張順話音剛落,張都督便獻寶似的賣弄道:「此萬斤紅夷大炮長一丈零七寸二分,外徑一尺六寸,內徑五寸六分,尾徑闊兩尺一寸九分,可裝藥二百四十兩,射鐵彈四百八十兩。」
「炮成之後,聲如霹靂,彈如雷霆,一炮糜爛數十里不止……」
「等等,等等!」張順伸手制止住了張都督的吹噓之詞,迅速心算了一番。
一斤十六兩,四百八十兩不就才三十斤嗎?
張順記得鐵的密度是每立方厘米七點八克,他曾利於測密度的方法反推出明代一斤約為六百克,明代一寸約為三點二厘米。
依次進行推算可知炮彈重十八公斤,火炮口徑約為一百八十毫米。
完全不夠啊!
張順記得後世巨艦大炮時代,沒有200mm以上主炮,都不好意思出門見人,甚至部分戰列艦口徑更是達到恐怖的400mm以上。
張順蹲下來撅了個草棍,在地上寫寫算算半天,把草棍一扔,大嘴一張道:「原先設計太過保守,當把口徑擴為六寸五,炮彈至少要重五十斤!」
張都督聞言差點哭了,我這設計是發射三十斤炮彈的重型紅夷大炮。
您老大嘴一張,把彈藥差點就給我翻番了,這不是開玩笑嗎?
張順是在開玩笑嗎?當然不不是了。
他現在在鑄炮過程中,多次實驗以後,發現一個問題。
所有炸膛的火炮多是從火炮後半部分炸開,準確的說是從火炮藥室處炸開。
從當初張順利用紅銅測算火炮各處受力分析來看,藥室承受的壓力要遠遠超過炮膛的其他部分。
也就是說西洋傳來的模數體系,其實數據也存在很大的缺陷。
按照如今從西洋傳過來的模數理論,如果火炮內口徑是a,那麼炮口壁厚為0.5a,炮口外徑為2a,炮耳處壁厚為0.75a,底徑厚度為3a,而炮長應該在火炮口徑20倍以上。
張都督依照西洋模數設計的萬斤紅夷大炮,結果一放就炸,不得不加厚炮壁。
實際設計的火炮外徑已經達到內口徑的三倍;底徑接近內口徑的四倍,這也是該炮過於沉重的原因之一。
但是若以張順實驗的結果看來,這門萬斤紅夷大炮其實在藥室這個關鍵部位用料明顯不足,而在炮管等無關緊要的部位又用料較多,造成過多死重。
所以張順的想法很簡單,在加大萬斤紅夷大炮口徑以後,只需要加強大炮的藥室應該就能夠滿足要求了。
想到這裡,張順便問道:「這幾次火炮炸膛,都大概開裂在何處?」
張都督滿心不高興,不過也拿自家主公沒辦法。
他只好皺了皺眉頭,一邊思索一邊應道:「有六門……不,七門是後部炸開;有三門前端炸開,一門從中間炸開!」
哦?雖然和自己所想有些區別,但是好像並不是很影響結論。
張順稍作思索,便明白其他部位炸裂,很可能是因為鑄造質量的緣故。
他便笑道:「張先生莫要困擾,先以我的法子鑄造兩門一試,若是果然能成,豈不妙哉?」
「若是不成,再依舊法不遲!」
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「好!」張都督一聽,精神稍振,便向張順請教新炮尺寸。
「先以生鐵鑄造圓柱一個,長九尺七寸五分,直徑六寸五分,以為標準。」
「然後以熟鐵條半寸粗細燒紅繞之。錘之至至三分止,務必使接頭處鍛為一體。及第一層完畢,第二層交錯繞之,亦如法錘鍛!」
「兩層皆畢,錘得熟鐵壁厚約六分。再於後端多纏繞兩道,長約尺余,以加強藥室。」
「然後將其取出,放入模中,權作炮芯之用。以生鐵注之,待鐵水冷卻以後,取出待用!」
「炮口粗約一尺四寸,炮耳處壁厚粗約一尺七寸,炮尾粗二尺二寸,總體重量控制住萬斤左右,張先生以為如何?」
「這……炮口、炮耳處是不是有點太薄了?」張都督雖然有點反感張順「瞎指揮」,但他還是本著負責任的態度,還是依照自己的經驗,提出自己的擔憂。
「應該沒問題!」張順拍著胸脯保證道,「先前我在山西造炮,不懂其中門道,故而讓工匠多方試做,經過驗證得知:火藥之力全在藥室,炮膛、炮管承受不過其餘力罷了。」
「若是澆鑄得法,不僅炮體更輕,火力更是大勝原炮!」
張都督雖然心中依舊有幾分不信,奈何當初在山西被「擎天柱」的火炮也鬧心的夠嗆,只得老老實實聽令行事。
由於之前生鐵反覆冶煉,有些已經脫碳成了「熟鐵」,張都督便將工匠分為三個部分。
一部分負責挑揀鐵礦,開爐冶煉生鐵;一部分負責製作砂模,準備澆鑄工作;還有一部分則利用張順「發明」的水力鍛錘捶打熟鐵,轉等生鐵芯製作好以後,鍛造火炮內膛。
這其中又各有困難:
比如鑄造萬斤紅夷大炮需要鐵水萬餘斤,而山西常用的坩堝冶鐵法,一次只出粗鐵百餘斤,根本不足用。
張都督只好選取鐵質稍差的高爐煉鐵法,一次能出鐵水六七百斤。
唯有七八爐齊煉,方足一方模具之用。
而製作砂模看似最簡單,其中砂和黏土如何充分混合,亦是大問題。
這時代有沒有攪拌機,不可能一下子就製作出來那麼多合格的黏土沙子混合物。
張都督便命工匠以小桶和之,逐桶檢驗,合格方許用到模上。
模具製成,濕潤難用,只得取麥秸放入模具之內,點燃了用小火慢慢烘乾。
反倒是最廢功夫的鍛造熟鐵炮膛最為簡單,不但有水力鍛錘可以作為助力,張順以熟鐵卷在生鐵柱上的辦法也簡單易行。
只是等炮膛鍛造完畢,生鐵柱卻被卷在裡面,八頭牛都拽不出來了。
怎麼辦?張順只好利用熱脹冷縮的原理,將裹在裡面的鐵柱浸在冷水裡,對外面的熟鐵炮膛加熱,才把二者分離開來。
張順和張都督等人齊心協力,前後耗費了半個月時光,終於把這炮鑄好了。
「舜王,請開模吧!」張都督恭恭敬敬道請示道。
「好!」張順看著面前半埋入地下的兩個大傢伙,點了點頭。
他頗有些前世玩遊戲,攢夠了一個十連,準備抽卡的心情。
是非成敗,在此一舉了!