麦收结束后,阿方索没有急着回马德里,而是在领地里开始了巡视。他先是巡视了萨丁尼亚大学,和未来的人才们混了个脸熟。人家将来要效忠你,得让他们知道效忠对象长什么样子吧?
然后,阿方索视察了军队,发表了热情洋溢的讲话。要搁在21世纪,士兵们也许表面上鼓掌鼓掌,心下其实不以为然。但在17世纪,一个大贵族能和底层将士废话这么久,简直给了天大的面子了。所以,士兵们很激动,手掌都拍红了。
黎塞留是个很会来事的人,很快,他找来几个油画大师,给阿方索画了油画,挂在军营大礼堂,经常让将士们对着画像宣誓效忠——尼玛,怎么和朝鲜金太阳的做派差不多了……不过我喜欢……
然后,阿方索又视察了造船厂和兵工厂。兵工厂开办差不多快两年了,当初挑选进去和那些英格兰枪炮匠们学习的500德意志少年,很多人都成了大师傅。除了200名天赋较差的只能当助手外,大约300名德意志少年,已经成为熟练的枪炮工匠。
当然,这都是因为阿方索奖金激励的结果。当初,阿方索和那些英国工匠要求——认真带徒弟的,工资提高50%,不认真教徒弟的没有。尼玛!多一半的收入啊,这些为了钱来的英国【≯,工匠谁不卖力?所以,两年下来,真的出了300名合格的枪炮工匠。虽然,和那些老辣的英国工匠比,还有些差距,但也能凑合着用了。这批300人,有200人是制造燧发枪的,另外100人是制造火炮的。
燧发枪厂阿方索看了没啥问题,但在造炮厂,阿方索发现了很多问题……
在造炮厂,阿方索发现有大量的炮管随意地堆放在一边……
“这些是?”
“殿下,这些都是报废的炮管,等待回炉重新熔化造炮。”造炮厂负责的一名英国工匠解释说。
“这么多报废的炮管,报废率有多高啊?”阿方索随口问道。
“大约8成的报废率吧。”英国工匠说。
“我去,这么高!那制造火炮的成本岂不是很高?”阿方索震惊了。
“的确,因为报废率高,我们制造火炮的成本,比如产量最大的18磅寇菲林长炮(也就是明朝人所说的红夷大炮,属于加农炮),一般每门炮成本在20英镑以上,售价则在55~60英镑左右的样子。如果卖往远东的话,据葡萄牙商人讲,能卖到700多杜卡特(约合1000两白银)的天价。”
“那建造速度如何?”
“一般每个小组10名工匠,平均一到三月制造10门火炮。”
“这么慢?”阿方索有些吃惊,他看过清末龚振麟的铁模铸炮法,说是每天几个工匠能造很多门火炮。
“没办法,造炮用的泥模,只能风干,不能火烤,也不能暴晒,否则铸炮时会留蜂窝,容易炸膛。”
“风干一个铸炮泥模,需要1个多月。一般一个10人小组,一次制作50个泥模,等一个多月后一起灌铁水铸炮。因为成品率在2成的样子,只能制造成功10门火炮,剩下的报废。要是遇到雨季,估计要风干三个多个月,会更慢。”主管工匠解释说。
“尼玛,还好老子有技术,就这种落后的造炮方式,100名工匠几个月才造100门,难怪现在欧洲火炮不怎么普及。报废率这么高,造价太高了。制造速度忒低,除非工匠很多,否则产量拉不上来。”阿方索暗暗思索。
“哈哈,幸亏哥读过很多穿越小说,知道两种造炮神技——清末龚振麟的‘铁模铸炮法’和美国南北战争时期出现的‘罗德曼铸炮法’(又叫‘内膜水冷技术’)。有这两种神技,不仅造炮速度大大提升,还能大大降低成本。”
龚振麟的铁模铸炮法,是以铁为模,铸炮时,先将铁模的每瓣内侧刷上两层浆液。第一层浆液是用细稻壳灰和细沙泥制成的;第二层浆液是用上等极细窑煤调水制成的。然后,两瓣相合,用铁箍箍紧、烘热,节节相续,最后浇铸金属熔液。待浇足熔液,冷却成型以后,即刻按模瓣次序剥去铁模,如剥掉笋壳一样,逐渐露出炮身,再剔除炮心内的泥胚胎(这个泥胚胎主要是撑开火炮内部空间用的,要求比外边的泥模低很多,可以快速量产),膛内自然学滑。
同传统泥模铸炮相比,铁模铸炮的优越性在于:工艺简便易行,节省模具原料,不受气候条件限制,缩短制造周期,降低生产成本,尤其是解决了不出蜂窝的难题,提高了火炮铸造质量。同仁们称赞说:“其法至简,其用最便,一工收数百工之利,一炮省数十倍之资。且旋铸旋出,不延时日,无瑕无疵,自然光滑,事半功倍,利用无穷,辟众论之导轨,开千古之法门,其有裨于国家武备者,岂浅鲜哉!”
这个铸炮法,最大的特点就是“旋铸旋出”,也就是说,铸炮速度很快。一个铸炮小组,每天能制造十几二十门重炮,完全无压力。不像用泥模,至少需要等待1个多月才能开铸。而且,因为解决了炮管内部不出蜂窝的难题,提高了铸造质量,使得战场上火炮炸膛的几率极大地降低了。
西方的工匠工资很高,一个工匠,一个月造一门炮,拿的是这个薪水,一天造几门炮,也是拿的这个薪水。成本以计算,就知道差距多大了。比如,英国人制造的“海上君王”号风帆战列舰,造价4万英镑,光是工匠工资,就需要2万英镑。铸炮也是如此,用老办法,一名铸炮工匠一个月平均才铸造一两门炮。而用“铁模铸炮法”,一天就能铸造几门,效率相差几十倍。如果说现在铸炮,一门炮成本的一半,需要支付工匠工资的话,那么,提升了几十倍的效率后,即使工匠工资上涨,每门炮成本,也可以节约非常多。至少,原本占据一半的工资成本,一下子降低了至少二三十倍。
……
还有一个铸炮神技,就是大名鼎鼎的“罗德曼铸炮法”了。此罗德曼并非nba的球星——“花大虫”罗德曼,而是美国“南北战争”时期的一名北军军官,造炮专家。
罗德曼铸炮法,又叫“内膜水冷技术”,这种方法可以大幅加快铸炮速度并降低废品率,更重要的是可以大幅提升炮管寿命。这就是让炮管由里往外冷却,称之为内模可控冷却技术,或者内模水冷技术。
一般铸好的红热炮管在静置时的自然冷却,是由外往内,原因一是炮管外表面面积比内管大,其二是外面空气流通比内部快,这样自然外层比里层冷的快,最终形成层层膨胀的结果,强度降低。但是如果能同时让炮管里层冷却,甚至使之比外层先冷下来,不但可以提升整根炮管的冷却速度,更可以提高炮管性能。
一种说法是里层冷却固定后,当外层逐渐冷却时,由于热胀冷缩的关系,炮管外层冷却时,就会箍住内层,往里面产生一个向内的应力。另一种说法是,炮管由内往外冷却,则同样由于热胀冷缩,炮管壁靠里的部份密度会较高,靠外则较低,可增加内管壁的强度。无论哪种原因结果是肯定的,那就是不仅炮管的寿命大幅度提升,大口径火炮的废品率也十分低。
该铸造法在1860年美国南北战争时期,由美联邦陆军少校托马斯·j·罗德曼发明,故又称罗德曼法。当时据称一举将炮管寿命提升五倍之多。
而其方法本身非常简单:大家都知道,水的比热容要比空气大得多,因此水冷比气冷也快的多,要让里层比外层先冷却,那就用水来冷却炮管。当然,若是真的直接往红热炮管内注水,结果只会让炮管破裂;实际上的方法是,把铸造炮管时,用来作炮管内模的模具换成空心的,中间加上冷却水管道,然后往里面注冷却水就行了。当然这冷却水管道必须要作成可循环样式来保证内膜温度稳定,譬如采用u型管模式从里面开始注水,这样持续循环冷却。
唯一的问题是冷却速度,也就是水循环速度是有讲究的。太快冷却的话内管会破裂,必须有适当的速度进行才行,这需要多次尝试和实验,并进行最终验证。
此法可以大幅降低成本,并使铸造大口径火炮成为可能。原因就在于这种“内模水冷技术”可以大幅降低火炮尤其是大口径火炮铸造时的废品率。
19世纪中期以前,不管东方或西方,重型火炮铸造的废品率相当高。这种情况在明末引进西方火炮制造技术时,《火攻挈要》中记载,由于当时铸造的品质尚不十分稳定,即使是在欧洲,“铸十铳能得二、三铳可用者,便称高手”。废品率高达70~80%以上。这样火炮的成本自然很高。
而火炮铸造废品率如此之高的原因,最重要最根本的就是炮管内外的冷却速度差距问题。而且炮管的口径越大,炮管壁也越厚,炮管内外冷却速度的差距也越明显,由于这冷却速度的差距,许多材质不好,不够均匀的炮管,就会在冷却时因为热胀冷缩而在火炮身管产生裂痕。而身管出现裂痕的炮管,自然就是废品了。
不只如此,由于炮管内外冷却速度的差异,有些裂痕外表上是看不见的,而是在管壁金属内部。所以当时造好的火炮,均需作第一次试放。就是在炮管内填满火药但不装炮弹,释放一次,以管壁无裂痕者为合格。如果管壁有内伤,这一放就会裂开来,可以立刻淘汰了。
而内模水冷技术,可以保证内外管冷却速度基本相同,或者经过实验与调整,将速度差异控制在安全的范围下,如此身管就不会产生内伤了。这一来立刻把废品率降低到个位数百分比,甚至降低到零,从而使造一门炮的价格大幅下降。而炮本身也因为比较结实没有暗伤,因此平均寿命提升五倍。
此外,在铸造大口径重炮时,由于口径越大,则内外冷却速度差距就越大。因此在自然冷却的时代,口径越大的炮铸造时的废品率也就越高,重量与价格因此也就越高——不成正比,几乎是指数性上升。到了一定程度以上,就是几乎百分之百的失败率了,而罗德曼的“内模水冷技术”解决了这个问题。
……
有了罗德曼铸炮法,使得铸炮的成品率,从20%,一下子提升到了80%以上,水冷控制技术更科学的话,接近百分之百。
西方国家,也是在“罗德曼铸炮法”出现后,才能够以较低的成本大规模铸炮,并开始铸造几百毫米口径的超级重炮。否则,若无此技术,想都别想。
……
想到这里,阿方索立即把那100名出师的铸炮德意志少年给提了出来,在原先铸炮厂不远的地方,新建一个防守非常严密的城堡,作为新的铸炮厂。然后,他也没有裁撤那些英国工匠,而是又给他们送去了200名学徒,继续高薪刺激他们带徒弟。总之,老的铸炮厂,成了新员工的培训基地。
100名德意志少年,很快按照阿方索指点的“龚振麟铁模铸炮法”和“罗德曼铸炮法”开始试制18磅的英式“寇菲林长炮”。
龚振麟的“铁模铸炮法”很简单,只要把稻壳灰换成麦麸灰就成,很快就复制了出来。而“罗德曼铸炮法”则比较麻烦,毕竟,“内膜水冷技术”具体的内冷却手段,阿方索只知原理,却不清楚细节。阿方索亲自参与设计,研究了一个月,才终于勉强弄出了一个水冷办法——
直接往炮管内倒水肯定不行,需要有介质。u型管太难弄,阿方索干脆制造了和炮管口径差不多的若干个很长的铁桶。用“铁模铸炮法”造出火炮后,炮管朝天,长铁桶里灌满水,从炮管外插入,用间接方法冷却炮管内壁。过一段时间,铁桶和里面的水被滚烫的炮管内壁都弄得发烫了,再拔出铁桶,换上另一个装了水的铁桶,继续冷却……
虽然比用高端的u型管麻烦许多,但这种土办法,效果倒也不错。经过多次密集测试,新造出的火炮,大约使用寿命真的达到了原来的5倍的样子,非常牛掰!而且,最终火炮铸造的成品率,真的达到了80%以上……
最后,阿方索一统计,以前10人小组最快每个月制造10门火炮。而现在,10人小组每天制造10门火炮——其效率,至少提高了30倍。遇到雨季,效率能提高90倍……
而且,火炮使用寿命提高5倍,火炮成品率整整提高4倍以上……
阿方索在那计算了半天——工人工资他给提高一倍,但工作效率提高30倍以上;成品率提高4倍以上;进口英国熟铁和煤炭花费也不少;因为炼钢使用了脱磷和脱硫技术,成本也上升很多……
最后,方所得出结果——原本每门造价在20多英镑的18磅英式寇菲林长炮,造价降到了5英镑左右……
也就是说,阿方索造炮的成本,降低到了原来的四分之一……
这还是因为阿方索花大价钱从英国进口煤和铁的缘故,加上使用大量燃料和人力,用坩埚炼制碳钢。要是自己高炉炼铁,成本还能降低很多……
而18磅的英式寇菲林长炮,售价至少55英镑(等于55皮斯托尔)以上,那么,他用新式铸炮法,可以获得近十倍的利润……
好吧,以后我就卖炮发财得了。阿方索把目标瞄准了西班牙帝国——西班牙帝国海军规模庞大,需要很多重炮。
但是,西班牙铸造的舰炮,因为熟铁里含硫和磷太多,质量很差劲,远不如英国的火炮。所以,西班牙无敌舰队才被英国人用快船+犀利的英式火炮击败。
西班牙人也知道英国炮质量好,但是,两国是仇敌,即使詹姆斯一世和西班牙和解,西班牙人也无法从英国搞来大批量的火炮,最多小批量走私,数量不会很多。
如今,阿方索能量产比英国熟铁火炮质量更好的中低碳钢火炮,价格再定的跟英国人差不多,估计西班牙海军肯定乐意采购。但这恐怕会得罪原先的火炮供应商。不过管他呢,老子是得宠的西班牙王子,还用在意区区火炮供应商的不满?