第440章 出征前先稱王（求月票）
答應了魯錦要搞蒸汽機和化工技術，陶廣義又疑惑道。
“可是殿下之前讓臣去看碼頭那艘鉅艦，汪先生還說那艘船的96門炮都要由臣監造，難道現在不應該先造炮嗎？”
魯錦當即解釋道，“你說那條船啊，那條船雖然是按照戰艦的樣子做的，但現在又不用它去打仗，先隨便裝幾門炮用著就行，煥章先生還有其他任務。
“你來的時候不是看見那艘船快造好了嗎，估計再有三個月，到十月底就能徹底完工，然後就要召集水手訓練，訓練個半年，明年五月準備出航，煥章先生到時要跟著船一起出海，你就算現在開始造炮也不一定來得及。
“而且海軍的炮和陸軍的炮是不一樣的，需要重新設計開模，你不是知道射程和炮管長度有關嗎？”
陶廣義當即點了點頭。
魯錦這時又道，“那你知道海軍的炮和陸軍的炮有何區別嗎？”
“更長？”
“沒錯，陸軍因為要考慮火炮伴隨行軍的問題，因此不能一味的追求射程和威力，在滿足威力和射程的情況下，自然是越輕便越好，這樣你過個溝溝坎坎，或者搭浮橋渡河也容易一些。
“但海軍不同，海軍的炮都裝在船上，不用移動行軍，因此應當以滿足威力和射程為先，重量反而不用限制的太死，所以就可以把炮管做的更長更重，使用更大口徑的炮彈。”
魯錦拿著鋼筆在手中當成火炮講解道，“火炮就是一根鐵管，用火藥燃燒後爆發的氣體推動合口炮彈向前運動，裝藥量越大，炮管越長，就打的越遠，但也不能一味的增加裝藥。
“比如一門八斤炮，發射八斤重的實心鐵彈，如果炮管內壁不夠光滑，炮彈打磨的也不夠圓潤，那就會洩氣嚴重，可能需要裝六斤火藥，才能打出三里遠，但是你裝這麼多藥，炮管壁就不能太薄，否則容易炸膛，可是炮管壁一厚，炮身重量就壓不住了，造這麼一門炮可能得兩千多斤重，八匹馬才拉的動。
“相反，只要你的炮管內壁和炮彈尺寸足夠精準，打磨的足夠光滑圓潤，氣密性就會非常高，只需用更少的裝藥，就能打出相同的射程，相應的裝藥少了，火藥威力變小了，就能把炮管造的更薄更輕便，也不會炸膛，這樣造出來可能就只有一千四五百斤，只需六匹馬，甚至四匹馬就能拖動。
“以我們鐵廠現在的加工工藝，氣密性就比較高，所以裝藥量一般都是炮彈重量的三分之一，比如發射八斤重的炮彈，就用二斤六兩六錢的火藥。
“也不需士卒在戰場上現秤，直接在火藥廠秤好了，縫在一個圓筒形的布包裡，這便稱作一個標準藥包，在炮兵操典中，又可簡化為一號裝藥，軍官只需下令幾號裝藥，士卒就可以直接拿過來就裝，提高發射速度。
“元軍戰場現裝火藥，他們用碗口銃打一發，我這邊可能都打出五發炮彈了。”
“原來如此，多謝殿下教誨。”陶廣義恍然大悟，心中暗道這師傅拜的不虧，剛拜完師就能學到如此機密的東西。
魯錦則是繼續說道，“所以炮管厚度，裝藥量，這都不是閉著眼睛瞎定的，而是算出來的，炮管長度也一樣。
“炮彈靠火藥燃氣推動，火藥推動炮彈向前的加速行程越長，炮彈飛出膛口的初速就越大，射程也就越遠，就像你扔石頭一樣，你用力越大，石頭就扔的越遠。
“但炮管也並非越長越好，因為黑火藥的能量密度是有限的，你知道黑火藥燃燒後釋放的煙氣體積，是火藥本身的多少倍嗎？”
“不知道，連這個也有講究？”陶廣義哪知道這玩意，他還是第一次聽到設計火炮連火藥燃氣倍數都要算出來的。
“當然，不然你怎麼知道炮管要造多長？這個我就不讓你自己去做實驗了，直接告訴你，黑火藥燃氣膨脹體積是原來的2000到4500倍左右，炮管溫度越高，膨脹倍數就越大。
“在冷炮發射時，也就是第一炮，一般是1800倍，打過兩三炮之後，如果沒有及時降溫，膨脹係數就會成倍增加，這個時候是最容易炸膛的。
“所以每發射一次，都要及時用蘸水的刷子刷一遍炮膛，一是用來熄滅上一炮還沒燒完的布屑和餘燼，防止二次裝填時提前引燃藥包，二是用水給炮膛降溫，防止炮管太熱導致炸膛。”
“竟能膨脹數千倍？！”陶廣義頓時驚訝道，“可是火藥性情暴烈，又不可捉摸，殿下這個數千倍的數字究竟是怎麼得來的？”
魯錦敲了敲桌子，“這就考驗你設計實驗的能力了，我舉個簡單的例子，比如你找個尺寸均勻的竹筒，內部打通，拿一個紙團當作塞子，重量有斤兩錢分厘毫絲忽，你可以少秤一點火藥，比如一厘，放在竹筒的一端堵死，然後點燃，最後看紙團塞子在竹筒中被推出多遠，計算這一段竹筒的容積，不就是火藥膨脹的倍數？”
“還能這樣，我怎麼沒有想到”陶廣義直呼長見識了。
魯錦又說道，“炮管的長度，通常是以炮彈直徑的倍數來算的，也就是幾個炮彈那麼長，以使用黑火藥的火炮為例，最佳倍徑是14到22倍，短於14倍徑，火藥燃燒會不充分，炮彈出膛時火藥還未燃盡，炮口就會冒出巨大的火光，還會浪費火藥。
“但如果超過22倍徑，火藥已經燃盡，且已經膨脹到頭了，已經無力繼續推動炮彈加速，那麼炮管更長的話，剩下的距離只會因為摩擦力抵消掉炮彈的速度，射程反而會變近，所以你知道應該取多少倍徑作為火炮的長度嗎？”
陶廣義頓時舉一反三道，“弟子明白了，陸軍火炮應該以短炮管為宜，只要超過14倍徑就行，能發揮出火炮的最佳射程，炮管更短也能更加輕便，方便伴隨行軍，海軍炮則以20到22倍徑為宜，能發揮出最大的射程和威力。” 魯錦滿意的點點頭，“孺子可教也，不過咱們的陸軍野戰炮大多是取的16倍徑，我讓你新造的海軍火炮，又叫海軍長炮，炮管長度取18到22倍徑就行。
“當然，其他倍徑也不是不能用，比如小於14倍徑的短炮，既然火藥無法燃盡，那也可以繼續降低裝藥量嗎，比如10倍徑的身管，裝炮彈重量六分之一的火藥，打重量更輕的開花榴彈。
“這種短管炮因為裝藥少，可以做的又短又薄，還特別輕便，可能只有二三百斤重，幾個人抬著就可以翻山越嶺，因此又可以叫做山炮，或短管榴彈炮。
“超過22倍徑的長炮也可以做，但得換用燃燒速度更慢的棕色火藥，用以增加炮彈在炮膛內的加速行程，打出更遠的距離，比如30倍徑，15度仰角，能打出十幾裡遠，不過這種炮太重太長，放在船上都不好操作，只能放在固定炮臺使用，比如守衛軍港的要塞炮！”
陶廣義頓時聽的眼前一亮，“還有這種棕色火藥？”
“火藥的種類多著呢，黑色的，棕色的，白色的，黃色的，藍色的，綠色的，透明的，油狀的，肥皂狀的，膏狀的，能燃起大火，遇水不滅，燒穿鋼鐵，還能釋放毒煙的，比黑火藥的威力大出數倍，種類那不有的是。”
“居然有這麼多種火藥？！”陶廣義都聽傻了。
魯錦點點頭，“不錯，但是想造出這些火藥，你得先學會化學，先跟著你師兄學習數學基礎吧，等我這陣子忙完了，你一邊去做蒸汽機，一邊跟我學化學。
“另外我再給你佈置個作業，以公輸尺為準，從30毫米的口徑開始，每五毫米增加一個型號，一直到205毫米，算出各種尺寸的炮彈重量，不同倍徑時的炮管重量，回來寫一張表格給我，這是八歲的蒙童都會算的東西，你可別跟我說學不會。”
陶廣義頓時壓力山大，連忙答應道，“殿下放心，學生一定刻苦學習。”
“嗯。”魯錦點了點頭又囑咐道，“好好學數學，算經是公輸秘典的基石，數學學不會，後面再給你講物理和化學，你也是甚麼都聽不懂。
“尤其是好好學習造炮，這造蒸汽機其實跟造火炮差不多，二者是互通的，炮管就是氣缸，炮彈就是活塞，氣缸直徑和活塞行程決定了蒸汽機的功率和扭矩以及轉速，學會造炮你也就會造蒸汽機了。”
陶廣義雖然沒太聽懂，但也知道了這蒸汽機是個和火炮差不多的東西，於是當即點了點頭，“學生一定認真學習。”
“去吧，先跟你師兄去補習數學。”
“是，臣等告退。”
等二人離開後，魯錦才拿著那張科工兩院研究所的列表怔怔出神。
科學院的那些理論研究所不提，工程院的十幾個研究所卻都是他精挑細選過的，這裡面哪個都不能少，但可以有先後。
比如蒸汽機、化工、造紙和印刷，這是為了推廣基礎教育的必需品。
原歷史上，南宋的紙張產量大概每年幾百萬張，元朝每年200萬張左右，明初經歷戰亂和恢復生產，一直到明初的洪武26年（1393年）的時候，解送給各地官府的紙張有150萬張，加上民間使用的，推測可能年產五百萬張左右。
但是就這麼點玩意，都不夠現代一個造紙廠幾個小時的產量，生產力差距就是這麼大.
魯錦現在的地盤裡，大型造紙基地有浙江的竹紙，年產可能有幾十萬張，然後是安徽的涇縣和宣城，這兩地是宣紙的發源地，宣紙就是宣城的紙，年產可能也有幾十萬張。
如果連即將佔領的江西也算上，江西盛產構皮紙，年產大概也有幾十萬張，可就算把這些都算上，一年也就一百多萬張紙。
全國四百多萬小學生，這他媽連一人發一張都不夠，還談個屁的教育
所以要搞蒸汽機，碎木機，打漿機，蒸汽抄紙機，化工起碼要有量產漂白劑的能力，把自然漂白半年的材料準備時間壓縮到幾天，所以要設造紙研究所，這樣才能生產足夠多的紙，還有印刷研究所，油墨、製版、機械印刷，這些都要搞出來，否則甚麼教育，辦報紙，都是白扯。
而想搞這些機器，就得先有機床，所以這是個牽一髮動全身的事情。
還有蒸汽機這東西，在後世穿越者盛行的時代，許多人想過造這玩意，但是魯錦卻經常能看到網上一些，說甚麼蒸汽機活塞需要橡膠密封的言論，看著就好笑，也不想想氣缸這種高溫高壓的工作環境，你用橡膠密封？還是個活動件，要跟氣缸壁來回摩擦，確定橡膠不會融化嗎.
氣缸活塞何時靠過橡膠密封了？
最早的紐科門蒸汽機公差非常大，靠纏麻繩來密封，到了瓦特的往復式蒸汽機時，金屬加工技術已經上來了，瓦特的氣缸就是那個給英國海軍造大口徑卡隆炮的卡隆公司，用火炮鏜床鏜出來的，60厘米直徑的氣缸，誤差能有兩毫米，活塞與氣缸之間的縫隙，能塞進去一個硬幣的厚度。
那瓦特是怎麼密封的？答案是不用密封，那麼大直徑的氣缸，就漏那一點氣，根本就不影響執行，而且早期的蒸汽機效率本來就低，也沒指望能執行多快。
再到後來蒸汽機車的時代，人們已經學會了用金屬環密封，在活塞側面車出幾道凹槽，然後放幾層鑄鐵或者黃銅的密封環進去，直至今日，內燃機氣缸活塞還是用的類似的金屬密封環，從來沒聽說過有用橡膠的，橡膠130就開始軟化，而高壓蒸汽足有500多度，工作環境那麼熱，真不怕燙化了嗎？
其實在魯錦這個搞機械和材料的工科狗來看，造氣缸活塞就是小兒科，相比之下，整個蒸汽機系統內，可能鍋爐才是那個最難造的，在搞定焊接工藝之前，怎麼用鉚釘工藝搞一個不漏水的耐高壓容器才是關鍵。
這可比造氣缸活塞難多了，卻從來沒見人提起過
好在魯錦心中早已有了解決方案，就等陶廣義這個工具人弟子給他幹活了。
不過到了七月中旬的時候，魯錦反而沒時間想這事了，大軍九月就要出征，現在也不過就剩一個半月的準備時間，他要把精力都放在作戰上，而且魯錦祭天稱王的日子也到了！
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(本章完)