渤海之滨,寒风咧咧,刮着新平整的沙地。
一座由厚重水泥加固的巨型炮垒上,覆盖着防雨的苦布。
苦布之下,是一尊散发着冷冽金属光泽的庞然大物——这是一门刚刚完成最后组装的重型火炮,其造型与周围任何一门明军现有的红夷大炮都截然不同。
新任登莱巡抚兼皇家蓬莱造船总局炮械总办孙元化,正神情肃穆地站在一旁。
这位徐光启的高足,中西学问兼备的大家,此刻脸上混杂着极度疲惫与难以抑制的兴奋。
他的官袍沾满油污,双手布满老茧,但眼神却亮得惊人。
他能铸成此炮,源于崇祯皇帝近年来持续不断的“天启”般的指点,以及宋应星“格物院”在材料学上的突破。
登州蓬莱火炮试验场上,那尊被崇祯皇帝御笔亲题为 “镇虏大将军” 的巨炮,在腊月的阳光下闪烁着冷冽的金属幽光。
它不仅仅是一件武器,更是大明帝国在皇帝超越时代的“天启”指引下,冶金、化学、机械制造工艺集大成的巅峰体现,其技术跨越,直指另一个时空线中近一个世纪后的战场水准。
炮管材质,是决定火炮威力的基石。传统明军火炮,无论是铜铸还是铁铸,都存在先天不足:青铜炮体软、价高、沉重;铁炮则脆而易炸膛。
孙元化督办的工部“特种冶金坊”,在宋应星《天工开物》的理论基础上,结合崇祯提示的“高炉焦炭、坩埚炼钢”之秘法,经历了数百次惨痛的失败——炸炉、钢水杂质超标、铸件开裂——最终,在崇祯五年的一个深夜,成功炼出了第一炉符合要求的高质量坩埚钢。
这种钢水在特制的石墨黏土坩埚中融化,杂质被充分分离,碳含量得到精确控制。
冷凝后的钢锭,其强度、韧性、抗疲劳和耐高温高压的性能,全面碾压了当时所知的一切金属材料。
正是这种独一无二的炮钢,使得“镇虏大将军炮”能够承受发射栗色火药(参见下文)所产生的惊人膛压,为一切性能飞跃奠定了物质基础。炮管重量得以相对减轻,却拥有了更长的身管和更厚的壁厚,为弹丸提供了更长的加速距离。
(1)后装线膛结构:重新定义精度与射速
这是最具革命性的突破,彻底颠覆了延续数百年的前装滑膛炮模式。
螺旋炮闩: 炮尾部加工有精密的间断螺纹,配以同样车有螺纹的巨型钢制炮栓(炮闩)。
装弹后,旋转炮闩即可闭锁炮膛,结合特制的铜制密封环(或石棉垫圈),能有效承受发射时的高温高压燃气,解决了后装炮的气密性这一核心难题。
这使装填位置从炮口移至炮尾,射速提升数倍,且炮手无需退出炮位再复位。
膛线: 炮管内壁,由大明皇家军官学院机械作坊里那些由宋应星指导、经验丰富的匠人们,使用特制的深孔钻床和拉线机,刻上了均匀的螺旋形膛线(通常为多条右旋浅阴线)。
弹丸出膛时,弹体(或弹带)嵌入膛线,被迫高速旋转,如同被赋予了灵魂。这带来的陀螺效应,极大地提高了弹道的稳定性和射击精度,有效射程提升至传统滑膛炮的三到五倍,并使得尖头弹的使用成为可能。
(2)整体铸造与强化:极致的安全与威力
整体铸造型: 炮管采用整体铸造,结构完整性远超此前流行的箍筒式(多层铁箍套紧)或分段铸造再拼接的工艺,从根本上杜绝了接缝处炸裂的风险。
自紧工艺(初步应用): 在崇祯的提示下,工匠们尝试了原始的 “内膛自紧” 技术。
即在铸造冷却后,用液压设备(利用水压)对炮管内壁施加超过材料屈服极限的巨大压力,使其发生微小的塑性变形,而外层金属仍处于弹性状态。当压力释放后,外层金属回弹,对内层形成持续的压应力。
这相当于给炮管穿上了一件无形的“紧身衣”,使其能承受更高的发射膛压,寿命也显着延长。作为技术备份,也试验了多层热套(将烧红的外层炮管套在冷却的内层上)和钢丝缠紧等强化工艺。
定装弹药是提升战斗射速和威力的关键。
发射药、弹头、引信合为一体。
发射药: 摒弃了传统的黑火药,采用了崇祯指示下由方以智等人牵头研发的栗色火药(褐色火药)。
这种火药燃烧速度更稳定、残渣少、膛压曲线更平缓,赋予了弹丸更高的初速和更远的射程,同时减少了炮膛腐蚀。
弹头: 弹体为尖头柱形风帽设计,符合空气动力学,减少了飞行阻力。
分为穿甲弹(实心,用于对付舰船装甲或城墙)和高爆弹(内填由宋应星“格物院”化学坊改进的苦味酸炸药,威力远超黑火药)。
弹体底部有软金属弹带(如纯铜),发射时受高压膨胀,完美嵌入膛线,保证气密性并赋予旋转。
引信: 高爆弹头部装有机械着发延时引信。
撞针撞击目标后,压缩内部弹簧,延迟微小时间再引爆主装药,确保弹头钻入目标内部爆炸,实现最大毁伤效果。
这门凝聚着跨越时代智慧的“镇虏大将军炮”,静静地屹立在炮位上。
它那冷峻的线条、复杂的结构和蕴含的科技力量,宣告着一个旧时代的结束。
当它发出咆哮时,将不仅摧毁敌人的舰船与城池,更将彻底粉碎陈旧的战争模式,为大明帝国轰开一个由钢铁、化学与精确计算主宰的新纪元。
帝国的利剑,已然淬火成型,锋芒毕露。