麥收結束後,阿方索沒有急著回馬德裡,而是在領地裡開始了巡視。他先是巡視了薩丁尼亞大學,和未來的人才們混了個臉熟。人家將來要效忠你,得讓他們知道效忠對象長什麽樣子吧?
然後,阿方索視察了軍隊,發表了熱情洋溢的講話。要擱在21世紀,士兵們也許表面上鼓掌鼓掌,心下其實不以為然。但在17世紀,一個大貴族能和底層將士廢話這麽久,簡直給了天大的面子了。所以,士兵們很激動,手掌都拍紅了。
黎塞留是個很會來事的人,很快,他找來幾個油畫大師,給阿方索畫了油畫,掛在軍營大禮堂,經常讓將士們對著畫像宣誓效忠——尼瑪,怎麽和朝鮮金太陽的做派差不多了……不過我喜歡……
然後,阿方索又視察了造船廠和兵工廠。兵工廠開辦差不多快兩年了,當初挑選進去和那些英格蘭槍炮匠們學習的500德意志少年,很多人都成了大師傅。除了200名天賦較差的只能當助手外,大約300名德意志少年,已經成為熟練的槍炮工匠。
當然,這都是因為阿方索獎金激勵的結果。當初,阿方索和那些英國工匠要求——認真帶徒弟的,工資提高50%,不認真教徒弟的沒有。尼瑪!多一半的收入啊,這些為了錢來的英國工匠誰不賣力?所以,兩年下來,真的出了300名合格的槍炮工匠。雖然,和那些老辣的英國工匠比,還有些差距,但也能湊合著用了。這批300人,有200人是製造燧發槍的,另外100人是製造火炮的。
燧發槍廠阿方索看了沒啥問題,但在造炮廠,阿方索發現了很多問題……
在造炮廠,阿方索發現有大量的炮管隨意地堆放在一邊……
“這些是?”
“殿下,這些都是報廢的炮管,等待回爐重新熔化造炮。”造炮廠負責的一名英國工匠解釋說。
“這麽多報廢的炮管,報廢率有多高啊?”阿方索隨口問道。
“大約8成的報廢率吧。”英國工匠說。
“我去,這麽高!那製造火炮的成本豈不是很高?”阿方索震驚了。
“的確,因為報廢率高,我們製造火炮的成本,比如產量最大的18磅寇菲林長炮(也就是明朝人所說的紅夷大炮,屬於加農炮),一般每門炮成本在20英鎊以上,售價則在55~60英鎊左右的樣子。如果賣往遠東的話,據葡萄牙商人講,能賣到700多杜卡特(約合1000兩白銀)的天價。”
“那建造速度如何?”
“一般每個小組10名工匠,平均一到三月製造10門火炮。”
“這麽慢?”阿方索有些吃驚,他看過清末龔振麟的鐵模鑄炮法,說是每天幾個工匠能造很多門火炮。
“沒辦法,造炮用的泥模,只能風乾,不能火烤,也不能暴曬,否則鑄炮時會留蜂窩,容易炸膛。”
“風乾一個鑄炮泥模,需要1個多月。一般一個10人小組,一次製作50個泥模,等一個多月後一起灌鐵水鑄炮。因為成品率在2成的樣子,只能製造成功10門火炮,剩下的報廢。要是遇到雨季,估計要風乾三個多個月,會更慢。”主管工匠解釋說。
“尼瑪,還好老子有技術,就這種落後的造炮方式,100名工匠幾個月才造100門,難怪現在歐洲火炮不怎麽普及。報廢率這麽高,造價太高了。製造速度忒低,除非工匠很多,否則產量拉不上來。”阿方索暗暗思索。
“哈哈,幸虧哥讀過很多穿越小說,知道兩種造炮神技——清末龔振麟的‘鐵模鑄炮法’和美國南北戰爭時期出現的‘羅德曼鑄炮法’(又叫‘內膜水冷技術’)。有這兩種神技,不僅造炮速度大大提升,還能大大降低成本。”
龔振麟的鐵模鑄炮法,是以鐵為模,鑄炮時,先將鐵模的每瓣內側刷上兩層漿液。第一層漿液是用細稻殼灰和細沙泥製成的;第二層漿液是用上等極細窯煤調水製成的。然後,兩瓣相合,用鐵箍箍緊、烘熱,節節相續,最後澆鑄金屬熔液。待澆足熔液,冷卻成型以後,即刻按模瓣次序剝去鐵模,如剝掉筍殼一樣,逐漸露出炮身,再剔除炮心內的泥胚胎(這個泥胚胎主要是撐開火炮內部空間用的,要求比外邊的泥模低很多,可以快速量產),膛內自然學滑。
同傳統泥模鑄炮相比,鐵模鑄炮的優越性在於:工藝簡便易行,節省模具原料,不受氣候條件限制,縮短製造周期,降低生產成本,尤其是解決了不出蜂窩的難題,提高了火炮鑄造質量。同仁們稱讚說:“其法至簡,其用最便,一工收數百工之利,一炮省數十倍之資。且旋鑄旋出,不延時日,無瑕無疵,自然光滑,事半功倍,利用無窮,辟眾論之導軌,開千古之法門,其有裨於國家武備者,豈淺鮮哉!”
這個鑄炮法,最大的特點就是“旋鑄旋出”,也就是說,鑄炮速度很快。一個鑄炮小組,每天能製造十幾二十門重炮,完全無壓力。不像用泥模,至少需要等待1個多月才能開鑄。而且,因為解決了炮管內部不出蜂窩的難題,提高了鑄造質量,使得戰場上火炮炸膛的幾率極大地降低了。
西方的工匠工資很高,一個工匠,一個月造一門炮,拿的是這個薪水,一天造幾門炮,也是拿的這個薪水。成本以計算,就知道差距多大了。比如,英國人製造的“海上君王”號風帆戰列艦,造價4萬英鎊,光是工匠工資,就需要2萬英鎊。鑄炮也是如此,用老辦法,一名鑄炮工匠一個月平均才鑄造一兩門炮。而用“鐵模鑄炮法”,一天就能鑄造幾門,效率相差幾十倍。如果說現在鑄炮,一門炮成本的一半,需要支付工匠工資的話,那麽,提升了幾十倍的效率後,即使工匠工資上漲,每門炮成本,也可以節約非常多。至少,原本佔據一半的工資成本,一下子降低了至少二三十倍。
……
還有一個鑄炮神技,就是大名鼎鼎的“羅德曼鑄炮法”了。此羅德曼並非NBA的球星——“花大蟲”羅德曼,而是美國“南北戰爭”時期的一名北軍軍官,造炮專家。
羅德曼鑄炮法,又叫“內膜水冷技術”,這種方法可以大幅加快鑄炮速度並降低廢品率,更重要的是可以大幅提升炮管壽命。這就是讓炮管由裡往外冷卻,稱之為內模可控冷卻技術,或者內模水冷技術。
一般鑄好的紅熱炮管在靜置時的自然冷卻,是由外往內,原因一是炮管外表面面積比內管大,其二是外面空氣流通比內部快,這樣自然外層比裡層冷的快,最終形成層層膨脹的結果,強度降低。但是如果能同時讓炮管裡層冷卻,甚至使之比外層先冷下來,不但可以提升整根炮管的冷卻速度,更可以提高炮管性能。
一種說法是裡層冷卻固定後,當外層逐漸冷卻時,由於熱脹冷縮的關系,炮管外層冷卻時,就會箍住內層,往裡面產生一個向內的應力。另一種說法是,炮管由內往外冷卻,則同樣由於熱脹冷縮,炮管壁靠裡的部份密度會較高,靠外則較低,可增加內管壁的強度。無論哪種原因結果是肯定的,那就是不僅炮管的壽命大幅度提升,大口徑火炮的廢品率也十分低。
該鑄造法在1860年美國南北戰爭時期,由美聯邦陸軍少校托馬斯·J·羅德曼發明,故又稱羅德曼法。當時據稱一舉將炮管壽命提升五倍之多。
而其方法本身非常簡單:大家都知道,水的比熱容要比空氣大得多,因此水冷比氣冷也快的多,要讓裡層比外層先冷卻,那就用水來冷卻炮管。當然,若是真的直接往紅熱炮管內注水,結果只會讓炮管破裂;實際上的方法是,把鑄造炮管時,用來作炮管內模的模具換成空心的,中間加上冷卻水管道,然後往裡面注冷卻水就行了。當然這冷卻水管道必須要作成可循環樣式來保證內膜溫度穩定,譬如采用U型管模式從裡面開始注水,這樣持續循環冷卻。
唯一的問題是冷卻速度,也就是水循環速度是有講究的。太快冷卻的話內管會破裂,必須有適當的速度進行才行,這需要多次嘗試和實驗,並進行最終驗證。
此法可以大幅降低成本,並使鑄造大口徑火炮成為可能。原因就在於這種“內模水冷技術”可以大幅降低火炮尤其是大口徑火炮鑄造時的廢品率。
19世紀中期以前,不管東方或西方,重型火炮鑄造的廢品率相當高。這種情況在明末引進西方火炮製造技術時,《火攻挈要》中記載,由於當時鑄造的品質尚不十分穩定,即使是在歐洲,“鑄十銃能得二、三銃可用者,便稱高手”。廢品率高達70~80%以上。這樣火炮的成本自然很高。
而火炮鑄造廢品率如此之高的原因,最重要最根本的就是炮管內外的冷卻速度差距問題。而且炮管的口徑越大,炮管壁也越厚,炮管內外冷卻速度的差距也越明顯,由於這冷卻速度的差距,許多材質不好,不夠均勻的炮管,就會在冷卻時因為熱脹冷縮而在火炮身管產生裂痕。而身管出現裂痕的炮管,自然就是廢品了。
不只如此,由於炮管內外冷卻速度的差異,有些裂痕外表上是看不見的,而是在管壁金屬內部。所以當時造好的火炮,均需作第一次試放。就是在炮管內填滿火藥但不裝炮彈,釋放一次,以管壁無裂痕者為合格。如果管壁有內傷,這一放就會裂開來,可以立刻淘汰了。
而內模水冷技術,可以保證內外管冷卻速度基本相同,或者經過實驗與調整,將速度差異控制在安全的范圍下,如此身管就不會產生內傷了。這一來立刻把廢品率降低到個位數百分比,甚至降低到零,從而使造一門炮的價格大幅下降。而炮本身也因為比較結實沒有暗傷,因此平均壽命提升五倍。
此外,在鑄造大口徑重炮時,由於口徑越大,則內外冷卻速度差距就越大。因此在自然冷卻的時代,口徑越大的炮鑄造時的廢品率也就越高,重量與價格因此也就越高——不成正比,幾乎是指數性上升。到了一定程度以上,就是幾乎百分之百的失敗率了,而羅德曼的“內模水冷技術”解決了這個問題。
……
有了羅德曼鑄炮法,使得鑄炮的成品率,從20%,一下子提升到了80%以上,水冷控制技術更科學的話,接近百分之百。
西方國家,也是在“羅德曼鑄炮法”出現後,才能夠以較低的成本大規模鑄炮,並開始鑄造幾百毫米口徑的超級重炮。否則,若無此技術,想都別想。
……
想到這裡,阿方索立即把那100名出師的鑄炮德意志少年給提了出來,在原先鑄炮廠不遠的地方,新建一個防守非常嚴密的城堡,作為新的鑄炮廠。然後,他也沒有裁撤那些英國工匠,而是又給他們送去了200名學徒,繼續高薪刺激他們帶徒弟。總之,老的鑄炮廠,成了新員工的培訓基地。
100名德意志少年,很快按照阿方索指點的“龔振麟鐵模鑄炮法”和“羅德曼鑄炮法”開始試製18磅的英式“寇菲林長炮”。
龔振麟的“鐵模鑄炮法”很簡單,只要把稻殼灰換成麥麩灰就成,很快就複製了出來。而“羅德曼鑄炮法”則比較麻煩,畢竟,“內膜水冷技術”具體的內冷卻手段,阿方索隻知原理,卻不清楚細節。阿方索親自參與設計,研究了一個月,才終於勉強弄出了一個水冷辦法——
直接往炮管內倒水肯定不行,需要有介質。U型管太難弄,阿方索乾脆製造了和炮管口徑差不多的若乾個很長的鐵桶。用“鐵模鑄炮法”造出火炮後,炮管朝天,長鐵桶裡灌滿水,從炮管外插入,用間接方法冷卻炮管內壁。過一段時間,鐵桶和裡面的水被滾燙的炮管內壁都弄得發燙了,再拔出鐵桶,換上另一個裝了水的鐵桶,繼續冷卻……
雖然比用高端的U型管麻煩許多,但這種土辦法,效果倒也不錯。經過多次密集測試,新造出的火炮,大約使用壽命真的達到了原來的5倍的樣子,非常牛掰!而且,最終火炮鑄造的成品率,真的達到了80%以上……
最後,阿方索一統計,以前10人小組最快每個月製造10門火炮。而現在,10人小組每天製造10門火炮——其效率,至少提高了30倍。遇到雨季,效率能提高90倍……
而且,火炮使用壽命提高5倍,火炮成品率整整提高4倍以上……
阿方索在那計算了半天——工人工資他給提高一倍,但工作效率提高30倍以上;成品率提高4倍以上;進口英國熟鐵和煤炭花費也不少;因為煉鋼使用了脫磷和脫硫技術, 成本也上升很多……
最後,方所得出結果——原本每門造價在20多英鎊的18磅英式寇菲林長炮,造價降到了5英鎊左右……
也就是說,阿方索造炮的成本,降低到了原來的四分之一……
這還是因為阿方索花大價錢從英國進口煤和鐵的緣故,加上使用大量燃料和人力,用坩堝煉製碳鋼。要是自己高爐煉鐵,成本還能降低很多……
而18磅的英式寇菲林長炮,售價至少55英鎊(等於55皮斯托爾)以上,那麽,他用新式鑄炮法,可以獲得近十倍的利潤……
好吧,以後我就賣炮發財得了。阿方索把目標瞄準了西班牙帝國——西班牙帝國海軍規模龐大,需要很多重炮。
但是,西班牙鑄造的艦炮,因為熟鐵裡含硫和磷太多,質量很差勁,遠不如英國的火炮。所以,西班牙無敵艦隊才被英國人用快船+犀利的英式火炮擊敗。
西班牙人也知道英國炮質量好,但是,兩國是仇敵,即使詹姆斯一世和西班牙和解,西班牙人也無法從英國搞來大批量的火炮,最多小批量走私,數量不會很多。
如今,阿方索能量產比英國熟鐵火炮質量更好的中低碳鋼火炮,價格再定的跟英國人差不多,估計西班牙海軍肯定樂意采購。但這恐怕會得罪原先的火炮供應商。不過管他呢,老子是得寵的西班牙王子,還用在意區區火炮供應商的不滿?