2-1 制图准则 老油条

为了完善赵维和秦九韶制定的公制单位体系，军器监上上下下花费了一个多月的时间，费尽心思地制作各种标准量具，其间军器制造的工作给耽误了不少，以至于年前赵维答应的新式火炮，如今一点眉目都没有。

虽然说蒙古的水上作战力量还不足以对大宋构成威胁，长江依旧还是大宋的坚固防线，可一切都是有时效性的，拖得太久，原本的优势会被时间冲刷干净的，就像原来的历史上，纵然有蜀道天险，蒙古还是拿下了四川，还是拿下了临安，到最后崖山海战的时候，大宋的战船无论数量还是质量都无法与蒙古的水军抗衡，这个世界从来没停止过发展，要想不被历史淘汰，就必须自己也要向前发展。

原本赵维想来，最原始的前装滑膛炮并没有什么难度，找对了方向，一个月就可以出样品，再有半个月就应该能投入量产，可没想到的是，赵维自己就找错了方向……

他是仔细看过军器监现有的火炮图纸，也看过火炮生产的工艺流程，知道这时候的火炮身管都是一次铸造成型的，根据这些，赵维算了一下，现有的火炮口径大概在90mm左右，球形炮弹每一颗的重量大概是3公斤（按大宋之前的重量单位来算，1宋斤约合0.6公斤），与大航海时代，英国的6磅舰炮差不多，只是因为火药品质的差别，没有6磅炮的射程和威力。

赵维用材料应力和甲药的燃速、简单计算了一下。计算的结果显示，现有的火炮即使用甲药，同样的装药量，也能安全发射，是自己计算错误还是当初军器监设计的火炮冗余量过大？

他把自己的计算结果跟秦九韶简单说了一下，秦九韶也不敢确定能不能行，于是安排了火炮试射，试验工人从炮坊中拿了一门合格的火炮，固定在试炮场的一个专用的炮架上，装了与旧火药同等药量的甲药，随后将一枚铁球弹塞进了炮口，再用木棍捣实，炮尾的传火孔内插上了引线。军器监的这个试炮场在城外，也不是特别大，炮口前面500米左右就是边界，有挡板挡住炮弹，从100米到边界都属于落弹区，这时的火炮都是球形实心弹，不像后世的锥形弹，铁球落地之后，还会接着弹跳前进，所以，以铁球第一次落地的位置为有效射程（在水上交战，铁球接触水面之后就钻水里去了，弹不起来），但是安全距离估计得有一两公里，所以试炮场的边界不够远，就需要用挡板强行拦住炮弹。

火炮安装完成之后，其他人都撤离到50米之外，只留下一个点火的人，这个人将引线点燃之后，迅速离开，躲到炮架侧后方的一个安全坑里，并且盖上了盖板。引线燃烧只在须臾之间，但是赵维却觉得这段时间相当漫长。

不一会儿，只听见“轰隆”一声巨响，大量白烟喷出笼罩了火炮，赵维和秦九韶看见铁球弹从炮口无力地飞出来，只飞了几十米就落地。赵维大惑不解，按理说甲药的爆速远高于之前的火药，燃烧更完全，炮弹能获得的初动能比原来大很多，弹道怎会如此软弱无力？

秦九韶摇摇头说：“炸膛了！”

“什么？！”赵维大吃一惊，仅仅一炮就炸膛了？两人快步朝炮身走过去，硝烟散去，赵维看那火炮依然还是好好地待在炮架上，远观没什么不一样啊，与自己脑海中火炮炸膛后，炮口呈开花状的样子完全不同。

走近了火炮，赵维才看清楚，这炮确确实实是炸膛了，炮口没什么事，但是炮尾已经膨大了，而且出现了很多的开口和裂纹，想来定是炮尾炸膛，火药燃气泄漏，所以炮弹获得的动能少，自然就飞不远了。

可是为什么自己记忆中，火炮炸膛应该是炮口像开花一样？赵维始终不解，实际上，炮口像开花一样，是赵维看到的后世的那些火炮，这种炸膛不是因为发射的时候炸膛，而是弹丸在身管内加速的中途，膛压出现不正常的峰值（比如说发射药质量差，某一部分燃速突然增加，或者身管内出现了烈性炸药），才会导致身管前部炸开，如果是发射药能量太大导致的炸膛，都是炮闩的部分炸裂。

另一个令赵维不解的是，为什么这炸膛的火炮，炮尾只是膨大并且有裂纹漏气，没有四分五裂呢？难道大宋的钢铁竟能做到这么好的延展性了？正是这个问题的答案，令赵维明白，从一开始自己方向就找错了！

因为这问题的答案是：这门火炮是用青铜浇铸的……赵维目瞪口呆。

军器监的旧图纸上也没有标明材料，赵维一直用Q235的应力系数来计算的，他心想中碳钢和低碳钢在唐朝也都有了，火炮作为冷兵器时代威力最大的武器，怎么着也够得上用最好的材料，所以就拿铸造碳钢的拉伸强度来算，结果没想到这时候的火炮用的是青铜。

“为什么不用钢来铸造炮身呢？”赵维问。

秦九韶闻言，笑了笑说道：“虽然钢的强度比青铜高很多，但是钢实在太难铸了，用来打造刀剑铠甲还行，火炮这么大的东西要用钢来铸，我们目前没这能力。”

赵维恍然大悟，猛地往脑袋上一拍：怎么把这么关键的东西给忘了？！即使是在工业技术高度发达的21世纪，铸造碳钢也是钢铁件成型工艺的最末之选。碳钢的含碳量越少，熔点越高，相应的流动性就越差。进入到铸型后的金属，在凝固过程中会出现体积收缩的现象，那么这时候如果流动性不够好，就会在内部出现大大小小的各种空腔，反映到零件表面就是洼坑和沙眼。

铸件的这些铸造缺陷就是使用时的隐患，不仅不能承受应力，还会使得应力朝这些地方集中，像火炮身管这种需要承受瞬间巨大应力的部件，如果铸造缺陷太多，那是分分钟都会炸膛的！所以，铸造质量这时候比材料本身的强度更重要，青铜的熔点比钢铁低很多，流动性好得多，铸造质量容易控制，那军器监当然选择用青铜来铸炮了。

青铜的抗拉强度比碳钢差很多，赵维拿碳钢的强度来算，得出个强度足够的结果，也就不奇怪了。赵维庆幸自己没直接把新的图纸和工艺都给出来，到时候要是新设计的火炮发生炸膛，脸就丢大了！

回去之后，赵维才又翻了翻手机，这才知道，原来直到18世纪，全世界火炮的主流都是青铜铸造的，钢炮的历史并不长，比线膛炮都长不了多少！搞清楚了这些东西之后，赵维这才开始从头开始，再做一次计算，用手机里查到的青铜的材料特性。

做过一遍的计算，再做的时候速度就快很多了，而且这一次，秦九韶也帮着一起算，所以赵维很快就把图纸给了出来，然后同铸炮坊的工匠们大概讲了讲工艺流程和要求，铸炮坊就着手准备试制新炮了。

因为尺寸差异很大，铸炮坊现有的铸型都不满足要求，所以他们还要先用木材做出火炮的样子，然后制造铸模，铸模风干之后才能进行铸炮，要保证工艺质量，这个过程最快也要大半个月。

在这个时间里，赵维又考虑了一下军器监存在的问题。

首先第一个就是图纸，赵维之所以会误以为火炮是用钢铁铸造的，就是因为原来的火炮图纸上面没有注明零件材料和工艺要求，只有外形尺寸，而且不同的人画图的习惯不一样，有些人会在旁边注明工艺要求和材料，有的人甚至连尺寸都懒得标注，这可不行，无规矩不成方圆，任何图纸必须要标准化。

赵维用了一晚上的时间，重新回忆了一下大学里学的工程制图教材，将其中的规则一条一条地默写了下来，不敢说一字不差，大概的意思还是可以明确的，其中就包括了图纸大小、种类、线型、边框、尺寸、公差等等。所有的工程制图规则，赵维写了整整4页纸，装订好，封面写上《工程制图准则》。

第二天，赵维就将《准则》交给了秦九韶，秦九韶看过之后，二话没说就在军器监里宣布：“从今天开始，军器监里所有人，所有的图纸，必须按照这一份《工程制图准则》来进行，不符合规定的图纸，全部都要按照这份规则重新画图存档。”

这时候，风扬站了出来，说：“大匠，非是我等不敬，个人有个人作图的习惯，很多人已经是多年的老习惯了，突然要大家都改过来，实在有些强人所难，再说了，现下这些图纸不是挺好的吗？为什么非要重新画呢？”

这风扬出了个头，他身后的一群工匠也都跟着附和，赵维明白了，看来这“老油条”是古今中外都一个样。老油条之所以“油”，是因为他们有自己的独门手艺，可以恃才傲物，可前任军器大匠林复就是个纯粹的文人，底下人各种糊弄他根本无从知晓，长久下来老油条们的脾气是愈发地骄纵了。不过，赵维可不是软柿子，能让这帮老油条放肆的，他抢过秦九韶的话头说：“风师傅此言差矣，无规矩不成方圆，我知道大家几十年的习惯，要改过来不容易，但是改不过来也要改，因为图纸都是要让下面的工人按图施工的，而且下发之前，主管官员也要签押，万一出了问题，相关的人都要担责的，如果你画出来的图，主管和工人都看不懂，那军器监的工作还怎么做？”

“那凭什么要按照这一份准则来画图，要我们大家都来将就它呢？”风扬还是不服气。

“风师傅，请注意你和殿下说话的语气！”一旁的军器少监王庆冷着脸说道。

“王少监不必介怀，风师傅并无失礼。”赵维摆摆手，走近了风扬之后说，“这一份《工程制图准则》是我写的，所以风师傅是想知道为什么你要将就我的习惯，而不是我来将就风师傅您的习惯？这个问题很简单，因为我监制的甲药，我设计的新火炮，总图上我敢签押担保，我敢担保底下的铸工能看得懂，我敢担保在正常使用条件下不出事！如果风师傅你不服，可以，就请你来设计新火炮，你在总图上签押担保，行吗？”

风扬的嘴唇动了动，但没有说话，虽然是手艺高超的老师傅，可要让他主管火炮的总体设计，他真没这能力，他从一开始见到赵维就明白，别看太子年纪小，但是在工匠技术上，不是林复那种角色可比的，现在的军器大匠秦九韶，也是绝对的内行。

风扬认栽，军器监里所有不服的老油条们都没有异议了。赵维非常清楚，要对付一帮老油条，唯一的办法就是降服最“油”的那一条，就像刚进部队的新兵蛋子，要想让老兵油子不欺负自己，就要击败军衔最高的那个军士长，让老兵们失去恃才傲物的资本，才能获得他们的尊敬。