大家請我當皇帝 第296章

張順一番言辭，將火炮鑄造的前前後後分成理論、設計、工藝、試驗和量產五個階段，張都督頓時覺得腦海中清晰了許多。

他沉吟了片刻，試探着應道：“莫非在設計和工藝之間？”

“那模數之論有誤否？”張順笑着反問道。

“西洋模數之法勝於中國，當無誤也！”張都督老老實實承認道。

“既然模數之論無誤，那以模數之法設計的長短、輕重、口徑及裝藥之炮，焉能有誤？”

“呃……想必定然是鑄造不得其法！”張都督暈了，感情繞來繞去，您這意思是這問題還是出在我身上？

“爲何不得其法？”張順既是在追問張都督，其實也是在追問自己。

“這……恐怕是因爲微臣太過愚鈍！”得了，張都督乾脆破罐子破摔，您着非要揪着我錯誤不放吶？

張順無奈地拍了拍腦袋，這廝什麼都好，就是沒有一點科學的精神，動不動就往自己能力、尊嚴角度琢磨。

他不由提醒道：“冰融則縮，水凍則脹，蓋固液有別也！鐵水與鐵亦定然縮脹不一，鑄造小件，尚且不顯；待到鑄造重炮之時，其中問題定會顯現，此其一也。”

“待鐵水注入，先後左右有別，先注者凝，後注者熔。其冷熱不均，縮脹不同，故而多有縫隙；再加上水汽進入，無處可出，故而多氣泡空洞，此其二也。”

“鐵水速凝則脆，緩凝則韌，蓋緩速有別也，此其三也。”

“凡此三者，請君詳之，火炮必成也！”

原來張順在追問張都督的過程中，自己也漸漸理清了思路。

原本他以爲鑄造火炮是什麼高科技，如今細細想來，其實也不過涉及到固液轉換、熱脹冷縮等基本物理學基礎知識罷了。

然後，火炮裏有孔洞氣泡和材質問題，又涉及到鋼鐵的工藝問題，基本上也在張順能夠理解範圍之內，所以纔有了這番言論。

不過，這番言論倒和前面砂型鑄造沒有什麼邏輯關係。只是張順突然靈感迸發，想到哪兒說到哪兒，儘量利用前世學到的物理學知識分析其中原理罷了。

但也把張都督聽得目瞪口呆，頗有幾分“雖不明而覺厲”的意味兒。

他下意識就把這砂型鑄造當成了這些問題的解決辦法，準備馬上實施一番。

在這番陰差陽錯之下，倒讓張都督瞎貓撞到了死耗子。

原來原本歷史上就是泥範鑄炮用了幾百年以後，最終被更先進的砂型鑄造代替。

其最重要的原因，就是砂型鑄造透氣性好，不容易產生孔洞、縫隙，定型效果也優於泥範鑄造。

甚至張順前世穿越之前，很多現代化工廠，還在採用這種工藝鑄造大型金屬構件。

這種工藝無論是實用性，還是應用範圍，都比張順記得的“鐵模鑄炮法”強多了。

第126章 萬斤紅夷大炮（下）

又過了一日，張都督終於找到了一個手藝不錯的首飾匠人，特意親自帶到閿鄉城內，前去拜見張順。

客套了兩句，張順就讓他坐。

那人嚇得噗通一下就跪在地上，討饒道：“爺爺，您就讓俺跪着吧，這樣踏實！”

張順前世作爲現代人，受不了這個。他又勸了兩句，見他執意如此，只得作罷。

隨即張順問道：“我聽聞你擅長鑄造金銀首飾，敢問與鑄鐵鑄炮有何區別？”

“打造首飾用砂，鑄造鐵器用泥，模範有別！”老匠人沒有一句廢話，老老實實應道。

“用砂如何？用泥又如何？”張順也喜歡這人乾脆利索的勁兒。

“用砂難以定型，但鑄造精細；用泥多孔洞蜂窩，可以鑄造大件！”這匠人也是個門兒清。

“哦？我欲鑄大炮，重萬斤，若用砂如何？”張順單刀直入地問道。

“這……”老匠人遲疑了一下，這才應道，“大王恕罪則個，老朽愚鈍，不曾聞以砂鑄鋼鐵之法也！”

“因爲鐵件小的可鍛造，大件用泥範即可。若是大王執意如此，我倒有個不是辦法的辦法，也不知道中不中用！”

“老先生請講！”張順聽了本來有幾分失望，沒想到他還有些主意，也不知道成不成。

“我覺得可以砂、泥混用，純用砂，則砂模難支；純用泥，大王又不滿意。那何不在砂中摻些黏土，使其成型，然後澆鑄？”老匠人連忙提議道。

“只是此法聞所未聞，乃是老朽胡言亂語，若是不成，還請大王不要怪罪纔是！”

“放心吧，這事兒無論成不成我都不會怪你！”張順本來還想問問老匠人姓名。

只是如今見他有幾分畏懼，爲了免於誤會，他只得勸慰道：“如果這事兒成了，本王還要獎勵你一番！”

那老匠人見張順是個面善的，連忙叩謝一番，千恩萬謝不提。

等到老匠人下去，張順這才扭頭問道：“張先生如何看待此事兒？”

“那……那就試試？”

“你說得沒錯，應該先試試！”張順把最後兩個字加重了語氣，然後接着道，“先試試純砂、泥範和泥砂按照一定比例混合以後的效果。”

“泥砂的比例多試幾種，務必以砂爲主，以泥輔之，把那砂模定型堪用即可！”

張都督聞言領命去了，使人選取沙子、黏土等製作模範進行澆鑄。

這一次不是爲了鑄炮，純粹是爲了驗證各式範模的效果如何，倒沒花費太多功夫。

到了第二天一大早，張都督便拍着門，招呼張順去冶煉處查看情況。

高桂英撅着小嘴很不高興的要爬起來，張順勸說道：“既然你困，那就再睡會兒吧，讓悟空陪我去就成！”

“啊～”高桂英張開口，很不雅的打了一個大大的哈欠。

她一邊匆匆忙忙的穿着衣服，一邊沒好氣的應道，“可別！爹爹上次一個不小心被人割了喉嚨，指不定你那幾個婆娘怎麼嫉恨我呢。若是這一次我再落人把柄，下半輩子還能不能過了？”

“這事兒又不怪你，你擔心個什麼？”張順一邊勸慰他，一邊抓了件香色飛魚服套在了身上。

這時代流行的道袍、直裰、官袍之類的衣服，穿起來倒是很舒服，就是不太方便行動。

而如今張順又是有身份的人了，也不能向以前那樣穿一身短褐，只好選擇較爲方便行走的飛魚服作爲常服。

還真別說，張順身材高大，骨架又寬，穿着看起來確實是威風凜凜，文武兼備。

不多時，穿着好了，高桂英又挑了一定玄色的唐巾，給他戴上，這才施施然出了房間，喊上悟空等護衛一同前往冶煉處去了。

到了地方，試做鐵件尚未開模。張都督便當着張順的面，命工匠逐個砸開了，讓張順一一查看。

還真別說，用沙模澆築的鐵件都表面光滑，孔洞麻點幾乎不見；而以泥模澆築的鐵件，大多坑坑窪窪，不堪入目。

至於泥沙混合範模澆築的結果，其規律基本上是泥愈多，沙愈少，則鑄件越粗糙不堪。

既然外觀沒有太大問題，張順便下令道：“找個掄大錘的過來，給我使勁砸幾下看看，測一測鑄件性能如何！”

原本這些物件要測試抗拉強度纔是，只是爲了驗證泥範、沙範的不同，這一次所澆鑄鑄件，皆以大塊爲主，以這個時代的簡陋工具，實在無法測試。

張順乾脆便採取破壞性實驗，以驗證這些鐵件的耐衝擊力性能如何。

張都督連忙喊來了兩個壯漢，一人提溜個大鐵錘，按照張順的要求，“咣咣”幾錘砸了下去。張順伸頭一看，只見有的毫無損傷，有的破損了邊邊角角，甚至有一塊直接被砸開了。

“行了！”張順察看了半天，伸手指着其中兩個模具位置道，“這兩個不錯，泥砂比例如何？”

張都督一看，連忙應道：“一個是泥一斤則用砂一十九斤，另一個是泥一斤則用砂九斤！”

“哦，就是黏土佔比百分之五和百分之十呀！”張順點了點頭道，“這兩個不錯。”

“不但澆鑄出來的鑄件表面光潔，錘擊不碎，其模具形狀穩固，立而不碎，正堪使用。”

張都督眼睛又不瞎，自然也持同樣看法。

於是，他便請示道：“既然如此，不如就取其中數，製作砂模，再行試鑄火炮？”

“可！”張順點了點頭。這一次砂模試鑄的效果很好，解決了原來泥模的很多缺陷，料想定然能夠大大提升紅夷大炮的鑄造成功率。

張都督一看張順同意了，多日的憋屈一掃而光。

他不由興致勃勃道安排人手，前往河邊撈取沙子。

萬幸這潼關、閿鄉正在滾滾黃河南岸。而這黃河本就號稱“一碗水半碗沙”，盛產沙子。

義軍所鑄造萬斤紅夷大炮，光炮體就有一兩尺粗細，丈餘長短，自然所需細沙數量也是驚人。

如不盡快準備，恐怕成炮之日又不知到哪個猴年馬月去了。

本來這事兒也就這麼成了，誰知張順嘴賤，又問了一句道：“不知這萬斤紅夷大炮形制如何？”

第127章 五十斤重炮

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！”張順伸手製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爲六百克，明代一寸約爲三點二釐米。

依次進行推算可知炮彈重十八公斤，火炮口徑約爲一百八十毫米。

完全不夠啊！

張順記得後世鉅艦大炮時代，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，當把口徑擴爲六寸五，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，那麼炮口壁厚爲0.5a，炮口外徑爲2a，炮耳處壁厚爲0.75a，底徑厚度爲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。

想到這裏，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，很可能是因爲鑄造質量的緣故。

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！”

“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，以爲標準。”

“然後以熟鐵條半寸粗細燒紅繞之。錘之至至三分止，務必使接頭處鍛爲一體。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，長約尺餘，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，張先生以爲如何？”

“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”，但他還是本着負責任的態度，還是依照自己的經驗，提出自己的擔憂。

“應該沒問題！”張順拍着胸脯保證道，“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”，張都督便將工匠分爲三個部分。

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。