朱慈烺到军器工坊是宋应星和汤若望亲自接待的。
对于汤若望,朱慈烺也是左右为难。汤若望无疑是位优秀的火器专家,可他的身份和信仰比较尴尬。
在和汤若望深谈一次时,朱慈烺直接问汤若望:如果大明和西方起冲突后,你的选择是什么?
汤若望当时的回答是他会遵从自己的信仰。潜意思非常明显,那就是他会遵从教皇的命令。
这令朱慈烺非常失望,就算西方选择合作的是自己而不是建奴,可按照朱慈烺的战略规划,大明在未来必须走出大陆进入海洋甚至进入西方。关于海权的争夺,大明肯定会和西方起冲突。与其到时候不得不杀汤若望还不如现在就令他不得接触大明的核心秘密。
汤若望也比较自觉,除了负责铸造火炮外,其他的事情他绝不过问也不去探究。
大明铸造火炮的技术,特别是大型火炮的技术依然不如西方。可其他的,如炼制钢铁、合金的研究等基础方面,西方远远不如大明。
有些事情,朱慈烺也只能和宋应星说而不能告诉汤若望。比如影响钢铁质量的元素是碳、硫、铝、磷等,去除的方法是氧气等。比如制造氧气的几种方法。比如改进 平炉的方法,比如无烟火药的制作与保存、改进枪支,制造火帽、制造硝酸、硫酸。比如改进纺织技术、提花技术。比如蒸汽机、内燃机的原理,比如造铁船等等方面。有些东西朱慈烺可能不精通但原理还是知道的。只要把窗户纸捅破,宋应星就能慢慢研究。
首先参观的是朱慈烺最关心的部分,那就是燧发枪的制造。
关于燧发枪,朱慈烺的做法和原来历史上所有的做法的有些不同。先说子弹,朱慈烺的做法和后来发展的子弹几乎一样,不过提前许多。它是后世的美国人发明的。先把包裹火药的纸用极易燃烧的油浸泡过,等晾干了以后再装定量的火药,再把弹头按在弹体上。这样一能防潮二来也不用铁条捅破或用牙撕开,直接用燧石的火星就能点燃。唯一的坏处就是保存必须小心。士兵携带时也必须放入特制的容器内,只能在使用时才能拿出。
枪的结构是增加了拉栓。当向后拉时枪管会露出弹仓,士兵可以直接把子弹塞进去然后把枪栓推前去,子弹自动进入点火的部位。弹仓外自动有严实合缝的钢片封上,枪栓部位的气密性会用螺纹保证。当然也会有部分气体露出而牺牲射程。
可能有同学会说了这不是后膛枪嘛,只不过点火方式是燧石而不是火帽。呃,你说对了。
至于为什么这么做,原因很简单。因为这保证能让士兵卧倒射击而不像前膛枪一样只能站立装弹,然后排队被枪毙。毕竟建奴也是有火器的,万一遇上野战来不及挖壕沟也能卧倒躲避。另外一个好处是只要一拉枪栓往下一磕就能清理残渣而不是用通条清理。枪的前端还能把通条换成刺刀来自保。
枪管到底是怎么制造的?很多人都知道直接用钢水铸造是不行的,因为直接铸造的枪管很容易有气泡而引起炸膛,所以都以为是两个人各用一根长钻在一根敲打好的铁棍两边同时转洞。如果你也是这么想那么只能说你太……你不觉得这样做很麻烦,很耗时间吗?
朱慈烺原先也以为枪管是用铁棒转出来的,可宋应星却给出了另一个方案,一个短时间就能制造出枪管的方案。
第一个参观的是炼钢厂房。如果不看环境,此时的炼钢已经有了后世的模样。
巨大的坩埚盛着铁水用滑轮组吊到转炉的上方缓缓倾斜,铁水倒入转炉后,鼓风机立即开始运作。空气和铁水反应立即溅起一道道火花蹦出转炉口。
“殿下,这些都是汤若望在你的建议下改建的,臣只是做了改善。不过纯氧问题依然未能解决。空气液化,臣一点头绪都没有……”
宋应星都怀疑太子说的是梦话,压缩冷却空气然后根据沸点不同而分离出氧气。理论上是正确的,可按照太子的说法那需要多大的压力才能达到,他根本做不到。
朱慈烺摆摆手说道:“不急,你慢慢研究。”
纯氧的问题要到三百多年后才能实现,朱慈烺只是给出方向。至于什么时候能研究出来,那就看天意了。一旦研究出来大明的钢铁会形成质的飞越。用空气去除铁里面的碳、硫、磷等必定会留下杂质,特别是氮这种有害钢铁性能的元素。
这种出来的钢,性能根本不稳定,还必须要熟练的铁匠进行锻打。不过也比灌钢法省时省力多了。
由于技术的限制,对于钢铁的炼制,朱慈烺只能做到这一步了。要知道直到二百年后西方才发明了平炉。平炉和转炉最大的区别就是平炉需要加热而转炉不需要。根据技术的发展,转炉是必定要取代平炉的。汤若望和宋应星能把转炉制作出来已经是了不起的成就了。
“能出多少钢?”
“一天十万斤不是问题。”
朱慈烺估算了一下一年大概一万八千二百五十吨,还是太少了。这个数字再翻四倍才能超过清末汉阳钢厂。不过也不能小看明朝产钢的能力。他不知道明末具体的钢产量可那也远远超过清朝。
没错,清朝的钢产量不但没增长反而退步了。原因就是建奴进行了长达一百五十年的文字狱。很多技术类书籍因为作者有反清倾向的原因全被禁或被销毁了,导致部分技术断层。比如《天工开物》就因为宋应星的后期作品中有很多反清的文字而被销毁以至于后世想找一本都难。顺便说一句宋应星的哥哥宋应升在南明亡国之前服毒殉国了。
离开炼钢厂来到最关心的造枪厂。朱慈烺终于看到造枪的全部过程。
首先有工匠锻打出来钢板初步加工,主要是切割枪栓的预留口。等切割完毕后用传送带送到下一个车间。
下一个车间的工匠拿到钢板后用火炉烧红,然后把钢板放到一个半圆形的金属模具中用一种特制的球面锤不断的敲打。那名工匠不断捶打—加热—捶打,中间还不断的调整角度。整个过程十分耗费体力。
不要问为什么不用水力锤这么白痴的问题,因为水力锤的力度不够而且还不能自由的调整角度。
当捶打成半圆形后,工匠就开始调整钢板和模具的位置继续捶打一直到两边开始合拢为止。此时工匠用一根圆形的铁棒捅进要合拢的钢管再次捶打直到合拢为止。这根铁棒决定了枪的口径。此时工匠开始换凹面锤继续敲打直到彻底使缝隙看不见为止。
不要以为这就算完了,这距离一根合格枪管还有很多步骤。因为此时的钢管还存在缝隙等问题。检验钢管是否合格的方法就是把冷却的管身放到炉口处看管内是否有光。
接下来下一个工匠用一个烧红的,口径较大的钢管套在上一个钢管上。简单来说就是在上一个钢管外再包一层钢管,这样防止枪漏气。利用的原理就是热 胀冷缩。当外面的一层钢管冷却后会死死的包裹住内层形成一个整体。这个需要精确的测量,也需要经验丰富的工匠才能操作,不然枪管很容易废了。
只用一层也不是不可以,只不过为了保险起见最好用两层。这样枪管的使用寿命也会相应增长。另外,一个人敲一个厚钢板和两个人同时敲两个薄钢板,耗时方面后者稍微少一些。既然如此还不如用两层呢。唯一的缺点是敲外层的工匠需要丰富的经验。
这样一个枪管才初步完成,然后就进入修整阶段。
等枪管彻底自然冷却后,注意是自然冷却不能使用水冷。下一名工匠把枪管放到车床上开始用钻把管内不平处修好,直到通透、平直为止。期间用游标卡尺随时校准。
很多人以为古代是没有车床的,其实早在宋代就有了。到了明代,车床就进一步发展形成各种各样的了。
此时进入下一步,有工匠开始用锉刀修正枪栓口以及枪身,测量的工具也是卡尺。
等修好后,就开始在枪身上转药池孔再修正一下。
然后下一步就是拉膛线。
拉膛线的车床是朱慈烺提供的思路。具体的请参见爱荷华膛线机。简单点说就是把拉刀尾端用螺丝结构的装置固定,然后像转方向盘一样使拉刀旋转切割枪管内部,这要时刻调整拉刀的突出量,一次次使膛线越来越深。纯人工是拉不出膛线的,必须使用这种车床。
此时的枪管唯一没处理的就剩下尾部了。当膛线拉完后,再打磨一次。然后安装枪栓,枪栓分为两个部分,一个是栓,一个是把手,两部分用螺纹相连。然后用焊接或螺丝的方式彻底封死尾部。
接下来是安装枪托以及焊接准星和刺刀了。
最后就是安装燧发结构了。燧发结构也必须用经验丰富的工匠焊接,不然很耗时间。主要的原因是经验不丰富的话要耗很多时间调整燧发装置使火星准确的落在子弹上。
此时一把燧发枪算是完成了,接下来就是验枪。这个过程就不再累述。先用机关验几次,如果不炸膛就改成人工试枪。
这种后膛装燧发枪因为气密性的原因牺牲了射程。如果前膛装的话有效杀伤在二百到二百四十米左右,射速是三分钟一发。后膛装的话有效杀伤在一百五十到一百八十米左右,射速一分钟三发。主要的麻烦是必须清理出未烧完的纸和火药残渣,紧急时连发几枪也可以,不过在这之后要用专门的铁钩彻底清理残渣。
这种枪最大的优点是因钢铁性能的提升,枪减轻了,射速也提高了,还能使士兵不用站立换弹有效的减轻伤亡,甚至在小雨天风不大的时候也能使用。
(技术帝请忽略本章的数据)