七十章.铁模

按照既定策略，兰芳在研制钢制火炮的同时，加紧研究后膛来复线式技术，这种并没有提前量的新技术，对于兰芳技术人员来，还有的啃。enxuemｉ。netbsp;1846年，意大利少校卡韦利造出了一种在炮膛内刻有两条旋转来复线，使用圆柱形炮弹后膛装填的后膛来复线式火炮，使火炮技术有了变革性的飞跃。不久，英国制炮商惠特沃斯也生产了一门后膛装填的线膛炮，不过，他是用盘旋的6角炮膛来代替旋转的来复线的。

同前装炮相比，后装炮由炮口装弹改由炮尾装弹，提高了射；有完善的闭锁炮门和紧塞具，解决了前装炮因炮弹弹径于火包口径所带来的火药燃气外泄的问题；炮膛内刻制了螺旋膛线，同时射尖头柱体定装炮弹，使炮弹射出后具有稳定的弹道，提高了命中精度，增大了射程；可以在炮台包括6战掩体和军舰服仓内装填炮弹，既方便又安全。由于后装炮具有较多的优越性，所以各国便竞相研制。

后装炮？还是线膛的？这下工业局有的忙了。

各种火**纸资料到是不缺，铁厂的制炮用料也过关了，较之锻钢炮还有些许胜出，机械设备也都具备，只是没有上佳的模范，也没有制造炮模的巧手，虽然以前西婆罗洲铸过炮，但是那时的铸造技术，很难达到现在的要求，无论射程、精度都与现在列强火炮，甚至比清军新型火炮都有很大差距。

话到此处，大家不约而同的想起一个人来——龚振麟。当初鸦片战争爆以后，“素有巧思”的浙江嘉兴县县丞龚振麟，被两江总督裕谦调到宁波军营，受命赶制火炮。

“到龚振麟，那是大大的有名，可以算是大清舰船、火炮大家。传统的铸炮工艺，都用泥模，即用水和泥，制成模具，然后范金倾铸，层层笋合。泥模必须烘得干透才行，否则外表虽干，里面湿润，一遇金属熔液，潮气自生，铸成的火炮就有蜂窝，施放时炮筒容易炸裂伤人。烘干泥模往往要一个月之久，如果碰上雨雪阴寒天气，则须两三个月。况且一具泥模只能铸造一尊火炮，随即随弃，不能再用。”林吉太到。

“二十年前，龚先生明铁模铸炮法，用铁模铸出的炮不但炮膛光滑，尺寸标准，加工精度比当时英国炮还要好。”

谢长庚拿起一本《铸炮铁模图》道“对对!听过，就是这本《铸炮铁模图》，42年还被印沿海各省参用。”

“没错吧。而且这铁模铸炮，制造度快，铸炮周期短，降低了铸炮费用。铁模可多次使用，不用清洗炮膛，也不像泥模铸炮，有蜂窝，容易炸膛。”

“铁模炮诞生当年，仅在1841年9月浙东之战前夕，就已铸成12o多门新型铁模炮，当时就称：浙江铸炮，益工益巧，光滑灵动，不下西洋。”

贺公子在一边想，这早于欧洲3o多年的明，就是现在，哈哈！西洋也还没采用呢。

“而且，受林则徐之托，龚先生制成重8ooo斤的**，并制成磨盘形枢机式炮架和炮车，分别用于安置**和车载火炮，扩大了火炮的射界，改善了火炮的机动性能。所著《铸炮铁模图》、《枢机炮架新式图》被魏源收录于《海国图志》中。”

“还有绝的，龚振麟亲临海边，仔细观察英军蒸汽舰船的航行情况，反复揣摩其理，试造了以人力驱动叶轮击水致船体航行的车轮船，较人力划桨迅敏捷。1841年春，又以林大人提供的《车轮船图》为参考，经过多次试验改进，制成新的车轮船，用类似蹼轮的机械，推动轮船前进，时达3.5海里。后有4艘装备江南水师，参加1842年6月吴淞之战。”

“真是神人！神人！”谢长庚连竖大指。

“要是咱兰芳能有此人……”

跟着林吉太话音，门外一声高喊：“各位，在下为大家带来个好消息。哈哈！郑老大为咱们请来了真神。”赶来的叶根生还没进门就接着话。

“哦？叶局长来了。”“叶兄好，您的是哪位？”……众人诧异。

叶根生笑而不答，自顾自一撩后衣襟，拿着架子坐下，接过工友递上的一杯茶，揭开杯盖，把茶叶浮末荡了三荡：“这郑老大可是能耐的很，愣从老家给挖来了。”

“倒是谁呀！”“嘿！您还拿上了。”“难道是……”满堂一片哗然，一个老工匠连连叨叨：“兰芳之幸呀……”。

转天，郑老大的船队到港，虽然没有能够请来老先生，但是请到了龚老先生的嫡传弟子龚兆龙，一十三位龚先生的家学弟子也随着龚兆龙来到兰芳。

刚到的第二天，就到了冶铸坊。三十几位选出的青年人，已经等在这里，所有学工都已经把《铸炮铁模图》、《枢机炮架新式图》记得烂熟，每位龚师弟子带三位徒弟。

西洋各式先进火炮和铸造工艺的图纸资料一应俱全，对于这些火炮操作和使用效果，都参照实战经验仔细研究，确定最后的设计方案，反复论证之后，再依次完成各部件模范设计。

欧洲火炮铸造从16世纪以来一直采用泥范整体模铸法，1713年开始在给实心火炮上钻孔，泥范整体模铸法一直延续到177o年以后。英国的铁器制造者威尔金森开出一种改进了的给火炮钻膛的机器。随后，1794年英国机械师莫兹利明了车床上的移动刀架，1797年制成了安放在铁底座上带有移动刀架的车床。19世纪2o至3o年代，英国明了全金属车床、自动调节车床、牛头刨床等一系列工作母机，到19世纪4o年代时，达到了用工作母机制造机械的领先水平。

利用车床先将火炮铸成实心圆柱金属铸件，然后用一种配用长钻头的大型钻床钻出一个孔，接着到锤床上将这个孔逐步锤削成型，加工成火炮。此法可使炮身较模铸法更加均匀、对称、光洁，各种尺寸比例和火门的设计较合理，射击精确度高。既提高了铸炮的精度，又节省工时，坚实耐用。

鸦片战争前后，英军火炮铸造除了传统的泥模整体模铸法、失蜡法外，已开始大规模采用车床切削铸造法。《海国图志》对英军火炮工艺称赞云：“西人铸炮，其铁皆经百炼熔净。先用蜡制成一炮，丝毫无异，次用泥封密阴干。铸时用火烘模开孔，泄出蜡油，然后将铁灌入，四五日后，始开模取出置于荒野人迹不到处。将炮实满火药，用长心引火绳一，各人尽远避藏迹，一经炮响腾越空中，跌落不坏以不炸裂为度，便无后患。其铸法合度，多以引门上长方形为表，或安头上或尾后，或头尾皆安，亦合度数。”

在炮膛游隙方面，欧洲因机械制，造精密度的提高，火炮所用的游隙值更减少到内径的1／42，如此，只要装填较少的火药就可达到较高的度，且同时提高射的准确性，再者，由于用药量的减少，管壁即使变薄亦不致于膛炸，连带也使得火炮的机动性大增。

1854年，英国人阿姆斯特朗研出新型闭锁装置完善的后膛炮，后来还明以利用热涨冷缩原理，层层套箍方式制成的炮身，可承受较大的膛压，加上其研的炮闩，使后膛炮从此成为西方战事上的主流。

1879年，英国舰船“桑德尔”号的前膛炮爆炸使英国海军部确信这样的炮不安全，并开始逐渐在皇家海军中装备后膛炮。法国海军在炮尾闭锁装置中采用断纹螺栓的办法克服了后膛炮失事的可能性。炮管由铸铁改为煅铁，制造炮身套筒的煅铁由钢所代替，减少了套筒的厚度。到1881年，海军的舰炮全部由钢制造。

19世纪7o年代前后，原本德国克虏伯钢厂明的坩锅铸造大钢块，能制造大口径之钢炮的技术已经被兰芳掌握。这一独有技术为兰芳自产火炮提供了良好的基础。在炮身的形制方面，克虏伯公司于1873年开始使用的筒紧炮身，和丝紧炮身技术也已经被兰芳试验成功，只待抢先注册了。

此外，法国在1865年明的平炉炼钢法，也已经被兰芳抢先进行了专利注册，并开始使用这种钢材制造炮身。

转炉是很好作，又又简单，冶炼度快又省燃料，优多多。但是他有个很大的问题：必须用纯氧，即所谓的“氧气吹转炉”。空气吹炼的话当然可以，可空气的成份是甚么？氧气2o％，剩下8o是氮。所以，“空气吹转炉”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1o大气压，185o年左右的高压蒸汽机，不过5～7个大气压。这也就是为何1855明的转炉，在历史上比1864年的平炉早1o年，成本又低，却始终不具主要地位的原因了。

所以，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，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。

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年克虏伯公司明的锁栓式闭锁机、1877年法国杜斑鸠少校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、4o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——15o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81o——9oo磅（6x135——6x15o），连同炮架在内重量介于1445——17oo磅之间（85ox1.7——85ox2）。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3oo码/27o公尺的距离上落地。如增大射角射程可达3ooo——4ooo码，即2.7——3.6公里，但在这样的距离上命中率极低，，13——17％六或八才有一命中大方阵目标。在用实心弹和爆炸弹时，加农炮起决定性作用的距离是6oo码到1ooo码，即54o——9oo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——1o倍之间，一般使用较少的药包，1o——2o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，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2o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parrottRif1e，是1o磅炮，3吋口径，76.2mm，其炮管重量只有89o磅，约4o4公斤。仅相当于6磅滑膛炮——884磅的等级。同时期的1o磅ordnanceRif1e同样是三寸线膛炮，炮管重量更只有816磅，约37o公斤，但这是锻铁炮，价格贵一倍。parrottRif1e的倍径高达24.7，ordnanceRif1e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：ordnannetder8netava1gun，都是12磅炮，ct指的是英担，一英担约51公斤重。因此这两款炮分别是4o8公斤与612公斤重，炮管与炮膛。这两款也都是3吋/76.2mm炮，但是射的是比parrottRif1e长的12.5磅炮弹。前者是28倍径的6军炮，后者则是4o倍径的海军炮。两个都是架退炮，后者似乎有装制退器，管退装置当时还未明。

parrottRif1e与ordnannetder8ct就是典型的例子。两者重量相近，但是前者是铸铁炮，射1o磅炮弹的24.7倍径炮，后者钢制炮，却是射12.5磅炮弹的28倍径炮，根据弹重与初分析，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2o.8％，约1/5。然而parrottRif1e与ordnanceRif1e两款均为射1o磅重的长形炮弹，装药量却只有1磅，仅约1o％。虽然因为弹重与装药较，导致其初低于拿破仑炮，但是由于线膛旋稳定弹道的因素，能量损耗较，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法：使用拿破仑炮，你可以在16oo码外打中一座谷仓。使用帕洛特－加龙省炮，你可以在2ooo码外打中这谷仓的大门。也就是，1ooo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parrottRif1e这样的前装线膛炮。照样可以在2ooo码的距离玩6上反炮战，精确命中敌军的大炮，不过一般是在16oo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12oo～15oo码左右的精确射程，最大射程应该在3ooo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2o倍，最好的方式是直接参照parrottRif1e的例子，那是射1o磅炮弹，倍径24倍，重量也很轻，仅相当于拿破仑时期的6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1o磅铸铁线膛炮由于高倍径外加线膛，实际上可以6海通用，24倍径1o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7o%左右。如果就横截面而言，只有49%。两者同样炮口初的话，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6－7尊。以后的江南制造局在1867－1876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8omm，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，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6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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