“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(xù)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。
“但炮管也并非越長越好,因為黑火藥的能量密度是有限的,你知道黑火藥燃燒后釋放的煙氣體積,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(shù)都要算出來的。
“當然,不然你怎么知道炮管要造多長?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(shù)就越大。
“在冷炮發(fā)射時,也就是第一炮,一般是1800倍,打過兩三炮之后,如果沒有及時降溫,膨脹系數(shù)就會成倍增加,這個時候是最容易炸膛的。
“所以每發(fā)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余燼,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?!?/p>
“竟能膨脹數(shù)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(shù)千倍的數(shù)字究竟是怎么得來的?”
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(nèi)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,然后點燃,最后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(shù)?”
“還能這樣,我怎么沒有想到”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(shù)來算的,也就是幾個炮彈那么長,以使用黑火藥的火炮為例,最佳倍徑是14到22倍,短于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(jīng)燃盡,且已經(jīng)膨脹到頭了,已經(jīng)無力繼續(xù)推動炮彈加速,那么炮管更長的話,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(fā)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(fā)揮出最大的射程和威力?!?/p>
魯錦滿意的點點頭,“孺子可教也,不過咱們的陸軍野戰(zhàn)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,比如小于14倍徑的短炮,既然火藥無法燃盡,那也可以繼續(xù)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。