(接上文二、大力改进火炮)
(二)探索使用切削法制造火炮。
在火炮制造技术上,切削法相对于铸造法,无疑是一种质的飞跃。但此项技术要求极高,需要使用高强度、大马力的钻床,在圆柱形钢坯上硬生生的钻出一个空心炮管。
在英法军工强国,已经普遍使用切削法制造来复枪,即线膛枪。但火炮不同于枪械,炮管的口径远大于火枪,目前英法等法只能用切削法制造小口径火炮。
但在工艺上,使用切削法制造火炮是完全可行的。关键是,要有足够马力的蒸汽机,要有足够硬度的钻刀。
大马力蒸汽机问题不大,必要时,可以改装战舰上的蒸汽机。
关键是钻刀。我国是世界上第一个发明钻头的国家,早在北宋时期,国人就发明了“圜刃”锉,可钻探百米深的卤井。
钢铁厂所炼的钢铁硬度强于锻铁,采购自西方的钻床不一定能够钻通这种钢铁。因此,有必要研制刻有铬、钨等高强度合金钢,或者寻找金刚石做钻头。
(三)改良膛线工艺。
火炮可以分为两种,内部没有膛线,称之为滑膛炮;内部刻有膛线,称之为线膛炮。
清朝铸炮同样在火炮内壁刻有膛线,但这种膛线非常简陋、粗陋,达不到线膛炮的标准。因此,清军土炮虽有膛线,但不能称为线膛炮,仍被视作是滑膛炮。
膛线技术在西方已经比较成熟。在十九世纪中期,英法等国已经普遍开始制造来复枪,在枪管内径刻有比较精细的膛线。
火炮膛线与枪支膛线类似,只是工艺难度更高,用铣床、刀头要求更高一些。
只要枪炮厂能够克服找到硬度足够的钻头,就可以实现切削法制造炮管,也就可以在炮管内部刻制膛线。
(四)改良击发装置。
最早之前,炮兵使用引燃火绳的方式开炮。即在火炮尾部开一小洞,连通堵塞火药包的炮膛内部。开炮时,炮兵点燃火绳,进而引燃火药包,击发炮弹。
不难看出,以这种方式击发火炮,必然要受到天气的影响。如果下雨了,岂不是不能开炮了?
而且,炮尾部留有小孔连通药包,炮膛不密封,开炮时气体泄露,就会减小膛压,炮弹射程也会减小。
具体打仗时,炮兵往往事先点燃一个火筒,使用易燃的煤炭,使火筒不断燃烧,并置入铁钎,用煤炭将之烧红。开炮时,只需把烧红的铁钎插入药包,就能击发炮弹。
这种方式相比火绳,固然强出不少,但本质上有是一种较为原始的击发装置。
洋人已经开始使用燧发式击发机。这种方式类似于燧发式火枪,使用机簧打击燧石发火,进而引燃发射药。
黑旗军中的火炮,既有洋炮,也有土炮,两种击发方式都有。
如果火炮由前膛装弹改为后膛装弹,势必要设计一种功能完善的炮闩结构,用以承受发射药气体压力、密闭火药气体和容纳击发机构。
把击发机构放在炮闩内部,就不便再使用燧发式击锤了,应改为击针式击锤。击针式击锤与燧发式击锤类似,都用机簧控制。但燧发式击锤敲击的是燧石,击针式击锤击发的是炮弹底火。
底火就要涉及到雷汞技术了。当时,西方已经发明金属定装子弹,已在来复枪上应用。这种子弹便使用雷汞做为底火。
有这种技术储备,杨烜便有把握制造金属定装炮弹,进而在火炮上使用击针式击锤。
至于其他改进象限仪、复进、反后座等技术,杨烜亦有提及。这些技术暂时还用不到,杨烜只是给大家说说,给他们指个方向。
三、大力改良开花弹技术。
在近现代战争中,火炮是火力最强的武器,在战争中的作用举足轻重。但要想最大限度地发挥火炮的效能,必须大力提高炮弹技术,尤其要大力改良开花弹技术。
现代的炮弹都是圆锥形金属定装弹。开炮前,先在定装弹弹头前安装引信,在炮弹末尾增加一个药筒,根据目标远近确定药筒内的装药量。
相比圆球形开花弹,圆锥形金属定装弹有许多好处。一是弹道稳定,射击更为精准。二是装弹速度更快,射速更快。
特别是药筒,看似简单,却极大地提高了火炮的射速。药筒是一个圆柱形的金属筒,口径大于圆锥形炮弹,用以盛装药包。
打过一发炮弹后,药筒弹出。若火药燃烧不完全,也会残留在药筒内,无需再劳烦炮兵擦洗炮膛。这就实现了连续射击,进而极大地提高了射速。
当然,新宁公司不可能一口气吃成胖子,一下子就发明出圆锥形定装炮弹。
作为过渡,弹药厂应当给炮弹增加一个木质炮托,使其具备圆锥形轮廓。
实际上,在开花弹发展史上,使用木质炮托的圆球开化弹,曾是十九世纪中后期的主流开花弹。
在冶金技术不够发达的情况下,这确实是一种简便易行的、精度可以接受的开花弹,因而深受各国欢迎。
这种炮弹造价便宜,方便大量制造。同时,它前重后轻,类似于羽毛球,可以防止炮弹在炮膛内滚动。飞行时,炮弹亦能保持稳定,精度较圆球形开花弹有较大提高。
四、提高引信的可靠性。
引信技术是开花弹技术的关键。弹药厂已经能够仿制洋人的木塞式引信管,并能根据射程远近,在引领管上标注从1至10共10个刻度。
洋人最新式的引信管已经无需再修剪长度,而是采用了打孔的方式。譬如目标最近,则在刻度1上打孔,目标最远,则在刻度10上打孔。
杨烜要求弹药厂研制三种引信。
一种是打孔式的木塞式引信管,类似于洋人的新式引信。
第二种是金属圆盘式的引信,原理与木塞式引信管相似,只是更为精妙。这种引信由比利时人Bormann设计,被称为圆盘引信或BormannFuse(金属导火索)。
圆盘引信使用一个表面标有刻度、内部有环状空心的金属圆盘代替了木塞。圆盘内装有环状空心的延时药道,使用时直接将带螺纹的引信,旋入炮弹上的内螺纹引信孔。
这种圆盘同样采取打孔式,只是刻度更多,更为精确。同时,它解决了木塞式引信防潮性不佳和强度不足的缺点,能够承受黑火药的高压而不至产生殉爆,性能大大提高。
第三种引信较为简单,是在炮弹头部安装一个击针装置。引信撞击目标,炮弹才会爆炸。
这种引信要求炮弹采用锥形,或在炮弹尾部安装尾翼,使炮弹落地时对准目标,应用场景不如前两种引信广泛。
五、发明金属定装子弹。
洋人已经发明金属定装子弹,但这种子弹成本较高,不适用于黑火药,一直未能普及。
在定装子弹发明之前,火枪与火炮一样,需要先装入火药,再塞入铅弹,射击速度极慢。
火枪口径小于火炮,制造难度远小于火炮。所以,西方火枪技术一直比火炮技术快半拍。
至十九世纪中期,西方强国已经基本普及线膛枪(来复枪),亟须提高火枪射速。
采用定装弹,无疑将大大提高火枪射速。但由于火药技术不过关,金属定装弹容易卡壳,成本又高,一直未能普及。
所以,在十九世纪前期,西方各国多用纸壳定装弹。譬如普鲁士的德莱塞步枪,发明于1836年,便使用纸壳定装弹,射速已有很大提高。
到了十九世纪中期,西方已经开始大规模运用金属定装弹了。
太平天国后期,就连太平军都开始大量生产金属定装弹了。只是太平军军工技术不行,无法自造底火,必须从洋人那里高价进口底火。
新宁公司试制钢铁、无烟火药成功,就能试制金属定装弹。
金属定装弹与枪膛结合紧密,无烟火药热值高、无残留,钢制枪管更加耐用、可靠。一旦三者结合,无疑将引发一场枪械革命。
六、其他。
主要有三项:无烟火药、来复枪、转轮手枪。
无烟火药的重要性前文已经说过,主要得提高产量,降低成本,实现工业化大规模生产。
来复枪也就是线膛枪。新宁公司已从德国进口了一条来复枪生产线,按照旧生产办法,每月可制两百支步枪。
枪炮厂要探索实行流水线、标准化、公差控制等生产工艺,进一步提高枪械产量。
转轮手枪比来复枪结构简单、成本低、射速高,发明于1818年。1835年,美国人S.柯尔特发明了世界上第一支真正实用的火帽击发式转轮手枪,已与现代转轮手枪相当相似。
转轮手枪技术已经成熟,枪炮厂不难仿制、应该仿制。