第六百一十六章 科學大神(二)
早期的科學,貶義叫做巫術;褒義叫做神通。早期的科學家,無權無錢長得丑混跡民間的,貶稱端公巫婆;有權有錢長得帥入得廟堂的,尊為神仙菩薩。
朱平槿和他的老婆萬事靈驗,還擁有巨大的權力和財富。人類社會對金錢權力的崇拜,對未知世界的敬畏,自然而然將他倆推上了神壇。
從羅姑娘大慈寺禮佛到真武宮改名天蓬宮,蜀地的造神運動有如坐上了火箭,一炮衝天,飛向未知的深空,卻不知在哪兒剎車。
對於這一切,朱平槿和羅雨虹兩口子以及許多不語怪力亂神的儒家大臣很清楚,卻不約而同地動用國家機器故意縱容甚至宣揚引導。
原因無他。
一場新的轟轟烈烈的造神運動,意味著「天命在吾」。從此朱平槿繼統大明的合法性,在血統、法統和道統三件利器之外,又多了個更加鬼神難測的天意!
大明朝的屁民目不識丁,就是愚昧無知的代名詞。絕大部分的知識,都壟斷在一小撮士紳階層中。
蜀地剛開始在縣鄉村三級廣泛推行識字班,普通百姓的文化並不高出大明朝的平均水平。
對於蜀世子夫婦那些口口相傳的神跡,百姓中的百分之九十九會被上頭那點密不示人的心思繞得雲里霧裡,心甘情願充當小喇叭開始廣播啦。剩下的那百分之一要麼被吸收,要麼被利用,要麼乾脆被咔嚓。
造神運動對於百姓,既等同於一針興奮劑,又相似於一副麻醉藥。打了興奮劑,嗑了麻醉藥,屁民想不嗨都不行。這一點,在火器局的大國工匠群體中表現得最明顯。
四川火器局行政式的上下關係、師徒制的人際關係、半軍事化的企管模式以及遠高於普通屁民生活水平的優渥待遇,讓朱平槿兩口子的光輝形象在這裡無比偉岸,再鍍上閃閃發亮的金邊。他們的隻言片語都被無限放大,成為上天意志的化身,成為神佛人間的代言。
在火器局,這自然化為了一切生產科研行為的指南。
於是乎,五百年的知識積累提前明確了科研方向,避免了在繁複的探索中耗費資源;
令行禁止的軍隊管理模式確保了科研效率,杜絕了科研團隊中的工科男慣有的自以為是和自由散漫;
不計成本的資源投入夯實了物質基礎和人心基礎,推動了科研項目的齊頭並進四面開花。
制度優勢和資源優勢,讓四川火器局以無與倫比的力量橫掃一切的競爭者。它像開掛的阿三一樣,從零開始,短短一年多便以驚人的速度發展為大明朝工業化的先驅者和領跑者。
情報局根據各方面的情報研判比對認定,至崇禎十五年秋天,蜀地的軍事工業在生產能力和技術等級等主要指標上,已經全面領先於韃子和京師朝廷。至於闖獻流賊,據說除火藥生產數量一項指標還較可觀之外(注一),其他的只配給蜀地舔小腳趾。
……
五寸半大炮與新式銃管的試製成功並迅速投入批量生產,便是四川火器局這一硬體軟體綜合優勢的全方位體現。
五寸半大炮是蜀地首次以炮管內徑來命名的火炮。以炮管內徑來命名,本身就說明了炮管內徑製造的精度已經大幅度提升。
火器局本來打算以十五斤銅炮的鑄造方法來試製五寸半大炮。但五寸半大炮僅炮管即重逾千五百斤,十五斤大炮和七斤半大炮根本沒法比,火器局銅料庫存肯定不敷使用。所以即便試製成功,也很難投入批量生產。
就在批量生產計劃面臨難產之際,年前某一天突然被國家需要的中年鐵匠馮氏兄弟,以強烈的使命感和自豪感,率領龐大的徒弟團隊,與研究院的書生們成立了個攻關團隊一起進行三結合。這一結合便是十天半月。最後,攻關團隊終於拿出一個匪夷所思的造炮工藝方案:
用鋼錠代替青銅,以熱沖代替澆鑄!
大炮無論是銅鐵質地,本質上都是一根有底的中空金屬管子。大明朝乃至大明朝所知的整個世界,通行的制炮之法只能是鑄造,也就是將鐵水銅汁往準備好的模子里倒。等鐵水銅汁冷了,扒掉模子,便是一門幾乎完整的大炮。
銅貴鐵賤,鑄炮當然首選廉價的鑄鐵。可鑄鐵的流動性雖好,但冷卻后硬而脆,用以制炮,炸炮就成了常事。再加上粗糙的鑄造工藝所難以避免的氣泡與孔眼,使得點炮工作的危險率接近於自殺。所以為減少炸炮概率,青銅炮就成了鑄鐵炮的合理替代品。
可青銅炮除了昂貴,還有一樣天生的缺陷:熱強度低。也就是說,青銅炮不耐熱,高溫下容易變形卡彈,而且炮越大變形越嚴重!
三萬斤熔爐以炒鋼為原料冶鍊優質鋼材,這為以鋼替銅奠定了基礎。但有了鋼材,將燒紅變軟的鋼錠在模具中直接衝壓成型,在大明朝鐵匠界沒有任何的成功先例,西夷認知的世界里也一無所知。因此該計劃一經提出,立即在火器局引發了巨大的爭議。
爭議雖然圍繞著工藝的技術可行性展開,但所有人都知道:技術爭論僅僅是表象。
沒有巨大的投資,根本不可能提供熱衝壓所必需的龐大設備設施。因此爭論的核心,是技術爭論背後的經濟可行性,是巨大的投資從何而來。一旦失敗之後必然帶來的嚴重損失和嚴厲問責,又由誰承擔?
可最終攻關團隊的奇思妙想依然被採納了。
之所以開局良好,攻關團隊的領頭人馮氏兄弟作為世子的嫡傳弟子可以將自己的意見直達天聽,這是最根本的制度基礎。
更重要的,是技術的儲備和裝備的發展為攻關團隊的設想提供了必要的支撐。
經過一年多的發展,火器局已經積累起較好較完善的生產條件和生產技術。
三期工程中的核心工程三萬斤熔爐的建成,可以生產優質的大質量鑄造鋼錠。有了可以化鐵為水的熔爐,建成一座能把鋼錠燒紅變軟的高溫鍛爐便不是什麼難事。以鍛造甲片和銃管的人力鍛造機為藍本適當放大,又可製成能將鋼錠切頭(注二)鍛實甚至直接衝壓成炮管的人力鍛床。
此外,沙坑鑄造、天車吊運、軌道車輸送,七斤半、十五斤炮的機加工和熱處理等重要技術已經在火器局推廣使用,將相關技術和設備進行完善,便可用於五寸半炮的生產。
當然,世子和羅姑娘的批示支持才是定海神針。
上面一言九鼎,不僅增強了下面的信心,統一了認識,團結了隊伍,而且解決了必不可少的經費和人員的問題。
世子明確提出,五寸半大炮的研製是「天字一號工程」。要通過五寸半大炮的研製,成為帶動選礦、冶金、機械、裝備製造等全產業鏈發展的龍頭項目,成為儲備技術和淬鍊人才的抓手項目,成為優化科研與生產管理的摸石頭過河項目。
世子還提醒攻關團隊,五寸半大炮是水軍艦炮,炮重不是一票否決指標,火炮后坐力大小才是。因此,應嘗試將早就提出過的彈簧炮筒駐退機概念用於實制。這樣還帶來一個格外的好處,那就是火炮身管沒有了耳軸,那麼外壁也可以方便地進行機加工。
拿到了世子和羅姑娘的旨意,火器局上下就像磕了葯一樣興奮。
很快一個更大規模,由行政官員、土專家和大國工匠組成的「三結合」科研生產團隊組成了。這個團隊由護**總裝備部部長兼火器局的總辦王崑山親自領銜,成員打破了行政編製和待遇級別,跨越了專業界限,涵蓋設計、試驗、生產、人力資源調配、後勤服務與社會協調等各個環節。
高效的體制帶來了豐碩的成果。
五月中,大重量胚件熱沖成型的實驗在成都廠初獲成功,邁出了關鍵的第一步。
成功的核心技術,在於合理利用了鋼模。
大明傳統的火炮鑄造採用一次性使用的泥模,效率低,質量差,生產速度遠遠跟不上戰爭規模的擴大。後來火器局利用傳統的失蠟法,試製成功了用螺栓控制開合的兩瓣內外鋼模,可以多次重複使用,進而又發展出可以對內外鋼模(注三)進行精加工的大型精密機床。
大重量鋼質胚件熱沖成壓型試製借鑒了鑄造鋼模的生產經驗。熱衝壓鋼模,對模體本身和固定方式的強度有很高要求,因此很大很重,但內部結構反而極大簡化,由原來的雙層筒改作了單層筒,技術上難度增加有限。彈簧炮筒駐退機的使用,讓火炮身管去除了耳軸,使鋼模的內部結構更為簡單。
王崑山在《五寸半炮試製成功奏捷疏》中大致奏明了五寸半大炮的生產流程:
……將經過錘鍛成型的胚件重新加熱變軟,轉運至大型的沖床。
沉重的圓頭沖從上到下豎直運動,依靠螺桿旋轉形成的壓力對紅熱胚件進行擠壓。胚件在鋼模和沖頭的雙重約束下變形,由於固體的不可壓縮性,在內孔成型的同時,胚件只好沿著圓頭沖頭與鋼模之間的環形空間逆向生長,越來越長,直至衝壓工序的完成。
此時,胚件外徑已將模具內每分每毫的縫隙都填滿,而內孔的內徑則與沖頭直徑相當。所以當圓頭沖頭從胚件中拔出來的時候,裝在鋼模中的胚件在外觀上已經與一門五寸半鋼炮的身管毫無二致。
有了身管胚件,還要進行熱處理和精加工。
首先是身管冷卻,已經成熟的內冷之法上場。相對廉價的肥皂水代替昂貴的菜油用人力抽水機連續注入胚件的內孔,維持冷卻的溫度和速度。
胚管的內壁先行冷卻,再從里往外冷卻。因為熱脹冷縮,胚管的內外會向管壁中心收縮,形成雙向的內應力,使胚管組織更加緻密,更加堅固耐用。
徹底冷卻的胚管取出后,再吊裝到大型立式機床上進行精密鏜孔。
最後的環節是手工打磨拋光內膛。之後,一根五寸半炮的身管成品便完成了……
在五寸半炮身管熱衝壓成型試製成功的同時,彈簧炮筒駐退機的試製也同步奏捷。
彈簧炮筒駐退機也是項革命性設計。
駐退機(復進機加搖架)的概念很好理解,拳頭砸在磚牆上肯定與砸在棉花包上的感覺不同。但如何緩衝火炮後座時產生的巨大衝擊,方案可以有很多種。
十五斤大炮上到蜈蚣二型艇時,為防止兩炮同時向舷側開火而導致船體側翻傾覆,也為了降低火炮后坐力對船體結構的破壞,在座圈上方用滑軌、齒輪組和扭索構成了簡易的反后坐複位裝置。但這套裝置結構複雜,保養困難,效果也很差。
彈簧筒式駐退機的結構遠比扭索機構非常簡單:
一個焊接耳軸的同心鋼筒套在火炮身管上,鋼筒與身管之間有根粗大結實的環狀同心彈簧。
當火炮身管開始後座時,彈簧為身管提供緩衝;當火炮身管後座終了時,彈簧負責身管復進;當火炮上下調整仰俯射角時,同心鋼筒負責控制身管方向。
所以,這個看似簡單的圓筒駐退機同時發揮了駐退機、復進機和搖架的三重作用,大幅度減小了火炮后坐力,也相應減小了火炮后坐力對艦體結構的破壞。
但凡事有利必有一弊。
五寸半炮的身管短粗,彈簧炮筒駐退機同樣不過是短短尺余。由於僅粗大的同心彈簧一項便增加了兩百餘斤重量,而陸軍裝備特彆強調攜行重量,幾乎到了錙銖必較的地步。因此裝備部認為,駐退機繼續改進的方嚮應該是減輕重量。在駐退機減重沒有突破之前,陸軍野戰火炮繼續使用剛性耳軸。
同時,在解決了炮管生產工藝之後,火器局應及時將火炮研製重點轉向炮架、瞄準機構、操炮附件等附屬設備上,讓護**的炮兵裝備真正傲視天下。
注一:歷史文獻中記載很清楚,李自成、張獻忠等農民起義軍在崇禎十五年已經廣泛使用火藥爆破之法來攻城。李自成爆破開封,張獻忠爆破重慶和成都,便是其中兩個著名的戰例。
注二:切頭,是指將鑄造鋼錠的上部切去。因為殘留鋼渣會漂浮凝固在鋼錠上部,所以鋼錠頭部的質量較差,一般不用於熱鍛生產。
注三:火炮身管鑄造的鋼模(泥模、沙模),無論是正鑄還是倒鑄,均分為內模與外模兩部分。為保證鑄件精度,鋼模的外模需對內徑精加工,內模需對外徑精加工。