崇禎十三年第六百一十六章 科學大神（二）

帶動選礦、冶金、機械、裝備製造等全產業鏈發展的龍頭項目，成為儲備技術和淬鍊人才的抓手項目，成為優化科研與生產管理的摸石頭過河項目。

    世子還提醒攻關團隊，五寸半大炮是水軍艦炮，炮重不是一票否決指標，火炮後坐力大小才是。因此，應嘗試將早就提出過的彈簧炮筒駐退機概念用於實制。這樣還帶來一個格外的好處，那就是火炮身管沒有了耳軸，那麼外壁也可以方便地進行機加工。

    拿到了世子和羅姑娘的旨意，火器局上下就像磕了藥一樣興奮。

    很快一個更大規模，由行政官員、土專家和大國工匠組成的「三結合」科研生產團隊組成了。這個團隊由護**總裝備部部長兼火器局的總辦王崑山親自領銜，成員打破了行政編制和待遇級別，跨越了專業界限，涵蓋設計、試驗、生產、人力資源調配、後勤服務與社會協調等各個環節。

    高效的體制帶來了豐碩的成果。

    五月中，大重量胚件熱沖成型的實驗在成都廠初獲成功，邁出了關鍵的第一步。

    成功的核心技術，在於合理利用了鋼模。

    大明傳統的火炮鑄造採用一次性使用的泥模，效率低，質量差，生產速度遠遠跟不上戰爭規模的擴大。後來火器局利用傳統的失蠟法，試製成功了用螺栓控制開合的兩瓣內外鋼模，可以多次重複使用，進而又發展出可以對內外鋼模進行精加工的大型精密機床。

    大重量鋼質胚件熱沖成壓型試製借鑑了鑄造鋼模的生產經驗。熱衝壓鋼模，對模體本身和固定方式的強度有很高要求，因此很大很重，但內部結構反而極大簡化，由原來的雙層筒改作了單層筒，技術上難度增加有限。彈簧炮筒駐退機的使用，讓火炮身管去除了耳軸，使鋼模的內部結構更為簡單。

    王崑山在中大致奏明了五寸半大炮的生產流程：

    ……將經過錘鍛成型的胚件重新加熱變軟，轉運至大型的沖床。

    沉重的圓頭沖從上到下豎直運動，依靠螺杆旋轉形成的壓力對紅熱胚件進行擠壓。胚件在鋼模和沖頭的雙重約束下變形，由於固體的不可壓縮性，在內孔成型的同時，胚件只好沿着圓頭沖頭與鋼模之間的環形空間逆向生長，越來越長，直至衝壓工序的完成。

    此時，胚件外徑已將模具內每分每毫的縫隙都填滿，而內孔的內徑則與沖頭直徑相當。所以當圓頭沖頭從胚件中拔出來的時候，裝在鋼模中的胚件在外觀上已經與一門五寸半鋼炮的身管毫無二致。

    有了身管胚件，還要進行熱處理和精加工。

    首先是身管冷卻，已經成熟的內冷之法上場。相對廉價的肥皂水代替昂貴的菜油用人力抽水機連續注入胚件的內孔，維持冷卻的溫度和速度。

    胚管的內壁先行冷卻，再從里往外冷卻。因為熱脹冷縮，胚管的內外會向管壁中心收縮，形成雙向的內應力，使胚管組織更加緻密，更加堅固耐用。

    徹底冷卻的胚管取出後，再吊裝到大型立式機床上進行精密鏜孔。

    最後的環節是手工打磨拋光內膛。之後，一根五寸半炮的身管成品便完成了……

    在五寸半炮身管熱衝壓成型試製成功的同時，彈簧炮筒駐退機的試製也同步奏捷。

    彈簧炮筒駐退機也是項革命性設計。

    駐退機的概念很好理解，拳頭砸在磚牆上肯定與砸在棉花包上的感覺不同。但如何緩衝火炮後座時產生的巨大衝擊，方案可以有很多種。

    十五斤大炮上到蜈蚣二型艇時，為防止兩炮同時向舷側開火而導致船體側翻傾覆，也為了降低火炮後坐力對船體結構的破壞，在座圈上方用滑軌、齒輪組和扭索構成了簡易的反後坐復位裝置。但這套裝置結構複雜，保養困難，效果也很差。

    彈簧筒式駐退機的結構遠比扭索機構非常簡單：

    一個焊接耳軸的同心鋼筒套在火炮身管上，鋼筒與身管之間有根粗大結實的環狀同心彈簧。

    當火炮身管開始後座時，彈簧為身管提供緩衝；當火炮身管後座終了時，彈簧負責身管復進；當火炮上下調整仰俯射角時，同心鋼筒負責控制身管方向。

    所以，這個看似簡單的圓筒駐退機同時發揮了駐退機、復進機和搖架的三重作用，大幅度減小了火炮後坐力，也相應減小了火炮後坐力對艦體結構的破壞。

    但凡事有利必有一弊。

    五寸半炮的身管短粗，彈簧炮筒駐退機同樣不過是短短尺余。由於僅粗大的同心彈簧一項便增加了兩百餘斤重量，而陸軍裝備特別強調攜行重量，幾乎到了錙銖必較的地步。因此裝備部認為，駐退機繼續改進的方向應該是減輕重量。在駐退機減重沒有突破之前，陸軍野戰火炮繼續使用剛性耳軸。

    同時，在解決了炮管生產工藝之後，火器局應及時將火炮研製重點轉向炮架、瞄準機構、操炮附件等附屬設備上，讓護**的炮兵裝備真正傲視天下。

    注一：歷史文獻中記載很清楚，李自成、張獻忠等農民起義軍在崇禎十五年已經廣泛使用火藥爆破之法來攻城。李自成爆破開封，張獻忠爆破重慶和成都，便是其中兩個著名的戰例。

    注二：切頭，是指將鑄造鋼錠的上部切去。因為殘留鋼渣會漂浮凝固在鋼錠上部，所以鋼錠頭部的質量較差，一般不用於熱鍛生產。

    注三：火炮身管鑄造的鋼模，無論是正鑄還是倒鑄，均分為內模與外模兩部分。為保證鑄件精度，鋼模的外模需對內徑精加工，內模需對外徑精加工。