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明末之虎 正文 第二百三十三章 龍擊炮

作者/遙遠之矢 看小說文學作品上精彩東方文學 http://www.nuodawy.com ,就這么定了!
    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,他并未就此責怪他們,因為李嘯知道,在這個明末時代,想要成功鑄成一門火炮,到底有多難。

    19世紀中期以前,不管東方或西方,因為鑄造工藝不成熟,火炮鑄造的廢品率其實是相當高的。

    《火攻挈要》中記載,由于當時鑄造工藝尚不十分穩定,即使是在火炮技術相對成熟的歐洲,“鑄十銃能得二、三銃可用者,便稱高手”。也就是,鑄炮的廢品率可高達7~8%以上!同時,因為廢品率太高,還導致火炮的鑄造價格,長期高居不下。

    李嘯記得,歷史書上曾過,此時火炮鑄造廢品率之所以如此之高,有兩個很重要的原因。

    一個就是,炮管內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,稍不注意,就會在冷卻時因為熱脹冷縮而在火炮身管產生裂痕。而一旦炮管出現了裂痕,自然就是廢品一件了。

    另一個是,炮管的內應力不均勻的問題,會使炮管在內部出現細的裂縫,這些些細的裂痕,外表上是看不出來的,而是隱藏在管壁金屬內部,一經打放,就會暴露出來。

    所以,當日登萊巡撫孫元化就規定,每次造好的火炮,即使在檢驗外表合格后,還均需作三次試放。

    也就是,在炮管內填滿火藥但不裝炮彈,連續打放三次,再檢查管壁無裂痕者為合格。如果管壁有內傷,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,現在火炮廠的試驗區內,這樣的報廢炮管堆積如山。而在成品區內,竟只有區區十門重量為斤左右的輕型紅夷火炮鑄造成功,在空曠的庫房內,擺成了的一列,看起來十分不起眼。

    李嘯心下暗嘆,這近一年時間過去,才造出區區十門,產量未免太低了。而之所以火炮鑄造遲遲上不了規模,這廢品率太高,應該是個重要原因。

    雖然李嘯對于火炮鑄造,也只有書上獲得得一點淺顯知識。但他突然想到,也許,自已可以把這些后世的經驗,向他們簡略明一番,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,能到火炮炮管進行強化的話,可以大幅降低廢品率。

    所謂火炮身管強化,就是在炮管制造的時候,用各種手段,給炮管施加一個由外向內的預應力,這就可以抵銷部份炮彈發射時爆炸產生的向外壓力。一來可以大幅延長炮管壽命,大大降低廢品率,同時加快鑄造速度。二來炮管壁也可以不用做的那么厚,從而達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約成,以十九世紀歐洲的經驗來看,炮管重量降幅可達到~5%之多。

    李嘯打算用延展性與致密性更好的鋼材,來代替現在這種銅胎鐵芯炮管,這樣炮身重量當可大幅下降,也許,那近5%的下降幅度,是完可以實現的。

    接下來,李嘯向趙杰及三名葡萄牙人,簡介了以下兩種技術。

    第一種,是內模水冷技術。

    這種技術,是19世紀中期的美國人羅德曼,在南北戰爭時期發明的,故又稱羅德曼法。當時據稱可一舉將炮管壽命提升五倍之多。這種技術又可稱之為內模可控冷卻技術,或者內模水冷技術。

    而這種技術,其實穿了,也十分簡單,那就是,因為水冷比氣冷還快,如果要讓鑄好的炮管里層比外層先冷卻,那就往炮管內灌水,實施水冷就行了。

    一般來,鑄好的紅熱炮管,在靜置時的自然冷卻,是由外往內,原因一是炮管外表面面積比內管大,其二是外面空氣流通比內部快,這樣自然外層比里層冷的快。但是如果能同時讓炮管里層冷卻,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。

    當然,若是真的傻乎乎地直接往紅熱炮管內注冷水,結果只會讓炮管迅速破裂。實際上的具體做法是,把鑄造炮管時,用來作炮管內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。當然這冷卻水管道必須要作成可循環樣式,譬如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,這樣才能持續循環冷卻。

    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(也就是水循環速度)還是有講究的,太快冷卻的話內管還是會破裂,當年羅德曼也曾就這個問題進行了反復的試驗,才最終確定了大致的水冷速度。而現在趙杰他們要采用這種方法的話,也完可以慢慢實驗,找準技術參數,卻應該不是什么難事。

    而一但采用這種方法,對于趙杰他們來,最大的好處,便是可以大大降低廢品率。

    內模水冷技術,可以保證內外管冷卻速度相同,或者經過實驗與調整,將速度差異控制在安的范圍下,如此身管就不會因為冷卻溫度不一致,而產生裂疑與內傷。同時炮身因為內外緊致的程度一致,從而更加結實,沒有暗傷,平均壽命可提高近五倍!

    也就是,普通鐵炮只能打6發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3發才會達到使用壽命。

    據羅德曼當年的數據來看,美國人在采用這個水冷降溫技術后,鑄炮的廢品率從7%到8%,竟然降低到了個位數!

    這種技術,還有一個十分重要的優點,那就是,可以更方便地鑄造大口徑火炮。

    因為,在鑄造超大口徑炮時,由于口徑大,則內外冷卻速度差距就大。因此在自然冷卻的時代,口徑大的炮鑄造時的廢品率也就高。而鑄造的價格,也會因此呈可怕的指數性上升。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,在登州這幾年時間里,大口徑炮鑄成的極少,而多為中型口徑的火炮的原故。

    而趙杰他們現在鑄成的1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3斤以上的重型紅夷炮,一門都沒造出來。

    而現在如果使用內模水冷技術的話,就可以徹底解決這個問題了,李嘯一直想擁有的能打1斤或16斤炮彈的重型火炮,也就可以正式生產出來了。

    李嘯向趙杰等人完這種技術,趙杰及三名葡萄牙人皆是一臉興奮之色,紛紛用紙筆詳細記錄了下來。

    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化技術。

    這種方法,就是雙層或多層炮管嵌套技術,亦稱身管筒緊技術。與趙杰他們現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,則是專門應對防止出現內應力不均勻而在炮管內部產生裂縫的問題。

    只不過,孫元化的銅胎鐵芯法,是直接用鐵管作內模,再于外面澆鑄銅管,這樣的話,是沒有辦法制造向內的預應力的,也是這為何即使僥幸碰到所鑄的炮管沒有裂縫,也往往在試炮時出現炸裂的原因。

    19世紀中期時,歐洲出現了一種炮管多層嵌套技術,簡單來,是在炮管制造時,造一個內管與一個外管,而外管的內徑要比內管外徑一些,叫做過盈。理論上這樣的內管是不可能塞進外管里的,但巧妙的地方就在這里,只要把外管加熱燒到數百度,則由于熱脹冷縮,外管會膨脹,其內徑也會跟著放大,等到他的內徑膨脹到夠大超過內管外徑的時候,就可以把內管套進外管里。然后等外管冷卻后收縮,自然就會向內箍住內管,提供一個向內的預應力,使內層炮管變得致密緊湊,大大減少裂縫產生的空間。

    而且,這種技術,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管就可以了。

    這種炮管多層嵌套技術,隨著年代的發展,出現了很多種不同的鑄造方法,例如,外管可以不用一個完整的套子,而是用幾個環的方式一一套進來。如果是一端有孔而另一端無的完整套子就稱為炮套,若是兩端有孔的環的話就叫炮箍。再者,除了內管外管兩層外,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,是這種技術的額外優勢。

    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。這是因為火藥在炮尾爆炸,因此炮尾承受的壓力最高,而炮口承受的壓力最低。如果作成前后一樣粗的話,那么炮口的管壁厚度,實際上就是不需要的多余重量。

    因此炮管一般會鑄造成前細后粗的樣式,但這樣的話,在鑄造上會較為復雜。而如果用多層炮管嵌套的話,則可以用同樣粗細的炮管。例如前后一樣粗的公尺長內管,套上1公尺長的次外管,再套上5公分長的最外管這樣的形式,就可以達成給炮管不同部位,提供相對應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。

    這種技術的典型例子,就是19世紀中期德國的克虜伯大炮,以及英國的阿姆斯特朗大炮,這些引領時代潮流的優良大炮,都是多層嵌套技術的產物。

    這種技術,其最大的優點,便是制造上手續簡單,也比較安方便。在十九世紀中后期的巨艦大炮時代,戰艦的大口徑主炮,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,其實真正起來,也沒什么特別復雜的地方,為什么自已就是想不到呢?

    很多時候,技術的瓶頸,其實真的要捅破的話,也就是一層窗戶紙。李嘯提供的這兩項十九世紀才出現的鑄炮技術,在真正生產的時候,其實并沒有太多的復雜性,而且不受技術基礎限制,并不需要象二十一世紀現代陸軍所用的大炮一樣,使用什么鎳鉻合金鋼,以用生產現代軍用炮的精密機床。故而,現在李嘯提供了技術思路與方向后,接下來的試驗,趙杰和葡萄牙人,以及一眾工匠,完可以就此試驗生產出來。

    并且,只要制炮廠做好重點技術的保密工作,那么這些技術,是不會因為火炮在戰場上被擄獲而流出去的,也會難以被模仿。

    “趙杰,官要求你們,在我軍鋼材已成功生產的情況下,以后停止試驗銅胎鐵芯炮,部改為用鋼材制炮。可同時使用這兩種技術,務必要盡早生產出適合我軍使用的重型火炮出來。”

    李嘯用一種殷殷叮囑的語氣,對趙杰等人道。

    “李大人,有你這兩項技術,趙杰我可謂是茅塞頓開啊!您放心吧,我會盡早將成品試產出來,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,現在已是九月,務必在今年年底前,將火炮制作成功,讓生產工藝成熟。然后,看看到明年三月之時,能至少制出門可發射1斤鐵彈的重型紅夷炮出來。

    趙杰一口應諾,保證達到李嘯的要求。

    這時,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。以官看來,就將這新型鋼制火炮,命名為龍擊炮吧。”

    “好,好個龍擊炮,端的有氣勢!”李嘯的這個命名,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,令趙杰將已制好的十門銅胎鐵芯炮,部運往赤鳳衛,以備使用。

    而李嘯在返回赤鳳衛后,立刻有軍兵前來稟報,就在前天,收到了臺灣拓殖集團團長丁佑,送來的飛鴿傳書。

    “哦,速速拿來我看。”李嘯下令道。(未完待續。)

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