第197章 蒸汽機的前置工藝:威爾金森鏜床
陳奉山循聲望去。
棚外站著個風度翩翩的年輕人,靛藍常服,素帶束腰,網巾裹發,通身上下沒有佩飾,瞧著乾乾淨淨的,卻也看不出什麼來頭。
呂德福跟在他身後,欠著身子沒敢多話。
那個滿臉炭灰的老匠人,把抹布往肩上搭了搭,斜著眼將來人打量了兩遍。
「你誰啊?」
朱橚沒理他,徑直走到廢掉的炮管跟前,蹲下身來,伸手摸了摸炮口內壁的鏜痕。
指腹沿著膛壁滑了半圈,在偏切的那道溝槽處停住了。
「偏了多少?」
這話是問陳奉山的。
陳奉山打量了他片刻,答道:「左偏兩分有餘。」
「從哪個深度開始偏的?」
「最後三寸。」
朱橚站起來,拍了拍手上的鐵屑,朝鏜床的方向走了兩步,繞著那根還架在導軌上的廢鑽杆轉了半圈。
「陳師傅,你這套鏜法,鑽杆轉,炮管不動,對吧?」
陳奉山點了下頭。
「你有沒有想過換個思路,比如讓鑽杆不動,炮管來轉。」
棚下安靜了片刻。
滿臉炭灰的老匠人率先開了口,抹布從肩上扯下來甩在手中,沖朱橚擺了擺手。
「後生,炮管多重你曉得不?這門大將軍炮毛坯連鑄口加起來將近兩千斤,你說讓它轉就轉?你當這是擱你家的磨盤上磨啊?」
此人叫毛廣義,比陳奉山年長兩歲,脾氣沖,手藝卻紮實。坊中傳言他與毛驤拐彎抹角沾著點親戚關係,這話沒人當面去問他,他自己也從不提起。
幾個年輕匠人也跟著嘀咕起來。
「鑽杆轉都這麼費勁了,讓兩千斤的炮管轉,水輪帶得動?」
「就是,這位公子怕是沒碰過鐵活吧,說得輕巧。」
朱橚回過身來,兩手抄在袖中,看著毛廣義。
「你們說的都沒錯,兩千斤的炮管確實重。可你有沒有想過,你們現在這套法子的毛病出在哪?」
他朝那根廢鑽杆抬了抬下巴。
「鑽杆六尺長,直徑不足兩寸,從炮口伸進去,穿過整根炮膛,全靠水輪驅動的齒輪組帶著它轉。轉的是鑽杆,可鑽杆的兩端只有炮口這頭有個導套在扶著,尾端是懸空的。六尺長的鐵桿只有單端支撐,轉速越快,桿身的晃動越大。鏜到淺處還好,膛壁就在旁邊抵著,振幅被壓住了。可越往深處走,鑽頭離導套越遠,懸臂越長,晃動便越壓不住。到了最後三寸的時候,桿身的擺幅已經超過了你們能控制的極限,鑽刃就是這麼吃偏的。」
朱橚轉向其餘匠人。
「你們三根炮管全廢在同樣的位置,不是手藝的問題,是結構的問題。只要鑽杆還是單端懸臂、靠自身旋轉來切削,鏜到深處必然吃偏,再鏜十根炮管也是同樣的結果。」
棚下沒人接話了。
毛廣義嘴唇翕動了兩下,可方才那番話把問題的癥結剖得太准了,准到他找不出反駁的切口。
朱橚繼續說了下去。
「單端懸臂的晃動壓不住,匠人們能想到的補救法子無非兩條:加粗鑽杆,或者降低轉速。加粗了剛性確實好些,可鑽杆越粗,需要的扭矩越大,水輪帶不動,就得換更大的水輪,更粗的齒輪組,整套鏜床全部推翻重來。降低轉速呢?晃動是小了,可切削效率也跟著掉下去,鏜完這根炮管的工期從十天拖到二十天,甚至數個月。」
「而最終的結果是什麼?你們為了遷就這套工藝的缺陷,只能去遷就火炮本身的設計。炮管壁加厚再加厚,讓膛壁的餘量去容納鏜孔的偏差。兩千斤不夠就鑄三千斤,三千斤不夠就鑄五千斤。炮身越鑄越重,炮口卻依舊狹窄得連拳頭都伸不進去。五千斤的鐵疙瘩往城頭上那麼擱著,看著威風凜凜,實則愚笨至極。裝再多的火藥,炮口就那麼點大,彈丸就那麼點重,射出去能有多大的殺傷?百步之內嚇唬人還湊合,千步之外連馬都打不倒。」
這番話說完,棚下鴉雀無聲。
毛廣義兩條胳膊抱在胸前,盯著朱橚看了好半天。
他沒再開口。
因為對方說的每個字都踩在了這行當最要命的痛處上。
他幹了二十多年炮匠,親手鑄過的炮管不下百根,哪根不是越鑄越重、越鑄越笨?
他心中何嘗不清楚這條路走到頭是什麼樣子,只是從沒有人把這層窗戶紙捅得這般乾脆。
陳奉山蹲在鏜床旁邊,兩手撐在膝蓋上,盯著面前那根廢掉的鑽杆。
他已經在琢磨了。
「你的意思是,把炮管架在轉盤上,用基座帶著炮管轉。鑽杆固定不動,只管進給切削。」
朱橚點了下頭。
陳奉山慢慢站起來,目光落在鏜床的導軌上。
「炮管轉,鑽杆不轉……那鑽杆就不再承受旋轉附力了。」
他朝棚下的同僚們掃了眼。
「你們想想木匠車珠子的活。做佛珠的老師傅怎麼幹?木料夾在車床上轉,刀具固定在刀架上不動,只管往前推。木料再大再沉,只要車床的夾具夠穩,轉起來便是均勻的。刀具那頭呢?不轉就不晃,不晃就不偏。前端用導套扶住,尾端頂在炮膛底座的中心窩上,兩頭都固定死了,雙支撐,根本不存在懸臂晃動的問題。」
他越說越快,手掌在空中比劃著名。
「鏜孔的精度全靠鑽杆的穩定,現在鑽杆兩端都鎖死了,膛壁被炮管自己的旋轉均勻地送到刀刃上,切出來的膛面必然是正圓。偏差……不會再有偏差了。」
朱橚看著陳奉山的神情,心中暗暗點了下頭。
明清兩朝鑄造的紅夷大炮,無不是炮重數千斤、炮口卻狹小得可憐的笨物。清末那位知名的火炮匠人龔振麟,在分析中西方火炮差距之時,就曾經吐槽過國內火炮炮口狹窄的弊端。
後世有人得出過精闢的論斷:中西方火炮的差距,便是從「讓誰轉動」這個最基本的工藝問題上岔開的。
西方人在1734年便有了馬里茨的水力鏜床,讓炮身轉、鑽杆定。
到了1774年,威爾金森在此基礎上造出了精密鏜床,膛面精度足以量產瓦特蒸汽機的汽缸。
以大明眼下的鑄造根底,威爾金森那套帶精密進給裝置的鏜床,尚需時日打磨。
可退而求其次,仿照馬里茨的思路,用水力轉盤驅動炮身旋轉、鑽杆固定進給,完全做得到。
這個思路搬到洪武九年的大明,就是降維打擊。
陳奉山臉上露出了朱橚進這間工棚以來,頭一回見到的振奮神色。
他激動的說道。
「有了這套法子,炮管便不必再一味加厚去遷就鏜孔的誤差了。管壁可以做薄,口徑可以放大,炮身的死重減下來,彈丸的裝量卻能翻上去。」
「陳師傅說得對,這正是關鍵所在。」
這時候,蹲在陳奉山腳邊的陳甄,歪著腦袋插了句嘴。
「爹,可是水輪帶著鑽杆轉都那麼吃力,兩千斤的炮管比鑽杆重多了,水渠的水推得動嗎?」
棚下頓時安靜了。
方才被陳奉山那番車珠子的類比點燃的熱情,被這句童言澆得涼了大半。
匠人們面面相覷。
幾個年輕的下意識朝院牆外那條暗渠的方向望了望,水輪還在緩緩轉著,木質的葉片撥著渾濁的河水,吱吱呀呀地響,轉速連帶動眼前這套小鏜床都已經勉強。
毛廣義嘆了口氣,無奈道。
「甄娃子說到點子上了。別說兩千斤,八百斤的炮管擱在轉盤上,這條水渠的流量也帶不動。要轉得起來,水輪至少得換成現在三倍大的,引水的渠道也得拓寬加深,整個後院的地基都得刨開重修。」
陳奉山的神情沉了下來。
他看向朱橚,措辭斟酌了片刻才開口。
「公子的法子精妙,陳某心服口服,可這當中有個難處,不在工藝,在規矩。」
他朝院牆外面抬了抬下巴。
「這條暗渠是六年前引進來的,當初為了從金水河分出這條支流,工部的人勘測了三個月,光是選渠口的位置就改了五回。不是我們拿不準,是欽天監那邊說金水河的走向關乎皇城的風水格局,動了哪段、截了哪段,都要合著堪輿的圖來。工部報上去的方案被駁了兩次,後來事情鬧到了皇后娘娘那裡,娘娘親自拍的板,這才准了。就這麼條三尺寬的暗渠,前前後後折騰了大半年。」
他搖了搖頭。
「如今要拓寬渠道、加大水輪,動靜比當初那條暗渠大出數倍。皇城之內的草木磚石,哪樣不牽著皇家的氣脈布局?到時候彈劾的奏疏雪片般飛到御前,說我等動了龍氣、破了風水,小小的寶源局,如何擔得起這種干係?」
朱橚將這番話聽完,心下倒也並不意外。
封建時代對風水龍氣的執念,對技術推廣的掣肘從來不是小事。
清末修鐵路的時候,朝堂上下掀起過何等浩蕩的爭論,守舊派拿龍脈風水做擋箭牌,硬是將鐵路的鋪設拖了十幾年。那場爭論甚至演變成了黨爭,保守與開明兩派借著風水的由頭互相傾軋,鐵路反倒成了次要的事。
不過大明不是滿清。
他的父親也不是慈禧。
朱橚正要開口,院子外面忽然傳來了急促的腳步聲。
腳步聲很密,不止兩個人。
頭前跑著的是寶源局的掌司太監,姓孫,六十來歲的年紀,管著這片地方的日常雜務。
他的身後跟著個五十來歲的老太監,緋袍玉帶,面白無須,步態沉穩卻走得極快。
杜安道。
御前的太監總管,洪武朝內廷地位最高的宦官。
掌司太監孫福貴跑得滿頭是汗,回頭看了杜安道兩眼,又扭頭朝棚下張望。
杜安道今日為何突然駕臨這個冷清的火器工坊,他不知道。
來之前他正在前院盤點銅料的帳冊,看看能不能從中摳出一點油水。
杜安道的隨從衝進來傳話,說總管大人已經到了寶源局的門口,讓他即刻過去迎候。
他嚇得帳冊都沒合上就跑了出去。
迎上杜安道之後,老太監只問了兩個字。
「人呢?」
他當時懵了半天,不知道杜安道找的是誰。
杜安道也沒多解釋,只讓他在前面帶路,徑直往火器工坊的方向趕。
此刻走進後院的棚下,孫福貴的目光從匠人們的臉上逐個掃過去,最後落在了站在鏜床旁邊那個穿靛藍常服的年輕人身上。
杜安道已經快步走到了那個年輕人面前,躬身行禮,姿態恭敬得腰彎成了直角。
孫福貴的瞳仁猛地縮了縮。
六部的堂官來了,杜安道至多欠欠身子。
勛貴武將來了,也不過拱拱手。
能讓御馬監總管彎成這個角度的人,整座皇城裡屈指可數。
孫福貴的目光重新落回那個年輕人身上。
靛藍常服,素帶束腰,網巾裹發,通身沒有佩飾。
可杜安道的腰,已經替他掛上了所有的佩飾。
孫福貴的膝蓋軟了。
這位殺神怎麼來了?
他可沒少貪啊!!
棚外站著個風度翩翩的年輕人,靛藍常服,素帶束腰,網巾裹發,通身上下沒有佩飾,瞧著乾乾淨淨的,卻也看不出什麼來頭。
呂德福跟在他身後,欠著身子沒敢多話。
那個滿臉炭灰的老匠人,把抹布往肩上搭了搭,斜著眼將來人打量了兩遍。
「你誰啊?」
朱橚沒理他,徑直走到廢掉的炮管跟前,蹲下身來,伸手摸了摸炮口內壁的鏜痕。
指腹沿著膛壁滑了半圈,在偏切的那道溝槽處停住了。
「偏了多少?」
這話是問陳奉山的。
陳奉山打量了他片刻,答道:「左偏兩分有餘。」
「從哪個深度開始偏的?」
「最後三寸。」
朱橚站起來,拍了拍手上的鐵屑,朝鏜床的方向走了兩步,繞著那根還架在導軌上的廢鑽杆轉了半圈。
「陳師傅,你這套鏜法,鑽杆轉,炮管不動,對吧?」
陳奉山點了下頭。
「你有沒有想過換個思路,比如讓鑽杆不動,炮管來轉。」
棚下安靜了片刻。
滿臉炭灰的老匠人率先開了口,抹布從肩上扯下來甩在手中,沖朱橚擺了擺手。
「後生,炮管多重你曉得不?這門大將軍炮毛坯連鑄口加起來將近兩千斤,你說讓它轉就轉?你當這是擱你家的磨盤上磨啊?」
此人叫毛廣義,比陳奉山年長兩歲,脾氣沖,手藝卻紮實。坊中傳言他與毛驤拐彎抹角沾著點親戚關係,這話沒人當面去問他,他自己也從不提起。
幾個年輕匠人也跟著嘀咕起來。
「鑽杆轉都這麼費勁了,讓兩千斤的炮管轉,水輪帶得動?」
「就是,這位公子怕是沒碰過鐵活吧,說得輕巧。」
朱橚回過身來,兩手抄在袖中,看著毛廣義。
「你們說的都沒錯,兩千斤的炮管確實重。可你有沒有想過,你們現在這套法子的毛病出在哪?」
他朝那根廢鑽杆抬了抬下巴。
「鑽杆六尺長,直徑不足兩寸,從炮口伸進去,穿過整根炮膛,全靠水輪驅動的齒輪組帶著它轉。轉的是鑽杆,可鑽杆的兩端只有炮口這頭有個導套在扶著,尾端是懸空的。六尺長的鐵桿只有單端支撐,轉速越快,桿身的晃動越大。鏜到淺處還好,膛壁就在旁邊抵著,振幅被壓住了。可越往深處走,鑽頭離導套越遠,懸臂越長,晃動便越壓不住。到了最後三寸的時候,桿身的擺幅已經超過了你們能控制的極限,鑽刃就是這麼吃偏的。」
朱橚轉向其餘匠人。
「你們三根炮管全廢在同樣的位置,不是手藝的問題,是結構的問題。只要鑽杆還是單端懸臂、靠自身旋轉來切削,鏜到深處必然吃偏,再鏜十根炮管也是同樣的結果。」
棚下沒人接話了。
毛廣義嘴唇翕動了兩下,可方才那番話把問題的癥結剖得太准了,准到他找不出反駁的切口。
朱橚繼續說了下去。
「單端懸臂的晃動壓不住,匠人們能想到的補救法子無非兩條:加粗鑽杆,或者降低轉速。加粗了剛性確實好些,可鑽杆越粗,需要的扭矩越大,水輪帶不動,就得換更大的水輪,更粗的齒輪組,整套鏜床全部推翻重來。降低轉速呢?晃動是小了,可切削效率也跟著掉下去,鏜完這根炮管的工期從十天拖到二十天,甚至數個月。」
「而最終的結果是什麼?你們為了遷就這套工藝的缺陷,只能去遷就火炮本身的設計。炮管壁加厚再加厚,讓膛壁的餘量去容納鏜孔的偏差。兩千斤不夠就鑄三千斤,三千斤不夠就鑄五千斤。炮身越鑄越重,炮口卻依舊狹窄得連拳頭都伸不進去。五千斤的鐵疙瘩往城頭上那麼擱著,看著威風凜凜,實則愚笨至極。裝再多的火藥,炮口就那麼點大,彈丸就那麼點重,射出去能有多大的殺傷?百步之內嚇唬人還湊合,千步之外連馬都打不倒。」
這番話說完,棚下鴉雀無聲。
毛廣義兩條胳膊抱在胸前,盯著朱橚看了好半天。
他沒再開口。
因為對方說的每個字都踩在了這行當最要命的痛處上。
他幹了二十多年炮匠,親手鑄過的炮管不下百根,哪根不是越鑄越重、越鑄越笨?
他心中何嘗不清楚這條路走到頭是什麼樣子,只是從沒有人把這層窗戶紙捅得這般乾脆。
陳奉山蹲在鏜床旁邊,兩手撐在膝蓋上,盯著面前那根廢掉的鑽杆。
他已經在琢磨了。
「你的意思是,把炮管架在轉盤上,用基座帶著炮管轉。鑽杆固定不動,只管進給切削。」
朱橚點了下頭。
陳奉山慢慢站起來,目光落在鏜床的導軌上。
「炮管轉,鑽杆不轉……那鑽杆就不再承受旋轉附力了。」
他朝棚下的同僚們掃了眼。
「你們想想木匠車珠子的活。做佛珠的老師傅怎麼幹?木料夾在車床上轉,刀具固定在刀架上不動,只管往前推。木料再大再沉,只要車床的夾具夠穩,轉起來便是均勻的。刀具那頭呢?不轉就不晃,不晃就不偏。前端用導套扶住,尾端頂在炮膛底座的中心窩上,兩頭都固定死了,雙支撐,根本不存在懸臂晃動的問題。」
他越說越快,手掌在空中比劃著名。
「鏜孔的精度全靠鑽杆的穩定,現在鑽杆兩端都鎖死了,膛壁被炮管自己的旋轉均勻地送到刀刃上,切出來的膛面必然是正圓。偏差……不會再有偏差了。」
朱橚看著陳奉山的神情,心中暗暗點了下頭。
明清兩朝鑄造的紅夷大炮,無不是炮重數千斤、炮口卻狹小得可憐的笨物。清末那位知名的火炮匠人龔振麟,在分析中西方火炮差距之時,就曾經吐槽過國內火炮炮口狹窄的弊端。
後世有人得出過精闢的論斷:中西方火炮的差距,便是從「讓誰轉動」這個最基本的工藝問題上岔開的。
西方人在1734年便有了馬里茨的水力鏜床,讓炮身轉、鑽杆定。
到了1774年,威爾金森在此基礎上造出了精密鏜床,膛面精度足以量產瓦特蒸汽機的汽缸。
以大明眼下的鑄造根底,威爾金森那套帶精密進給裝置的鏜床,尚需時日打磨。
可退而求其次,仿照馬里茨的思路,用水力轉盤驅動炮身旋轉、鑽杆固定進給,完全做得到。
這個思路搬到洪武九年的大明,就是降維打擊。
陳奉山臉上露出了朱橚進這間工棚以來,頭一回見到的振奮神色。
他激動的說道。
「有了這套法子,炮管便不必再一味加厚去遷就鏜孔的誤差了。管壁可以做薄,口徑可以放大,炮身的死重減下來,彈丸的裝量卻能翻上去。」
「陳師傅說得對,這正是關鍵所在。」
這時候,蹲在陳奉山腳邊的陳甄,歪著腦袋插了句嘴。
「爹,可是水輪帶著鑽杆轉都那麼吃力,兩千斤的炮管比鑽杆重多了,水渠的水推得動嗎?」
棚下頓時安靜了。
方才被陳奉山那番車珠子的類比點燃的熱情,被這句童言澆得涼了大半。
匠人們面面相覷。
幾個年輕的下意識朝院牆外那條暗渠的方向望了望,水輪還在緩緩轉著,木質的葉片撥著渾濁的河水,吱吱呀呀地響,轉速連帶動眼前這套小鏜床都已經勉強。
毛廣義嘆了口氣,無奈道。
「甄娃子說到點子上了。別說兩千斤,八百斤的炮管擱在轉盤上,這條水渠的流量也帶不動。要轉得起來,水輪至少得換成現在三倍大的,引水的渠道也得拓寬加深,整個後院的地基都得刨開重修。」
陳奉山的神情沉了下來。
他看向朱橚,措辭斟酌了片刻才開口。
「公子的法子精妙,陳某心服口服,可這當中有個難處,不在工藝,在規矩。」
他朝院牆外面抬了抬下巴。
「這條暗渠是六年前引進來的,當初為了從金水河分出這條支流,工部的人勘測了三個月,光是選渠口的位置就改了五回。不是我們拿不準,是欽天監那邊說金水河的走向關乎皇城的風水格局,動了哪段、截了哪段,都要合著堪輿的圖來。工部報上去的方案被駁了兩次,後來事情鬧到了皇后娘娘那裡,娘娘親自拍的板,這才准了。就這麼條三尺寬的暗渠,前前後後折騰了大半年。」
他搖了搖頭。
「如今要拓寬渠道、加大水輪,動靜比當初那條暗渠大出數倍。皇城之內的草木磚石,哪樣不牽著皇家的氣脈布局?到時候彈劾的奏疏雪片般飛到御前,說我等動了龍氣、破了風水,小小的寶源局,如何擔得起這種干係?」
朱橚將這番話聽完,心下倒也並不意外。
封建時代對風水龍氣的執念,對技術推廣的掣肘從來不是小事。
清末修鐵路的時候,朝堂上下掀起過何等浩蕩的爭論,守舊派拿龍脈風水做擋箭牌,硬是將鐵路的鋪設拖了十幾年。那場爭論甚至演變成了黨爭,保守與開明兩派借著風水的由頭互相傾軋,鐵路反倒成了次要的事。
不過大明不是滿清。
他的父親也不是慈禧。
朱橚正要開口,院子外面忽然傳來了急促的腳步聲。
腳步聲很密,不止兩個人。
頭前跑著的是寶源局的掌司太監,姓孫,六十來歲的年紀,管著這片地方的日常雜務。
他的身後跟著個五十來歲的老太監,緋袍玉帶,面白無須,步態沉穩卻走得極快。
杜安道。
御前的太監總管,洪武朝內廷地位最高的宦官。
掌司太監孫福貴跑得滿頭是汗,回頭看了杜安道兩眼,又扭頭朝棚下張望。
杜安道今日為何突然駕臨這個冷清的火器工坊,他不知道。
來之前他正在前院盤點銅料的帳冊,看看能不能從中摳出一點油水。
杜安道的隨從衝進來傳話,說總管大人已經到了寶源局的門口,讓他即刻過去迎候。
他嚇得帳冊都沒合上就跑了出去。
迎上杜安道之後,老太監只問了兩個字。
「人呢?」
他當時懵了半天,不知道杜安道找的是誰。
杜安道也沒多解釋,只讓他在前面帶路,徑直往火器工坊的方向趕。
此刻走進後院的棚下,孫福貴的目光從匠人們的臉上逐個掃過去,最後落在了站在鏜床旁邊那個穿靛藍常服的年輕人身上。
杜安道已經快步走到了那個年輕人面前,躬身行禮,姿態恭敬得腰彎成了直角。
孫福貴的瞳仁猛地縮了縮。
六部的堂官來了,杜安道至多欠欠身子。
勛貴武將來了,也不過拱拱手。
能讓御馬監總管彎成這個角度的人,整座皇城裡屈指可數。
孫福貴的目光重新落回那個年輕人身上。
靛藍常服,素帶束腰,網巾裹發,通身沒有佩飾。
可杜安道的腰,已經替他掛上了所有的佩飾。
孫福貴的膝蓋軟了。
這位殺神怎麼來了?
他可沒少貪啊!!