紫禁城里的 “滅火槍”

周乾

①紫禁城建筑多為木結(jié)構(gòu)承重，而木材為易燃材料，因而防火極其重要。明清時期，紫禁城的滅火工具除了云梯、鉤子、水桶等傳統(tǒng)工具外，還有一種借助機(jī)械作用的“滅火槍”，稱為激桶。紫禁城里的激桶有兩種形式：唧筒和水龍。其中，唧筒在宋朝已得到應(yīng)用。

②唧筒在清宮檔案中又被稱為“岔子激桶”。故宮博物院現(xiàn)藏唧筒多為銅制，呈下粗上細(xì)的中空長筒狀，由內(nèi)外套筒、噴水頭、支腳、連桿、皮制活塞、閥門等部件組成。內(nèi)筒被抽出后，整個唧筒的長度可達(dá)2米。最里層內(nèi)筒的頂部固定了噴水頭，最外層套筒底部有數(shù)十個小孔，用于汲水。支腳用于架立唧筒。連桿與活塞相連，位于底部套筒內(nèi)，用于吸水及噴水。閥門一般有兩個，為銅片或軟皮，分別控制進(jìn)水和出水。唧筒往往與水桶配合使用。建筑失火時，救火人員將唧筒支腳張開，立在水桶中，并將外套筒底部置于水中，將噴水頭對準(zhǔn)火點(diǎn)，通過手動前后推拉底部內(nèi)筒，使其帶動活塞往復(fù)運(yùn)動。活塞前行使得筒內(nèi)的氣體體積增大，氣壓小于水壓，進(jìn)水閥門開，水由底部套筒中的小孔吸入;活塞后行使得筒內(nèi)的氣體體積減小，氣壓大于大氣壓，出水閥門開，水由噴水頭射出。唧筒每裝一次水即可使用一次，射程可達(dá)20米，但出水量小。唧筒的優(yōu)點(diǎn)是便于攜帶，單人即可操作。

③水龍?jiān)谇鍖m檔案中被稱為“西洋激桶”，且在清中期起，逐漸取代了唧筒。如中國第一歷史檔案館藏《內(nèi)務(wù)府堂呈稿》載有：嘉慶二十年（1815年）六月初五宮內(nèi)各等處安設(shè)西洋激桶三十一架，叉（岔）子激桶一架，共計(jì)三十二架。故宮博物院現(xiàn)藏清宮內(nèi)務(wù)府造辦處制作的水龍模型，是當(dāng)時成批制造水龍前的小樣。水龍?jiān)跇?gòu)造上主要由水箱體、銅缸、活塞、閥門、鐵桿、壓梁、將軍柱、出水管等構(gòu)件組成。其中，水箱體相當(dāng)于水龍的外殼，且底部有抬杠，便于搬運(yùn)。銅缸為圓柱形，共四個，均位于水箱體內(nèi)，相互間有軟管及閥門相連;兩個銅缸用于存水，另兩個銅缸內(nèi)有活塞，用于吸水。活塞由圓形銅塊與數(shù)層軟皮擠壓而成。活塞被固定在一根豎向鐵桿端部，而鐵桿的另一端則與壓梁固定。壓梁為一根長木梁，功能相當(dāng)于人力擠壓活塞的杠桿。將軍柱位于水箱體中部位置，底部與水箱體固定，頂部與壓梁鉸接連接，相當(dāng)于杠桿的支點(diǎn)。出水管位于將軍柱旁邊，為豎向銅管，管底有軟管與吸水缸相連，管頂可再接自由轉(zhuǎn)動的水平管，以利于向各個方向噴水。

④水龍的出水原理與唧筒相同，即通過活塞往復(fù)運(yùn)動來吸水與噴水。然而，水龍的便利性、科學(xué)性及機(jī)械化程度更高。唧筒活塞的受控方向?yàn)榍昂笙颍然鹑藛T反復(fù)操作后手部容易疲勞;而水龍活塞的受控方向?yàn)樯舷孪颍粌H便于救火人員操作，而且可借助人體重量產(chǎn)生更大的下壓力。唧筒僅能單人操作，產(chǎn)生的出水力小;水龍可多人控制壓梁兩端操作，產(chǎn)生的出水力大。唧筒通過手動直接推拉活塞，操作范圍小;水龍則通過杠桿間接控制活塞，操作范圍大。唧筒的出水力為手動推拉力直接產(chǎn)生，僅與推拉力相關(guān);水龍的出水力由杠桿的力矩平衡產(chǎn)生，不僅與手動力成正比，而且與力臂密切相關(guān)。手動力的作用位置位于壓梁端部，距離支點(diǎn)長，因而作用力臂長;與活塞相連的鐵桿位于支點(diǎn)附近，因而出水力臂很小。此外，唧筒僅能單向噴水，水龍則可以向各個方向噴水。《遠(yuǎn)西奇器圖說》評價水龍（水銃）為“火力正勝，人不可近，但有此器，則五六人可代數(shù)百人之用，又不空費(fèi)一滴之水，不拘多高、多遠(yuǎn)，皆可立到”，可說明其優(yōu)越性。

（選自2021年03月19日《科技日報(bào)》）

1.第③段加著重號的詞“主要”能否去掉，為什么？

答：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

2.文中第③段畫線句使用了什么說明方法，有何作用？

答：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

3.簡要概括水龍的優(yōu)越性。

答：? ? ? ? ? ? ?

4.下列對文章內(nèi)容分析表述正確的一項(xiàng)為（ ）。

A.紫禁城里激桶有唧筒和水龍兩種形式，而唧筒在宋朝已廣泛應(yīng)用。

B.唧筒又稱為“岔子激桶”，多為銅制，呈下粗上細(xì)的中空長筒狀。

C.唧筒便于攜帶，常常單獨(dú)使用，單人反復(fù)操作手部容易出現(xiàn)疲勞。

D.水龍通過活塞往復(fù)運(yùn)動來吸水與噴水，其出水原理與唧筒相同。

（山東? 袁秋杰供稿）