边晓松在歙县上岸后,就带着人去了饶州府的浮梁县、德兴县境内找矿。乔榛带了人去了宁国府找矿。
苏州乐益学校的师生在参观了歙县的发电厂、纺织厂、钢铁厂、电解厂、电石厂后,在时匡老师的带领下,接着又去黄山游玩。
刘万金、刘云风、佩雷斯在参观了歙县几个厂后,就先回了苏州。
在时匡老师带着学生们去黄山游玩时,刘云龙带着丁勇来到金川。
沈阿毛、马建波、毕智渊在金川等着刘云龙。
刘云龙问毕智渊:“你的猎枪做好了吗?”
毕智渊说道:“做了几把。”
“拿来试试。”
毕智渊就拿来了一把燧发枪交给了刘云龙,介绍道:“这种枪口径16毫米,枪长1500毫米,重量4.69公斤。”
毕智渊跟着沈阿毛,也学会了用后世的米制、公斤制计量单位
刘云龙接过一看,枪管里已拉了膛线,说明沈阿毛的拉刀、拉床已研制成功了。
刘云龙问道:“射程有多少?”
毕智渊说道:“用黑色火药、普通铅弹的话,有效射程是160步,300步内能打死一条狗,最大射程是500步。米涅弹还在研制中,你说的新式火药,我们都不懂。”
刘云龙就指着丁勇说道:“研制新式火药的人,我给你们带来了。”
在刘云龙把丁勇介绍给毕智渊认识后,丁勇和毕智渊赶紧互相作揖致礼。
沈阿毛问丁勇:“你懂怎么制备新式火药?”
丁勇说道::“刘总已告诉了我怎么制备新式火药,具体工艺还在研制中。”
“那你可得抓紧时间,等我的米涅弹研制出来后,还要试验呢。边晓松的勘探队也急着用呢。”
“你可以先用黑火药试验呀。”然后问沈阿毛:“你的枪管里怎么会有凹槽的?”
于是,沈阿毛就把从刘云龙那里学来的膛线技术告诉了丁勇,并告诉丁勇,有了膛线,猎枪(即燧发枪)的有效射程已提高了一倍。
在后世有人评论明军配备的火绳枪射程时,有说100米的,有说200米的,各说各有理,而且都有史书记载。
枪支的射程分有效射程和最大射程。有效射程是指能穿透盔甲的射程,也即具有杀伤力的射程,最大射程是32°角发射时子弹能飞行的最大距离,不过这个最大射程在战场上一点用都没有,到了最大射程时,子弹打在人身上,连挠痒痒都不如,就像后世的日本三八大盖,最大射程(也称标尺射程)可达2千米,但有效射程只有460米。有些编剧不懂最大射程、有效射程的区别,就编出了游击队神枪手用三八大盖在2000米开外击毙日军军官的神剧。后世的AK47步枪,尽管最大射程(标尺射程)为2197米,但有效射程也只有300米。
子弹的最大发射角为啥不是45°,而是32°呢?根据弹道理论,无论是子弹还是炮弹,其飞行过程中都有空气阻力。初速越大,空气阻力越大,弹道越弯曲。在后世子弹的初速大多在800米/秒,经测试其最大射程角为28°—35°之间,因此基本把枪支的最大射程角定为32°。小初速的炮弹,如迫击炮,它的最大射程角正好为45°。其它速度的炮弹,其最大射程角在42°—55°之间,为简化射击实施,一律人为的把炮弹的45°称为最大射程角,大于45°射击时称为高射界射击,低于45°射击时称为低射界射击。
明朝火绳枪的射程究竟有多少呢?后世中国的军器专家对明朝的火神枪进行过测试,江西卫视及CC特V电视台也播放过测试视频。
军器专家利用戚继光写的《纪效新书》中的配方配置火药后(这个火药与现代的黑火药配方基本一致),用仿制的明军火绳枪进行了测试。测试时用一条猪腿包裹明代的盔甲来测试子弹的穿透力,用纸靶来测试它的最大射程。测试时都是用4颗子弹,测试结果,能穿透盔甲的距离只有50米(即80步),拿掉盔甲,子弹能射进猪肉的距离只有70米(相当于敌方士兵没穿盔甲,只穿普通军服),超过70米后,子弹已无任何杀伤力了,最大射程是150米。在有效射程内,子弹的散距达40厘米,也即子弹的准头太差,用现代靶子来测试的话,除了一颗子弹能中靶,其它子弹都得脱靶。火神枪改用燧发枪后,燧发枪的准头更差,在有效射程内,子弹的散距达到60厘米。你想呀,士兵端着枪瞄准得好好的,谁知燧石击发时对枪支产生了振动,还有准头吗?因此燧发枪对敌人的杀伤力主要靠士兵排队轮流射击,形成密集的弹雨,才能对敌人产生有效的杀伤力。
因此,明代火神枪能击穿盔甲的有效射程为50米,对不穿盔甲的士兵有杀伤力的射程为70米,超过70米后已没有杀伤力。
同时期欧洲人的燧发枪的射程稍微比大明的燧发枪远一些。十七世纪有一位欧洲将军曾说过,“如果你在80码被火枪击中,那你谁也怪不了;如果你在100码被火枪打中,那你的运气就有点儿糟;如果你在150码被火枪打中,天知道你干了什么坏事。”
请注意,欧洲人的1码等于0.9144米。也就是说,当时欧洲人的火神枪有效射程最多六七十米,到了八九十米,那就要靠运气了,至于再远一些,子弹基本上就是乱飞了。
在沈阿毛向丁勇介绍膛线时,刘云龙仔细地端详着这把燧发枪,等沈阿毛介绍完后,他说道:“不错。”然后问毕智渊:“你这把枪遇到下雨天怎么办?”
毕智渊摇了摇头,说道:“我还没想出好的办法来。要不在击发组件上加盖上一层皮或防水纸,行不?”
“在击发组件上加盖皮套或防水纸,那万一雨水从枪管和枪身的缝隙中淌到药池里,还是没法击发子弹。”
毕智渊看了看沈阿毛,说道:“我听沈总说公司生产了好多防水材料,那再在这些缝隙里涂上防水材料,这样能避免雨水从缝隙里渗进药池里。”
刘云龙说道:“你的办法是不错。但我们还得为猎手考虑,雨天猎手打猎开枪前,为了装火药,得先把盖的皮套、防水纸拿掉,打完一枪后药池还是会受潮,重新装药之前得用干布、干纸把药池重新擦干,然后再装药。对猎手来说是不是很麻烦?”
毕智渊听后,点点头,然后说的:“那干脆在击发组件的外边加个大一点的防水盒子,药池里装好火药后,盖上盖子,击发时也不用取下盖子。等打完枪,重新装药时再打开大盒子。”
刘云龙听后点点头,然后问沈阿毛:“你看还有更好的办法吗?”
沈阿毛想了一会儿,说道:“我们把这个击发组件改造一下,不让药池里进水。”
毕智渊听后,问道:“怎么改造?”
沈阿毛拿来一支笔、一张纸,画了张图,说道:“将药池设计成向侧面悬挑出来一段距离,然后在药池与枪身之间的上面增加一个排水孔,这样枪身上的雨水无论从哪个方向都不会渗到药池里。药池帽也设计出能排水的弧度,同时在药池周边涂上防水材料,比如蜂蜡、硅胶等。这样只要不是狂风暴雨,也能击发子弹了。”
刘云龙听后觉得沈阿毛如此的设计与历史上1815年英国人曼顿设计的双筒防水燧发枪很相似,于是点了点头,表示肯定。
毕智渊看完图纸后,忙对沈阿毛说道:“还是你比我想得周到。”
刘云龙说道:“那就立即对这种燧发枪进行改造。”
毕智渊说道:“是。”
刘云龙对沈阿毛说道:“苏州卫可能要来定制大炮,你马上着手给我研制大炮。”
沈阿毛说道:“毕智渊的那种枪还没赚钱呢,怎么又要造炮了?”
“不用急,只要苏州卫来定制了燧发枪、大炮,今后会赚很多钱的。”
沈阿毛问道:“炮管还是用硼钢吗?”
“大炮与燧发枪比,因装药量大,产生的温度、膛压更高,膛内温度可达3000℃,膛压可达500MPA—800MPA,炮管的壁厚比枪管大,重量也大,本身会产生炮管变形,在如此高的温度、膛压下,如炮管没有足够的强度和韧性,就会报废。我们生产的镍铬钢能承受这么大的高温。”
“炮管用镍铬钢?”
“对,炮管用镍铬钢铸成型后,为增强炮管的密实度要采用径向锻打。因炮管根部承受的温度、膛压比炮口高,所以要把炮管锻打出一定的锥度。你要研制的就是这种锻打机械,然后和做枪管一样,再钻孔、镗孔、热处理、发黑处理。造好大炮就进行试验,把试验数据交给我。”
“炮管的壁厚需要多少?”
“炮管的壁厚要根据所使用火药的爆速、发气量来计算。”然后对丁勇说道:“黑火药的爆速在500米/秒左右,我们研制的硝化mian火药的爆速在6300米/秒左右,其爆速几乎是黑火药的12倍。你要把装药量、发气量等试验数据交给沈阿毛,你也要根据沈阿毛研制的大炮来调整火药的装药量。你们互相合作后,我们才能造出新式大炮。”
丁勇说道:“知道了。”
沈阿毛问刘云龙:“有新式大炮的图纸吗?”
刘云龙说道:“有。”
说完,刘云龙把设计好的加农炮、榴弹炮、步兵炮概念图纸拿了出来,这种大炮是仿制后世的76mm口径的加农炮、榴弹炮和70mm口径的步兵炮,带有液压驻退复进机构,大炮所有构件的尺寸由沈阿毛他们自己计算后确定。
沈阿毛看了图纸后问道:“你的炮为啥分为加农炮、榴弹炮、步兵炮?”
刘云龙说道:“军队中使用的大炮本就分二种,像将军炮、弗朗机炮都是直射的,这种炮我们把它称为加农炮,由于它的仰角比较小,只能轰击能直视到的目标,比如攻城时可以轰击城门、城墙、城楼。还有一种像虎蹲炮那样曲射的炮,我们称之为榴弹炮,它的仰角可以达到70°,能轰击眼睛直视不到的目标,比如城墙后、山背面的阵地。步兵炮既能当做加农炮,又能当做榴弹炮。”
“你那套液压机构派什么用处?”
“炮弹发射时,会有很大的后坐力。我们在炮管的两侧装上滑块,炮管可以在滑块间滑动,这样炮弹发射时,利用冲量原理,炮弹出膛向前,炮管向后退,就减少了后冲力,这叫驻退机构。炮管后退后,必须要让炮管复位,否则会影响下一发炮弹的发射,这时就需要加装这个液压机构,通过活塞作用在弹簧上让炮管复位,这叫复进机构。”
“炮管内为啥不拉膛线?”
“现在用的那种炮弹,炮管内还不用拉膛线。”
“知道了。炮管做好后还是用以前的发黑处理工艺吗?”
刘云龙决定考考毕智渊,于是问毕智渊:“你知道发黑工艺吗?”
毕智渊见刘云龙问起发黑工艺,就说道:“听沈师傅说起过。”
“说说看呢。”
“发黑工艺就是去油、水洗、酸洗、水洗、中和、水洗、发黑氧化、水洗、皂化、热水煮洗。”
“知道配方和原理吗?”
“发黑液的配方是氢氧化钠:亚硝酸钠:磷酸三钠:水等于33:10:2:55。经发黑处理后的工件表面就会形成一层致密的四氧化三铁,可以有效阻止工件被锈蚀。”
“好,你学得不错。”
“那是沈师傅教得好。”
刘云龙听后,赞许地点点头,然后对沈阿毛、毕智渊说道:“我现在告诉你们另一种发黑防锈处理,叫黑色磷化处理工艺。”
沈阿毛问道:“黑色磷化?”
“普通的发黑处理,金属表面往往会出现红色、褐色、或棕色的颜色不一致的质量问题,所以很多情况下要涂上油漆来掩盖颜色的不一致。枪、炮在发射子弹、炮弹后会产生高温,涂了油漆也没用,会脱皮。使用黑色磷化处理后,不仅能保证颜色均匀一致,形成的黑色膜更耐腐蚀。”
“那配方呢?”
“黑色磷化处理液的主要成分是马日夫盐、硝酸钙、硝酸镍,其配方是磷酸:马日夫盐:硝酸钠:硝酸锌:硝酸镍:亚硝酸钠:双氧水:水为2~8:1~10:2~8:0.5~5:3~5:1~4:0.5~6:45~60。黑色磷化处理时,温度为80℃以上称为高温磷化,温度为50℃~70℃时称为中温磷化,温度为40℃左右时称为低温磷化,温度为10℃~30℃时称为常温磷化。黑色磷化处理后金属表面形成的不再是四氧化三铁致密层,而是黑色磷化盐膜。你们要针对黑色磷化的不同温度,试验确定每种温度下黑色磷化液的具体比例。”
“除油液、酸洗、中和不变吗?”
“除油液、酸洗液、中和液配方不变。除油液配方还是氢氧化钠:亚硝酸钠:磷酸三钠:水玻璃:水为7:3:3:2:85,酸洗液还是用10%~15%的稀硫酸,中和液也还是用10%~15%的氢氧化钠。”
“皂化工序继续保留?”
“皂化工序保留,还是用40%左右的肥皂液将工件进行皂化处理,让黑色磷化层表面也生成一层硬脂酸铁膜。”
“我马上来安排工艺试验。”
“枪管、炮管用黑色磷化处理后,比普通的发黑处理更耐用。发射子弹、炮弹时,这层磷化膜还能起到减摩作用。”
“就是说还能起润滑作用?”
“对。”
沈阿毛最后问道:“你给我们多长时间?”
刘云龙说道:“你们尽量在三个月内研制出这种新式大炮。”
“这么急?”
“不急能行吗?年底苏州卫将北上与清军作战。”
“啥,苏州卫又要去打仗啦?”
“嗯。”
沈阿毛听后,就对丁勇、毕智渊说道:“那我们马上进行研究。”