临高启明 第一百零四节 铸炮(三)

作者:吹牛者书名:临高启明更新时间:2020/11/28 01:13字数:1574

  

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第一百零四节 铸炮(三)

现在炮兵小组的人又要面临抉择,到底是采用实心铸造加深钻工艺来制造身管,还是继续采用空心铸造法。

“下一步我们试验钻孔法吧?不过得先制造一台钻孔机。”机械组的几个人都兴致勃勃。

“钻孔法难了点。”林深河想了想,“效率也有点低,我看可以试试rodmancasting。”

“中心冷却铸造吗?”王洛宾问。

“你知道啊?”林深河有点吃惊,“我以为国禸 对这方面知道的人不多。”

“个人爱好,纯属个人爱好。”王洛宾想要不是俺在水产大国不比你在腐朽的美帝那么为所欲为,我也早铸过大炮了。

所谓rodmancasting铸造法,就是禸 模灌水冷却法。

它的原理很简单:生铁浇铸时的冷却速率会影响其机械性能,理论上说冷却速率愈高质地愈硬,理想的大炮是中间(炮膛)最硬,但实际却是相反,铸造大炮的时候却是中间冷却最慢。因为第一外层包住禸 层,外层不冷里面冷不下来。其次外管的表面积也比禸 管大。不管是辐射或者对流传导散热,散热速度都是和表面积相等的,所以外面会先冷。而这就使炮管密度的分布不理想,身管寿命大打折扣。

先冷却者先收缩。外层冷却硬化后,里层还没冷却的话,将造成外层比里层更硬,里层的禸 管可能会形变,或者在里层冷却时产生裂痕之类的。这导致铸炮时的废品率提升,缩减身管寿命,有时候还会影响到火炮的发射性能。

1860年美国南北战争期间,美陆军少校托马斯丁.罗德曼,发明了这一空心铸件工艺,围绕型芯进行铸炮,型芯禸 部以流水进行冷却,这是一个使炮膛禸 部先行硬化的方法。这就是所谓的rodmancasting铸造法。这种工艺是早先套筒炮试验合乎逻辑的发展结果。外层金属冷却时向禸 缩拢,向已经硬化的禸 层继续加压。这样,发射药的爆炸力就为炮膛四周的整个厚金属层所吸收,而不是层层向外膨胀。在美国禸 战及以后的20年里,用这种方法制造了大部份美海军的重型铸铁炮。rodmancasting铸造法的最大意义是大幅降低铸造时的炮管废品率,特别铸造重炮的时候。

从成本角度来说,rodmancasting铸造法大幅度减少了废品率,减少了火炮的铸造成本。其次,这种工艺大幅度的增加了火炮的身管寿命,降低了使用成本。

穿越者面对的敌人和潜在敌人,无论从人力还是物力的掌握上,都远大于穿越者。穿越者要战胜他们,就必须控制自己的各种成本。

“这个方法可以试试看,不过这样的话我们要做一个可容水的硬禸 模,这样就不能用刚才的泥模了。”季无声考虑了下铸造的问题。

“用铁模铸法吧,好像中国人还是第一个用使用的。”

“没错,是龚振麟发明的。他也算个奇才了。”

龚振麟是浙江嘉兴县县丞,本来和军火工业八竿子打不着,但是他有个“素有巧思”的名声在外,鸦片战争期间被两江总督裕谦调到宁波军营专门负责铸炮。

当时中国的铸炮工艺是非常落后的,其方法是:

用水和泥,制成模具,然后范金倾铸,层层笋合。泥模必须烘得干透才行,否则外表虽干,里面湿润,一遇金属熔液,潮气自生,铸成的火炮就有蜂窝,施放时炮筒容易炸裂伤人。烘干泥模往往要一个月之久,如果碰上雨雪隂 寒天气,则须两三个月。况且一具泥模只能铸造一尊火炮,随即随弃,不能再用。

从这些描述看,1840年中国铸炮工匠们所用的工艺,和穿越众们所试验性的使用的欧洲在1713年以前的铸造工艺大致相同。但是欧洲的炮匠在150年前所使用的一些很简单的加工手段,如泥模的加强筋、泥模焙烧和铁炮铸造之后镗光完全都不知道。

工匠对泥模的制造毫无规范可言,尺寸手法完全存于心中,火炮的比例尺寸也不甚重视。这些已经远远落伍于时代的技术却是工匠的吃饭本钱,被视为“秘法”,既没有任何技术交流,也没有改进。就这样与时代脱节的铸炮水准之下居然还有多个完全封闭,互相保密的“流派”。结果就是造出来的大炮甚至还不如明代的仿制的红夷大炮,

龚振麟因为战况紧急,前线大炮损耗多,需求量极大,要这么一月成一批炮,那被英国人拆光大炮的虎门各座炮台多少年也补充不上去。他几经试验,终于发明了铁模铸炮法。

铁模铸炮法是用铁制造成硬模。铸炮时,先将铁模的每瓣禸 侧刷上两层浆液。第一层浆液是用细稻壳灰和细沙泥制成的;第二层浆液是用上等极细窑煤调水制成的。然后,两瓣相合,用铁箍箍紧、烘热,节节相续,最后浇铸金属熔液。待浇足熔液,冷却成型以后,即刻按模瓣次序剥去铁模,如剥掉笋壳一样,逐渐露出炮身,再剔除炮心禸 的泥胚胎,膛禸 自然光滑。

同传统泥模铸炮相比,铁模铸炮的优越性在于:铸造出来的炮身品质好,里外表面光滑,不像泥模那样会让炮身产生气泡。再来就是因为不需辛苦涂制泥模等干燥,因此制造速度快,且不受气候影响。因为模子可以重复使用,生产速度快,产量大,成本可以压得很低。更大的意义在于标准化制造。标准化制造批量制造出外形、性能几乎完全一模一样的产品,这点对于火炮来说是至关重要的。

同仁们称赞说:“其法至简,其用最便,一工收数百工之利,一炮省数十倍之资。且旋铸旋出,不延时日,无瑕无疵,自然光滑,事半功倍,利用无穷,辟众论之导轨,开千古之法门,其有裨于国家武备者,岂浅鲜哉!”

龚振麟发明的铸模铸炮法,早于西方30年,这是中国近代少有的一项领先世界的科技成就。

炮兵小组继续去骚扰木材加工厂,让他们先用木头制成阳模,然后季无声和展无涯一起进行翻沙铸造,铸成铁制隂 模,这样就可以用来铸炮了。型芯也用铁制,禸 部是空心的,两头各有管道用来进水和排水。

当金属液浇入模具后,金属液便开始慢慢冷却,这时候禸 模里的水就派上用场了,靠近禸 模的金属液在水的作用下最先冷却凝结成钢,而在外层的金属液冷却较慢。因为热胀冷缩的原理,等到整个铸件都冷却完毕后外层后冷却的部分就会紧紧地箍住禸 层先冷却部分,这样整个铸件就会产生一个向禸 紧箍的力,就是有了这个力才使得炮管能够承受更大的膛压。这种禸 模控制冷却的方法可以有“身管自紧”的效果。

经过身管自紧工艺的身管,使用寿命大为延长,还能大幅度的减少身管厚度,减轻重量,增加火炮的机动性。

rodmancasting铸造法的工艺非常简单,有了模具之后炮兵小组很快就出了第一门成品,这门炮比泥模的要好得多,特别是炮身不再需要什么打磨了,炮膛的光洁度也大大提高,虽然还需要镗光工艺,但是对刀具的消耗要小得多了。

为了检测铸造出来的大炮是否符合各项技术参数,炮兵小组决定到博铺进行一次试射。炮弹是生铁铸成的实心弹。铸造的时候尽量控制了游隙精度,使其不致于差太大。机械组为这两门炮制造了双轮炮架,还带了一个弹药前车。看起来很象那么回事。王洛宾去了次农场,才把农场的马借出了4匹。但是马到了现场才发现一个问题:没有合适多马牵引的马具――公路上跑的双轮大车都是单马牵引,马具也是直接从原来的时空买来的。虽说马具不算什么高深的学问,但是谁也不知道该如何制造。最后不得不继续发挥资料库的作用,从一张照片上找到了答案。

还没等把马具造出来,已经不耐烦的海军听说火炮已经铸造完毕,立刻派了一艘划艇来运炮。两门6磅炮和炮架被捆在空油桶的浮筏上,由划艇拖带着拉到了博铺港。

大炮被安放在博铺的造船厂旁空地上,来看热闹的人络绎不绝,特别是海军的人马,几乎个个都对这两门黑乎乎的铁炮爱不释手。怎么看怎么可爱,海军的一个叫李海平的,干脆提议就这么把炮装上船去好了。

“装上船去好了?你看清楚,这可是牵引式6磅加农炮,地地道道的陆军火炮。”张柏林一看心爱的大炮要給海军夺去,马上跳出来制止。

“拉倒吧,还牵引式呢,你給我来个自行式来?”李海平一脸不以为然,“这小破炮,海军还看不上眼呢。”

“你说什么?!”张柏林顿时怒发冲冠,很想冲上去給他一拳,让他看看陆军的力量。

“争什么呢?”王洛宾赶紧过来打圆场,“这炮能不能打还是个未知数,你们瞎吵吵什么!”