第1165章 火炮专家
至于弹体外形和模具的设计，就得让卡诺推荐一些人才来负责了。
约瑟夫是不打算让老爹在蒸汽锻造机研发完成之前，再接触其他武器设计方面的事情了。
第二天一早，约瑟夫来到皇家军械厂会议室的时候，后装炮专案组成员还没到齐——后装炮的设计工作以后将在这里完成。
约瑟夫见卡诺已经来了，正坐在窗旁的椅子上看图纸，便准备和他商量米涅弹的事情，工程设计院院长先生却先抬头看到了他，而后兴冲冲地迎了上来。
“王太子殿下。”卡诺快速欠身，而后展开了手里的图纸，“这是我连夜设计的一种铁制火炮炮身。”
约瑟夫这才注意到，院长先生的眼睛里满是红血丝，显然昨晚没怎么睡觉。
他有些好奇道：“您怎么想到要用铁来铸造大炮？”
目前，制造火炮的主流材料是青铜。
因为青铜有非常好的韧性，不容易炸膛，同时熔点低，易于浇铸。
此外，现在最顶尖的火炮生产模式是先铸造粗坯，然后用镗床，钻出炮管。这样加工出来的火炮比直接浇铸出来的更加坚固，炮膛内壁也更光滑。
而青铜的材质比较软，更容易进行钻孔。
当然，也有些国家为了降低火炮的成本，使用铁制炮身。但由于铁的延展性不佳，想要不炸膛，就得增加炮管壁的厚度，导致铁炮的重量超过青铜炮20以上。
对于炮兵来说，大炮每轻一点，就意味着机动性更高一点。所以铁炮始终都未成为主流。
卡诺忙指向图纸，那上面画的是一根炮管：
“殿下，我昨天仔细考虑过了，您说的炮尾紧固螺栓和螺栓槽最好都使用铁制。因为铜太软了，在射击的冲击力之下，螺纹很容易变形。
“这样的话，如果使用青铜炮身，就会出现炮管和炮尾的气密部分如何铆接的问题。
“我认为，即使铆接工艺再好，在多次射击之后，也会出现松动。
“所以最佳的解决方案就是使用铁制炮身，和炮尾一体铸造。这样，才能保证火炮整体的可靠性。”
约瑟夫有些惊讶地看向院长，自己还真的忽视了这些问题，而他不但立刻就想到了，还一晚上就画出了草图。
约瑟夫先是点头，卡诺的方案的确更加坚固，而后又迟疑道：
“可火炮的重量方面……”
卡诺立刻露出灿烂的笑容，显得颇为得意：
“殿下，我看了纳慕尔皇家炼铁厂的技术文件，他们炼制的合金钢的硬度是普通钢材的2.5倍，耐磨度更是超过4倍。”
由于锰钢的保密性，就连他都只知道是合金钢，而不知道融进去的成分。
“如果我们用这种合金钢制造炮膛内壁，外层用熟铁包裹，那么重量应该不会超过青铜炮。您看，这是我的计算过程……”
约瑟夫看着那些密密麻麻的计算公式有些头大，不过他相信工程设计院院长肯定不会搞错——这位可写出过《机械概论》和《位置几何学》，基本功绝对扎实。
而且他也知道，从后世的火炮技术发展来看，铁炮甚至会比青铜炮更轻。
以前，铁制大炮为了保证炮膛的耐磨程度，只能使用高碳钢来铸造。而这种材料虽然硬，但是比较脆，所以只能用增加厚度，来避免炸膛。
而现在，有了锰钢这种超硬的材料，只需很薄一层，就能确保上千次射击都不会磨损。外层用韧性高但不耐磨的熟铁或者低碳钢包裹，用于承受膛压。
由于铁的密度比铜低很多，所以重量不超过青铜炮是完全有可能的。
约瑟夫赞许地点头：
“我认为，您的设想很有可实现性。”
现在的法国在专利法以及人才激励政策的作用下，技术人才的热情极高，加上精加工技术的突破，以后各种新发明必然出现井喷。
卡诺的大炮就是其中一例。
卡诺兴奋地搓着手道：
“就是不知道铸造方面会不会有困难。”
他正说着，就看到一名微胖，足有1米9高的男子走了进来，忙向其挥手示意：
“韦德里纳先生！太好了，这里正需要您的学识。”
这位魁梧的先生是专案组里的铸造专家之一。
几分钟后，韦德里纳看着图纸，微微皱眉：
“老实说，轻型火炮是没有问题，但如果是24磅以上的重炮，那么这上面设计的炮管壁厚度至少要增加15，甚至20才行。”
卡诺感觉自己的技术能力受到了挑战，抗议道：
“这不可能！我反复验算过，哪怕是增加15的装药量，这个厚度也足以承受膛压！”
“您忽略了钢铁冷却过程中造成的膨胀力破坏。”韦德里纳耐心解释道，“如果炮管壁很厚的话，内外层的温度差异会很大。
“当外侧冷却收缩的时候，内部还是红热状态。
“等到内壁开始冷却，外层已基本固化。这时候，内壁出现收缩，会和外层出现剥离。
“您是用完全冷却的钢铁强度进行计算的，但实际上铸铁炮远没有这么结实。”
卡诺顿时呆住了——冷却不均匀的确可能降低炮身结构的强度。
韦德里纳又建议道：
“或者您可以在外层使用青铜。您知道的，青铜的熔点很低，这样浇铸之后，内层的合金钢不会被加热变软。”
卡诺沮丧地摇头：
“不，用青铜外壳的话，又会出现和炮尾铆接的问题。”
约瑟夫却突然想到了什么，看向韦德里纳道：
“所以，只要内层的合金钢能始终保持足够的硬度，就不用增加炮身厚度？”
“理论上是这样的，殿下。”后者点头，“大概只需要在卡诺先生计算的基础上增加3左右。”
约瑟夫立刻道：“那么我有一个想法。如果在铸炮的模具中间打孔，让冷水从里面流过，这样在浇铸过程中，炮管内层就能始终保持低温。”
是的，这就是美国南北战争时期出现的罗德曼铸造法——用一个非常简单的技巧，帮助铁制大炮的寿命提高了5倍之多。