柳林县兵械坊的打铁声从清晨响到日暮,火星溅在青石板上,烫出一个个小黑点。赵老栓蹲在熔炉旁,手里拿着半截断裂的掷炮炮管,眉头拧成了疙瘩——这是昨天伏击蛮兵碉堡时损坏的,炮管因承受不住火药压力崩了口,不仅没伤到蛮兵,还差点炸伤自己人。
“杨先生,您看这老掷炮,真是越来越不经用了。”赵老栓把炮管递给刚从讲武堂赶来的杨岩芯,声音里满是无奈,“之前打两百步外的目标还行,现在蛮兵把碉堡修在三百步外,炮子根本够不着;就算勉强够着,准头也差得远,十有八落在碉堡外面,炸不死几个蛮兵。”
杨岩芯接过炮管,指尖摩挲着崩裂的接口——旧掷炮用的是铸铁材质,管壁薄且不均匀,火药燃烧时压力集中在一处,很容易炸膛;炮管里没有膛线,炮弹飞出后像醉汉一样打晃,精度自然上不去。他抬头看向兵械坊外的靶场,几名炮兵正用旧掷炮练习射击,炮弹落在三百步外的稻草人靶旁,偏差足有两丈远。
“是该改改了。”杨岩芯把炮管放在铁砧上,从怀里掏出一张折叠的图纸,展开后露出新型掷炮的设计图,“咱们要做的新掷炮,得解决三个问题:射程要到三百五十步以上,精度要能命中丈宽的碉堡窗口,威力要能炸穿蛮兵的木石掩体。”
这时,苏妙音快步走进兵械坊,手里攥着一份探报,脸色凝重:“杨先生,探报说高桥正雄在黑风口加修了三座重型碉堡,用的是双层松木加夯土,旧掷炮的炮弹打上去跟挠痒痒似的;而且蛮兵还调来了新的掷弹兵,他们的掷炮射程比咱们的远五十步,昨天已经打伤了咱们两名巡逻兵。”
林羽也跟着进来,腰间的长刀还沾着泥土,显然刚从前线回来:“俺们昨天想端掉黑风口的碉堡,可旧掷炮根本打不动,反而被蛮兵的掷炮压得抬不起头,只能撤回来。杨先生,这新掷炮可得快点搞出来,不然下次蛮兵进攻,咱们的防线怕是顶不住!”
杨岩芯把设计图铺在木桌上,指着上面的细节:“放心,咱们现在就动手。赵老栓,你负责炮管和炮架;我来改进炮弹和火药配比;苏妙音,你让人收集蛮兵掷炮的残骸,咱们看看他们的优势在哪;林羽,你派弟兄们去青石镇的铁矿,找些质地更硬的铁矿石来——新掷炮能不能成,就看这几天了。”
一、研瓶颈:旧掷炮的三大致命缺陷
(一)射程不足:火药与炮管的双重限制
旧掷炮的射程只有两百步,根本无法应对蛮兵新修的远程碉堡。杨岩芯带着赵老栓拆解了一门缴获的蛮兵掷炮,现问题出在两处:
一是火药配比——旧掷炮用的是“一硝二磺三木炭”的传统配比,燃烧度慢,推力不足;蛮兵的火药里加了少量硫磺晶(一种从矿石中提炼的助燃剂),燃烧效率提升了三成。
二是炮管长度——旧掷炮的炮管只有三尺长,炮弹在炮管内加时间短;蛮兵的炮管有四尺五寸,能让炮弹获得更长的加距离。
“咱们得把炮管加长到五尺,火药里加些硝石提纯后的晶体。”杨岩芯拿着蛮兵的火药样本,对赵老栓说,“硝石提纯不难,用热水溶解硝石,过滤掉杂质,再蒸结晶就行;炮管加长后,管壁要加厚到三分,防止炸膛。”
赵老栓皱着眉:“加长炮管没问题,可咱们的铁矿里挖出来的铁矿石,质地太脆,打出来的炮管容易裂。之前试过加长到四尺,没打几就崩了口。”
“青石镇的铁矿不一样。”杨岩芯想起之前探报提到的青石镇铁矿,“那里的铁矿含锰量高,炼出来的铁更坚韧,适合做长炮管。我已经让林羽派弟兄去运了,明天就能到。”
(二)精度偏差:无膛线与炮架不稳的难题
旧掷炮没有膛线,炮弹飞出后全靠惯性飞行,遇到风就会偏移;炮架是简单的木架,没有稳定装置,射时炮身会剧烈晃动,进一步影响精度。杨岩芯在设计图上画了两条螺旋线:“咱们要在炮管里刻上膛线,让炮弹旋转着飞出,像陀螺一样保持稳定;炮架下面加个铁制的支架,再垫上沙袋,减少后坐力带来的晃动。”
赵老栓看着图纸上的膛线,犯了难:“刻膛线得用细铁凿一点点抠,炮管里面又黑又窄,不好力,而且刻深了怕炮管裂,刻浅了又没效果。”
杨岩芯找来一根空心铁管,在上面缠了一圈细铁丝,做成简易的“膛线模板”:“你先在模板上刻好螺旋槽,再把模板套在炮管里,顺着槽用铁凿刻,这样深度就均匀了。我算过,膛线的螺旋角控制在五度,既能让炮弹旋转,又不会增加太多阻力。”
他还让工匠们做了个可调节的炮架——在木架下面加两根铁条,铁条上钻几个孔,通过插入木栓调整炮管的仰角;炮架底部钉上几块铁板,增加重量,射时再在铁板上压上沙袋,稳定性比旧炮架提升了一倍。
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(三)威力不足:炮弹与引信的低效设计
旧掷炮的炮弹是实心铁弹,只能靠冲击力砸毁目标,对付蛮兵的木石碉堡效果甚微;引信是简单的麻绳蘸火药,燃烧时间不稳定,有时炮弹还没飞到目标就炸了,有时落地后半天不炸。
杨岩芯把炮弹设计成“空心弹”——在铁弹里留出一半空间,装满炸药(用提纯后的硝石、硫磺和木炭混合,威力比之前大两倍),弹头上钻几个小孔,装上延时引信。“这样炮弹落地后,引信燃烧三秒再爆炸,既能保证飞到目标点,又能靠炸药的冲击波和弹片摧毁碉堡。”
他还改进了引信——用芦苇杆装上火药,外面裹上浸了桐油的布,控制燃烧度:“芦苇杆的粗细能调节燃烧时间,粗的烧三秒,细的烧两秒,根据目标距离选择不同的引信,再也不会出现早炸或晚炸的情况。”
赵老栓拿着新设计的炮弹模型,反复掂量:“这样一改,威力确实大了,可空心弹比实心弹轻,会不会影响射程?”
“不会。”杨岩芯笑着解释,“炮弹轻了,但火药推力增加了,而且流线型的弹头能减少空气阻力,射程反而会更远。咱们明天先做一门样炮,试射看看效果。”
二、攻坚克难:从材料采集到样炮试射
(一)材料采集:青石镇铁矿的艰险之旅
第二天清晨,林羽带着五十名弟兄,赶着三辆马车去青石镇运铁矿石。青石镇离柳林县有八十里路,中途要经过一片密林,那里常有蛮兵的散兵游勇出没。
刚进入密林,就听到一阵马蹄声——十几名蛮兵骑着马,正沿着小路巡逻。林羽立刻让弟兄们躲进树林,自己带着两名精锐,绕到蛮兵身后,用弩箭射倒了两名蛮兵。剩下的蛮兵慌乱起来,林羽趁机带领弟兄们冲锋,用制式铳枪扫射,不到一刻钟就解决了蛮兵。
“赶紧装车,别耽误时间。”林羽擦了擦铳枪上的血迹,指挥弟兄们把铁矿石搬上马车。可刚装了一半,远处又传来马蹄声——这次是蛮兵的增援小队,足有三十人。
“你们继续装车,俺带二十人拦住他们!”林羽拔出长刀,带着弟兄们冲向蛮兵。蛮兵的骑兵冲得快,林羽让弟兄们趴在地上,等骑兵靠近了,扔出几枚手榴弹,炸倒了几匹战马。骑兵失去了度优势,只能下马作战,林羽趁机带领弟兄们冲锋,砍杀了十几名蛮兵,剩下的蛮兵见势不妙,掉头就跑。
中午时分,马车终于抵达青石镇铁矿。矿场的矿工们听说要造新掷炮打蛮兵,都主动帮忙装车:“俺们早就盼着能有厉害的武器,把蛮兵赶出去!”不到一个时辰,三辆马车就装满了铁矿石,林羽带着弟兄们火返回柳林县。
当马车回到兵械坊时,杨岩芯和赵老栓早已等候在门口。看到铁矿石顺利运到,赵老栓立刻指挥工匠们生火熔炉:“俺们今晚就开工,争取三天内做出样炮!”