第十一节热兵器变暖气
作者:法拉第      更新:2017-12-19 12:26      字数:7185

蒸汽炮被架设在经常试验抛石车的一条道路上,工匠们首先把炮弹装填进去。

10厘米长的竹筒重约0.15公斤,第一个里面装上石弹后总重1公斤。另外几个炮弹也仔细选择了竹筒和石弹,让它们的总重准确地保持在1、2、5公斤等标准值。

可是装填炮弹时出现了一个没有想到的麻烦:由于炮弹周围的皮圈封住了炮管内的空气,炮弹比较难推进去。那皮圈本就比炮管内径大一两毫米,而且在炮管内的气压作用下,皮圈张开,与炮管内壁贴得更紧密了。后来工匠们打开炮管后面的阀门,让里面的空气可以排出,炮弹才顺利推到炮管尾部。姜海涛随后告诉工匠们:试验结束后在炮管尾部的底面开一个圆台形的小孔,内大外小,放入一个圆锥形的铜塞;放炮弹时,从炮管外用细棍把铜塞顶开,让空气可以流出,这样就容易装填;然后落下铜塞,防止发射时蒸汽泄露。

炮弹装填完毕后就是点火。不是像大炮、炸弹那样的点火,而是给高压锅下的木柴点火。高压锅顺利地开始升温升压,但一个多小时的烧水时间让归豹他们感到有点失望。

锅内达到5个大气压后,姜海涛告诉大家都准备好,然后命人扳动杠杆,打开阀门。随着“噗嗤”一声巨响,炮口冒出一朵白色的蘑菇状雾云,很多人都看到一个黑影从蘑菇中跃出,飞向前方,又突然分成了前后两个。后座力让200多公斤的高压锅和炮管都晃动了一下。

炮弹顺利射出了!

可是看着炮弹飞出的距离,大家都有点纳闷:怎么好象不远啊?

对抛石车试验接触最多的井马上告诉姜海涛,他估计射出的炮弹射程在50多米,和30人拉绳抛射的1公斤石弹差不多。姜海涛立刻皱起了眉头,因为按照内外压差计算,活塞下应该有314公斤推力,乘上1米的推动距离,这门蒸汽炮的输入能量应该有3077焦耳;即使按照弓的效率,40%,1公斤射弹的射程也应该达到251米。现在怎么只有五分之一呢?

前方的试验人员很快就跑来报告了射程,60米。按照这算下来,这门蒸汽炮的效率只有10%,威力比抛石车差多了。姜海涛有点沮丧,想进行第二次试射,却突然发现自己还忽略了一个更重要的问题——蒸汽用完了,高压锅需要重新加热升压。它还真是“一次”新武器!

归豹等人一方面很惊讶,因为他们从没想到过烧热的水居然这么有劲。另一方面,他们也对这“新式武器”感到有些失望。姜海涛正有点尴尬,不知道该如何向他们解释,薳书和薳申突然急急忙忙地跑来,向归豹他们报告了一个消息:鲁国与郑国结盟了。对于这个消息的意义,姜海涛刚开始不太明白,养敖解释后他才了解了大概。

晋国现在可以算诸侯中的老大,因为它围着周王,有点“挟天子以令诸侯”的味道。它和齐、楚等大国也有矛盾。比如7年前,晋国曾在召陵召集众多诸侯国会盟,商讨出兵伐楚的事情。当时沈国是楚国的小跟班,拒不参加,结果晋国唆使蔡国出兵灭了沈国,把沈子嘉押回蔡国杀了。沈子嘉的儿子逃到了楚国。去年,晋国又出兵围困卫国,结果齐、卫、郑三国结盟,共同对抗晋国。

这鲁国本来和齐国有矛盾的,去年夏天两国领导人曾在夹谷相会,齐公还想趁机劫持鲁公。这时姜海涛突然听到了一个如雷灌耳的名字——孔丘。

这老先生原来现在还健在,而且活得还挺滋润,是鲁国的大司寇,也就是鲁国警察局总警司。在夹谷相会时,就是他吓唬住了齐公,不仅保护了鲁公,还逼迫齐国答应归还以前侵占的一些土地。孔丘也因此得到了鲁公的更大信任,现在俨然是鲁国的重臣。

姜海涛忍不住打听有关孔子的事情,结果没想到薳书、养敖、归豹他们几个人都对这位“名人”并不是很了解。什么“听说孔丘有很多学生”、“他是不是周游列国”、“很有学问”之类的问题,全都得到了茫然的一种回答——“没听说过呀”、“不知道”。

最后姜海涛打听出来的情况只有:第一,孔子现在岁数不小,大概都50岁了;第二,他似乎收了一些学生,但算不上什么“教育家”,就是为了混口饭吃,因为他出生于一个没落的鲁国贵族家庭,不当官时就没什么经济收入;第三,孔丘年青时曾在鲁国当官,18年前鲁国内乱时跑到了齐国,好像还曾经得到齐公的赏识,几年前他从齐国回到鲁国。

问起鲁国内乱的原由,姜海涛才了解到鲁国的权利斗争比胡国还复杂。

鲁公其实没有多大权利,说话还不如三个公卿士大夫管用,那三位就是季孙氏、孟孙氏、叔孙氏。小理早在几十年前,他们三家就瓜分了鲁国的权柄,甚至连鲁国所有的军队都属于他们。18年前的内乱,就是鲁公想夺回权力,去打季孙氏,结果反被三家给打败,逃到齐国,后来一直流浪,10年前客死他乡。在晋国的调解下,鲁公的弟弟被三家接受,回到鲁国继承了爵位,成了新的鲁公,但有名无实。

再后来,这三家人说话也不灵了,权力居然被季孙氏的一个家臣,叫做阳虎的,给把持了。6年前,阳虎趁季孙氏的掌门人季平子死去,软禁了接班人季孙斯,一个小孩。后来另外两家也因为老人去世,留下小孩继位,结果三家都被阳虎给控制住。这在归豹他们看来一直不可思议,因为阳虎完全不是贵族,可以说“血统低贱”。

不过这个阳虎也很奇怪,居然“人品高尚”,不仅把鲁国治理得很好,还打算把权力还给鲁公。孔丘也是在他的邀请下重返鲁国政坛。可孔丘这人却不“厚道”,不知道“感恩”,认为阳虎和季孙氏、孟孙氏、叔孙氏三家一样,都是侵占鲁公权力、违反礼数、作乱犯上的坏人,而且瞧不上阳虎的出身。

3年前,阳虎可能是打算彻底除掉渐渐长大的季孙斯,结果事情没办好,和三家人打起来了。阳虎的弟弟战死,他自己也兵败逃到了阳关。鲁公没得到什么好处,三家又重新开始坐大。2年前,三家集结军队进攻阳关。阳虎感觉自己城小人少,于是干脆烧了阳关城后逃到齐国。

现在鲁国,鲁公在孔丘的帮助下治理,说话还比较管用。不过季孙氏、孟孙氏、叔孙氏三家也正在逐渐恢复元气。

回到现在的形势。敌人的敌人就是朋友。鲁国和齐国的矛盾由来已久,因此被齐国的敌人晋国视为帮手。18年前鲁国内乱时,晋国还以周王、诸侯老大的身份去调解,鲁公也曾流亡到晋国。晋鲁两国因此曾有盟约,共同对抗齐国集团。吴国也是受到晋国帮助和唆使,与楚国对抗的。现在鲁国突然和齐国集团中的郑国结盟,那和齐国的矛盾多半也有了缓解,齐、郑等国对抗晋国的力度必然更大了。

说到这,姜海涛才算明白了:晋国在北方少了帮手,敌对势力相对增强,对北方的力量要增加,对南方楚国的威慑就会减小;这样楚国就可以从晋国方向抽出更多力量,来对付胡国、吴国。

我靠,这下可更危险了!楚国是不是有意等待这个时机,好出动更多兵力来进攻胡国?对于这个猜测,薳书他们吃不准。不过稍微让归豹他们宽心的是,蓼城附近的收割行动很迅速,鼓风脱粒机发挥了很大作用,收成正在往胡城运送。小理归豹决定赶紧回去召集归章、章通、栾元等人商议,因为现在少了晋国牵制,楚军来袭的可能性将更大,而且有可能派出更多的兵力。

姜海涛对于如何调动胡国内部力量,可没什么太好的主意,也不想参与到这个讨论中。他只想怎么样打败楚军,保住自己和归豹的小命。归豹也有意尽量不让他和归章、鱼偃等人接触,于是同意他留下来继续琢磨这个蒸汽炮。

发射一次,然后得等上一个钟头才能再发射一次。这么个结果,就算是再“热”的兵器,也不如冷兵器。

姜海涛看着戳在高压锅上的铜管子,皱起了眉头。如果这一次性发射的威力非常大,比如一下子把几十公斤的石头射出去几百米,哪怕上百米,也还罢了。可是现在石弹不重、射程不远,那就实在是有点无用了。

这时井来到姜海涛的身后说:“公子,如果我们在炮管里加一个活塞,不让蒸汽浪费了,是不是能很快地再发射一次?”姜海涛想了想然后说:“恐怕不行啊。首先,这个活塞肯定得用铜的,重量至少1公斤吧?那样石弹的射程大概还得再减半,只有30米了。另外,活塞和炮管内壁的加工就更复杂了,相当于一米多长的阀门啊,得多长时间?能保证质量吗?”轸老头立刻回答说:“是啊!现在光这一个几厘米长的阀门就得打磨三天,还造坏了两个才成一个。一米长的炮管,太难了。我看造不出来。”

姜海涛心说,要真能造出那样的炮管、活塞,就更像发动机了。现在的青铜铸造工艺虽然已经很不错,但要达到能够比较好地密封蒸汽的地步,还是不够。而他发明的磨床对付木料还不错,对付铜就很费时间了。再说现在这门蒸汽炮的最大问题还不是“一次性”。

他转过身看着井、轸老头和豫说:“我觉得现在最大的问题还是效率太低,只有10%。最好还是先想法提高它,否则威力太小,比弩差远了。”豫回答说:“嗯,公子您说得是。这60米确实太近了。可是这效率低,问题究竟在哪呢?”

四个人想不出什么头绪,于是决定再发射几次看看。姜海涛还把几名经常来工场参加试验的甲士、炮弩手找来,让他们一起帮助自己观察分析。结果这个措施很有效,两名甲士在仔细观察过两次发射后向姜海涛提出了一个问题。

“公子,您说这个炮管里推动石弹的力应该有300多公斤,射程应该能有200多米。可现在只有60米,是不是因为这炮管里的推力根本没有300公斤,只有200,甚至100公斤?”

姜海涛正要反驳,突然觉得他们说的可能有道理。蒸汽经过阀门后,也许压力会降低。不过自己按照40%的效率推测出射程250米,也算是考虑了这个因素了。

这时豫提出了另外一个问题:“公子,这个阀门如果只开一半,是不是放出的蒸汽会少一些,或者慢一些,炮管里的推力就小一些?”姜海涛皱了下眉头,似乎有点头绪:“是呀?怎么,你觉得问题在这?”豫转头看了一眼那两位甲士,然后对姜海涛说:“我也是听了他们说的,才刚刚想到的。也许是因为阀门打开的速度还不够快,所以射程太小。”

“嗯,有些道理。你详细说说。”“公子,按照您说的,如果阀门全部打开,这个管子里推动石弹的力应该有300多公斤。可是阀门打开需要一段时间,所以管子里的推力是从0增加到300公斤,对不对?”姜海涛已经明白他的意思了,但还是点点头,示意他继续说下去。“现在这个阀门打开的速度,虽然在我们看来已经很快了,但是和石弹飞出去的时间相比,还是很长。井已经说过,这石弹飞出的速度大概有24米/秒,所以石弹从启动到飞离炮口,时间应该不超过0.08秒。可是我们开启阀门的时间呢,肯定要比这长多了。”

这时大多数人都明白了:阀门打开的速度不够快,结果炮管里的压力还没提高到300公斤,石弹就已经飞出去了,蒸汽所作的功自然要比预先计划的,314公斤1米,少了很多。

找到这个原因后,解决的方向自然也就有了。要想让阀门快速开启,比较现成的方法就是用弓弦拉动。

姜海涛和井则想到另外一个方法:从高压锅上引出一个小蒸汽管道,里面有活塞推动阀门开关;小蒸汽管道有一个小阀门,人工开关;这样在打开小阀门后,利用蒸汽快速推动活塞来打开大阀门,可以大大缩短大阀门的开启时间。这个办法和弓弦拉动大阀门相比,结构当然要复杂多了,制造加工起来也更麻烦,速度却未必能快很多。但是姜海涛有点看好这办法,因为它有两个潜在的优点:一是开启速度提高的潜力要比弓弦拉动高;二是有可能实现快速开启后立刻快速关闭,从而解决“一次性发射”问题。

不过真要实现这两个优点,具体设计、制造加工上有很大工作量,姜海涛只能暂时搁下,先用弓弦试一试。

当天下午,他们就在阀门的转动杠杆上加装了一根丝绳,连到一把弩上。第二天的试验证明了这一改进措施的效果:1公斤射弹的最大射程提高到125米,相当于蒸汽炮的效率提高到了20%。不过他们随后再怎么努力,也无法再提高阀门的开启速度了。随后几天中,姜海涛琢磨着怎么让阀门再快速关闭,结果发现自己除非在金属加工能力上提高一大截,否则就没戏。

比如他设想了一个能够快速开关的阀门:一个铜盒两侧有开口,中间塞了一个滑块;滑块的中间有开口,最开始放在铜盒内一侧,滑块的开口与铜盒两侧的开口错开;当把滑块向另一侧快速推动时,就能让三个开口重合,蒸汽可以流过;然后随着滑块继续移动,开口又错开了,截断蒸汽。

可是这种阀门里的金属接触面很多,既要保证密封,又要很光滑,否则根本推不动。工匠们一听说这结构,也连连摇头,纷纷表示自己根本没办法磨出那么大一块光滑的金属表面。即使磨制铜镜的工匠也告诉姜海涛,让他们在一个敞开的表面上磨出一块光滑平面,还得要十天半个月,现在要在一个盒子里磨出来,那就根本没戏。

姜海涛正在琢磨自己是不是应该造一台机床,结果在试验中发生了一次事故,暂时终结了他对蒸汽炮的期望。不过“福兮祸所倚,祸兮福所倚”,他和大家也发现自己可以制造另外一种武器,在现在的工艺条件下更容易,也更适合现在的战场环境。

为了改进这新武器,并给自己在蒸汽炮上的失败挽回点面子,姜海涛给归豹造了一个新玩意——暖气。

他让工匠们铸造了一个薄薄的青铜盒子,竖放到一个房间里。它的下面有一个小小的排水口,上面则有一个接口,连着一段长长的竹管。竹管外被糊了保温泥,通到工场的一角,连到一个高压锅顶的阀门上。在他打开阀门后,蒸汽通过竹管涌入了青铜盒子,立刻让它烫了起来,房间里变得更热。姜海涛告诉归豹,这东西如果铺设在宫殿里,那样即使到冬天,也可以通过一个或者几个高压锅让房间里全都暖和起来。他还着力强调了蒸汽携带的热量比热风多,不会有难闻的气味,不会引起煤气中毒等优点,隐瞒了自己还无法向高压锅补水的重大问题。反正离冬天还有些时候,可以慢慢想办法解决。实在不行,就两个高压锅轮流上,隔段时间往里加水。

归豹看到表演后非常高兴,让姜海涛在打败楚军后立刻造一套放到姬妃的宫殿里。姜海涛顺便了解到,楚军至今还没有动静。

“怎么回事,都九月了,楚军是不是不会来了?”他疑惑地自言自语道。“九月?现在是八月啊?”归豹奇怪地问。“八月?上个月不是八月吗?我们在8月24试验的蒸汽炮,我应该没记错呀?”“哈哈!你不知道今年闰八月吗?”

....