近千年前就掌握了差速齿轮传动这种较为复杂的机械原理，很让后人敬佩叹服。