見到趙杰與葡🤦📤萄牙人們懊🎠🎁📝喪的表情,李嘯心里亦在惋惜不已。
只不過,他并未就此🙍責(zé)怪他們,因?yàn)槔顕[知道,在這個(gè)明末時(shí)🍆😵代,想💪要成功鑄成一門火炮,到底有多難。
19世紀(jì)中期以❤前,不管東方或西🚛方,因?yàn)殍T造工藝不成熟,火炮鑄造💼♉💽的廢品率其實(shí)是相當(dāng)高的。
《火攻挈要》中記載,由于當(dāng)時(shí)鑄造工藝尚不十分穩(wěn)定,即使是在火炮技術(shù)相對成熟的歐洲,“🏧🕧🕓鑄十銃能得二、三銃可用者,便稱高手”。也就是說,鑄炮的廢品率可高達(dá)70~80%以上!同時(shí),因?yàn)閺U品率太高,還導(dǎo)致火炮的鑄造價(jià)格,🥗🍀長期高居不下🔪🐟。
李嘯記得,歷史書上曾說過,🕢❎🀄此時(shí)火炮鑄造廢品率之所以如此⛲之高,有兩個(gè)很重要的原因。
一個(gè)就是,炮管⏹內(nèi)外的冷卻速度差距問題。由于這冷卻速度的差距,炮管鑄造時(shí),稍不注意,就會在冷卻時(shí)因?yàn)闊崦浝淇s而在火炮身管產(chǎn)生裂痕。而🕊🚲🕌一旦炮管出現(xiàn)了裂痕,自然就是廢品一件了。
另一個(gè)是,炮管的內(nèi)應(yīng)🥥😿🐴力不均勻的問題,會使炮管在內(nèi)部出現(xiàn)細(xì)小的裂縫,這些些細(xì)小的裂痕,外表上是看不出來的,而是隱藏在🤓🔫🕡管壁金屬內(nèi)部,一經(jīng)打放,就會暴露出來。
所以,當(dāng)日登萊巡🍁❤🤾撫孫元化就規(guī)定,每次造好的🌃🕷🐿火炮,即使在檢驗(yàn)外表合格后,還均需作三次試放。
也就是,在炮管內(nèi)填滿火藥但不裝炮彈,連續(xù)打放三次,再檢查管壁無裂痕者為合⛽格。如果管壁有內(nèi)傷,一定會在這三次打放中,裂開暴露,這樣的炮管,也就只能淘汰了。
李嘯注意🐷🐿到,現(xiàn)在火炮廠的試驗(yàn)區(qū)內(nèi),這樣的報(bào)廢炮管堆積如山。而在成品區(qū)內(nèi),竟只有區(qū)區(qū)十門重量為2000斤🤣📟左右的輕型紅夷火炮鑄造成功,在空曠的庫房內(nèi),擺成了小小的一列,看起🕗來十分不起眼。
李嘯心下暗嘆,這近一年時(shí)間📘🏝🐯過去,才造出區(qū)區(qū)十門,產(chǎn)量未免太低了。而之所以火炮鑄造遲遲上不了規(guī)模,這廢品率太高,應(yīng)該是個(gè)重要原因。
雖然李嘯對于火炮鑄造,也只有書本上獲得得一點(diǎn)淺⬇🐎🛐顯知識。但他突然想到,也許,自已可以把這些后世的經(jīng)驗(yàn),向他們簡略說明一番,讓趙杰他們把握方向,再去加以解決。
李🛏🌩🐔嘯記得,在前世看過的歷史書中,曾記載過,如果在鑄造過程中,能到火炮炮管進(jìn)行強(qiáng)化的話,可以大幅降低廢➰🛩🐎品率。
所謂火炮身管強(qiáng)化,就是在炮管制造的時(shí)候,用各種手段,給炮管施加一個(gè)由外向內(nèi)的預(yù)應(yīng)力,這就可以抵銷部份炮彈發(fā)射時(shí)爆炸產(chǎn)生的向外壓力。一來可以大幅延長炮管壽命,大大降低廢品率,同時(shí)加快鑄造速度。二來炮管壁也可以不用做的那么厚,從而達(dá)到用較薄的炮管獲得同樣的膛壓耐力的效果,因此便可以大幅降低火👑🌀🎟炮重量并節(jié)約成本⬛🌭📄,以十九世紀(jì)歐洲的經(jīng)驗(yàn)來看,炮管重量降幅可達(dá)到20~50%之多。
李嘯打算用延展性與致密性更好👝📕🌘的鋼材,來代替現(xiàn)在這種銅胎鐵芯炮管,這樣炮🛂👆🏐身重量當(dāng)可大幅下降,⭐🦀🥔也許,那近50%的下降幅度,是完可以實(shí)現(xiàn)的。
接下來,李嘯向趙杰及三🐟😂🚦名葡萄牙人,簡介了以下🛄兩種技術(shù)。
第一種,是內(nèi)模水冷技術(shù)。
這種技術(shù)👻,是19世紀(jì)中期的美國人羅德曼,在南北戰(zhàn)爭時(shí)期發(fā)明的,故又稱羅德曼法。當(dāng)時(shí)據(jù)稱可一舉將炮管壽命提升五倍之多。這種技術(shù)又可稱之為🕡🔈內(nèi)??煽乩鋮s技術(shù),或者內(nèi)模水冷技術(shù)。
而這種技術(shù),其實(shí)說穿了,也十分簡單,那就是,因?yàn)?#128524;😨🍙水冷比氣冷還快,🚉如果要讓鑄好的炮管里層比外層先冷卻,那就往炮管內(nèi)灌水,實(shí)施水冷就行了。
一般來說,鑄好的紅熱炮管,在靜置時(shí)的自然冷卻,是由外往內(nèi),原因一是炮管外表面面積比內(nèi)管大,其二是外面空氣流通比內(nèi)部快,這樣自然外層比里層冷的快。但是如果能同時(shí)讓炮管里層冷卻,甚至使之比外層🔅🤩先冷下來,不但可以提升整根炮管的冷卻速度,更可以提高炮管性能。
當(dāng)然,若是真的傻乎乎地直接往紅熱💜⚾🐤炮管內(nèi)注冷水,結(jié)果只會讓炮管迅速破裂。實(shí)際上的具體做法是,把鑄造炮管時(shí),用來作炮管內(nèi)🥎🕳模的模具換成空心的,中間加上冷卻水管道,然后往里面注冷卻水就行了。當(dāng)然這冷卻水管道必須要作成可循環(huán)樣式,譬如說U型管,又或者把水管出口放在炮尾處,從里面開始注水之類的,這樣才能持續(xù)循環(huán)冷卻。
看到這里,可能各位讀者都能感覺到,這樣的炮管冷卻方法,和電腦的CPU水冷十分相象。這種水冷法,唯一的問題是,冷卻速度(也就是水循環(huán)速度)還是有講究的,太快冷卻的話內(nèi)管還是會破裂,當(dāng)年羅德曼也曾就這個(gè)問題進(jìn)行了反復(fù)的試驗(yàn),才最終確定了大致的水冷速度。而🛴🔊🤕現(xiàn)在趙杰他們要采用這種方法的話,也完可以慢慢實(shí)驗(yàn),找準(zhǔn)技術(shù)參數(shù),卻應(yīng)該不是什么難事。
而一但采用這種方🛢📵法,對于趙杰他們來說,最大的好處,便是可以大大降低廢品率。
內(nèi)模水冷技術(shù),可以保證內(nèi)外管冷卻速度相同,或者經(jīng)過實(shí)驗(yàn)與調(diào)整,將速度差異💍📴控制在安的范圍下,如此身管就不會因?yàn)槔鋮s溫度不一致,而產(chǎn)生裂疑與內(nèi)傷。同時(shí)炮身因?yàn)閮?nèi)外緊致的程度一致,從而更加結(jié)實(shí),沒有暗傷,平均壽命可提高近五倍!
也就是說,普通鐵炮只能打600發(fā)就要🈚開🧒裂不能再用的話,這種用水冷法制造的火炮,則能打個(gè)3000發(fā)才會達(dá)到🤚使用壽命。
據(jù)羅德曼當(dāng)年的數(shù)據(jù)來看,美國人在采用這個(gè)水冷降溫技術(shù)后,鑄炮的廢品率從70%到80%,竟然降低到了🌨個(gè)位數(shù)!
這種技術(shù),還📕🎩有一個(gè)十分重要🔟的優(yōu)點(diǎn),那就是,可以更方便地鑄造大口徑火炮。
因?yàn)椋阼T造超大口徑炮時(shí),由于口徑越大,則內(nèi)外冷🎚🐚🤢卻速度差距就越大。因此在自然冷卻的時(shí)代,口徑越大的炮鑄造時(shí)的廢品率也就越高。而鑄造的價(jià)格,也會因此呈可怕🎻🥅的指數(shù)性上升。而如果要鑄的火炮大到了一定程度以上,幾乎就是百分之百的失敗率了。
這也是為何登萊巡撫孫元化,在登州這幾年時(shí)間里,大口徑炮鑄成的極😘🙍少,而多為中小型口徑的火炮的原故。
而趙杰他🦊們現(xiàn)在鑄成的10門火炮中,是只能打6斤或8斤炮彈的輕型紅夷炮,那種🈵🤔重達(dá)3000斤以上的重型☝🎂紅夷炮,一門都沒造出來。
而現(xiàn)在如果使用內(nèi)模水冷技術(shù)的話,就可以徹底解決這個(gè)問題了,李嘯一直想擁有的能打12斤或16斤炮彈的💴重型火炮,也就可以正式生產(chǎn)出來了。
李嘯向趙杰等人說完這種技術(shù),趙杰及三名葡萄牙人皆是一臉興奮之色,紛👣紛用紙筆詳細(xì)👋🚵記錄了下來。
李嘯能明顯感覺到,趙杰及一眾工匠🔆🌂🎸看向自已的眼神中,充滿了敬佩之情,與那些煉鋼工人看自已的眼神十分類似。
接下來,李嘯再💦向他們介紹第二種火炮炮管強(qiáng)化技術(shù)。
這種方法,就是雙層或多層炮管嵌套技術(shù),亦稱身管筒緊技術(shù)。與趙杰他們現(xiàn)在正在做的銅胎鐵芯炮,很有些類似之😙處。但具體的制作方法,卻是很有差別的。
這種方法,則是專門應(yīng)對防止出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力不均勻而在炮管內(nèi)部產(chǎn)👢💚🚞生裂縫的問題。
只不過,孫元化的銅胎鐵🐘👀💼芯法,是直接用鐵管作內(nèi)模,再于外面澆鑄銅管,這樣的話,是沒有辦法制造向內(nèi)的預(yù)應(yīng)力的,也是這為何即使僥幸碰到所鑄的炮管沒有裂縫,也往往在試炮時(shí)出現(xiàn)炸裂的🚑🥍原因。
19世紀(jì)🖼🔀😘中期時(shí),歐洲出現(xiàn)了一種炮管多層嵌套技術(shù),簡單來說,是在炮管制造時(shí),造一個(gè)內(nèi)管與一個(gè)外管,而外管的內(nèi)徑要比內(nèi)管外徑小一些,叫做過盈。理論上這樣的內(nèi)管是不可能塞進(jìn)外管里的,但巧🍉🙅妙的地方就在這里,只要把外管加熱燒到數(shù)百度,則由于熱脹冷縮,外管會膨脹,其內(nèi)徑也會跟著放大,等到他的內(nèi)徑膨脹到夠大超過內(nèi)管外徑的時(shí)候,就可以把內(nèi)管套進(jìn)外管里。然后等外管冷卻后收縮,自然就會向內(nèi)箍住內(nèi)管,提供一個(gè)向內(nèi)的預(yù)應(yīng)力,使內(nèi)層炮管變得致密緊湊,大大減少裂縫產(chǎn)生的空間。
而且🍗,這種🛒🍟🌴技術(shù),真正使用起來也十分簡單,只要能把外層炮管燒紅使之膨脹套住溫度相對較低🛥🌸的內(nèi)管就可以了。
這種炮管多層嵌套技術(shù),隨著年代的發(fā)展,出現(xiàn)了很多種不同的鑄造方法,例如說,外管可以不用一個(gè)完整的套子,而是用幾個(gè)環(huán)的方式一一套進(jìn)來。如果是一端有孔而另一端無的完整套子就稱為炮套,若是兩端有孔的環(huán)的話就叫炮箍。再者,除了內(nèi)管外管兩層外,需要的話也可以在外管上再套上第三層、第四層管子,以加強(qiáng)特定部位,尤🐩♟其是承壓力最大的炮膛尾部的耐壓力。
這種層層上套的手段,是這種技術(shù)的額外優(yōu)勢。
眾所皆知,大炮炮管壁一般不會前后一樣厚度,🙃通常是炮口的地方薄,炮尾的地方厚。這是因?yàn)榛鹚幵谂谖脖?,因此炮尾承受的壓力最高,而炮口承受的壓力最?#128271;😁🎙。如🏾😊果作成前后一樣粗的話,那么炮口的管壁厚度,實(shí)際上就是不需要的多余重量。
因此炮管一般會鑄造成前細(xì)后粗的樣式,但這樣的話🗺,在鑄造上會較為復(fù)雜。而如果用多層炮管嵌套的話,則可以用同樣粗細(xì)的炮管。例如前后一樣粗的2公尺長內(nèi)管,套上1公尺長的次外管,再套上🐦🌞50公分長的最外管這樣的形式,就可以達(dá)成給炮管不同部位,提供相對應(yīng)的厚度以承受不同壓力,從而大幅降低鑄造難度,并且提升制造速度。
這種技術(shù)的典型例子,就是19世紀(jì)中期德國的克虜伯大炮,以及英國的🍏🏀阿姆斯特朗大炮,這些引領(lǐng)時(shí)代潮流的優(yōu)良大炮,都是多層嵌🎥套技術(shù)的產(chǎn)物。
這種技術(shù),其最🚆🌐🚔大的優(yōu)點(diǎn),便是制造上手續(xù)簡單,也比較安方便。在十九世紀(jì)中后期的巨艦大炮時(shí)代,戰(zhàn)艦的大🖋口徑主炮,一般都是用這種方式來制造的。
聽完李嘯再介紹完這層多層炮管嵌套技術(shù)后,趙杰及各位工🤳🏷💊匠,都有一大🍩開了眼界的感覺。
李嘯所提供的這些技術(shù),其實(shí)真正說起來,也沒什么特✝🔍別復(fù)雜的地方,為什么自已就是想📮🌷不到呢?
很多時(shí)候,技術(shù)的瓶頸,其實(shí)真的要捅破的話,也就是一層窗戶紙。李嘯提供的這兩項(xiàng)十九世紀(jì)才出現(xiàn)的鑄炮技術(shù),在真正生產(chǎn)的時(shí)候,其實(shí)并沒有太多的復(fù)雜性,⛰而且不受技術(shù)基礎(chǔ)限制,并不需要象二十一世紀(jì)現(xiàn)代陸軍所用的大炮一樣,使用什么鎳鉻合金鋼,以用生產(chǎn)現(xiàn)⚓🐍🎖代軍用炮的精密機(jī)床。故而,現(xiàn)在李嘯提供了技術(shù)思路與方向后,接下來的試驗(yàn),趙杰和葡萄牙人,以及一眾工匠,完可以就此試驗(yàn)生產(chǎn)出來。
并且,只要制炮📌🚃💤廠做好重點(diǎn)技術(shù)的保密工作,那么這些技術(shù),是不會因?yàn)榛鹋谠趹?zhàn)場上被擄獲而流出🈹去的,也會難以被模仿。
“趙杰,本官要求你們,在我軍鋼材已成功生產(chǎn)的情況下,以后停止試驗(yàn)銅胎🚩鐵芯炮,部改為用鋼材制炮。可同時(shí)使用這兩種技術(shù),務(wù)必要盡早生產(chǎn)出適合我軍使用的重型火炮出來?!?br/>
李嘯用一種殷殷叮囑的語氣,對趙杰等人說道。
“李大人,有你這兩項(xiàng)技術(shù),趙杰我可謂是茅塞頓開??!您放心吧,我會盡早🍪👷將成品試產(chǎn)出來,一定包李大人您滿意!”趙杰爽快地回答道。
最后,李嘯與趙杰他們約🚷🧝🌴定,現(xiàn)在已是九月,務(wù)必在今年年底前,將火炮制作成功,讓生產(chǎn)工藝成熟。然后,看看到明年三月之時(shí),能至少制出20門可發(fā)射12斤鐵彈的重型紅夷炮出來。
趙杰一口應(yīng)諾,保證達(dá)到李嘯的要求。
這時(shí),他仿佛想到了什么,他眨著眼對李嘯笑道:“李大人,那這新炮造了出來,大人可💅👰🍍曾想🕴🙋㊙好給它取🚟個(gè)什么名字?”
李嘯笑了起來,他沉🚁🕧🐂吟了一下,便朗聲道:“古語有話道,迅疾之攻,有如龍擊。以本官看來,就將這新型鋼制火炮,命名為龍擊炮吧?!?br/>
“好,好個(gè)龍擊炮,端的有氣勢!”李👷嘯的這個(gè)命名,讓一眾工匠為之叫好。
隨后💦🦓,李嘯又與眾人聊了一陣,便離開了火器研制👋😉場。
他離開時(shí),令趙杰將已制好的十門👊銅胎鐵芯炮,部運(yùn)🍷♌往赤鳳衛(wèi)🔆🙂,以備使用。
而李嘯在返回赤鳳衛(wèi)后,立刻有軍兵前來稟報(bào),說就在前🖨天,收到了臺灣拓⏳殖集團(tuán)團(tuán)🥦長丁佑,送來的飛鴿傳書。
“哦,速速拿來我看?!崩顕[下令道。