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第四百一十八章铜铁合金大炮(1)
但在这个冷兵器时代,进行冷兵器的技术改良却是绝对可行的。这个时代的军队战斗力,主要是群体上阵冲杀,并不取决于军卒个体的战斗力,或者说,单兵作战能力是最可以忽略不计的。
从很久之前,甚至是在夏邑练兵期间,孔晟就秘密开始了火器的研发。之前是对于火药的试验,经过了上百个配方的试验,孔晟终于掌握了目前所能做到的极限——将传统的黑火药进行改进,大大增强了其爆炸力。
对于火器的使用,其实唐时就有了。但大多数停留在火箭等小型单兵使用武器方面,这种火器简陋且发射周期很长,很难抵挡对方骑兵快速的冲击,在战争中所能发挥的作用真的是有限的。
所谓火铳火枪之类,在孔晟看来,杀伤力实则有限。主要是没法形成工业化规模制造生产,无法装备全军。他没有本事将冷兵器时代彻底过渡为热兵器时代,当前的军事战争还是要以冷兵器战阵冲杀为主。
于是他早就确定研发火炮的思路。
而对于火炮的研发,早在他进入长安获封为长安候以后就开始了。他名下诸多产业蓬勃兴旺,而所得财富至少有半数被他秘密用在了火炮的研发上。
长安侯府在城外山中有一座庄园,这座庄园就是孔晟的秘密火器作坊和火炮研发基地。如今这座庄园被禁军士卒牢牢把守,没有人知道这是什么所在。
哪怕是孔晟麾下的部将,也不知孔晟的真正意图。
实际上,火炮在距今不远的宋时就出现了,而再往后,元明时代,古代火炮的铸造到达巅峰。孔晟甚至能想象得出,如果自己能提前数百年将大炮研发出来,其杀伤力绝对可以称之为大杀器,作为他在这个时代安身立命的又一筹码。
孔晟让乌显乌解两人招徕了数十名民间的各类能工巧匠,木匠、铁匠、火药师傅等等。这些工匠夜以继日按照孔晟的思路要求,进行试验摸索。
孔晟借鉴后世加农炮和元明火炮的优点,确定了孔氏火炮的图纸。
其难点在于炮管的铸造。
火炮的炮管长,管壁很厚,而且是从炮口到炮尾逐渐加粗,符合火药燃烧时膛压由高到底的原理;在炮身的重心处两侧有圆柱型的炮耳,火炮以此为轴可以调节射角,配合火药用量改变射程;设有准星和照门,依照抛物线来计算弹道,精度很高。他要研发的大炮长在3米左右,口径110-130毫米,重量在2吨以上。发热时将弹丸装进炮管,先点燃引信,后点燃炮管内******,弹丸达到目标后爆炸。
其作用原理是将******在管膛内燃烧的能量转换为弹丸的炮口动能以抛射弹丸,同时产生声、光、热等效应。
但一个搞不好,就会炸膛。
这对于炮管的材质提出了更高的要求。
以现在的冶炼功业水准来看,孔晟知道用钢铁铸造炮管不太现实。最好还是用铜。
只是当前的铜为稀缺金属,开采量不高,多数用为制钱,为官府管控资源。
根据孔晟从户部和工部得来的消息,当今中原地区有铁矿104处,铜矿62处。铜的年收入量约26万斤,这是官府税收统计数字,实际产量可能大大超过。
唐代在武德四年开始铸钱,到现在的乾元元年拥有铸钱炉99座,都设在产铜地区。绛县一地的铸钱炉相当于全国的1/3,表明中条山铜矿区开采极盛。唐代铸钱炉,每炉每年可铸钱3300缗,需用铜21200斤,锡500斤。按99炉计算,每年用铜约210万斤,锡5万斤。
孔晟很难从户部和工部乃至国库中调拨到自己所需的大量资源,只能通过民间渠道进行收购,所得材料只能勉强够铸造出一两门火炮来。
孔晟思之再三,再三权衡,命令工匠先试验铜铁合金。孔晟虽然不是工艺机械师,但掌握科技常识,知道铜和铁的融化温度相差不大,都在1200度左右,它们完全可以相容。具有优良的导电性、导热性、延展性和耐蚀性,结合了铜和铁的优点,既有铜的韧性和质量,又有铁的硬性和脆性,只要寻找到一个合适的结合点,熔炼出来的铜铁合金一定可以铸造炮管。
一个月前,经过了数百次的试验,工匠们终于熔炼出最佳配方的铜铁合金了。
因为试验完全是在孔晟的主导和监督下展开,所以配方确定之后被牢牢掌握在孔晟一人手里。而孔晟对于参与试验的工匠采取了分流程、分步骤作业的管理方法,每一个岗位和每一个环节上的工匠都只知自己所在的岗位工艺要求,严禁串通交流,没有人掌握全局工艺。
这是为了保密和知识产权保护了。
孔府酒坊的工艺、配方至今都没有泄露出去,与孔晟的这种保密管理密不可分。
这样一来,火炮研发制造的成本再一次大大降低。与铜相比,铁的价格相对低廉,这种成本就在孔晟的承受范围之内了。以孔晟现在的财力,支持火炮研发,弄出几门成型的火炮成品来,根本没有问题。
在后世这根本不算什么,但在这个时代,孔晟却深知,这堪称一种重大的技术革命。
有了铸造的原材料,孔晟就着手命人按照他亲自绘制的图纸进行火炮铸造了。
铸造法的第一步是制模。
用非常干的楠木或杉木,按照炮体样式,制成炮模。炮模的两头要长出一尺多,做成轴头,轴头上加铁转棍,然后将炮模安置于旋架之上,以便旋转上泥。
炮模做成以后,再将炮耳、炮箍、花头字样的模子安装上去,并且用细罗过了的碳灰把炮模均匀地涂刷一层,干了以后再用上好的胶黄泥和筛过的细沙,二八相掺,调合成泥,并把羊毛抖开,掺到泥里,和匀后作“经”。
泥调好以后,把它涂糊在炮模上,然后将转棍转动,用圆口木荡板,蘸水荡平候干。待干后,照前法再上泥。待上泥到一定厚度后,用粗条铁线,从炮模的头部密缠至尾部,缠完后照刚才的办法再上泥。等上到快达到要求的厚度后,就用指头大的铁条,比照炮模的长短,长的多用,短的少用,均匀地摆放在炮模上作骨架。
随后用1寸宽、5分厚的铁箍,从炮模头部至尾部,均匀地箍在铁条之外。然后再上泥,上完荡匀。等彻底干透后,再将木芯取出,把炭火放进泥模内,一方面是为了烧干泥模,另一方面是为了把炮耳、炮箍及花头字样等件烧化成灰。等冷却后,扫出灰渣,把木模底安放好,再安尾珠。然后再上泥,干了以后,取出木炮模底,再用炭火烧化尾珠,完全冷却后,等着下窑铸造。
与此同时,用铁打制成模心,长短和火炮的内径长度相等,大小是火炮内径的一半,也同样上好泥,干了以后好用。
第二步是安放炮模和模心。要靠简单机械的帮助,先放好炮模,然后再把模心安装在炮模里,将下口塞紧,四周用干土垫好。
第三步是炼料配料。不管是用生铁还是用铜,都要先进行提炼,然后浇铸成三五斤一块的薄片,等着浇入大炉内铸造用。
第四步是浇注。将精炼的铜(铁)放入预先用砖砌好的灶池形化铜浇注炉内,然后用大火将铜(铁)催化成汁,再逐渐添铜(铁)。等到铜(铁)汁全部化清,如油如水,上面冒起金花绿焰之时,便引出铜(铁)汁,渐渐放入模内,等注满木模,就算浇铸完毕。
第五步是起心。待炮铸成3天内,将模心摇松;到第5天,把模心取出;第8天将土挖开,把炮放倒,两头垫起2尺来高,把模子上的泥打去,扫干净,炮身就铸好了。
第六步是看膛。就是用一定的方法,将炮膛打磨光滑,这是一项非常艰苦细致的工作,数十名工匠轮番上阵昼夜不休也要数日才能完成。
第七步是齐口。炮铸好后,炮口凹凸不平,必须齐口,使炮口齐整光滑。
第八步是鋐膛。将镟刀扦入炮口,把火炮内膛镟得极为光滑。
第九步是钻火门。大炮的位置是否适当,关系到火炮的使用。所以要比照内膛尺寸,紧挨炮底,用粗钻蘸油钻好火门,火门必须与炮底平行,才算合适。
火炮炮身全部加工完毕了,最后把安装在炮车上,就铸造出一门成品火炮。
就在今日,一门清幽幽的铜铁合金加农炮被铸造完成。庄园内,所有的工匠虽然兴奋不已,但实际上却不知道这火炮的真正威力。而没有经过试验发射,也不能断定火炮是否铸造成功了。
孔晟没有轻易下令试射。他决定明日进山,去大山深处进行试射,一旦成功,对于孔晟来说,这将具有改变这个时代格局的惊人力量。
孔晟疲倦地返回长安侯府,这个时候,纪国公主就闯进府中来,直奔他的书房。
纪国公主常来常往是长安侯府的常客,所以下人们也不敢阻拦她。(未完待续。)