李植回到范家庄，在大炮作坊里找了个独立的院子，作为蒸汽机的研究场所。

    蒸汽机的原理非常简单，无非是利用水加热变成蒸气时候的膨胀压力推动活塞运动，然后又利用蒸气冷却成水时候产生的真空吸动活塞运动，这两种运动结合在一起，就带动了活塞不断上下推动，进而对外传输动力。

    在后世的历史上，实用的蒸汽机是在十八世纪早期出现的，距离此时的崇祯十二年也就几十年。其中比较有名的便如纽卡门蒸汽机。这种蒸汽机原理十分简单，就是用蒸气的力量推动活塞后，往气缸中喷入冷水冷却蒸气，让产生的真空再把活塞吸回来。反复这两部运动，变可以往外传动。

    在历史上，这种结构简单的蒸汽机一度生产了几千台，广泛应用于英国的煤炭矿井，用于从矿井中抽水。这种蒸汽机的使用，帮助英国成为十八世纪初欧洲最大的煤炭产地。

    李植没有实际做过蒸汽机，决定从最简单的纽卡门蒸汽机做起，先易后难。先把纽卡门蒸汽机做出来，再升级改造它。

    不过要做蒸汽机，李植首先要做的是简单的车床。没有车床就没法精加工钢铁物件。李植此前已经做出了镗床，车床的结构也类似了，只不过一个是旋转镗刀，一个是旋转要加工的物件，但同样的地方是都是旋转一个东西去磨另一个东西，结构是类似的。

    李植指导铁匠，花了五天的时间做了一个简易车床，用自己炼出来的坩埚钢做车刀。最后做出来的车床只能说是原始车床——但已经足够李植使用了。

    车床生产出来后，就可以用来车制活塞了。李植首先要做一个直径三十厘米的汽缸，先用生铁铸成，然后用镗床精加工成型。在镗床里面，要放置一个同样直径三十厘米的活塞。李植让铁匠用生铁铸造成型，然后车床精加工。

    经过反复的比对，加工，再比对，再加工，最后李植得到了两个严丝合缝的汽缸和活塞。李植把底盘打开的汽缸放在烧开的水上面，发现这个活塞完全不漏气。想来即便是较高压的水蒸气压进来，漏气的速度也会很慢。

    李植在活塞上做了一个推杆，由上下运动的活塞推动。

    然后是冷却装置，李植在活塞旁边固定了一个冷水桶，冷水桶连着汽缸底部，连接处有一个阀门。在推杆的最外端做一个机关控制阀门，如果推杆被水蒸气顶到最上面去了，机关就被打开，冷水就喷入汽缸中冷却蒸气。水蒸气一冷却，活塞就带动推杆往下运动，运动到最底下时候触动机关关闭冷水的闸门，如此反复。

    然后就是做锅炉。这个锅炉必须足够大，能够产生足够的蒸气推动。锅炉做好后和汽缸连在一起，整个纽卡门式蒸汽机就算做好了。

    李植花了五天做好了各个部件，把部件拧在一起，开始试验做的是否成功。

    锅炉一烧热，李植发现整个蒸汽机到处都漏气。精加工的活塞和汽缸之间倒是没怎么漏气，但那些管道的连接处是用螺纹拧在一起的，缝隙较大，此时到处都往外喷水汽。

    不过即便是到处漏气，蒸汽机还是成功了，这是因为锅炉中烧出水蒸气的速度高于管道中漏气的速度。水汽推动活塞做功，不停地上下运动。因为各个管道处漏气，汽缸内的气压也刚好得到控制，那推杆上下运动的速度还比较稳定。

    这一台纽卡门式蒸汽机，算是做出来了。

    不过纽卡门式蒸汽机的效率十分低下，烧很多木柴才能产生有限的推力。这是因为冷却汽缸中水汽的同时还冷却了汽缸的缸体，然后过一会热蒸汽进来时候又加热了汽缸缸体，一来一回浪费了大量的热量。这样低效的蒸汽机显然不能满足李植的需求，李植要把这台纽卡门蒸汽机逐渐改造成瓦特蒸汽机。

    瓦特对纽卡门蒸汽机最大的改善，就是冷凝器。有了冷凝器，汽缸缸体就不会被重复加热和冷却。

    冷凝器其实就是一个大铁罐子，连接汽缸，里面有冷水。冷凝器的开关由机关控制，活塞被顶到最上面时候，开关打开，蒸气进入冷凝器中冷却成水。活塞落下落到底端时候，开关关上，蒸气无处可逃在汽缸中聚集，把活塞又往上推。

    但是在做冷凝器的时候，李植发现这冷凝器相对喷水冷却的办法需要更高的气压，到处漏气的管道中聚集不了这么高的气压，必须想办法堵住漏气的地方。

    但是这年头没有耐高温的橡胶，李植想来想去，也没想到能用什么堵住漏气的管道。李植没办法，只能把市面上买得到的比较软的材料一一拿来试验。但各种纺织品都试了一遍，效果都不好。那看上去很滑很软的丝绸被高温蒸气一烧，都变得焦黑结块了。比较耐高温的材料是麻布，但麻布孔径较大，也没法堵住漏出的蒸气。

    试验了好几天，李植还是没找到能堵住漏气的材料，李植有些被难住了。这瓦特式蒸汽机的原理是简单，但细节做起来还是很复杂的，即便一个细节没做好，也没法驱动整台蒸汽机运转起来。

    说起来铜或者铅比较软，也经得住几百度的高温，难道要用铜和铅做管道接合处？这做起来倒是十分麻烦。

    被李植调来做蒸汽机的一个年轻铁匠这些天看李植变戏法似的做出纽卡门式蒸汽机，对李植十分崇拜。此时他看到李植遇到难题，插了一句说道：“将军大人，若是把麻布浸在油里浸一天，麻布里面的孔径就会被油脂堵住，可能有用。”

    李植愣了愣，倒是没想到还有这个办法。

    他拍了拍年轻铁匠的脑袋，便按照这个铁匠的办法去操作。将油浸过的细麻布包裹在螺纹接口上再拧紧接口，重启蒸汽机。

    这下子，李植发现管道上不漏气了。

    李植对那个年轻铁匠说道：“建议不错，赏你十两银子！”

    那个年轻铁匠说一句话就赚了十两银子，大喜过望，笑得嘴巴几乎都咧到后脑勺去了。