七十章.铁模（2 / 2）

转炉是很好作，又小又简单，冶炼速度快又省燃料，优点多多。但是他有个很大的问题：必须用纯氧，即所谓的“氧气顶吹转炉”。空气吹炼的话当然可以，可空气的成份是甚么？氧气20％，剩下80是氮。所以说，“空气顶吹转炉”会将大量氮吹进钢水里，这使钢会有热脆的问题，不能直接制作枪炮管，其它的性能也严重受到影响。

那么氧气要怎么生呢？最笨的方法是电解水。但此法产量低，成本高，不经济，不如平炉经济。此外，不只是制氧时需要压缩，要储存氧气，也需要压缩。一般潜水用氧气瓶大约是10大气压，1850年左右的高压蒸汽机，不过5～7个大气压。这也就是为何1855发明的转炉，在历史上比1864年的平炉早10年，成本又低，却始终不具主要地位的原因了。

所以说，转炉本身结构简单效率又好，但是背后需要的工艺基础，或者说，纯氧工业化生产所需的工艺基础非常高。因此还是改成平炉好，平炉炼钢慢些，花钱贵些，但是胜在技术水准较低，当然了，对于性能指标要求不高的还是用转炉了。小理

这些技术的使用，使的兰芳自造火炮的炮身强度得到极大提高，抗压能力增强。兰芳火炮由此慢慢开始被世界关注，身价日高。

在闭锁机方面，1873年克虏伯公司发明的锁栓式闭锁机、1877年法国杜斑鸠少校发明的断隔螺式闭锁机，和压缩紧塞具，都已经完成试制。兰芳已经准备好一切火炮技术的前期储备。不过，这一时期火炮技术的最大进步——制退复进器，由于技术和工艺原因，还停留在绝密的发明阶段，刚性炮架火炮还需要沿用一段时间。

直到光绪四年的1878年，中国仿自英国阿姆斯特朗式4.7吋、40磅炮弹的前膛炮，以钢为内管、外装熟铁制套筒及箍的钢腔熟铁箍炮制成。那是中国最早的自制钢炮。

在十九世纪七十年代以前，清军中使用的洋炮主要是前装炮。依其身管长短，分为长炸炮、短炸炮两类。长炸炮就是加农炮。

拿破仑时期，各国的野战炮兵主要是青铜、黄铜炮，有这样一个大致上的认定公式：最常使者为6磅、8磅与12磅的炮弹，倍径为16——18倍，炮管与炮弹重量的比例，就是炮管乘数为135——150倍，全炮乘数，即全炮重量连同炮车为炮管的1.7——2倍。

一门六磅拿破仑炮，视不同国家炮管重量约在810——900磅（6135——6150），连同炮架在内重量介于1445——1700磅之间（8501.7——8502）。12磅拿破仑铜炮的炮管则重达1227磅，约557公斤。

最后，装药量约为炮弹重量的1/3——1/5之间。采用这种装药量进行直瞄平射时，炮弹约在300码/270公尺的距离上落地。如增大射角射程可达3000——4000码，即2.7——3.6公里，但在这样的距离上命中率极低，，13——17％六或八发才有一发命中大方阵目标。在用实心弹和爆炸弹时，加农炮起决定性作用的距离是600码到1000码，即540——900公尺。

这是俗称加农炮的规格，另外还有所谓的榴弹炮，倍径缩减到7——10倍之间，一般使用较少的药包，10——20度的「大角度」曲射。由于炮管只有一半，因此重量也就轻的多，通常只有加农炮的一半或者更低。

此外还有所谓的长管加农炮，这是海军舰炮、要塞炮、城防炮或者攻城炮这类不需要野战机动的重炮，一般使用12磅以上的较重的炮弹，而倍径则达到22——25，最大装药可以高达弹重的1/2，不过一般考虑炮管寿命与射速，还是用1/3——1/4的装药。例如英国海军32磅重炮一般是使用8磅装药进行循环射击。

如果是线膛炮，倍径一般会在20倍径以上，而这种高倍径并不代表就比较重。同时期使用的前装铸铁线膛炮，比如美国南北战争时期的parrottrifle，是10磅炮，3吋口径，76.2mm，其炮管重量只有890磅，约404公斤。仅相当于6磅滑膛炮——884磅的等级。同时期的10磅ordnancerifle同样是三寸线膛炮，炮管重量更只有816磅，约370公斤，但这是锻铁炮，价格贵一倍。parrottrifle的倍径高达24.7，ordnancerifle则为24.3，都属于长管加农炮。放在17世纪时已经是海军长管炮的标准了。而12磅拿破仑炮倍径却只有14.3，比拿破仑战争时期的野战火炮还要短些。但重量却还是比高倍径的线膛炮重。

此外，19世纪末的钢制后装线膛炮：ordnanceqf12pounder8cwt、qf12pounder12cwtnavalgun，都是12磅炮，cwt指的是英担，一英担约51公斤重。因此这两款炮分别是408公斤与612公斤重，炮管与炮膛。这两款也都是3吋/76.2mm炮，但是发射的是比parrottrifle长的12.5磅炮弹。前者是28倍径的陆军炮，后者则是40倍径的海军炮。两个都是架退炮，后者似乎有装制退器，管退装置当时还未发明。

parrottrifle与ordnanceqf12pounder8cwt就是典型的例子。两者重量相近，但是前者是铸铁炮，发射10磅炮弹的24.7倍径炮，后者钢制炮，却是发射12.5磅炮弹的28倍径炮，根据弹重与初速分析，炮口能量提升约近一倍左右。

线膛炮不管是使用米尼弹架构，又或者是后装炮架构，都可以“减装药”，使用较少的装药达到较长的射程，而火药装得少了，炮管自然可以削薄减重，当然炮室加炮套加强。因此即使倍径高，重量却反而会比低倍径的滑膛炮低的多。

拿破仑炮系统中的野战炮，一般装药是1/4到1/5。例如南北战争中美军使用的12磅拿破仑炮，装药2.5磅，装药量为弹重约20.8％，约1/5。然而parrottrifle与ordnancerifle两款均为发射10磅重的长形炮弹，装药量却只有1磅，仅约10％。虽然因为弹重与装药较小，导致其初速低于拿破仑炮，但是由于线膛旋稳定弹道的因素，能量损耗较小，导致这两款炮的射程反而比较高，并且还比较精确，长身管也是原因之一。

至于精确度，参考当时美国炮兵的通俗说法：使用拿破仑炮，你可以在1600码外打中一座谷仓。使用帕洛特加龙省炮，你可以在2000码外打中这谷仓的大门。也就是说，1000码以上，传统拿破仑炮，即前装滑膛炮，不具备反炮战能力。然而换成线膛炮，即便是parrottrifle这样的前装线膛炮。照样可以在2000码的距离玩陆上反炮战，精确命中敌军的大炮，不过一般是在1600码，也就是1哩左右作战，这才可以命中。

但如果把线膛炮倍径限制在16～18倍的话，距离会大幅缩减。这样的线膛炮应当只有1200～1500码左右的精确射程，最大射程应该在3000码左右。因此如果要作12磅线膛炮的话，应当把倍径至少提升到20倍，最好的方式是直接参照parrottrifle的例子，那是发射10磅炮弹，倍径24倍，重量也很轻，仅相当于拿破仑时期的陆军16～18倍径野战6磅炮，同时期的海军6磅炮可是重的多了。而且这种炮还是高倍径加农炮，可以直接拿来当海军炮的。

24倍径10磅铸铁线膛炮由于高倍径外加线膛，实际上可以陆海通用，24倍径10磅铸铁线膛炮如果与海军炮相比，重量大约相当于4磅海军炮。如果换成钢的话，不管是铸钢或者锻钢，重量都会近一步下降。

线膛炮使用的尖型弹而不是圆弹，尖型弹飞行比圆形弹稳定，同口径下可以调整重量。同重量的尖弹与圆弹，前者的口径只有后者的70%左右。如果就横截面而言，只有49%。两者同样炮口初速的话，那么尖弹的撞击动能集中在一半的截面积上，单位能量密度是圆弹的2倍。再考虑尖锥弹体的低阻力，同重量的炮弹，尖弹的穿甲威力达到圆弹的3倍以上。

图出来了，铁模就是时间的问题了。不过，以目前兰芳技术条件，还是首先选择比较容易的十二磅短炸炮进行仿制。炮坊各组分头开始制图、备料，随之开始铸炮。

短炸炮就是一种前装滑膛臼炮，当时也称为田鸡炮、硼炮或冲天炮。1863年，苏州洋炮局生产了短炸炮。1864年，苏州洋炮局就造出了二十四磅子的生铁制田鸡炮，月产量有67尊。以后的江南制造局在18671876年间共生产十二磅子、十六磅子、二十四磅子和生铁和铜质滑膛前装炮128门。

经过改进设计的短炸炮，依旧是前膛装弹，由于炮身短，定为口径的十倍左右，在仰角大的情况下，比较适合前膛装弹。先确定试制使用12磅、18磅尖弹的两型火炮。要求可大于45度发射，弹道弯曲，可用于野战、攻城或装备于军舰。最大射程千米以上。

即使是使用18磅尖弹的短炸炮，口径也只有80mm，采用新型炮钢，会使得炮的重量更轻，因而运动灵便；由于其射角大，初速小，炮弹所受空气阻力不大，因而射程较远；出于其弹道弯曲，对遮蔽物后的目标及有掩盖工事具有较大助威力，相对炮重、射程、准确率都提高很多。性能会比后来的苏州洋炮局的短炸炮要超出很多。这个设计，江四水最关注，一旦成功，他就要全面装备他的陆军。

按照新设计图试制的新火炮个方面都比清国自产火炮好的多，以现在的工艺条件，较之欧洲最先进火炮已略胜一筹。

龚氏绝学，名不虚传，根据重新绘制的图纸铸造的铁模，工艺精良。同时准备铸炮的原料，铁模完成的当月，便安排第一批铸造。

铁模铸炮法是以铁为模，铸炮时，先将铁模的每瓣内侧刷上两层浆液。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窑煤调水制成的。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，再剔除炮心内的泥胚胎，膛内自然学滑。

同传统泥模铸炮相比，铁模铸炮工艺简便易行，节省模具原料，不受气候条件限制，缩短制造周期，降低生产成本，尤其是解决了不出蜂窝的难题，提高了火炮铸造质量。

“其法至简，其用最便，一工收数百工之利，一炮省数十倍之资。且旋铸旋出，不延时日，无瑕无疵，自然光滑，事半功倍，利用无穷，辟众论之导轨，开千古之法门，其有裨于国家武备者，岂浅鲜哉！”

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