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五十九 新式造炮技术

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,靠外则较低,可增加内管壁的强度。无论哪种原因结果是肯定的,那就是不仅炮管的寿命大幅度提升,大口径火炮的废品率也十分低。

    该铸造法在1860年美国南北战争时期,由美联邦陆军少校托马斯·j·罗德曼发明,故又称罗德曼法。当时据称一举将炮管寿命提升五倍之多。

    而其方法本身非常简单:大家都知道,水的比热容要比空气大得多,因此水冷比气冷也快的多,要让里层比外层先冷却,那就用水来冷却炮管。当然,若是真的直接往红热炮管内注水,结果只会让炮管破裂;实际上的方法是,把铸造炮管时,用来作炮管内模的模具换成空心的,中间加上冷却水管道,然后往里面注冷却水就行了。当然这冷却水管道必须要作成可循环样式来保证内膜温度稳定,譬如采用u型管模式从里面开始注水,这样持续循环冷却。

    唯一的问题是冷却速度,也就是水循环速度是有讲究的。太快冷却的话内管会破裂,必须有适当的速度进行才行,这需要多次尝试和实验,并进行最终验证。

    此法可以大幅降低成本,并使铸造大口径火炮成为可能。原因就在于这种“内模水冷技术”可以大幅降低火炮尤其是大口径火炮铸造时的废品率。

    19世纪中期以前,不管东方或西方,重型火炮铸造的废品率相当高。这种情况在明末引进西方火炮制造技术时,《火攻挈要》中记载,由于当时铸造的品质尚不十分稳定,即使是在欧洲,“铸十铳能得二、三铳可用者,便称高手”。废品率高达70~80%以上。这样火炮的成本自然很高。

    而火炮铸造废品率如此之高的原因,最重要最根本的就是炮管内外的冷却速度差距问题。而且炮管的口径越大,炮管壁也越厚,炮管内外冷却速度的差距也越明显,由于这冷却速度的差距,许多材质不好,不够均匀的炮管,就会在冷却时因为热胀冷缩而在火炮身管产生裂痕。而身管出现裂痕的炮管,自然就是废品了。

    不只如此,由于炮管内外冷却速度的差异,有些裂痕外表上是看不见的,而是在管壁金属内部。所以当时造好的火炮,均需作第一次试放。就是在炮管内填满火药但不装炮弹,释放一次,以管壁无裂痕者为合格。如果管壁有内伤,这一放就会裂开来,可以立刻淘汰了。

    而内模水冷技术,可以保证内外管冷却速度基本相同,或者经过实验与调整,将速度差异控制在安全的范围下,如此身管就不会产生内伤了。这一来立刻把废品率降低到个位数百分比,甚至降低到零,从而使造一门炮的价格大幅下降。而炮本身也因为比较结实没有暗伤,因此平均寿命提升五倍。

    此外,在铸造大口径重炮时,由于口径越大,则内外冷却速度差距就越大。因此在自然冷却的时代,口径越大的炮铸造时的废品率也就越高,重量与价格因此也就越高——不成正比,几乎是指数性上升。到了一定程度以上,就是几乎百分之百的失败率了,而罗德曼的“内模水冷技术”解决了这个问题。

    ……

    有了罗德曼铸炮法,使得铸炮的成品率,从20%,一下子提升到了80%以上,水冷控制技术更科学的话,接近百分之百。

    西方国家,也是在“罗德曼铸炮法”出现后,才能够以较低的成本大规模铸炮,并开始铸造几百毫米口径的超级重炮。否则,若无此技术,想都别想。

    ……

    想到这里,阿方索立即把那100名出师的铸炮德意志少年给提了出来,在原先铸炮厂不远的地方,新建一个防守非常严密的城堡,作为新的铸炮厂。然后,他也没有裁撤那些英国工匠,而是又给他们送去了200名学徒,继续高薪刺激他们带徒弟。总之,老的铸炮厂,成了新员工的培训基地。

    100名德意志少年,很快按照阿方索指点的“龚振麟铁模铸炮法”和“罗德曼铸炮法”开始试制18磅的英式“寇菲林长炮”。

    龚振麟的“铁模铸炮法”很简单,只要把稻壳灰换成麦麸灰就成,很快就复制了出来。而“罗德曼铸炮法”则比较麻烦,毕竟,“内膜水冷技术”具体的内冷却手段,阿方索只知原理,却不清楚细节。阿方索亲自参与设计,研究了一个月,才终于勉强弄出了一个水冷办法——

    直接往炮管内倒水肯定不行,需要有介质。u型管太难弄,阿方索干脆制造了和炮管口径差不多的若干个很长的铁桶。用“铁模铸炮法”造出火炮后,炮管朝天,长铁桶里灌满水,从炮管外插入,用间接方法冷却炮管内壁。过一段时间,铁桶和里面的水被滚烫的炮管内壁都弄得发烫了,再拔出铁桶,换上另一个装了水的铁桶,继续冷却……

    虽然比用高端的u型管麻烦许多,但这种土办法,效果倒也不错。经过多次密集测试,新造出的火炮,大约使用寿命真的达到了原来的5倍的样子,非常牛掰!而且,最终火炮铸造的成品率,真的达到了80%以上……

    最后,阿方索一统计,以前10人小组最快每个月制造10门火炮。而现在,10人小组每天制造10门火炮——其效率,至少提高了30倍。遇到雨季,效率能提高90倍……

    而且,火炮使用寿命提高5倍,火炮成品率整整提高4倍以上……

    阿方索在那计算了半天——工人工资他给提高一倍,但工作效率提高30倍以上;成品率提高4倍以上;进口英国熟铁和煤炭花费也不少;因为炼钢使用了脱磷和脱硫技术,成本也上升很多……

    最后,方所得出结果——原本每门造价在20多英镑的18磅英式寇菲林长炮,造价降到了5英镑左右……

    也就是说,阿方索造炮的成本,降低到了原来的四分之一……

    这还是因为阿方索花大价钱从英国进口煤和铁的缘故,加上使用大量燃料和人力,用坩埚炼制碳钢。要是自己高炉炼铁,成本还能降低很多……

    而18磅的英式寇菲林长炮,售价至少55英镑(等于55皮斯托尔)以上,那么,他用新式铸炮法,可以获得近十倍的利润……

    好吧,以后我就卖炮发财得了。阿方索把目标瞄准了西班牙帝国——西班牙帝国海军规模庞大,需要很多重炮。

    但是,西班牙铸造的舰炮,因为熟铁里含硫和磷太多,质量很差劲,远不如英国的火炮。所以,西班牙无敌舰队才被英国人用快船+犀利的英式火炮击败。

    西班牙人也知道英国炮质量好,但是,两国是仇敌,即使詹姆斯一世和西班牙和解,西班牙人也无法从英国搞来大批量的火炮,最多小批量走私,数量不会很多。

    如今,阿方索能量产比英国熟铁火炮质量更好的中低碳钢火炮,价格再定的跟英国人差不多,估计西班牙海军肯定乐意采购。但这恐怕会得罪原先的火炮供应商。不过管他呢,老子是得宠的西班牙王子,还用在意区区火炮供应商的不满?
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