263批量制造
急湍的水流推动着一个木质的水轮,水轮杆带动着着木螺杆。
螺杆快速的转动,膛床上的铁质的镗刀开始切削镗床上的铸铁炮的炮膛。整个作坊都听得到吱压吱压的声响。
王吉凝神看着眼前的一切,心里油然而起的是一种极为肃穆庄严的感觉。
旁人没有王吉这么激动的心理,张延和李长年等人都是神色轻松的在一旁说笑着,各人都感觉很高兴。
把这么一个铁家伙,固定在一架木制“机床”上,利用水碓动力带动转轮,再用工匠精打成的坠子钢作为“刀”,用膛刀对铸铁炮进行膛削。
炮管内外都可以变成光滑,精度提高,利用工具钢在药室慢慢钻出一个细空,这个孔洞就是插火线点火用的。
最后成品为长度一丈,内径为三寸,外径为一尺的炮管,用弹为六斤重的圆柱形铁弹丸。
这门铸铁炮比之红衣大炮要纤身细小一些,有了炮管接下去就可以制作炮车了。
只能助力,是一个十分特殊的存在,他并不信任我犯或者铸造出来的,而是用砂模铸造出来。
这门铁炮在膛削之后会进行试炮,一旦经过实验之后定型。
一旦定型可以使用的情况下,那么就会变得非常简单,即使一半的成功率,那速度要用泥范法或者型砂法要快的很多。
而且这种铁模具铸造出来的火炮还有一个优良的特点,那就是火炮重量,口径都是可以统一的。
以铁作这里的生产能力,大量量产是很容易的事,所以在定型上林夕一直很慎重。
在沙滩上的火炮实验还没有结束,正好将这门火炮送过去参加试射。
在那四门火炮,九斤炮已经被否定了。
被否定的原因,那就是这种炮的射速不如六斤炮。威力不如十二斤炮处于鸡肋的状态,而且它的重量比12斤炮轻不了多少。
所以这首门砂模的火炮就选用了六斤的炮弹。
九斤的这种炮弹的重量是铁作的工匠提出来一种规格,被打回来整个铁作都是压力山大。
此时全世界的普遍铸炮工艺是用水和泥,制成模具,然后范金倾铸。
但此法有几个严重的缺点,首先泥模必须烘得干透才行,否则外表虽干,里面湿润,一遇金属熔液,潮气自生,铸成的火炮就有蜂窝,施放时炮筒容易炸裂伤人。
烘干泥模往往要一个月之久,如果碰上雨雪阴寒天气,则须两三个月。况且一具泥模只能铸造一尊火炮,随即随弃,不能再用。
铸炮工匠们所用的工艺,大致相同。但是大明的炮匠在浇铸时有用的一些很简单的加固手段,如泥模的加强筋、泥模分层焙烧、铁炮铸造之后镗铣炮膛最重要的是就是铸造大多是铜炮。
而此法铸造铁炮的成功率较低的原因很简单:生铁浇铸时的冷却速率会影响其机械性能,理论上说冷却速率愈高质地愈硬,理想的大炮是中间(炮膛)最硬。
但实际却是相反,铸造大炮的时候却是中间冷却最慢。
因为泥范包住内外,外层不冷却里面凉不下来。其次外管的表面积也比内管大。
不管是辐射或者对流传导散热,散热速度都是和表面积相等的,所以外面铸造的火炮外面会先冷而这就使炮管密度的分布不理想,身管寿命大打折扣。
火炮外表先冷却者先收缩。外层冷却硬化后,里层还没冷却的话,将造成外层比里层更硬,里层的内管可能会形变,或者在里层冷却时产生裂痕之类的。
这导致铸铁炮时的废品率提升,缩减身管寿命,有时候还会影响到火炮的发射性能。
之所以铜炮的成功率较高,是因为国人是铸造时使用的大多是青铜。
而青铜是一种复合金属,由铜、锡等材料混合而成。在使用过程中,由于温度的变化,青铜器会发生热缩冷胀现象。热缩冷胀的特性,所以不会影响火炮的铸造性能。
而且在匠人方面也有很大的缺点。现在工匠对泥模的制造的火炮毫无规范可言,火炮的尺寸完全存于心中。
他们对火炮的口径和身长的比例也不甚重视。而且由于泥范法的缺陷所在,每门炮几乎都是独一无二的艺术品。
这些制造泥范的技术却是工匠的吃饭本钱,被视为“秘法”,既没有任何技术交流,也很少改进。
林夕之所以能够如此快的掌控铁座,就是因为林夕本身有举人的功名;铁作是属于林家的私有财产他是本身是少东家的身份;最重要的是林夕丝毫不在意自己手中掌握的各种技艺,毫无隐瞒的传授给了铁作中的这帮工匠。
在此时的工匠中想学一门手艺首先要有人引荐,还要为师傅干很多的活。如果能把师傅伺候的高兴才能传授你一门手艺。
像林夕这样无偿传授,而且有什么不明白,他还会细心讲解何其难也。
既使如此,林夕也只能说掌控了铁作。
在推行某些改革的时候,底下的这些工匠仍然有抵触情绪只不过从明争变成了暗抗。
就比如林夕想在铁作中推广流水线作业,就遭到了铁作中大匠的集体抵制。
作为工匠的首领的王吉只是采取中立的地位态度,两不相帮,实际上就是不同意林夕的流水线作业。
林夕开始打算就是以技术换取这些工匠的配合,但面对如此情景只好换一种思路。
林夕“发明”的铁芯铜体复合炮的铸造方法虽然看似简单,却是那几位大匠无论如何也想不出来的。
可是如何如完整的把这项技术实现。林夕并没有这个本事也需要借助那些铁座中工匠中的实践经验才完成了那四门样炮的铸造。
林夕脑中有很多后世的铸造技术而且经过正规的技工培训,但是他毕竟不是一线工人出身,他只是一个工厂的厨子。
他虽然知道的技术方法很多,但比起实际操作的技艺不可能如常年摆弄这些的铁作的工匠手艺熟练。否则他也就不需要让王吉统领这些工匠来铸铁炮了。
至于林夕这次使用的翻砂铸造法其实不过是一种高级的泥模法,就是用型砂来取代第一步的泥膜。
用像木模或真炮敲砂范出来然后用熟铁锻打出来的薄铁管代替中间的泥芯来铸造铁炮。
虽然这种方法能制造出火炮,也能保持火炮的外形比较一致,但是说白了,他其实是脱胎于铸造铜钱所用的翻砂法。
就是用砂模来取代泥模,在泥中混入沙子其实只是一个想法的问题,这种方法其实一直都存在,只是没人想到会拿它来铸炮而已。
但是其中也是有很大差别的,翻砂法所采用的沙子就是普通的河沙。
砂型铸炮,如果没有林七提供的的配比的型砂,想用普通河沙铸炮是相当困难的。
型砂中的泥砂比例以及煤灰、木屑等其他组分的比例也需要长时间摸索,此外就是含水率控制的问题,对于砂型铸造来说也是尤为关键的。
但是这些铁座中的工匠并没有意识到这些问题。他们使用的是行林夕配置好的型砂。而且当中他们只认为只是向河沙中掺杂了一些煤灰。
由于林夕改造铁作不利,所以他就停止了下一步铁模铸炮法的实验。
林夕之所以实验砂范铸造法,就是为了实验铁模铸造法的脱模剂。
铁模铸造法最重要的不是外部的用铁制造成硬模。而是铁模内侧刷上两层脱模剂。
第一层浆液是用细稻壳灰和细沙泥制成的;第二层浆液是用上等极细煤灰调水制成的。
这两层脱膜剂剂是最重要的,它决定了铁模铸造的火炮的外表是否光滑,而且是否能够和外部的铁模进行分离。
铁作工匠们的无声的抵制,延缓了林夕改造铸造火炮方法的进度。
而下一步林夕准备“发明”的铁模铸炮法实际是是龚振麟发明的。
他也算个奇才了,龚振麟是浙江嘉兴县县丞,本来和军火工业八竿子打不着。
但是他有个“素有巧思”的名声,在外鸦片战争期间被两江总督裕谦调到宁波专门负责铸炮。
结果就是宁波的工匠们造出来的大炮性能堪忧,甚至还不如明代的仿制的红夷大炮。
龚振麟因为战况紧急,前线大炮损耗多,需求量极大,要这么三月成一批炮,根本补充不了战场上的损耗。他几经试验,终于发明了铁模铸炮法。
铁模铸炮就是用铁质的硬膜代替原来的泥范,他让工匠先用木头制成阳模,然后进行翻沙铸造,铸成铁制阴模。
这样就可以用来铸炮了。然后,两瓣相合,用铁箍箍紧、烘热,节节相续,最后浇铸金属熔液。
待浇足熔液,冷却成型以后,即刻按模瓣次序剥去铁模,如剥掉笋壳一样,逐渐露出炮身,再剔除炮心内的陶制的胚胎,膛内自然光滑。
同传统泥模铸炮相比,铁模铸炮的优越性在于:铸造出来的炮身品质好,里外表面光滑,不像泥模那样会让炮身产生气泡。
再来就是因为不需辛苦涂制泥模等干燥,因此制造速度快,且不受气候影响。
因为铁模可以重复使用,生产速度快,产量大,成本可以压得很低。
铁模更大的意义在于标准化制造,标准化制造批量制造出外形、性能几乎完全一模一样的产品,这点对于火炮来说是至关重要的。
当时龚振麟发明的铸模铸炮法,早于西方30年,这是中国近代少有的一项领先世界的科技成就。
但是龚振麟发明的铁模铸造法只是一种应急的办法,有个极大的缺点。
其实用铁模铸造在国人看来并不是什么稀罕的事情。是早在战国时期就出现的技术。
两千年来一直在用于范铸各类小型青铜器或铁器,但却从未有人想过将其用于铸造大炮。
具体原因就是铁模技术存在重大缺陷,那就是铁模散热太快,使得生铁水冷凝过快,渗碳体主要以碳化铁的形式存在,也就是最终得到的是白口铁。
相对于泥模法得到的灰口铸铁而言,白口铁既硬且脆,难以进一步打磨,所以清朝用铁模铸造的铁炮甚至无法镗孔,严重影响火炮性能。而且白口铁炮身容易震烈,炸膛的风险很高。
正因如此,铁模铸炮在清朝并未得到推广,尽管其生产效率远比泥模法要高,成本也更低。
其实这个问题很容易解决,只要减缓铁模散热的过程就行。
至于用什么办法使铁模慢慢退火林夕也没有心里也没有一个准确的方法。
虽然林夕有好几种都可以使火炮铁膜的温度降低变慢,但具体使用哪种林夕还要一个一个的试验。
这个问题林夕并不打算马上在铁作中执行。就像他虽然指导工匠用沙范铸造出了铁炮,但没有告诉这些工匠型砂的具体配方。
也没说砂型铸炮是为了铁模铸炮进行的技术储备一样。
因为砂范法铸造大炮不一样,铁模铸炮可以说是这时代的高科技,如果不能控制技术扩散的话,那他宁可把这项技术封锁在自己的脑海中。
因为铁模铸造法是是火炮铸造中的一个里程碑事件。因为再往下发展就是中心冷却铁模铸造方法,这种方法就是现代火炮制造的开始。
因为林夕采用的这种砂范铸造的铁炮其实就是空心铸造法。再向前迈一小步就是内模灌水冷却法。
那是美国南北战争期间发明了这一空心铸件工艺,围绕型芯进行铸炮,型芯内部以流水进行冷却,这是一个使炮膛内部先行硬化的方法。这就是所谓的中心冷却铸造法。
它和铁模铸造法的不同就是型芯也用铁制,内部是空心的,两头各有管道用来进水和排水。
这种工艺是外层金属冷却时向内缩拢,向已经硬化的内层继续加压。
当金属液浇入模具后,金属液便开始慢慢冷却,这时候内模里的水就派上用场了,靠近内模的金属液在水的作用下最先冷却凝结成钢,而在外层的金属液冷却较慢。
因为热胀冷缩的原理,等到整个铸件都冷却完毕后外层后冷却的部分就会紧紧地箍住内层先冷却部分,这样整个铸件就会产生一个向内紧箍的力。
就是有了这个力才使得炮管能够承受更大的膛压。这种内模控制冷却的方法可以有“身管自紧”的效果。
经过身管自紧工艺的身管,使用寿命大为延长,还能大幅度的减少身管厚度,减轻重量,增加火炮的机动性。
这样,发射药的爆炸力就为炮膛四周的整个厚金属层所吸收,而不是层层向外膨胀。
在南北内战及以后的20年里,用这种方法制造了大部份美海军的重型铸铁炮。这种方法。最大意义是大幅降低铸造时的炮管废品率,特别铸造重炮的时候。
中心冷却铸造法的工艺非常简单,有了模具之后就能够大量制造。铸造的成品火炮比泥模的要好得多,特别是炮身不再需要什么打磨了,炮膛的光洁度也大大提高。
虽然还需要镗膛工艺,但是对刀具的消耗要小得多了。从成本角度来说大幅度减少了废品率,减少了火炮的铸造成本。
其次,这种工艺大幅度的增加了火炮的身管寿命,降低了使用成本。
这也是用钢铁整体铸造火炮工艺发展的巅峰。
再往后就是锻打法制造火炮的方法,这种方法首先要有自由锻机和高压锻机才能够实现。
那已经是工业革命之后的火炮制造方法了。已经不是大明这时候的技术能够达到的条件。
不过其实锻打的火炮大明除了能够制造小型的煅铁炮之后,其实还有一种大明现在的技术条件也可以执行的锻打火炮。
就是将纯铜锻打之后,打制出火炮的外形,在采用中心钻孔的方式制作出高膛压的锻铜火炮,不过这种火炮的性价比不高。
首先它比浇铸的青铜火炮的性能提升不了多少,而且制造的难度和金钱却大大的提高了。
其次之所以人们使用铁当做制造火炮的原材料就是因为铜的价格太贵了,如果使用锻铜法的话,那还不如直接用青铜铸造来的便宜。
林夕看着这门铁炮被一辆四轮马车拉着试炮的场地远去的时候,这是从铁作的大门内跑进了几批果下马。
马上坐着威风凛凛的林月华、大米,小米姐妹还有王铁锤的时林夕心中暗道了一声苦,这个烦人的债主终于上门要债来了。
随着林月华坐下的坐骑小白停到了林夕的面前。
林月华并没有下马,他坐在马上和林夕的高度差不多可以平视。
如果下了马之后便要仰视林夕了,这样如何能显出她债主的威风。
“十一哥我的盔甲做完了没有?”
林夕连忙赔上笑脸说道:“你要的100件俱甲。连头盔、甲胄和马凯我都给你做出来了。”
林月华听了听完林夕的这番讲话之后,像个大人一样点了点头,面带严肃的从马上下来,林夕连忙接住她放到地上。
而跟在他她们最后的王铁锤则紧闭着紧抿着双唇,憋着笑意,仿佛下一刻就要爆笑出来。
因为林月华不知道从哪听说了具甲铁骑这个词儿,就要求林夕给他复制出来。
开始要1000俱甲铁骑,最后在林夕的百般劝说之下砍下去了一个零。今天林月华就是来验收她的具甲铁骑套装的。
林夕连忙让一名身材矮小的孩儿兵穿上他准备好的铠甲,骑上了一批挂着马凯的果下马来到了林月华的面前。
“怎么样这身铁甲威风吧!”与其带着得意的面容像小丫头夸耀道。
“拉倒吧,就是看着好看,我要实验一下他的性能。”林月华一脸不以为然,继续说道:“这小破甲胄如果防护性不行,我还看不上眼呢。”
林月华这句话刚刚落下,王铁锤就再也忍不住了。
她丝毫不给林夕的面子抱着肚子扶着旁边的果下马,在那里哈哈的笑个不停。
“你说什么?”林夕顿时有些莫名其妙的问道。
一个礼仪性的铠甲还要试什么防护程度?在制造这种铠甲时,主要是想防止小丫头们从马上摔下来,不会摔坏的。
所以外面只有一层薄薄的铁皮里面是木架。这个木架也是由软木和麻绳制成的镂空的结构。
防止她们从马上摔下来的保护力很强,但是要指望他们对抗武器的防护程度有多么高,那简直是扯淡。
小丫头疑惑的看着林夕说道:“具甲铁骑不就是因为他们的甲胄后可以扛住弩箭的冲击和对方兵器的砍扎。
我要求测试一下铠甲的防护度有什么问题?”
林夕很想冲上去給她一拳,让她看看兄长的暴力的铁拳的力量。
“争什么呢?”王洛宾赶紧过来打圆场,“这炮能不能打还是个未知数,你们瞎吵吵什么!”也一样是无家可归。既是如此,又何必回去?”
林月华傲然道:“如今天下板荡,正是男儿建功立业之时。古有花木兰,今有秦良玉都能领兵作战,难道我组建一支骑兵就不能上战场吗?”
林夕心道:“再过几年,就连皇帝都让李自成给逼的在煤山上上吊了。你个小丫头,到时候还想领兵上战场,不被人抢回山寨当压寨夫人就不错了。”
不过这未来的事他没法和林月华说,只是给她摆事实讲道理:“要知道,像你们这样刚刚练习的骑兵首要的任务是防止从马上掉下来,所以这副铠甲的主要目的是防止你们摔伤,再说即使是真正的重甲,面对火铳时也是不堪一击的。”
林西一定要把这这100套铠甲推销出去,不然这个东西砸在自己手里,不但要给小丫头重新制造实战的铠甲。
而且即使把铠甲造出来,这帮小丫头也根本使用不了。所以林夕灵机一动,想到了一个推脱责任的方法。
林夕利用他掌管铁做的特权,从成品仓库中拿出了成品三副铠甲。
其中一副是棉甲,一副是布面甲,还有一副就是林夕刚刚做出来的简易的板甲。
看着面前的板甲林夕心里叹了口气,仓库里还有两千套板甲在那里还不知道如何处理呢。
林夕让人把三副甲挂到了三个木桩上,然后让看守铁作的孩儿兵拿着新制成的火种燧发火铳来,到了距离三副甲30步左右的位置站定。
在按照林夕的要求,在孩儿兵伍长的指挥之下有条不紊的装扮瞄准击发。
随着三声枪响过后林夕让孩儿兵回到自己的位置上去继续执行任务。
然后林夕把小丫头拽到那三副铠甲面前。你这三副铠甲上面的破洞对小丫头说:“你看即使是正规的军队中的铠甲,在面对火枪的时候也是一枪被打成了一个窟窿。”
然后林溪指着给小丫头他们特殊定制的那具铠甲说道:“你们那些具甲骑兵的正规铠甲,那是在隋朝的时候面对的是草原上的那些游牧的箭支而不是火枪。
那时的铠甲在面对这样火枪时还不如这些铠甲。这是步兵甲要比骑兵甲厚很多。”
在林夕舌灿莲花的忽悠之下,小丫头算是认可的那批铠甲,并要求林夕明天送到女学去。
但是林月华给林夕提了个条件,那就是为了弥补他受伤的心灵,今天晚上让林夕给他做出一桌菜肴来安慰一下。
林夕这时候也明白过来了,这个小丫头转了这么一大圈儿,就是想让林夕给林月华做一桌菜肴来解馋的。
林府的人都知道林夕有一手好厨艺,但是能经常吃到他这做的菜的只有王铁锤和林月华。
其他人想吃都是不好意思提的,毕竟林夕是林府的子嗣而且还是一个举人老爷。
让堂堂的举人老爷给你们当厨子做菜,想什么呢?而且林夕这个人好吃,但是他不怎么喜欢做菜。
而林府中能提出要求让他做菜的只有寥寥几人,而那几个人有没有想把林夕当成厨子的意思。
但是毕竟有林月华这个可以耍赖的人在。每次她想吃美味就找借口然后让林夕下厨房的情况。而林夕也每每都会满足她的要求。
尤其是在现在他花了林月华两万两银子,而且还拿各种东西糊弄她的情况下更显得理亏。
所以便带着几个人回到了林府,当林夕来到厨房的时候,就知道几人早有预谋。
因为厨房内白鸽和李铁蛋两个人正指挥丫鬟们在收拾各种食材。
林夕刚才还在好奇两个人为什么没跟过去。可见今天晚上这顿大餐几个人不定计划了多长时间了。
林夕立刻带上围裙,挽起袖子开始做菜。刀勺相碰。半个时辰之内一组一桌有12道菜,一盆汤的酒席便准备完毕,祝你加上林夕几个人围着桌子吃了个不亦乐乎。
吃饱之后再几女离开,王铁锤边指挥着侍女收拾桌子,边对林夕说道:“怎么样?小丫头的银子不好花吧?”
虽然粮城这里每天都有大量的银子进账,那些银子都是有用处的所以林夕也无法拿着他们来做实验。
而林长礁从小丫头那里忽悠出来的银子却让林夕放开手脚做实验。
林夕为了打制炮筒便开始用熟铁打制铁皮,而这项技术有一个副产品,那就是板甲。
全场的锻打作坊中在水力带动的锤头不断的锻打下,最终的成品是一具林夕想象和实际需求的板甲就很容易的制造出来。
林夕设计的板甲一副双面甲,有胸甲和背甲分别锻打成形,两边有卡扣,可以牢固的束在后背,从喉咙下方到腹间,全部是由这种精铁锻成型的板甲护住了。
和这副主角配套的还有可更多的部件,按大明武备制的规定要求来说,比如头盔,再有顿项,加上护膊,护胫,铁网靴。
一身齐全的铁甲的重量就有四五十斤重,但是板甲的重量要比他们轻上个十来斤左右。
正反两面板甲大约有二十五斤左右,加上铁盔,穿戴完全,不会超过四十斤负重。
而就防护能力来说,这种一体的铁甲对冷兵器的防护能力要高于扎甲和锁甲。
但是面对火枪的时候,他的防御能力不如棉甲和布面甲。
板甲还有一个特别大的缺点,于损坏后不似大明此时装备的铁甲和锁甲那样容易修补,战场上基本上坏一具就报废一具。
板甲具体的修补方法其实也很简单,就是拿一个铜铆钉将坏的地方用铁锤锤平,然后用铜铆钉补上便可以进行修补。
但是这种修补方法需要专门的铁匠和铜铆钉,而大明现在装备的那些甲周士兵自己便可以进行修补和更换。
而林夕开发这种简单的板甲的用途其实是为了1000具甲骑兵的辅兵使用的防护装具。
而这一千巨贾骑兵则是为西贡殖民地准备的。
殖民地除了移民过去的汉人比较可靠之外可以说遍地皆敌所以只能采取较有可行性的是加强各据点的防御力度。
西贡方面林家的军队的兵种构成是骑兵占少数的混合部队。
其作战的主力也非少数骑兵,而是以炮兵和火铳手为主的步兵。
依照短板原理,其机动性取决于行动速度较慢的部分。但更明显的短板或许是后勤部队。
林家军作战由于军纪的要求,不惯于资粮于敌等就地补给的行为,需要复杂的补给体系。
若进行作战战士过十日粮似是极限,通常的行军作战则专有辎重队以免自负粮秣,影响战斗力。
而辎重部队的保护与跟进,一直是作战过程中的难题。
所以林家的主要作战形式只能是依靠据点进行防御,增减屯兵,遇有战事,并力保大寨。
这种方法虽然可行防御战斗部队在机动性方面有天然缺陷。
在战略层面上非常被动,只能等着敌人来进攻。所以林夕就小丫头的提醒之下想出了具甲骑兵这条路线,准备用具甲骑兵配合火铳骑兵对各个据点进行战略防御。
板甲其实比大明现代装备的铠甲有一个很大的优点,那就可以大批量生产。
对此时普通的边军将领来说,这种铁甲肯定过于昂贵,坏一批换一批,就算是京营也没有这种豪奢举措。
不过对林夕来说实在不成问题,在铁作这里需要的主体可以自行进行炼制。
熟铁要多少有多少,这里的生产能力也是毫无问题。而且使用船厂那里的水锤对人力的消耗也是最低的,所以可以大量的制作。
这批两千件铠甲平均价格,一套铠甲的制造价格不到十两银子。
这种简易的板甲是五两左右一套,而那个具装铁骑连铁甲带马凯加在一起也不到20两银子,可以说是相当便宜的。