为了完善赵维和秦九韶制定的公制单位体系,军器监上上下下花费了一个多月的时间,费尽心思地制作各种标准量具,其间军器制造的工作给耽误了不少,以至于年前赵维答应的新式火炮,如今一点眉目都没有。
虽然说蒙古的水上作战力量还不足以对大宋构成威胁,长江依旧还是大宋的坚固防线,可一切都是有时效性的,拖得太久,原本的优势会被时间冲刷干净的,就像原来的历史上,纵然有蜀道天险,蒙古还是拿下了四川,还是拿下了临安,到最后崖山海战的时候,大宋的战船无论数量还是质量都无法与蒙古的水军抗衡,这个世界从来没停止过发展,要想不被历史淘汰,就必须自己也要向前发展。
原本赵维想来,最原始的前装滑膛炮并没有什么难度,找对了方向,一个月就可以出样品,再有半个月就应该能投入量产,可没想到的是,赵维自己就找错了方向……
他是仔细看过军器监现有的火炮图纸,也看过火炮生产的工艺流程,知道这时候的火炮身管都是一次铸造成型的,根据这些,赵维算了一下,现有的火炮口径大概在90mm左右,球形炮弹每一颗的重量大概是3公斤(按大宋之前的重量单位来算,1宋斤约合0.6公斤),与大航海时代,英国的6磅舰炮差不多,只是因为火药品质的差别,没有6磅炮的射程和威力。
赵维用材料应力和甲药的燃速、简单计算了一下。计算的结果显示,现有的火炮即使用甲药,同样的装药量,也能安全发射,是自己计算错误还是当初军器监设计的火炮冗余量过大?
他把自己的计算结果跟秦九韶简单说了一下,秦九韶也不敢确定能不能行,于是安排了火炮试射,试验工人从炮坊中拿了一门合格的火炮,固定在试炮场的一个专用的炮架上,装了与旧火药同等药量的甲药,随后将一枚铁球弹塞进了炮口,再用木棍捣实,炮尾的传火孔内插上了引线。军器监的这个试炮场在城外,也不是特别大,炮口前面500米左右就是边界,有挡板挡住炮弹,从100米到边界都属于落弹区,这时的火炮都是球形实心弹,不像后世的锥形弹,铁球落地之后,还会接着弹跳前进,所以,以铁球第一次落地的位置为有效射程(在水上交战,铁球接触水面之后就钻水里去了,弹不起来),但是安全距离估计得有一两公里,所以试炮场的边界不够远,就需要用挡板强行拦住炮弹。
火炮安装完成之后,其他人都撤离到50米之外,只留下一个点火的人,这个人将引线点燃之后,迅速离开,躲到炮架侧后方的一个安全坑里,并且盖上了盖板。引线燃烧只在须臾之间,但是赵维却觉得这段时间相当漫长。
不一会儿,只听见“轰隆”一声巨响,大量白烟喷出笼罩了火炮,赵维和秦九韶看见铁球弹从炮口无力地飞出来,只飞了几十米就落地。赵维大惑不解,按理说甲药的爆速远高于之前的火药,燃烧更完全,炮弹能获得的初动能比原来大很多,弹道怎会如此软弱无力?
秦九韶摇摇头说:“炸膛了!”
“什么?!”赵维大吃一惊,仅仅一炮就炸膛了?两人快步朝炮身走过去,硝烟散去,赵维看那火炮依然还是好好地待在炮架上,远观没什么不一样啊,与自己脑海中火炮炸膛后,炮口呈开花状的样子完全不同。
走近了火炮,赵维才看清楚,这炮确确实实是炸膛了,炮口没什么事,但是炮尾已经膨大了,而且出现了很多的开口和裂纹,想来定是炮尾炸膛,火药燃气泄漏,所以炮弹获得的动能少,自然就飞不远了。
可是为什么自己记忆中,火炮炸膛应该是炮口像开花一样?赵维始终不解,实际上,炮口像开花一样,是赵维看到的后世的那些火炮,这种炸膛不是因为发射的时候炸膛,而是弹丸在身管内加速的中途,膛压出现不正常的峰值(比如说发射药质量差,某一部分燃速突然增加,或者身管内出现了烈性炸药),才会导致身管前部炸开,如果是发射药能量太大导致的炸膛,都是炮闩的部分炸裂。
另一个令赵维不解的是,为什么这炸膛的火炮,炮尾只是膨大并且有裂纹漏气,没有四分五裂呢?难道大宋的钢铁竟能做到这么好的延展性了?正是这个问题的答案,令赵维明白,从一开始自己方向就找错了!
因为这问题的答案是:这门火炮是用青铜浇铸的……赵维目瞪口呆。
军器监的旧图纸上也没有标明材料,赵维一直用Q235的应力系数来计算的,他心想中碳钢和低碳钢在唐朝也都有了,火炮作为冷兵器时代威力最大的武器,怎么着也够得上用最好的材料,所以就拿铸造碳钢的拉伸强度来算,结果没想到这时候的火炮用的是青铜。
“为什么不用钢来铸造炮身呢?”赵维问。
秦九韶闻言,笑了笑说道:“虽然钢的强度比青铜高很多,但是钢实在太难铸了,用来打造刀剑铠甲还行,火炮这么大的东西要用钢来铸,我们目前没这能力。”