汉武挥鞭-第323章
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若可大幅加长炮管,又以铸铁制的炮弹取代石弹,稍稍减小口径,从而减少炮的游隙(即炮膛内径与弹体之间的空隙),就可提高了炮弹的初速,增强炮弹的冲击力。
此类火炮谓之“加农炮”,是指炮管较长,发射仰角较小,弹道低平,可直瞄射击,炮弹膛口速度高的火炮。
从臼炮到加农炮的转变,是火炮发展历程的大飞跃,其重要性不言可喻。
对大汉更是如此,刘彻本就不想用黑火药作为火炮的发射药,而是打算用跨时代的三基发射药,即为如含火棉、硝化甘油和硝基胍的火药。
那问题就来了,别说青铜炮和铸铁跑,就算是有缝钢炮都耐受不住三基发射药的爆炸力。
发射药加少了,口径小的加农炮威力太低;发射药加多了,加农炮极易炸膛。
毕竟加农炮的炮管细长,炮身不如臼炮敦实,对金属刚性要求极高。
正因加农炮管又细又长,故想铸造出符合标准的无缝钢管难度很高,除非锻铸时能一体成型。
军工业向来就能反映出所处社会的整体科技水准,愈是高端的军事科技,科技树上就不愈不能偏科。
譬如航空母舰上,大到船壳甲板,小到螺丝螺栓,差一点都不成的。
无缝钢管的铸造成功,意味着少府向制作加农炮迈出关键一步,刘彻自是欣喜不已。
大汉骑兵对匈奴连战连捷,至少在面对到罗马帝国的重装兵团前,汉骑应是再没甚么强劲对手了。
刘彻不想搞甚么落后的火绳枪乃至燧发枪,射程短,威力小,射速慢,对现今主要负责远征任务的汉军而言,燧发枪很是鸡肋。
总不能让骑兵跑到数万里外,下了马排成火枪阵,学着后世拿破仑麾下枪兵,一排排的轮番射击。
待得大汉加农炮制作成功,就可着少府诸冶监继续尝试将无缝钢管小型化,最终得以用来制作枪管。
再弄出些钢制配件,且设计出击发药装在枪弹底部的金属定装弹,那击发枪就可以现世了。
击发枪所使用的是定装弹,无烟火药的发明则促成定装弹的发展,扣动扳机施放击锤撞击击针,击针击发底火,底火再引燃发射药射出弹丸。
大汉现下已可制取大量火棉,即硝化纤维,故大批量制取无烟火药不是问题。
只要少府冶金工艺再度大幅提升,铸造出符合标准的无缝枪管及铜铅定装弹,别说击发枪,就是后世威名赫赫的马克沁机枪,刘彻都能设计出来。
突突突
刘彻想到汉军将士用马克沁机枪突突掉罗马重装兵团的场景,只觉着实美得慌。
只是且还有得等,路要一步一步走,饭要一口一口吃,工业发展更要脚踏实地,急不来的。
刘彻亲身驾临少府诸冶监,仔细验看陆续铸造出的五根无缝钢管。
之所以耗费巨赀连铸五根,乃因刘彻近年为少府乃至帝国科学院定下的章程,新工艺和新科技实现的表征,必是可重复验证的,侥幸弄出来虽可视为关键性突破,却不能真的视为成功。
刘彻细细瞧那钢管,长愈丈许,汉代一丈十尺,每尺约二十四厘米,故此钢管约有两米五,长度为后世清代威远将军等轻型臼炮的三倍有余。
然此钢管口径较小,仅为半尺,不及威远将军炮的一半。
炮管长度对口径比例对加农炮的射程有很大影响,简单来讲,比例愈高,射程会愈大。
在十八世纪,加农炮的炮身长度多为口径的二十余倍,射程仅有数公里。
到得二战,随着发射药改进和冶金工艺的发展,加农炮身最长可达到口径的五十倍,最高射程可达三十公里。
待得被榴弹炮逐渐取代,加农炮的最长炮身为口径七十倍,最高射程超过三十五公里。
少府诸冶监铸造出的首批无缝钢管的长度将将为口径的二十倍,且口径不大,就算铸造成炮,也只能算轻型加农炮。
不过因大汉版加农炮可采用三基发射药,最大射程应能接近五公里,换算成大汉度量,约莫能有个十里地,至于能打得多准,那就难说了。
这也不错啦!
刘彻伸手摩挲着尚有些粗糙的钢管表面,心内雀跃不已。
好歹是无缝钢管,不似清代威远将军炮为铜铸,故炮身的管壁厚度仅为五寸,却已足以保证炮身刚度,即所谓的“梁强度”,极大降低了炸膛的风险。
且因管壁厚度远比威远将军炮平均壁厚小,故虽炮管长得多,但可预估这大汉加农炮完全成型后,重量不会比威远将军炮重多少。
依照史籍推估,威远将军炮全重应不到三千公斤,依大汉度量,约为二百钧。
此等重量,若大汉要往万里外派远征军,从陆路要拖过去还是有些麻烦的,毕竟这年月没甚么铁路,刘彻也不会在境外造桥修路,铺设沥青大道。
然若将之安装到风帆战列舰上,日后海战将不再需要用高爆弩箭,到了地方还能卸下来供陆军使用,攻城拔寨自是无往不利。
坚船利炮的时代,就要正式拉开序幕了!
想到此节,刘彻反倒缓下心境。
蒸汽机,汽轮机,轮船,铁壳轮船,大汉的船舰发展还任重道远,得步步往前推进。
至于螺旋桨和涡轮机,那特么就扯太远了,刘彻又不是小白穿越文的主角,压根没奢望天上咵嚓掉下个大裤衩,里头装着根又大又粗的金手指。
现下少府诸冶监已能铸造出合乎炮管标准的无缝钢管,那蒸汽机的气缸就有了着落。
过往最犯愁的就是气缸钢壁的坚固程度和密闭性,有了无缝钢管,两者都足以保障,活塞处的气密性虽尚难以完全解决,但倒不算太重要。
后世影剧常见老式轮船或火车的蒸汽机室,咵嚓咵嚓冒得满室白雾,就是活塞部分在漏气了,这是很正常的事。
只是汽修工在气缸附近压根没法呆,每逢蒸汽机出现故障,往往只能先停机,待气缸完全停止运作,且温度下降后,再对其进行维修。
这等缺陷在某些时候是要命的,尤其是在两国海军彼此交战时,停船可就成了活靶子。
不过大汉倒也不在乎这事,若真能有安装了蒸汽机的铁壳巨舰,放眼现今世界,在海上还有甚么敌手,就算船舰真在海战时趴窝,只怕也没人能将之击沉的。
念及至此,刘彻边是费心劳神从脑海书库翻找火炮资料,不断完善大汉加农炮的设计图纸,边是让清河王刘乘去与少府卿陈煌商议,先铸造个小型气缸试试。
刘乘对蒸汽机虽早有了解,却也只是些粗浅皮毛。
因刘彻早年对他说过,依着大汉的冶练工艺,这蒸汽机短期内是搞不出来的,就算不惜工本的纯手工研磨部件,因体积小,效率低,也压根不实用。
嗯就跟那热气球似的,除了刘乘闲来没事时,会乘着个微型的在沧池上晃荡,还真是没甚么旁的用处。
无缝钢管的出现,意味着大汉冶炼工艺的大幅提升,使蒸汽机最关键的气缸部件得以真正实现,且可将之大型化,进而真正具有实用价值。
刘彻再三嘱咐刘乘,必得循序渐进,从小型蒸汽机做起,慢慢试验,别到时气缸没爆裂,反倒是锅炉先给炸了。
摆弄蒸汽机虽比搞雷管安全不少,但依照刘彻上辈子的见闻,被锅炉炸死的倒霉蛋还是不少的。
蒸汽机造得愈大,就愈是危险,便连气缸漏汽都会将人烫死烫伤。
帝国科学院的匠奴们出现伤亡倒还罢了,若刘乘这院监出甚么意外,刘彻可就真真赔大发了。
故而刘彻给刘乘下了严令,设计图纸可以,制造过程也可参与其中,但生火验证时得躲得远远的,别特么得意忘形,拿小命开玩笑。
先前帝国科学院在制取叠氮化钠时,就曾将实验室给炸了,好在刘乘没事,刘彻也庆幸自个总不厌其烦的叮嘱他小心小心再小心。
诺贝尔,居里夫人,邓稼先
前世多少科学先辈就因些许不慎,对身体造成难以挽回的伤害,着实令人扼腕叹息,更当引以为鉴。
实验室向来不是甚么安全之地,刘彻作为化工硕士,对此深有体会。
加农炮的试制更是如此,刘彻特意让羽林卫协助少府匠师负责铸炮制炮,更调拨了不少汉人官奴到羽林卫在城外的演练场,以作为试炮时的操作手,尽量避免匠师和羽林卫出现伤亡。
第四百四十章 火炮设计()
刘彻上辈子虽学过机械制造,但可没设计过甚么火炮,只能参照相关书籍仔细斟酌。
依火炮的发展进程,滑膛炮最终会演化成线膛炮,即在炮管内壁增加有规则的旋转膛线,其截面类似风车状。
发射时沿炮膛膛线旋转前进,出炮口后炮弹具有一定的转速,可以保持稳定飞行,射击精度比滑膛炮更准确,射程更长。
然少府诸冶监能铸造出无缝钢管已属不易,想在炮管里增加规则膛线,那还得等车工技艺也迎来大飞跃才行,也不知要耗到何年何月。
况且线膛炮的炮弹多为从炮尾装填,也就是所谓的“后膛炮”,故其射程之所以优于滑膛炮,也是由于弹带和膛线密合,可防止火药燃气泄露,保证火药燃气对弹丸有足够的推力,以增大射程和提高射击的密集度。
若是线膛炮和滑膛炮皆采用“前膛炮”设计,反是滑膛炮的射程更远,然射击精度则仍是线膛炮更高。
二战后的火炮自是皆为后膛炮,但在金属炮闩、弹药筒和膛线的新工艺出现前,前膛炮才是战争中的主力火炮。
前膛炮的炮尾不能打开,炮膛与炮管铸造为一体,炮弹从炮口装入,通常采用火门点火式的发射方式,火门位于炮尾上部,当药包从炮口送入炮尾底部,炮手会用铁丝等尖锐物体从火门刺破炮膛内的药包,再从火门倒入点火药,最后点燃发射。
前膛炮的缺点显而易见,装药装弹太过麻烦,导致射速太低。
每次发射后,炮膛内有燃烧不充分的和残余燃烧的火药、火药包残渣,需要用沾水的拖把伸进去清理一下,避免重新装填火药时候发生火灾等事故。
尤是水师将士使用的舰炮,每次发射后,还得将炮拽离射击口做一系列清洁工序,往前面装药和炮弹,再推回射击口。
然若因此而认定后膛炮威力比前膛炮大,那就大错特错了。
若后膛炮解决不了铸造工艺不良带来的问题,更容易发生事故,由于炮闩合缝不严密也会造成一部分火药爆炸能量损失,导致射程和炮弹威力远不如前膛炮。
况且前膛炮可装填不同种类的炮弹,抑或是包裹着碎铁片的填充物乃至霰弹,大大增加杀伤面积,这是早期后膛炮极难做到的。
后膛炮虽装填弹药方便,与同口径的前膛炮比,其射速或可高达十倍。
然而后膛炮造价高昂,且对工艺要求极高,不光是炮管,更重要的是炮闩。
后膛炮的炮闩可分为楔式和螺式两大类,楔式炮闩装填快,但不易密闭,螺式炮闩装填慢,但密闭性更好,更安全且射程更远。
对螺式炮闩,刘彻暂时是不考虑的,就大汉现今的铸造技术和车工,造螺丝钉都有些费劲,就别说在炮尾里整出与螺式炮闩严丝合缝的螺纹了。
纯手工慢慢锉?
只怕锉到刘彻七老八十,也装备不完大汉水师的战列舰群。
楔式炮闩对车工要求不高,但对金属品质要求却极高。
其实早在十五世纪就出现了后膛炮,但直到十九世纪后期,后膛炮才得以成为战场的主力火炮。
现今大汉若硬要制作后膛炮,便不能采用三基发射药,而要采用威力小的无烟火药,必将极大限制射程和炮弹威力。
世间万物皆有两面性,脱离实际需求而盲目追求高新技术,反倒会因存在短板而导致事倍功半,这就是木桶的短板理论。
况且依着现下大汉的金属铸造工艺,若采用楔式炮闩,炸膛的风险太高,实在不划算。
刘彻自不会犯如此愚蠢的错误,大汉现今有三基发射药,那前膛火炮发射后,清洁工序会比使用黑火药简单得多。
不必为追求射速而选择后膛炮,造成射程大为降低,甚至限制炮弹种类,减损对敌杀伤力。
主力火炮暂时要设计为前膛炮,后膛炮可以着帝国科学院慢慢试制,主要先尝试往小型化的方向走,以此积攒经验,作为日后主力火炮更新换代的技术积累,后膛炮的炮弹后装方式也可让大汉匠师们作为枪械的重要参考。
刘彻见过完整的科技树,大汉匠师们却没有,故而军工