攀大炮科技树真的不太会写,我就直接借鉴了。
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忙完了这些事情,李信便去买的的五个炮匠那里看了看。
李信让这五个炮匠在庄子内建一个火炮作坊,主管人是李植,不知道如今建得如何。
等李信走到城东的火炮作坊里,发现熔炉已经建好,五个铁匠正忙着制造铸炮泥型。
李植看到李信过来,自己施了一礼,招呼五个炮匠赶紧跪下:“见过大人!”
李信说道:“免礼!你们的进展怎么样了?”
五个炮匠答道:“工具和熔炉已经打造好,正在制造泥型准备制造第一门铜炮。许久没有造炮了,第一门炮准备铸一门小的。”
李植想了想,问道:“你们用泥型铸炮,那泥土里的水气怎么办?那么高温度的铜水一浇进去,泥型里只要有一丝水分就会立即蒸发在铜炮里形成气泡。这气泡可是火炮的大害,很容易导致炮壁脆弱导致炸镗!”
五个炮匠没想到李植还知道这么专业的问题,互相看了一眼,由匠头王洛宾说道:“大人高明!泥型确实容易藏水,所以我们做好泥型后都要风干一个月才使用。不过即便是这样,还是免不了有些微水气使铜炮形成马蜂窝,平均铸十门炮才有一门炮堪用!”
“十门炮才有一门堪用?那要做多少无用功?李植笑了笑,想起自己在后世了解过的铸炮方法,说道:“如果不用泥型,而是用铸铁做铸模呢!铸铁里面没有水,不会形成气泡,成品率会极大提高!而且铸铁做铸模产出的铜炮内外壁都会比较光滑,可以减少表面清理,镟铣内膛的工作量!”
听到李植的话,五个炮匠都愣住了,他们用泥型做了十年的大炮,却没想过用铸铁来做铁型。
不过他们毕竟是经验丰富的铸造师,李植一点拨他们立即反应过来,都觉得用铸铁来做铸模确实有很大的好处。
没有了气泡,铸造的火炮岂不是每门都能用?再不会有那么多废品!
这防守大人,怎么什么都懂?
摸了摸后脑袋,王洛宾笑着问道:“防守大人,如果用铸铁做铸模,这铸模和铜炮到时候如何分开呢?”
李植就知道这炮匠会问这个问题,稍微回忆一下自己在后世了解的铸造知识,李植说道:“用铁模铸造炮时,先在模的内表面刷上用细稻壳灰与细砂泥加水和成的涂料,再涂刷极细煤粉调制的第二层涂料,然后箍紧铁模,烘热,浇入铜水。待凝固后,立即脱去铁模,趁炮身还是红热时,清除毛刺,得到成品。”
听到李植的话,五个铸炮匠都陷入了沉默,仔细思考着李植的话。
中国是世界上最早使用金属型铸造的国家,早在战国时代就用铁范成批铸造生铁农具和工具。使用铁模铸造采用双层涂料等,也是传统铸造的常规技艺,五个炮匠之前也听说过。此时李植一点拨,他们立即就想通了。
想了半分钟,王洛宾想明白了,说道:
“大人高明!这铸造方法实在是高!”
李植笑着接受了炮匠的恭维,又给炮匠们详细解释道:
“首先按铜炮大小,分五节作出泥炮。然后按泥炮节数分制铁模泥型,每节泥型分成两瓣,用车板旋制内面,使表面光洁形状规整,然后烘干备用。泥型内放入预制的把手,浇注时和铁模铸成一体。”
“用泥型翻铸铁模时,先将炮口那一节倒置在泥制平板上,用泥充填其中一瓣,烘干后,盖上泥制平板,将型箍紧,浇注后便得到第一节铁模的一瓣。然后除去填泥,又可如法铸得另一瓣铁模。这样逐节浇注,就可铸成层层榫合的整套铁模。”
听了李植的这段解释,便是其他四个铁匠也想明白了。他们对李植的办法惊为天人,看向李植的目光除了敬畏,又带上了一丝崇拜。
我大明朝居然还有这样的武官!
李植又说道:“你们先按我说的办法造铜炮,成功了以后,我们再造铁芯铜体大炮。铁芯铜体的大炮更坚固,更轻便!”
还有更好的技术?
这防守大人比当初孙元化大人麾下的弗朗机铸炮师懂得还要多啊!
王洛宾听到这话眼睛发亮,把匠人对技术的崇拜展露无遗。
火炮作坊失败了几次,最后在李植的指导下,用了二十天时间摸索出了技术,成功使用铁坯造出了铜炮。这种新方法造出的铜炮炮身上没有蜂窝气孔,质量要远远好于泥坯铸造的铜炮,不但提高了铸炮的成功率,而且降低了成品炮的炸镗概率。
而且用铁坯铸炮铁坯可以重复使用,省却了铸模时间,铸炮速度大大加快了,三天就能铸造一门铜炮。
不过李植不满足于此,李植又让匠人们铸造铁芯铜体大炮。所谓铁芯铜体大炮就是先用熟铁铸造炮芯,待炮芯冷却后用铸模包裹炮芯,在铸模中炮芯外面浇铸一层青铜。
这种造炮方法是明末中国的一项发明,可惜在原先的历史上没有得到广泛推广。明末中国的铸造技术并不落后于西方。明廷和后金长期的战争中产生了对先进武器的需求,铁芯铜体大炮便应运而生。这种新式火炮能以较少的材料承受较高的膛压,降低了火炮的重量。同时熟铁熔点较高耐磨性较好,因此这种技术提高了火炮的寿命。不仅如此,因为青铜较为昂贵,铁芯铜体炮节约了用铜,还降低了铸炮成本。
李植让炮匠们按这种方法摸索、制造火炮。
从广东买回来的生铁质地优异,含硫率很低。非常适合铸炮。
历史上,明代的闽粤地区的生铁就是以质地优越著称的,该地区的炼铁工场因为以木炭为燃料炼铁,含硫量比北方使用煤炭炼制出来的生铁要低得多。而硫正是使生铁变脆,品质下降的一个主要因素。
李植选择的第一种野战火炮是这个年代的米宁轻型长炮,这是一种84毫米口径,使用六磅炮弹,炮身长两米的前膛炮。这种火炮的直射距离是400米,最大抛射射程3200米,标准炮重900斤。不过李植使用铁芯铜体技术铸炮,炮重可能可以下降不少。
选择这种火炮的原因是火炮的重量和口径都比较适合。李植以后面对的战斗大多数都是和步兵骑兵混合的敌人进行野战。无论是东北的后金还是西北的流贼都擅长野战,较少在坚城中死守。李植不需要能够摧毁敌人要塞的重炮,而是需要能够配合步枪兵野战的轻型火炮。
这样的需求下,六磅炮就比较适合了。
九百斤的火炮还能用铁芯铜体技术改造得更轻一些,这样可以用马车拖拉,运输也比较方便。
炮匠们要进行各种试验制造,到造出符合李植要求的成品估计还要一段时间。李植又去tj雇佣了五个铁匠到范家庄,让他们给五个炮匠打下手,做学徒。然后李植就把任务交给炮匠们,自己则去忙别的事情了。
王洛宾决定先采用一种西洋铸炮法,这种铸炮术同样需要制造泥模。
他们请木材加工厂加工出了一批专用的木模具:作为支撑体使用的锥形材,车制的炮尾模。完成之后,首先着手的是阳模的毛坯。先在作为支撑体的锥形木材上用草绳密实的缠出大炮的形状。此时的阳模毛肧离最终尺寸还有25cm左右的余量。然后用粘土和水混合成的泥灰均匀的一层一层的糊在阳模毛肧上。要等上一层彻底干透以后才能糊下一层。
在涂抹的时候,他们让整个阳模的尺寸比大炮的实际尺寸要大一些,因为铸件会收缩。当最后一层泥灰干透并且矫正过外形之后,在阳模毛肧外面涂一层蜡――缺少石蜡,用蜂蜡代替。阳模表面会很光滑而在下一道工序中不会粘住阴模。炮尾是车制的木模,用螺钉固定在阳模毛肧上。
阳模完工之后就开始利用它制造铸炮的铸模。铸模是把粘土、陶土、细沙和水混合成的半流质泥灰一层一层的涂在阳模上。同样要一层干透以后才涂下一层。完全干透之后在铸模的外面加上铁条的加强筋。
模具彻底干燥之后,要将阳模取出,方法是将铸模头尾部切开,取出阳模内芯的锥形木材,然后将缠绕的草绳拉出。因为有阳模和铸模之间的那层蜡,所以在取出的时候会比较容易,实在困难的话还可以通过加热的方法使蜡面熔化,造成空隙脱离开。炮尾的模具是单独制造的。
模具的第三个部件是型芯,是由附着在铁条上的粘土制成的,一般为圆柱体,但是在装火yao的部位可能一个特殊的形状。型芯被装入主模具中,装在主模尾部的铁制型芯撑和位于模具炮口部分的粘土制圆环会把型芯固定在适当的位置。
单独制作的炮尾阴模和炮身阴模重新组合在一起,三个模具装配牢固之后,就要加以焙烧模具完全坚固,最后模具被炮口朝上的整个埋进熔炉旁边填实压紧的土坑里。姜野设计安装了个可以把模具整个吊起的木吊架,因为当时在修建熔铁炉的时候没考虑到铸炮的需求,炼钢车间的地面是被硬化过的。不得已只好在铸造车间又修建了座熔铁炉,不过因为不需要炼铁,只是简单的将金属熔化了就可以,炉子没有使用蓄热炉。流道是一出四。季无声亲自来指导,展无涯自己也有些铸造的经验,所以第一次铸造就很成功。
浇铸完成之后保温24小时再从泥坑里挖出来。在进一步冷却以后阴模外面的加强筋被拿掉,铸模被打碎,炮兵小组的人用锤子和凿子清除掉炮身上残余的灰渣。
最后,这门铸铁的6磅加农炮就算铸造完成了。它还需要进一步的加工,进行炮膛的镗光处理。机械组自己制造了一台简易的镗床来对炮膛进行加工,动力甚至都没用到电动机或者柴油机,而是一头驴。这头驴子驱动一个绞盘带动一根镗杆,镗杆顶部是一个高碳钢制的膛刀。
镗光作业可以大大提高火炮内壁的光洁度,但是经过测量发现镗光工艺并不能真正切削出一个圆柱体或者校正铸炮过程型芯的偏差。而在整个过程中硬质残留物对镗杆也伤害甚大。换句话说,这个工艺消耗过大。
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“崇祯四年(1631)正月初八日。后金铸造红衣大炮,炮身上镌曰:天祐助威大将军。并有铸造年月,督造官员及铸匠、铁匠的姓名。”
后金原无火器,铸炮自此开始。后金在沈阳利用俘虏过来的工匠刘汉。成功仿制了西洋大炮。定名为“天佑助威大将军”,他们还创造了“失蜡法”,化铸铁为铸钢,对火炮的不同部位进行复杂的退火、淬火处理,使铸炮工艺领先于明朝。
由于夷字犯上满洲人的忌讳,红夷大炮便更名为“红衣大炮”。皇太极在八旗军设置新营“重军”(乌真超哈),后来佟养性任总兵官,曹振彦任教官。开始运用炮兵战术。
红夷大炮在设计上确实有其优点,它的炮管长,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低的原理;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。
多数的红夷大炮长在3米左右,口径110-130毫米,重量在2吨以上。红夷大炮最突出的优点是射程,对重型火炮而言,射程是衡量其性能的重要环节,即使现今也不例外。
大凌河之战所用最早的这一批红夷大炮,有效射程为500米左右,最大射程不到1.5公里。满清定鼎天下后又不断改进,使有效射程达到1500米,最大射程到2公里。
但它的局限性也不小,如长于攻城,拙于野战,更别提守城了。装填发射的速率不高。且炮体笨重,无法迅速转移阵地,故在野战时,多只能在开战之先就定点轰击,当对方情势发生逆转,则往往无法机动反应。
红夷大炮是种架退式前装滑膛火炮,每发射一次,都会严重偏离原有射击战位。按照正常的操作程序,需要经历复位、再装填,再次设定方向角和仰角的步骤。
前装火炮是没有可能提高射速的,因为发射一次以后,必须灌水入炮膛,熄灭火星,以干布帮在棒子上伸入炮膛去擦干,再填入火药,助燃物,塞进去炮弹,然后再点放,这些动作相当缓慢和烦琐,还不包括修正炮位。
这是前装火炮的通病,能三分钟一发就非常不错了,可惜一匹奔跑的战马在一分钟内能跑的距离相当可观,来得及开第二炮吗?所以前装火炮的特点是射速慢,但威力大,轰城墙没有问题,可对付骑兵那是笑话。