明朝製造的鳥銃,一般是用熟鐵製造3~4根短鐵管,再將短鐵管焊接成一根長鐵管。盡管,焊接之處外層再裹上一層熟鐵、銅之類的金屬進行加固。

    而槍管焊接成完成之後,還要“鏜鑽”對槍管內部進行不斷的加工。鏜鑽是一種簡單的手工機床,以木頭做框架,圓形石盤做慣性輪,係上皮條後用人力拉動,使石盤帶動鑽頭旋轉。

    由於工具的簡陋,槍管內部的加工速度是很慢的,一名熟練的技術工人,需要大約200~300個小時,才能對槍管內部的加工。

    具備使用鏜鑽機床加工槍管內壁的工匠,整個大明不超過五千人。普通的工匠沒有鏜鑽操作經驗之前,根本排不上用場。

    肖圖白說道:“也就是三個技術難題,第一個是製管,三四根槍管焊接為一根,效率比較低,質量也不可靠。第二個問題是刀具,沒有良好的刀具,鏜鑽效率低。第三個問題,人力作為動力,每天隻能鑽一寸(3.3厘米)?”

    在場的技術人員,紛紛點頭。

    王思宇更是說道:“隻要其中任何一個問題獲得解決,火銃的生產效率,就會大增。”

    肖圖白點頭道:“好,帶我工廠。”

    出了府邸後,一行人乘坐馬車,趕往天津軍械廠。

    天津軍械廠雖然位於鹹水沽,但是不在鹹水沽鎮政府位於同一座棱堡城內內,而是在另外一座正在不斷大興土木的新城區。

    事實上,作為鹹水沽最大的工廠,天津軍械廠區完全是一座5平方公裏的城市。外層正在修築棱堡式城牆防禦,內部駐紮500名軍隊專門用於守衛兵工廠。

    除此之外,工人也定期進行軍事操練,遇到攻城戰役,工廠裏麵擁有充沛的彈藥、糧食,生產兵器的工人,也能夠拿起兵器進行防禦。

    進入了天津軍械廠內部,肖圖白也不僅讚歎廠區規模之輝煌。

    整個廠內的工人和其家屬的人口加起來,達到萬人規模。工廠內部有學校、有醫院、有警察局、有商店、有娛樂服務場所。總而言之,工人的絕大多數的需求,都能夠通過工廠內部獲得滿足。

    天津軍械廠的規模可以稱得上17世紀的巨無霸工廠。

    在17世紀的歐洲,幾百人規模的廠子,已經是大型工廠。天津軍械廠已經達到了萬人規模,已經處於世界領先層次。

    整個天津軍械廠,包含了石油加工廠和軍器廠兩大部分,石油加工業的比重甚至比軍器廠規模更大。

    而軍械器加工,也分為多個分廠——炮廠、火銃廠、彈藥廠等等多個部分。

    炮廠有600多名工匠,當然目前以製造虎蹲炮這種技術含量最低的小型火炮為主,每月能夠提供100多門虎蹲炮。

    火銃廠,擁有工匠3000多人,主要生產崇禎八型的鳥銃,月產量目前隻有300多隻,顯然是由於機器還未配備齊全,以及工匠在新環境還需要磨合。

    彈藥廠,月生產20噸火藥、10噸彈片,還不夠皇家新軍和預備役部隊的訓練所需。要知道,按照皇家新軍的訓練標準,一天射擊50發子彈,每發子彈所需的火藥是15克,人均一天訓練所需的火藥將近一斤。再加上炮兵的訓練所耗費的彈藥,皇家新軍一天便需要消耗的火藥兩三噸以上,月消耗火藥達到60噸以上。

    60噸火藥市場上采購的價格,大約達到10萬兩銀子以上。而天津軍械廠的生產成本,隻需要3萬多兩銀子,哪怕是出廠價為5萬兩,每月也節約了一半的火藥采購經費。

    像皇家新軍這般恐怖的黑火藥消費需求,比之大明全國其他軍隊加起來還要龐大的多。因為,明軍大多數的火器部隊,平時都很少訓練的。臨戰之前,實彈射擊幾發子彈便送上了戰場。

    哪像皇家新軍,一天訓練所需的彈藥,幾乎和打一場激烈的戰鬥差不多。

    此時,全世界的軍隊所有的火藥皆是黑火藥。黑火藥的配方不外乎是硝酸鉀、硫磺、木炭。

    硫磺、木炭皆是很容易獲得,但是中國罕見大型的硝土礦,所以隻能以土法練硝的方式獲得硝酸鉀。

    好在中國古代製造黑火藥已經有千年以上的曆史,早就發明了“土法練硝”獲得硝酸鉀的方式,技術儲備上不存在任何問題。

    製造硝酸鉀之前,首要收集硝土原料。根據據“夏鹽、終落花流水硝”的原理,鹽土地春季掃硝土是最好的時節。經過一冬時間,鹽土上層出現一層黃色土質浮於地麵。春雨來臨前,便可以廁所等等場地收集硝土。

    好在鹹水沽等地早就推行了公共廁所製度,使得硝土收集非常容易。而為了充分收集硝土,軍工廠還模仿歐洲國家,設立“集硝官”這個職位,具體的工作就是派人到城市的廁所、茅坑等等場地,專門收集惡臭難聞的硝土。

    到了火銃的生產車間,肖圖白看到。最核心的槍管製造過程中,已經分為多個步驟。每一步驟皆是采取分工合作。

    專門有人製造40厘米長的短鐵管、也專門有人將多段段鐵管焊接為一根長槍管。最後,是用鏜鑽機床加工槍管內壁的步驟。

    除了槍管之外,還有許多火銃需要的零件,也皆是在不同的車間被加工完成。最後匯總道一起,由普通的工匠,將之組裝加工成為成品的鳥銃。

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    肖圖白感覺到,明朝的軍工廠雖然是手工業為主,但是也初步擁有了分工合作、標準化生產的影子。

    後世人驚歎大秦帝國的軍工廠,采用標準化生產零件和分工合作的辦法,使得大秦帝國能夠批量生產先進的武器,從而橫掃六國,統一了天下。很多人以為,標準化生產零件和流水線分工合作,到了後世就失傳了。

    其實,這是一個錯誤的印象。

    大秦帝國的軍工生產模式,一直深遠影響中國後世的兵器製造業。比如,中國古代的唐宋元明等等曆朝,兵器製造業的規模都是極其龐大。幾千人的兵工廠非常常見,這種大型的工廠,采取分工合作、標準化生產零件、流水線式生產,也是必然的結果。

    同一時代的歐洲,領先大明的根本不是生產技術,而是在數學、物理、化學等等領域的自然科學的基礎理論探索上。

    17世紀的明朝與歐洲最大的區別,恐怕是在於上層知識分子的態度方麵。歐洲文藝複興之後,高端的知識分子開始放下了身段,開始研究自然科學。所以,歐洲不斷的湧現出各種科學理論,用以指導工業生產的實踐。

    而明朝的主流知識分子,更迷戀科舉、當官,隻有當官才被認為有出息。雖然明末也有徐光啟、宋應星之類的科技牛人,但卻是整個大明知識分子中的非主流。

    正是由於中國的主流知識分子,並不喜歡研究自然科學。造成了中國的工業製造,長期得不到科學界的理論指導。工匠們能夠獲得知識分子一星半點的高級理論指導,往往也會欣喜若狂。

    天津軍械廠就是因為許多自然科學基礎理論的缺乏,造成了生產力發展的瓶頸。肖圖白也不得不親自擔任,理論指導實踐,引導生產力發展。

    “鏜鑽的刀具問題,第一墮子鋼不夠硬,第二刀具設計的不合理。”經過一番考慮,肖圖白決定先對刀具進行改進,這也是非常重要的工具,與此同時也是最容易改進的工具。

    鳥銃的槍管內部加工速度慢,除了由於工匠體力不濟之外。更是因為鏜鑽上所用的刀具不夠堅硬。而刀具的硬度直接影響了鏜鑽機床加工的質量和效率問題。

    這年代的刀具用的是鋼,硬度自是由含碳量決定。這裏麵肖圖白不得不給工匠們上課,普及一些鋼鐵的知識。

    “眾所周知,鋼鐵中一般分為生鐵、熟鐵、鋼。一般來說含碳量在0.02%以下叫做熟鐵,又叫鍛鐵、純鐵,熟鐵質地很軟,塑性好,延展性好,可以拉成絲,強度和硬度均較低,容易鍛造和焊接。”

    “含碳量在0.02%至2.04%之間的叫做鋼。鋼又分低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。含碳量碳低與0.25%的是低碳鋼。大於0.25%低於0.6%是中碳鋼,高於0.6%的是高碳鋼。”

    “而碳含量高於2.04%的一般被稱為生鐵。生鐵堅硬、耐磨、鑄造性好,但生鐵脆,不能鍛壓。”

    “生鐵經過高溫煆燒,可以降低含碳量,變成鋼。”

    “熟鐵也能淬火、加碳也能夠變成鋼。”

    “一般來說,熟鐵、低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、生鐵,皆是由含碳量不同,而決定了其性質不同。含碳量越低,越軟越容易鍛造。含碳量越高,則越硬越不容易鍛造。”

    “一般來說,高碳鋼就是我們需要的工具鋼。高碳鋼的強度、硬度,皆遠遠超過墮子鋼。因為,這墮子鋼是低碳鋼,也僅僅比熟鐵稍微硬一些........”

    經過肖圖白的講解後,眾多工匠紛紛覺得恍然大悟,感覺眼前似乎展現出全新的一片天地。

    當然,眾人也驚喜的發現,解決刀具的硬度也有了明確的方向。

    “國師大人的意思是,如果能做出高碳鋼,就能讓刀具變的堅硬?”

    “對!一般來說,高碳鋼才是工具鋼,用於機床相關的刀具。”

    “什麽是機床?”

    “.........”

    一連串的解釋,令眾多工匠覺得,魯班、墨子在世,也未必能比得上國師爺博學多智。

    由於肖圖白的啟發,工匠們意識到。“墮子鋼”是灌鋼,既是以生鐵、熟鐵混合加熱,製作出來的低碳鋼。

    古代一些優秀的工匠,甚至不屑的說“灌鋼是偽鋼,百煉鋼才的真鋼”。百煉鋼的質量,不同的鐵匠經驗心得不同,質量也不同。

    總而言之,古代的鋼鐵冶煉知識,雖然積累了一堆的實踐經驗,但是理論體係比較混亂。肖圖白直接提出,鋼鐵是按照含碳量多少進行分類,明確的確立了科學的標準。也為鋼鐵技術的研究和發展,指明了一條明路。

    按照肖圖白的提示,工匠們很快醒悟了——很快便將墮子鋼的銼刀、鑽頭,表麵塗上碳,通過淬火加工成為高碳鋼。

    高碳鋼比之低碳鋼自是如同神兵利器一般,加工熟鐵槍管簡直是削鐵如泥了。肖圖白在這些工匠們心目中的形象,再次升華成為權威的活神仙。

    而弄出高碳鋼,僅僅是改進刀具的第一步,還可以通過改進刀具的幾何形狀,來增加性能。明朝用的刀具,皆是普通的扁形的刀具,切、削、鏜、鑽的性能還是不夠的,肖圖白改進刀具——發明了經典的“麻花鑽”!

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    在後世,麻花鑽是各類手工、電動鑽孔工具,以及鑽床、銑床、車床上最常用的鑽孔和旋轉切削的工具。

    當然了,肖圖白記得中國普通的機械工人倪誌福在1953年發明的三尖七刃麻花鑽頭,也就是震動全世界的倪誌福鑽頭——這是超級麻花鑽,比普通的麻花鑽效率要高的多,成為了刀具世界中的傳奇。

    那時候,新中國剛剛成立,為了爭取世界各國在政治上的認同,免費向全世界公布這種鑽頭的技術,雖然迎來全世界的褒獎,但是卻失去了太多的利益。

    遺憾的是,肖圖白雖然知道倪誌福鑽頭大名鼎鼎,但是他根本不知道如何製造這種鑽頭。所以,暫時弄出最普通的麻花鑽。當然了,哪怕是最普通的麻花鑽,也比明朝時期的簡陋刀具要科學先進的多。

    按照肖圖白繪製的麻花鑽圖紙,並且指點麻花鑽磨製口訣“刃口擺平輪麵靠,鑽軸斜放出鋒角。由刃向背磨後麵,上下擺動尾別翹。”

    這句口訣出來後,效果就不同了。肖圖白發現,眾多的工匠目光中露出了狂熱,拚命的記錄肖圖白的口訣,並且爭相提問。

    事實上,古代的工匠們,大多數的關鍵技術,都需要留一手,專門傳給自己少數的關門弟子。

    而像肖圖白這麽無私的傳授這麽多高級的先進技術,恐怕隻有春秋戰國時期的魯班、墨子等等早期的技術大牛。

    在儒家思想未大一統之前,諸子百家爭鳴,爭相改進和傳播自己的技術和思想,所以春秋戰國時期的思想和技術的發展和進步,實乃中國最快的時期。儒家學說一統天下之後壞事了——儒家子弟直接貨物帝王家,專門鑽營如何在官場上往上爬。在思想爭鳴領域,逐漸變得死水一潭。

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