第16章 火炮研製成功
挑戰曆史：在宋朝建設現代化國家 作者：昆工第一深情 投票推薦 加入書簽 留言反饋
早期的滑膛槍和滑膛炮都是身管武器，其工作原理是把發射藥的化學能轉換為實心彈丸的動能，再通過管壁把彈丸給發射出去。
如果非要找出槍、炮之間明顯的區別的話，那應該就是口徑大小，以及子彈和炮彈之間的區別了。
從口徑上看的話，現在有種說法就是：槍炮在口徑上的界限是20毫米，大於20毫米的是炮，小於20毫米的則是槍。
當然，在實際中也並不會完全死板的根據20毫米來劃分槍炮的，有些口徑達到了25毫米的重型反坦克狙擊武器也同樣被稱為槍。
簡而言之，槍就是mini版的炮。可以說，火炮的製造工藝包含了造槍的大部分前端技術。
原理很簡單，但對材料的要求非常高。
炮管在發射炮彈時，火藥會在內部產生高溫高壓氣體，炮彈在炮管短暫停留，瞬間產生500度以上的高溫，同時還伴隨著很大的煙霧，這些氣體當中的化學物質會對炮管內壁造成腐蝕；炮彈與炮管的內壁發生摩擦也會造成不同程度的損壞。
隨著發射炮彈發射次數的增加，炮管原有的性能將會大打折扣，使用壽命到達極限就必須更換炮管。
炮管的製造工藝，直接關係到使用壽命，若是製造環節或者材料強度達不到要求，威力和精度都會大打折扣，可發射炮彈的數量也會降低。
抗壓能力過低，管壁難以承受火藥產生的高強度壓力，管身會產生裂紋和變形；耐熱性能太差，炮彈發射產生的高溫會讓炮管熔化而報廢。
大宋用煤炭和硫鐵礦來煉鐵，鐵中含硫量過高，導致延展性和韌性低，且高溫下容易變脆而碎裂，無法用來製造炮管。
趙構給出了降低含硫量的方案：通過鼓風提高煉爐內的溫度，同時加入石灰，並重複迴爐重熔多次。
脫硫是吸熱反應，溫度越高反應越充分；石灰呈堿性，又可以在高溫下與硫的氧化物反應生成硫酸鈣。
解決了材料的問題，新的問題又隨之而來。
傳統的鑄模工藝使用泥模，即用水和泥混合製成模具。澆築泥模前必須確保幹透，如果外幹內濕，一遇金屬熔液，水氣蒸發出來形成氣孔，鑄成的炮筒就有蜂窩。
這樣的炮筒氣密性差，施放時炮筒還會炸裂傷人。
烘幹泥模往往要一個月以上，如果碰上雨雪天氣，空氣陰冷潮濕，則須兩三個月。並且一具泥模隻能鑄造一尊火炮，用完就報廢不可二次使用。
鑒於泥模的局限性，趙構改良了傳統鑄模工藝，經過幾次試驗，用鐵模代替了泥。
澆築之前，先將鐵模的每瓣內側刷上兩層漿液：第一層漿液用細稻殼灰和細沙泥製成，第二層漿液是用細膩的窯煤調水製成的。
然後，兩瓣相合，用鐵箍箍緊、烘熱，節節相續，最後澆鑄金屬熔液。待澆足熔液，冷卻成型以後，即刻按模瓣次序剝去鐵模，如剝掉筍殼一樣，逐漸露出炮身，再剔除炮心內的泥胚胎，膛內自然光滑。
同傳統泥模鑄炮相比，鐵模鑄炮的優越性在於：工藝簡便易行，節省模具原料，不受氣候條件限製，縮短製造周期，降低生產成本，提高了炮管鑄造質量。
應該說，炮管的科技含量並不高，質量的好壞完全取決於冶金與鑄模水平。製造出炮管以後，火炮也就初具雛形了。
為了方便運輸，又製造了四輪炮車架。橡膠樹還沒長大，輪子隻能暫時用結實的木料製作。
將炮管放置在車架上，可以後推前推拉；另外在炮車上設磨盤，炮在車上就能四麵旋轉，向所需的方向發射；還安裝了齒輪組調節傾斜角度；讓大炮的使用變得極為方便。
接下來就是解決發射藥的裝填問題了。
顆粒化火藥基本能夠滿足發射需求，那麽又需要用什麽材料包裹火藥呢？
答案是絲綢。
後世的火炮曾使用紙、布袋來裝發射火藥，射擊完成後，炮膛內會殘留仍在燃燒的殘渣，會在裝填時引爆發射藥，導致炮兵陣地集體升天，需要用沾水濕布清理炮膛。
絲綢是天然的蛋白質材料，燃燒充分而又迅速，幾乎沒有剩餘物殘留，引燃的可能性很低。絲綢燃燒後即使是剩餘少數固體殘留，顆粒也像灰一樣很細碎，便於清理，不會產生堵塞，對炮管的磨損傷害也更小。
細膩光滑的生絲經多層纏繞和編製後又薄又輕，韌性高抗撕扯，不吸水不透水，即使在雨天也不影響火炮的使用。簡直是最完美的發射藥包裹物。
至於炮彈，遠距離可以發射實心鐵彈打亂敵人陣型，近距離可以發射霰彈對橫排敵人造成覆蓋性殺傷。
開花彈雖然也能製造，但黑火藥爆炸威力有限，引線技術也不夠成熟容易引發事故，實在有點雞肋。實心鐵彈和霰彈已經能夠在目前的冷兵器時代遊刃有餘，大殺四方，主導戰場主動權，暫時還不需要開花彈。
第一次試射開始，炮手從炮口依次裝入發射藥包、實心鐵彈，隨後點燃引線。
恐怖而沉重的轟鳴聲令人震耳欲聾，刺眼的火光噴射而出，濃煙也從炮口彌漫開，彈丸以肉眼不可見的速度隨之飛遠，龐大的氣流瞬間在周圍的空氣中產生一陣衝擊波，掀起一股熱浪。
即便站在安全距離之外，人們也能感受到那股強大的衝力，腳底發軟，不由自主地搖動起來。
一息後，八百米處的一棵大樹被彈丸擊穿，留下了一個被撕裂的傷口，狂風吹過，大樹從中折斷，轟然倒塌。
趙構示意發射繼續，短短一刻鍾就打出了五枚鐵彈，平均三分鍾一發。
火炮發射的整個過程直白地向現場觀眾詮釋了熱武器的暴力與強大，所有人先是感到恐懼，隨即而來的是震撼和欣喜若狂。
這種最原始的前裝滑膛炮設計的缺陷一堆：裝填時間長，射擊精度差，炮體壽命短等等。
雖然趙構也有更高水平的設計思路，比如增加後置炮閂，實現彈藥一體，加工膛線……乃至炮體小型化變成滑膛槍。
火藥加壓和炮彈殺傷始終是不變的核心，變化的隻是材料和上的突破。
但以目前的科技水平，製造出這種初步熱武器，已經能夠滿足大部分戰爭需求了。
有了這等武器，四方蠻夷誰敢作祟？
趙構命令軍工廠拉滿產能，生產兩種規格的火炮各500門，可應用於攻城和野戰兩種不同戰況。
第一種規格：炮身重量1.8噸，炮管長度1.93米，205毫米口徑，發射藥重量2.26公斤，可發射31公斤的實心鐵彈。
第二種規格：炮身重量1.1噸，炮管長度1.37米，174毫米口徑，發射藥重量1.59公斤，可發射19公斤的實心鐵彈。
等到千門大炮製造完畢，炮彈數量足夠，便是收複幽雲十六州之時。
如果非要找出槍、炮之間明顯的區別的話，那應該就是口徑大小，以及子彈和炮彈之間的區別了。
從口徑上看的話，現在有種說法就是：槍炮在口徑上的界限是20毫米，大於20毫米的是炮，小於20毫米的則是槍。
當然，在實際中也並不會完全死板的根據20毫米來劃分槍炮的，有些口徑達到了25毫米的重型反坦克狙擊武器也同樣被稱為槍。
簡而言之，槍就是mini版的炮。可以說，火炮的製造工藝包含了造槍的大部分前端技術。
原理很簡單，但對材料的要求非常高。
炮管在發射炮彈時，火藥會在內部產生高溫高壓氣體，炮彈在炮管短暫停留，瞬間產生500度以上的高溫，同時還伴隨著很大的煙霧，這些氣體當中的化學物質會對炮管內壁造成腐蝕；炮彈與炮管的內壁發生摩擦也會造成不同程度的損壞。
隨著發射炮彈發射次數的增加，炮管原有的性能將會大打折扣，使用壽命到達極限就必須更換炮管。
炮管的製造工藝，直接關係到使用壽命，若是製造環節或者材料強度達不到要求，威力和精度都會大打折扣，可發射炮彈的數量也會降低。
抗壓能力過低，管壁難以承受火藥產生的高強度壓力，管身會產生裂紋和變形；耐熱性能太差，炮彈發射產生的高溫會讓炮管熔化而報廢。
大宋用煤炭和硫鐵礦來煉鐵，鐵中含硫量過高，導致延展性和韌性低，且高溫下容易變脆而碎裂，無法用來製造炮管。
趙構給出了降低含硫量的方案：通過鼓風提高煉爐內的溫度，同時加入石灰，並重複迴爐重熔多次。
脫硫是吸熱反應，溫度越高反應越充分；石灰呈堿性，又可以在高溫下與硫的氧化物反應生成硫酸鈣。
解決了材料的問題，新的問題又隨之而來。
傳統的鑄模工藝使用泥模，即用水和泥混合製成模具。澆築泥模前必須確保幹透，如果外幹內濕，一遇金屬熔液，水氣蒸發出來形成氣孔，鑄成的炮筒就有蜂窩。
這樣的炮筒氣密性差，施放時炮筒還會炸裂傷人。
烘幹泥模往往要一個月以上，如果碰上雨雪天氣，空氣陰冷潮濕，則須兩三個月。並且一具泥模隻能鑄造一尊火炮，用完就報廢不可二次使用。
鑒於泥模的局限性，趙構改良了傳統鑄模工藝，經過幾次試驗，用鐵模代替了泥。
澆築之前，先將鐵模的每瓣內側刷上兩層漿液：第一層漿液用細稻殼灰和細沙泥製成，第二層漿液是用細膩的窯煤調水製成的。
然後，兩瓣相合，用鐵箍箍緊、烘熱，節節相續，最後澆鑄金屬熔液。待澆足熔液，冷卻成型以後，即刻按模瓣次序剝去鐵模，如剝掉筍殼一樣，逐漸露出炮身，再剔除炮心內的泥胚胎，膛內自然光滑。
同傳統泥模鑄炮相比，鐵模鑄炮的優越性在於：工藝簡便易行，節省模具原料，不受氣候條件限製，縮短製造周期，降低生產成本，提高了炮管鑄造質量。
應該說，炮管的科技含量並不高，質量的好壞完全取決於冶金與鑄模水平。製造出炮管以後，火炮也就初具雛形了。
為了方便運輸，又製造了四輪炮車架。橡膠樹還沒長大，輪子隻能暫時用結實的木料製作。
將炮管放置在車架上，可以後推前推拉；另外在炮車上設磨盤，炮在車上就能四麵旋轉，向所需的方向發射；還安裝了齒輪組調節傾斜角度；讓大炮的使用變得極為方便。
接下來就是解決發射藥的裝填問題了。
顆粒化火藥基本能夠滿足發射需求，那麽又需要用什麽材料包裹火藥呢？
答案是絲綢。
後世的火炮曾使用紙、布袋來裝發射火藥，射擊完成後，炮膛內會殘留仍在燃燒的殘渣，會在裝填時引爆發射藥，導致炮兵陣地集體升天，需要用沾水濕布清理炮膛。
絲綢是天然的蛋白質材料，燃燒充分而又迅速，幾乎沒有剩餘物殘留，引燃的可能性很低。絲綢燃燒後即使是剩餘少數固體殘留，顆粒也像灰一樣很細碎，便於清理，不會產生堵塞，對炮管的磨損傷害也更小。
細膩光滑的生絲經多層纏繞和編製後又薄又輕，韌性高抗撕扯，不吸水不透水，即使在雨天也不影響火炮的使用。簡直是最完美的發射藥包裹物。
至於炮彈，遠距離可以發射實心鐵彈打亂敵人陣型，近距離可以發射霰彈對橫排敵人造成覆蓋性殺傷。
開花彈雖然也能製造，但黑火藥爆炸威力有限，引線技術也不夠成熟容易引發事故，實在有點雞肋。實心鐵彈和霰彈已經能夠在目前的冷兵器時代遊刃有餘，大殺四方，主導戰場主動權，暫時還不需要開花彈。
第一次試射開始，炮手從炮口依次裝入發射藥包、實心鐵彈，隨後點燃引線。
恐怖而沉重的轟鳴聲令人震耳欲聾，刺眼的火光噴射而出，濃煙也從炮口彌漫開，彈丸以肉眼不可見的速度隨之飛遠，龐大的氣流瞬間在周圍的空氣中產生一陣衝擊波，掀起一股熱浪。
即便站在安全距離之外，人們也能感受到那股強大的衝力，腳底發軟，不由自主地搖動起來。
一息後，八百米處的一棵大樹被彈丸擊穿，留下了一個被撕裂的傷口，狂風吹過，大樹從中折斷，轟然倒塌。
趙構示意發射繼續，短短一刻鍾就打出了五枚鐵彈，平均三分鍾一發。
火炮發射的整個過程直白地向現場觀眾詮釋了熱武器的暴力與強大，所有人先是感到恐懼，隨即而來的是震撼和欣喜若狂。
這種最原始的前裝滑膛炮設計的缺陷一堆：裝填時間長，射擊精度差，炮體壽命短等等。
雖然趙構也有更高水平的設計思路，比如增加後置炮閂，實現彈藥一體，加工膛線……乃至炮體小型化變成滑膛槍。
火藥加壓和炮彈殺傷始終是不變的核心，變化的隻是材料和上的突破。
但以目前的科技水平，製造出這種初步熱武器，已經能夠滿足大部分戰爭需求了。
有了這等武器，四方蠻夷誰敢作祟？
趙構命令軍工廠拉滿產能，生產兩種規格的火炮各500門，可應用於攻城和野戰兩種不同戰況。
第一種規格：炮身重量1.8噸，炮管長度1.93米，205毫米口徑，發射藥重量2.26公斤，可發射31公斤的實心鐵彈。
第二種規格：炮身重量1.1噸，炮管長度1.37米，174毫米口徑，發射藥重量1.59公斤，可發射19公斤的實心鐵彈。
等到千門大炮製造完畢，炮彈數量足夠，便是收複幽雲十六州之時。