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章子俊封爵后,五军都督府加“平安伯”为都督同知职,重新接手炼铁工坊,让章子俊营造大炮,原先营造火器的宝源局从火器制造这块剥离出来,加入进炼铁厂,宝源局原是朱元璋起兵后在元至正二十一年(1661年)建立于应天府(今南京)的一所冶铸钱币的机构,洪武初年开兼制火器,永乐时又兼制农具,而现在还兼造克敌弩等冷兵器。
洪武十三年(138o年),明政府设置了军器局,“专典应用军器”,这样,就有了制造火器和管理其它兵器的专门机构。此后,明政府又设置了兵仗局,也是制造火器和其它兵器的专门机构。除军器局和兵仗局外,当时的鞍轡局也兼做火器。永乐年间,明成祖朱棣迁都北京,军器局(此时鞍善局已合并于军器局)随之北迁,但兵仗局仍旧设在南京。
按原本的历史走向到弘治年间,明政府建立盔甲厂和王恭厂,隶属于军器局,王恭厂是主要制造火器的大型军工厂,目前在抚宁候朱永佩、右副都御史王越、左副都御史王锐、兵部尚书白圭等上言,设立炼铁厂为军器局,那个“平安伯”不是说他能造炮、改良火枪吗?就让“平安伯”去做,划归这个军器局为五军都督府属内机构,章子俊不允,回道:“炼铁厂改成军器局可以,新立的军器局上级只属于新成立科技部,另立衙门编制,跟六部平级,成为大明第七部。”
接下去章子俊又详细列出了“科技部”属下的机构,分别是接收永乐年间的“宝船局”,新成立的军器局,新成立农业科研所,新成立科学研究院。
原宝船局下设船舶学院。军器局下设火器制造工厂,炼钢工厂,火器研究实验所。农业科研所下设“高产粮”推广种植部,农业增产实验所,农机农具制造厂。科学研究院下设大明科技大学,培养各方面的人材。
这样一份百年的计划书,朝廷肯定不会采用,开玩笑,这是要改变朝廷机构,直接架空现有统治阶层,另立一套的嫌疑,可章子俊大有不答应决不应职之决心。
目前火大炮已成为军队的重要装备,军器局和兵仗局所制造的火炮,有盏口炮、碗口炮、神机炮、旋风铜炮、将军炮(“将军”一词常作为具有较大威力火炮的封号)等十余种。
可这些火炮都有一个共同的缺点,“笨重”,在章子俊眼里就是粗笨不堪,还打不远,也不注重炮架,往往只是固定在一处,没有机动性,调整射角度,在炮身下垫木头。
铸炮材料最早用的是铜,青铜或者黄铜,后然有了铁炮,虽然是铸铁炮,但问题很多,最大问题出在模具上,泥范就是泥土做模具,这种方法有个很大弊端,泥巴含水分,高温蒸后会形成水蒸气,这就导致炮膛里面坑坑洼洼,参差不平,容易炸膛也影响精度。
章子俊在营建炼铁厂时,早就考虑到了这些弊端,所以建了几坐大水堆用作动力,供“土机床”使用。
章子俊也明白朝廷只要看到成品后,就会明白自己为什么要这样做,没有对比,没有实物,说的天花乱坠也没什么用,凡事讲究眼见为实,古人更是如此。
就先用小炉坩锅炼熟铁法,把一些生铁熔炼后反复敲打,成精铁,又反复碎火提高铁的硬度韧度,最后变成一种钢,加热后敲成板材,最后板材卷管,再加热炽红后套在圆柱铁棍上收成无缝管,接着打造第二个卷管,比之第一根要大一圈,利用热涨冷缩原理收紧锻打,这样共套三层后,最后在一头又套了一层,这一层等于是四层,底部加后密封,可作射药室,这个炮管口径不大,也就六公分,管厚五公分,加起来的炮管外径十五公分多一点,管长一米,当然这些度量全是明朝的尺、分计算。
最后把这么一个铁家伙,固定在一架木制“机床”上,利用水碓动力带动转轮,再用工匠精打成的钢作为“刀”,用作工具钢,只要硬度比炮管硬,韧性就不要管了,硬度提高,钢材就会很脆,正好作为工具钢使用。
有了“土制机床”炮管内外都可以变成光滑,精度提高,利用工具钢在药室慢慢钻出一个细空,这个孔洞就是插火线点火用的,最后成品为长度九十公分,内径为六公分,外径为十五公分的炮管,用弹为六磅炮的铁球,比之神机炮要纤身细小一些,有了炮管接下去就可以制作炮架了。
这是一门简易版的山炮,模样有点像九四式75毫米山炮,二个翻砂的铁制轮子,用于固定炮管的铁架子及后面支撑地面的木制防后座力架,就是少了前挡板,不同的地方就是前装实心弹,章子俊又改良了火药的配方,把火药做成了颗粒状,就是利用一小块薄铜皮,在底板上打许多孔洞,把粉状的黑火药调成糊状后加压,火药从孔洞中流出,成面条状晾半干后用竹片轻轻来回拨弄,成了颗粒状,接着再彻底晾干即可。
再把这些颗粒火药用油纸包成定量药包,大小正好可塞入炮堂,再塞入一个生铁圆球作为炮弹,在射时,先用一根细竹签子,从山炮后面药室的细空中捅一下,用来刺破里面的油纸火药,插入火捻子后点火射。
这么一门小炮,在制作时,明朝的火器工匠都不看好,原因是太重了,这不是神机炮么,全是带着疑问的,可平安伯一再坚持也没法反对,其实章子俊也不会造炮,只不过是站在巨人的肩膀上,观察了现在明朝的几门炮后,结合以前图片上,电视剧里面的大炮样式,关键是材料,古代浇铸出来的大炮是生铁,生铁易碎,没有韧性,而浇铸的话,里面有许多气泡杂质,为了不炸膛不得不增加炮的厚度,现在既然炼不出钢,就用捶打来提高铁的性质,变成精铁,卷成需要的炮筒,对于这一点,章子俊是做过功课的,按现在明朝的工匠肯定能做到,才有十足的把握。
可是对这样捶打出来的炮管章子俊也没把握,所以炮管做的还是很厚实,对这一点,章子俊还要慢慢地去试射,比如装多少药,能打多少远,把火药装到最大程度,炮会炸堂,这些参数还要去实验,为以后大批量制造积累数据。
今日,天气很好,春风拂面,阳光明媚的,这是炼铁厂开办以来第一次试射一门“小炮”。
既然是试射,章子俊心里也没底,就把“小炮”拖到小河边上,对着北面空旷无人之地,在地上小木牌标好距离,分别是一百丈、二百丈、三百丈,章子俊换算了一下,一丈大约是三点三米,那么一百丈就是三百三十米,三百丈差不多一公里,如果这炮只能打一公里的话,是不是很失败,所以让禁军把木牌插到三公里也就是九百丈,每十丈遍插一块小木排,好在往北方向全是荒地、农田,乱葬岗、野坟茔,没有什么村庄人家,为了安全,还是分派了几个能骑马的禁军,每隔百丈守卫一人,一个是看炮弹的着弹点,另一个就是警戒了。
等一切准备停当,就要上报给都察院,就是打个招呼,炼铁厂试炮,免得城内听到响声误会,报备一下,不想都察院派了总兵官赵辅、都御史王越来了,随后又来了工部右侍郎乔毅、刑部主事王鼎来看热闹。
来就来吧,不过在现场多几把椅子几盏茶的事。现在章子俊可是伯爷,来的这几位不就是心里的那点小心思吗,打炮成功,可以第一时间说上好话,为自己在派系中拉拢平安伯,还能沾点光,自己也参与了试炮,万一不成功,也可以认为朝廷把兵备看的很重要,第一时间勉励一番,突出个人为朝廷奔波劳命,反正里外都不会吃亏。
为了这次试炮,浇铸了五枚炮弹,章子俊的要求炮弹大小误差不能很大,公差在厘,突出用厘的概念,等这门炮做完后,一定要想办法,把分、厘、毫这样的细微度量应用到度量上去,明朝一般民间是用丈、尺、分,而厘跟毫在生活应用中不多,只局限在官府营造,像钦天监,铸币局这样的机构中,民间运用不多。分以下全是毛估估了,比如去看病扎针的穴道,医书上写道脐下三分,足上二分等等。木匠、铁匠、石匠等的度量也只到分为止,因为接下去的厘、毫根本用不到。
章子俊也查看过现有的明朝火器,特别是火枪,每一枝看上制作精良,哪怕是用榔头敲打出来的,工艺很到位,细看之下,就会现许多瑕疵,如果是把二枝放在一起对比就不能看了,因为不是一样的,连枪管也有粗细大小不匀,产生这种情况就是没有分道工序,每一位工匠制作一枝完整的火枪,还要在火枪上刻上工匠名字,只要某一位工匠把枪管稍微做粗一点,或是长了一点,二枝枪就不一样了。而枪弹更是大小不一,为了通用,就会把枪弹做成小一圈,这样的话在有些枪里能打出去百米,在另外的枪上只能打一半距离,这就是误差,手工敲打制作是一回事,公差太大也是一回事,而最大的原因就是没有把整枝枪分开采用多道工序的原因,大家心里都是毛估估即可。
章子俊也提出来过,可是都没能重视起来,有时说再多的话,还当是在鸡蛋里挑骨头,上到主事,下到匠人不得人心,说到底就是观念问题,有些只能深埋在心底,等机会能有一个自己能做主的作坊才行,而目前,章子俊只是把控一下制作上的精度,没有工艺自己去规定一个工艺出来,比如切削炮管,经过“土机床”的一个来回,就颠覆了明朝工匠们的认知,最后得到的炮管像白银一样闪亮,而章子俊却说道:“最好能刷上油漆防止锈蚀。”如果放在五百年后,最低级是采用“蓝”或是“黑”工艺,只要再淬一下火即可。可是目前,没有那种“药水”,没有氢氧化钠和亚硝酸钠,也不能再去烧红淬火,弄不好就会变形,哪怕只是一点点。
炮堂里面是最难处理,章子俊用一根粗铁棍,再棍头上用铆钉紧固一小块工具钢,慢慢地磨出了光滑的内膛,一边磨切,一边加水,最后还加麻油,像这样的工艺,在穿越前一个肥皂水就解决了,可是在明朝想要得到一块肥皂,只能去明。
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