第845章 五十斤重炮
第845章五十斤重炮
张顺话音刚落,张都督便献宝似的卖弄道:“此万斤红夷大炮长一丈零七寸二分,外径一尺六寸,内径五寸六分,尾径阔两尺一寸九分,可装药二百四十两,射铁弹四百八十两。”
“炮成之后,声如霹雳,弹如雷霆,一炮糜烂数十里不止……”
“等等,等等!”张顺伸手制止住了张都督的吹嘘之词,迅速心算了一番。
一斤十六两,四百八十两不就才三十斤吗?
张顺记得铁的密度是每立方厘米七点八克,他曾利于测密度的方法反推出明代一斤约为六百克,明代一寸约为三点二厘米。
依次进行推算可知炮弹重十八公斤,火炮口径约为一百八十毫米。
完全不够啊!
张顺记得后世巨舰大炮时代,没有200mm以上主炮,都不好意思出门见人,甚至部分战列舰口径更是达到恐怖的400mm以上。
张顺蹲下来撅了个草棍,在地上写写算算半天,把草棍一扔,大嘴一张道:“原先设计太过保守,当把口径扩为六寸五,炮弹至少要重五十斤!”
张都督闻言差点哭了,我这设计是发射三十斤炮弹的重型红夷大炮。
您老大嘴一张,把弹药差点就给我翻番了,这不是开玩笑吗?
张顺是在开玩笑吗?当然不不是了。
他现在在铸炮过程中,多次实验以后,发现一个问题。
所有炸膛的火炮多是从火炮后半部分炸开,准确的说是从火炮药室处炸开。
从当初张顺利用红铜测算火炮各处受力分析来看,药室承受的压力要远远超过炮膛的其他部分。
也就是说西洋传来的模数体系,其实数据也存在很大的缺陷。
按照如今从西洋传过来的模数理论,如果火炮内口径是a,那么炮口壁厚为,炮口外径为2a,炮耳处壁厚为,底径厚度为3a,而炮长应该在火炮口径20倍以上。
张都督依照西洋模数设计的万斤红夷大炮,结果一放就炸,不得不加厚炮壁。
实际设计的火炮外径已经达到内口径的三倍;底径接近内口径的四倍,这也是该炮过于沉重的原因之一。
但是若以张顺实验的结果看来,这门万斤红夷大炮其实在药室这个关键部位用料明显不足,而在炮管等无关紧要的部位又用料较多,造成过多死重。
所以张顺的想法很简单,在加大万斤红夷大炮口径以后,只需要加强大炮的药室应该就能够满足要求了。
想到这里,张顺便问道:“这几次火炮炸膛,都大概开裂在何处?”
张都督满心不高兴,不过也拿自家主公没办法。
他只好皱了皱眉头,一边思索一边应道:“有六门……不,七门是后部炸开;有三门前端炸开,一门从中间炸开!”
哦?虽然和自己所想有些区别,但是好像并不是很影响结论。
张顺稍作思索,便明白其他部位炸裂,很可能是因为铸造质量的缘故。
他便笑道:“张先生莫要困扰,先以我的法子铸造两门一试,若是果然能成,岂不妙哉?”
“若是不成,再依旧法不迟!”
“好!”张都督一听,精神稍振,便向张顺请教新炮尺寸。
“先以生铁铸造圆柱一个,长九尺七寸五分,直径六寸五分,以为标准。”
“然后以熟铁条半寸粗细烧红绕之。锤之至至三分止,务必使接头处锻为一体。及第一层完毕,第二层交错绕之,亦如法锤锻!”
“两层皆毕,锤得熟铁壁厚约六分。再于后端多缠绕两道,长约尺余,以加强药室。”
“然后将其取出,放入模中,权作炮芯之用。以生铁注之,待铁水冷却以后,取出待用!”
“炮口粗约一尺四寸,炮耳处壁厚粗约一尺七寸,炮尾粗二尺二寸,总体重量控制住万斤左右,张先生以为如何?”
“这……炮口、炮耳处是不是有点太薄了?”张都督虽然有点反感张顺“瞎指挥”,但他还是本着负责任的态度,还是依照自己的经验,提出自己的担忧。
“应该没问题!”张顺拍着胸脯保证道,“先前我在山西造炮,不懂其中门道,故而让工匠多方试做,经过验证得知:火药之力全在药室,炮膛、炮管承受不过其余力罢了。”
“若是浇铸得法,不仅炮体更轻,火力更是大胜原炮!”
张都督虽然心中依旧有几分不信,奈何当初在山西被“擎天柱”的火炮也闹心的够呛,只得老老实实听令行事。
由于之前生铁反复冶炼,有些已经脱碳成了“熟铁”,张都督便将工匠分为三个部分。
一部分负责挑拣铁矿,开炉冶炼生铁;一部分负责制作砂模,准备浇铸工作;还有一部分则利用张顺“发明”的水力锻锤捶打熟铁,转等生铁芯制作好以后,锻造火炮内膛。
这其中又各有困难:
比如铸造万斤红夷大炮需要铁水万余斤,而山西常用的坩埚冶铁法,一次只出粗铁百余斤,根本不足用。
张都督只好选取铁质稍差的高炉炼铁法,一次能出铁水六七百斤。
唯有七八炉齐炼,方足一方模具之用。
而制作砂模看似最简单,其中砂和黏土如何充分混合,亦是大问题。
这时代有没有搅拌机,不可能一下子就制作出来那么多合格的黏土沙子混合物。
张都督便命工匠以小桶和之,逐桶检验,合格方许用到模上。
模具制成,湿润难用,只得取麦秸放入模具之内,点燃了用小火慢慢烘干。
反倒是最废功夫的锻造熟铁炮膛最为简单,不但有水力锻锤可以作为助力,张顺以熟铁卷在生铁柱上的办法也简单易行。
只是等炮膛锻造完毕,生铁柱却被卷在里面,八头牛都拽不出来了。
怎么办?张顺只好利用热胀冷缩的原理,将裹在里面的铁柱浸在冷水里,对外面的熟铁炮膛加热,才把二者分离开来。
张顺和张都督等人齐心协力,前后耗费了半个月时光,终于把这炮铸好了。
“舜王,请开模吧!”张都督恭恭敬敬道请示道。
“好!”张顺看着面前半埋入地下的两个大家伙,点了点头。
他颇有些前世玩游戏,攒够了一个十连,准备抽卡的心情。
是非成败,在此一举了!
本章所写的火炮,张都督设计的版本以清末万斤红夷大炮“耀武大将军”为模板,而主角的设计以英国68磅舰炮为模板。
按照后来的铸炮理论,炮体重量应该在炮弹的一百五十倍左右。主角设计的火炮发射炮弹重五十斤,一百五十倍应该是七千五百斤,鉴于技术所限,以及明末装药要高于后来的装药量,故而放大到一万斤,作为主角一方的攻城大杀器!
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张顺话音刚落,张都督便献宝似的卖弄道:“此万斤红夷大炮长一丈零七寸二分,外径一尺六寸,内径五寸六分,尾径阔两尺一寸九分,可装药二百四十两,射铁弹四百八十两。”
“炮成之后,声如霹雳,弹如雷霆,一炮糜烂数十里不止……”
“等等,等等!”张顺伸手制止住了张都督的吹嘘之词,迅速心算了一番。
一斤十六两,四百八十两不就才三十斤吗?
张顺记得铁的密度是每立方厘米七点八克,他曾利于测密度的方法反推出明代一斤约为六百克,明代一寸约为三点二厘米。
依次进行推算可知炮弹重十八公斤,火炮口径约为一百八十毫米。
完全不够啊!
张顺记得后世巨舰大炮时代,没有200mm以上主炮,都不好意思出门见人,甚至部分战列舰口径更是达到恐怖的400mm以上。
张顺蹲下来撅了个草棍,在地上写写算算半天,把草棍一扔,大嘴一张道:“原先设计太过保守,当把口径扩为六寸五,炮弹至少要重五十斤!”
张都督闻言差点哭了,我这设计是发射三十斤炮弹的重型红夷大炮。
您老大嘴一张,把弹药差点就给我翻番了,这不是开玩笑吗?
张顺是在开玩笑吗?当然不不是了。
他现在在铸炮过程中,多次实验以后,发现一个问题。
所有炸膛的火炮多是从火炮后半部分炸开,准确的说是从火炮药室处炸开。
从当初张顺利用红铜测算火炮各处受力分析来看,药室承受的压力要远远超过炮膛的其他部分。
也就是说西洋传来的模数体系,其实数据也存在很大的缺陷。
按照如今从西洋传过来的模数理论,如果火炮内口径是a,那么炮口壁厚为,炮口外径为2a,炮耳处壁厚为,底径厚度为3a,而炮长应该在火炮口径20倍以上。
张都督依照西洋模数设计的万斤红夷大炮,结果一放就炸,不得不加厚炮壁。
实际设计的火炮外径已经达到内口径的三倍;底径接近内口径的四倍,这也是该炮过于沉重的原因之一。
但是若以张顺实验的结果看来,这门万斤红夷大炮其实在药室这个关键部位用料明显不足,而在炮管等无关紧要的部位又用料较多,造成过多死重。
所以张顺的想法很简单,在加大万斤红夷大炮口径以后,只需要加强大炮的药室应该就能够满足要求了。
想到这里,张顺便问道:“这几次火炮炸膛,都大概开裂在何处?”
张都督满心不高兴,不过也拿自家主公没办法。
他只好皱了皱眉头,一边思索一边应道:“有六门……不,七门是后部炸开;有三门前端炸开,一门从中间炸开!”
哦?虽然和自己所想有些区别,但是好像并不是很影响结论。
张顺稍作思索,便明白其他部位炸裂,很可能是因为铸造质量的缘故。
他便笑道:“张先生莫要困扰,先以我的法子铸造两门一试,若是果然能成,岂不妙哉?”
“若是不成,再依旧法不迟!”
“好!”张都督一听,精神稍振,便向张顺请教新炮尺寸。
“先以生铁铸造圆柱一个,长九尺七寸五分,直径六寸五分,以为标准。”
“然后以熟铁条半寸粗细烧红绕之。锤之至至三分止,务必使接头处锻为一体。及第一层完毕,第二层交错绕之,亦如法锤锻!”
“两层皆毕,锤得熟铁壁厚约六分。再于后端多缠绕两道,长约尺余,以加强药室。”
“然后将其取出,放入模中,权作炮芯之用。以生铁注之,待铁水冷却以后,取出待用!”
“炮口粗约一尺四寸,炮耳处壁厚粗约一尺七寸,炮尾粗二尺二寸,总体重量控制住万斤左右,张先生以为如何?”
“这……炮口、炮耳处是不是有点太薄了?”张都督虽然有点反感张顺“瞎指挥”,但他还是本着负责任的态度,还是依照自己的经验,提出自己的担忧。
“应该没问题!”张顺拍着胸脯保证道,“先前我在山西造炮,不懂其中门道,故而让工匠多方试做,经过验证得知:火药之力全在药室,炮膛、炮管承受不过其余力罢了。”
“若是浇铸得法,不仅炮体更轻,火力更是大胜原炮!”
张都督虽然心中依旧有几分不信,奈何当初在山西被“擎天柱”的火炮也闹心的够呛,只得老老实实听令行事。
由于之前生铁反复冶炼,有些已经脱碳成了“熟铁”,张都督便将工匠分为三个部分。
一部分负责挑拣铁矿,开炉冶炼生铁;一部分负责制作砂模,准备浇铸工作;还有一部分则利用张顺“发明”的水力锻锤捶打熟铁,转等生铁芯制作好以后,锻造火炮内膛。
这其中又各有困难:
比如铸造万斤红夷大炮需要铁水万余斤,而山西常用的坩埚冶铁法,一次只出粗铁百余斤,根本不足用。
张都督只好选取铁质稍差的高炉炼铁法,一次能出铁水六七百斤。
唯有七八炉齐炼,方足一方模具之用。
而制作砂模看似最简单,其中砂和黏土如何充分混合,亦是大问题。
这时代有没有搅拌机,不可能一下子就制作出来那么多合格的黏土沙子混合物。
张都督便命工匠以小桶和之,逐桶检验,合格方许用到模上。
模具制成,湿润难用,只得取麦秸放入模具之内,点燃了用小火慢慢烘干。
反倒是最废功夫的锻造熟铁炮膛最为简单,不但有水力锻锤可以作为助力,张顺以熟铁卷在生铁柱上的办法也简单易行。
只是等炮膛锻造完毕,生铁柱却被卷在里面,八头牛都拽不出来了。
怎么办?张顺只好利用热胀冷缩的原理,将裹在里面的铁柱浸在冷水里,对外面的熟铁炮膛加热,才把二者分离开来。
张顺和张都督等人齐心协力,前后耗费了半个月时光,终于把这炮铸好了。
“舜王,请开模吧!”张都督恭恭敬敬道请示道。
“好!”张顺看着面前半埋入地下的两个大家伙,点了点头。
他颇有些前世玩游戏,攒够了一个十连,准备抽卡的心情。
是非成败,在此一举了!
本章所写的火炮,张都督设计的版本以清末万斤红夷大炮“耀武大将军”为模板,而主角的设计以英国68磅舰炮为模板。
按照后来的铸炮理论,炮体重量应该在炮弹的一百五十倍左右。主角设计的火炮发射炮弹重五十斤,一百五十倍应该是七千五百斤,鉴于技术所限,以及明末装药要高于后来的装药量,故而放大到一万斤,作为主角一方的攻城大杀器!
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