宣傳員功能已開放,還等什麼,趕快行動起來加入陣列賺取積分吧!!!現在炮兵小組的人又要面臨抉擇,到底是采用實心鑄造加深鑽工藝來制造身管,還是繼續采用空心鑄造法。
「下一步我們試驗鑽孔法吧?不過得先制造一台鑽孔機。」機械組的幾個人都興致勃勃。
「鑽孔法難了點。」林深河想了想,「效率也有點低,我看可以試試rodmancasting。」
「中心冷卻鑄造嗎?」王洛賓問。
「你知道啊?」林深河有點吃驚,「我以為國內對這方面知道的人不多。」
「個人愛好,純屬個人愛好。」王洛賓想要不是俺在水產大國不比你在腐朽的美帝那麼為所欲為,我也早鑄過大炮了。
所謂rodmancasting鑄造法,就是內模灌水冷卻法。
它的原理很簡單:生鐵澆鑄時的冷卻速率會影響其機械性能,理論上說冷卻速率愈高質地愈硬,理想的大炮是中間炮膛最硬,但實際卻是相反,鑄造大炮的時候卻是中間冷卻最慢。因為第一外層包住內層,外層不冷里面冷不下來。其次外管的表面積也比內管大。不管是輻射或者對流傳導散熱,散熱速度都是和表面積相等的,所以外面會先冷。而這就使炮管密度的分布不理想,身管壽命大打折扣。
先冷卻者先收縮。外層冷卻硬化後,里層還沒冷卻的話,將造成外層比里層更硬,里層的內管可能會形變,或者在里層冷卻時產生裂痕之類的。這導致鑄炮時的廢品率提升,縮減身管壽命,有時候還會影響到火炮的發射性能。
1860年美國南北戰爭期間,美陸軍少校托馬斯丁.羅德曼,發明了這一空心鑄件工藝,圍繞型芯進行鑄炮,型芯內部以流水進行冷卻,這是一個使炮膛內部先行硬化的方法。這就是所謂的rodmancasting鑄造法。這種工藝是早先套筒炮試驗合乎邏輯的發展結果。外層金屬冷卻時向內縮攏,向已經硬化的內層繼續加壓。這樣,發射藥的爆炸力就為炮膛四周的整個厚金屬層所吸收,而不是層層向外膨脹。在美國內戰及以後的20年里,用這種方法制造了大部份美海軍的重型鑄鐵炮。rodmancasting鑄造法的最大意義是大幅降低鑄造時的炮管廢品率,特別鑄造重炮的時候。
從成本角度來說,rodmancasting鑄造法大幅度減少了廢品率,減少了火炮的鑄造成本。其次,這種工藝大幅度的增加了火炮的身管壽命,降低了使用成本。
穿越者面對的敵人和潛在敵人,無論從人力還是物力的掌握上,都遠大于穿越者。穿越者要戰勝他們,就必須控制自己的各種成本。
「這個方法可以試試看,不過這樣的話我們要做一個可容水的硬內模,這樣就不能用剛才的泥模了。」季無聲考慮了下鑄造的問題。
「用鐵模鑄法吧,好像中國人還是第一個用使用的。」
「沒錯,是龔振麟發明的。他也算個奇才了。」
龔振麟是浙江嘉興縣縣丞,本來和軍火工業八竿子打不著,但是他有個「素有巧思」的名聲在外,鴉片戰爭期間被兩江總督裕謙調到寧波軍營專門負責鑄炮。
當時中國的鑄炮工藝是非常落後的,其方法是:
用水和泥,制成模具,然後範金傾鑄,層層筍合。泥模必須烘得干透才行,否則外表雖干,里面濕潤,一遇金屬熔液,潮氣自生,鑄成的火炮就有蜂窩,施放時炮筒容易炸裂傷人。烘干泥模往往要一個月之久,如果踫上雨雪陰寒天氣,則須兩三個月。況且一具泥模只能鑄造一尊火炮,隨即隨棄,不能再用。
從這些描述看,1840年中國鑄炮工匠們所用的工藝,和穿越眾們所試驗性的使用的歐洲在1713年以前的鑄造工藝大致相同。但是歐洲的炮匠在150年前所使用的一些很簡單的加工手段,如泥模的加強筋、泥模焙燒和鐵炮鑄造之後鏜光完全都不知道。
工匠對泥模的制造毫無規範可言,尺寸手法完全存于心中,火炮的比例尺寸也不甚重視。這些已經遠遠落伍于時代的技術卻是工匠的吃飯本錢,被視為「秘法」,既沒有任何技術交流,也沒有改進。就這樣與時代月兌節的鑄炮水準之下居然還有多個完全封閉,互相保密的「流派」。結果就是造出來的大炮甚至還不如明代的仿制的紅夷大炮,
龔振麟因為戰況緊急,前線大炮損耗多,需求量極大,要這麼一月成一批炮,那被英國人拆光大炮的虎門各座炮台多少年也補充不上去。他幾經試驗,終于發明了鐵模鑄炮法。
鐵模鑄炮法是用鐵制造成硬模。鑄炮時,先將鐵模的每瓣內側刷上兩層漿液。第一層漿液是用細稻殼灰和細沙泥制成的;第二層漿液是用上等極細窯煤調水制成的。然後,兩瓣相合,用鐵箍箍緊、烘熱,節節相續,最後澆鑄金屬熔液。待澆足熔液,冷卻成型以後,即刻按模瓣次序剝去鐵模,如剝掉筍殼一樣,逐漸露出炮身,再剔除炮心內的泥胚胎,膛內自然光滑。
同傳統泥模鑄炮相比,鐵模鑄炮的優越性在于:鑄造出來的炮身品質好,里外表面光滑,不像泥模那樣會讓炮身產生氣泡。再來就是因為不需辛苦涂制泥模等干燥,因此制造速度快,且不受氣候影響。因為模子可以重復使用,生產速度快,產量大,成本可以壓得很低。更大的意義在于標準化制造。標準化制造批量制造出外形、性能幾乎完全一模一樣的產品,這點對于火炮來說是至關重要的。
同仁們稱贊說:「其法至簡,其用最便,一工收數百工之利,一炮省數十倍之資。且旋鑄旋出,不延時日,無瑕無疵,自然光滑,事半功倍,利用無窮,闢眾論之導軌,開千古之法門,其有裨于國家武備者,豈淺鮮哉!」
龔振麟發明的鑄模鑄炮法,早于西方30年,這是中國近代少有的一項領先世界的科技成就。
炮兵小組繼續去騷擾木材加工廠,讓他們先用木頭制成陽模,然後季無聲和展無涯一起進行翻沙鑄造,鑄成鐵制陰模,這樣就可以用來鑄炮了。型芯也用鐵制,內部是空心的,兩頭各有管道用來進水和排水。
當金屬液澆入模具後,金屬液便開始慢慢冷卻,這時候內模里的水就派上用場了,靠近內模的金屬液在水的作用下最先冷卻凝結成鋼,而在外層的金屬液冷卻較慢。因為熱脹冷縮的原理,等到整個鑄件都冷卻完畢後外層後冷卻的部分就會緊緊地箍住內層先冷卻部分,這樣整個鑄件就會產生一個向內緊箍的力,就是有了這個力才使得炮管能夠承受更大的膛壓。這種內模控制冷卻的方法可以有「身管自緊」的效果。
經過身管自緊工藝的身管,使用壽命大為延長,還能大幅度的減少身管厚度,減輕重量,增加火炮的機動性。
rodmancasting鑄造法的工藝非常簡單,有了模具之後炮兵小組很快就出了第一門成品,這門炮比泥模的要好得多,特別是炮身不再需要什麼打磨了,炮膛的光潔度也大大提高,雖然還需要鏜光工藝,但是對刀具的消耗要小得多了。
為了檢測鑄造出來的大炮是否符合各項技術參數,炮兵小組決定到博鋪進行一次試射。炮彈是生鐵鑄成的實心彈。鑄造的時候盡量控制了游隙精度,使其不致于差太大。機械組為這兩門炮制造了雙輪炮架,還帶了一個彈藥前車。看起來很象那麼回事。王洛賓去了次農場,才把農場的馬借出了4匹。但是馬到了現場才發現一個問題:沒有合適多馬牽引的馬具公路上跑的雙**車都是單馬牽引,馬具也是直接從原來的時空買來的。雖說馬具不算什麼高深的學問,但是誰也不知道該如何制造。最後不得不繼續發揮資料庫的作用,從一張照片上找到了答案。
還沒等把馬具造出來,已經不耐煩的海軍听說火炮已經鑄造完畢,立刻派了一艘劃艇來運炮。兩門6磅炮和炮架被捆在空油桶的浮筏上,由劃艇拖帶著拉到了博鋪港。
大炮被安放在博鋪的造船廠旁空地上,來看熱鬧的人絡繹不絕,特別是海軍的人馬,幾乎個個都對這兩門黑乎乎的鐵炮愛不釋手。怎麼看怎麼可愛,海軍的一個叫李海平的,干脆提議就這麼把炮裝上船去好了。
「裝上船去好了?你看清楚,這可是牽引式6磅加農炮,地地道道的陸軍火炮。」張柏林一看心愛的大炮要給海軍奪去,馬上跳出來制止。
「拉倒吧,還牽引式呢,你給我來個自行式來?」李海平一臉不以為然,「這小破炮,海軍還看不上眼呢。」
「你說什麼?!」張柏林頓時怒發沖冠,很想沖上去給他一拳,讓他看看陸軍的力量。
「爭什麼呢?」王洛賓趕緊過來打圓場,「這炮能不能打還是個未知數,你們瞎吵吵什麼!」