第23章 稳步发展之土法积硝 设计自己的火炮
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在经历了“出岛之战”后，岛屿上的居民们经历了血与火的洗礼，对自己的战斗力有了认识。不仅成功抵御了朝廷军队的侵袭，更在没有任何及时报复的情况下，极大地削弱了对朝廷的恐惧。
随着岛屿管辖范围骤然扩大了十倍，新加入大增，如何有效管理成为当务之急。他迅速部署，设立了一系列新的管理机构，确保每一片区域都能得到妥善治理。与此同时，岛上居民那令人咋舌的低文化水平，也令他不禁咬紧牙关，决心要大力提升这里的教育水准。他知识就是力量，而眼前这些人连基本的识字能力都不具备，更别提其他高深的学问了。这让他感到无比的头大。
在经济建设方面，他下令扩建岛上的各类作坊，以满足日益增长的生产需求。护村队也迎来了前所未有的扩编，装备精良，日夜巡逻
在物资分配上，他慷慨解囊，大量分发铁制农具和武器给新加入的集体劳动社成员，并承诺为参与集体劳动的民众提供口粮支持。这一举措极大地激发了民众的生产积极性，岛上首次夏收后，农民们纷纷用剩余的粮食换取到了各种急需的工业制成品，生活水平显着提升。
然而，随着新辖区的不断并入，为了满足十人一组的小集体公社对免费铁质农具的迫切需求，岛上的钢铁工业不得不加大生产力度，尽管这导致短期内出现了亏损运营的情况。
在初步建设好体制之后已经是九月份了。苏星云终于想起来要开始大量建一项建筑，来攀科技。那就是厕所。
苏星云准备大规模建厕所的目的可不是为了精神文明建设，在古代中国，一坨屎自他诞生起，就要遇见各种危险，先是狗会吃，人会把它铲走，真要被晒干了会被专门的拾粪的人捡回去肥田。绝对不会像中世纪的同行一样占领城市。建厕所不是为了在文化上加点，而是是在军事上。没错就是军事上。
自从苏星云在岛上组建起一支全火器部队后，原料的消耗速度超乎想象，尤其是火药的需求激增。新成立的护村队急需通过实弹训练来提升战斗力，这迫使苏星云不得不将目光投向了一个不太寻常的资源——粪便，以探索古法制硝之道。
古法制硝，这门古老的技术，在苏星云眼中成了解决火药原料短缺的关键。土法积硝是一种传统的制硝方法，主要依赖于天然硝土或人工培育的硝土，并通过一系列物理和化学过程来提取硝酸钾（俗称火硝或土硝）。首先是寻找天然硝土：天然硝土通常存在于厕所、猪牛栏屋、庭院老墙脚、崖边、岩洞以及不易被雨水冲洗的地面。这些地方的土壤富含有机物，经过微生物（特别是硝化细菌）的分解作用，会形成硝酸盐。识别硝土的方法是观察其表面是否有白色霜状结晶，或者通过焰色反应来判断其含硝量。
将制过土硝的碎砖块和泥土等按一定比例（如10:1）与粪便或猪毛水混合。将混合物堆放在阴干通风的平地上，厚度约为一到两尺。
在混合物上搭盖草棚以防雨水淋湿，但要保证空气流通且有日光照射。堆放约二十天后，即可得到含硝量较高的硝土。然后是拌灰加入滤池
草木灰以荞麦杆、棉花壳、棉杆、蚕豆杆、菜子杆、番茄杆、高粱杆、玉米杆等植物燃烧后得到的灰为最好，它们钾的含量可达10～15%。将草木灰烧成灰烬并研细备用。
在水缸底部开一小孔，用木塞塞住，并铺上一层棕皮。在孔下放一水盆以收集滤液。将草木灰拌入硝土中，搅拌均匀。将拌灰后的硝土分层填入滤池，每层压实后再继续填入，直至距滤池顶部三寸左右。
其次是热水与冷水循环浸泡。往滤池中加入煮沸的热水，浸泡15-30分钟。打开小孔，收集得到的溶液。向滤池中倒入冷水，浸泡3-5小时，得到溶液。再次倒入冷水浸泡，得到溶液，重复上述步骤，形成循环浸泡过程。
再次是蒸发结晶，将多组溶液混合，得到硝水。将硝水倒入锅中烧开煮沸，随时捞出附在表面的杂质。当用竹筷浸液滴在铁器上能迅速凝固并成晶体时，停止加热。熬好的溶液过筛后冷却，静置一天，会有大量针状结晶析出，即为毛硝。
最后是提纯：将毛硝溶于热水，再次蒸发，滤去析出的氯化钠等杂质。冷却后结晶出土硝（硝酸钾）。
通过以上步骤，即可从硝土中提取出硝酸钾。这种方法尽管理论清晰，实际操作却困难重重。苏星云亲自监督，不断调整工艺参数，甚至亲自参与劳动，几乎自己都尝一下厕所的土了。岛上的居民见到，议论纷纷，都认为苏星云因压力过大疯了，各种流言蜚语四起。
经过两个月的艰苦努力，苏星云终于摸索出一套相对稳定的制硝流程，但产量仍远未达到预期，每月仅能产出约一吨硝石，这对于庞大的火器部队来说，无疑是杯水车薪。为了缓解火药短缺的问题，苏星云不得不调整训练计划，将实弹射击训练限制在每月每人60发子弹。
十月份，苏星云终于从繁重的制硝工作中抽身，将这一任务交给了专门的小组负责。他深知这项工作的艰辛与重要，因此为制硝小组配备了完善的防护装备，包括皮手套、油布防护衣、口罩，以及特制的土肥皂用于清洁，同时给予高薪激励，确保生产顺利进行。
经过不懈努力，苏星云终于攻克了芒硝的难题。这对于提升军队后勤的自给自足能力，具有不可估量的价值。因此，晚餐时分，他破天荒地享用了几大碗香喷喷的米饭，以庆祝这一里程碑式的胜利。
战争之神火炮，当然不会被苏星云错过。他并未盲目追求大口径火炮的威力，而是将目光投向了灵活的步兵炮。他对中国理解：中国的城墙结构，多为夯土或砖石混合，虽厚实却不同于西方坚固的石质城堡，对火炮的抵抗力有其独特性。在火药技术相对落后的时代，单纯依赖大炮轰击城墙，效果往往有限，除非能集结如扬州战役中那般庞大的重型火炮群，以数量优势形成压倒性火力。
借鉴太平军攻打南京时采用的坑道掘进爆破技术，这是一种利用地道接近城墙，通过内部爆破来瓦解防御的巧妙方法，既节省资源又效果显着。
苏星云将重点放在了机动步兵炮上。这类火炮有良好的机动性和快速部署能力，能够在战场上迅速调整位置，对敌方集群目标实施有效压制，为步兵进攻创造有利条件。在苏星云的建军方略中，这种火炮不仅是火力支援的关键，更是实现战术灵活性和战场主动权的重要手段。
苏星云再次投身于铁厂，决心亲手研发出适合当前需求的火炮，在资源与技术条件的限制下，追求过于先进的火炮并不现实，因此，他选择了难度较低前装火炮作为研发起点。
为了确保火炮的坚固与耐用，苏星云决定采用铁范铸炮法这一历史悠久的铸造工艺。这种方法的核心在于，首先利用石膏等辅助材料，按照设计好的火炮尺寸分节制作出精细的模具（即“铁范”），随后在高温下将熔化的铁水缓缓注入这些模具中，待铁水冷却凝固后，便形成了火炮的各个部件。这些部件随后被精心组合在一起，经过打磨与调试，最终成为一门完整的火炮。
在铸造过程中，苏星云格外注重细节与质量控制。铁范内表面的处理对最终产品的质量至关重要。因此，在浇铸前，他特别安排工匠们在铁范内表面涂抹了两层特殊的涂料：第一层是由草木灰、粘土与水混合而成的混合物，它具有良好的隔热性能，能够有效防止铁水在浇铸过程中与模具直接接触而导致的不必要热量损失和模具损坏；第二层则是极细的煤粉调制而成的涂料，它能在铁水冷却凝固时形成一层致密的保护层，有助于减少铸件表面的缺陷和提高其光洁度。
尽管在研发过程中遇到了不少挑战与困难，但苏星云凭借超感异能，总能够迅速找到问题的症结所在并予以解决。尤为幸运的是，他还得到了两位资深铸钟匠的鼎力相助。这两位匠人不仅技艺高超，更拥有多年铸造大型金属器件的宝贵经验，他们的加入无疑为火炮的顺利研发提供了强有力的保障。
除了采用铁范法之外苏星云在炮膛内的铁炮模上增加了旋转凹凸棱线，在火炮冷却时旋转扭出，这样就可以产生膛线。
苏星云还在火炮的冷却方面下了功夫，为此苏星云专门制作了一个长条形多节喷雾器，为的就是让炮膛内部和外部冷却时间相同。
在制造了几门废品后，苏星云终于记录下来各项工艺的最佳数据。第一批五门大炮被制造出来。
在铁范铸炮法的基础上，他巧妙地在炮膛内的铁炮模上引入了旋转凹凸棱线的设计。这一创举的灵感或许源自于对枪械膛线提高射击精度的理解，他希望通过在火炮内部也形成类似的膛线，来优化炮弹的飞行轨迹与稳定性。具体实施过程中，苏星云利用机械装置在铁水冷却凝固的过程中缓缓旋转炮膛模，使得模具内壁的凹凸棱线被精确地复制到了炮膛内壁上，从而自然形成了膛线。不仅提升了火炮的射击精度，还增强了炮弹的穿透力与射程，是火炮制造技术的一大进步。
同时，火炮冷却过程中的温度控制对于保证火炮质量与性能影响甚远。为了确保炮膛内部与外部能够均匀且同步地冷却，他精心设计并制作了一个长条形多节喷雾器。这个喷雾器能够精准地向炮膛内外喷射冷却水雾，通过调节水雾的流量与喷射角度，实现了对炮膛温度的有效控制。这种冷却方式不仅提高了冷却效率，还避免了因温度不均而导致的炮膛变形或开裂等问题，确保了火炮的制造质量。
在经历了多次试验与失败后，终于记录下了各项工艺参数的最佳组合，基于这些优化后的工艺参数，苏星云成功制造出了第一批五门性能卓越的大炮。
苏星云所设计并成功制造的这种火炮，重达一吨，能够发射重达五公斤的特制圆形铁弹。这些铁弹的设表面均匀分布着一系列大小深浅相同的凹坑，这些凹坑与炮膛内的膛线匹配，通过旋转稳定原理，提升炮弹在飞行过程中的稳定性与精准度。这一设计使得炮弹能够准确命中远至2000米处的目标。
关于炮弹的外形选择，苏星云并非没有考虑过采用如米尼弹那样的尖头设计，以进一步提升穿甲与爆破能力。然而，鉴于当前技术条件与资源限制，他尚未能研发出高效的榴霰弹（一种内部装有炸药、碎片或钢珠的炮弹，爆炸后产生大面积杀伤效果），因此决定暂时采用实心米尼弹，以确保在射程上不受影响，同时尽可能提升射击精度与稳定性。
经过多次严格的试射试验，苏星云不仅确定了火炮装药的合理配比，还精确计算出了炮弹在不同仰角下的发射距离。为了进一步提高射击精度，他特制了配套的仰角瞄准器，这一创新工具使得炮手能够迅速而准确地调整火炮的射击角度，从而实现对远距离目标的精确打击。
最终，苏星云将剩余的四门火炮（其中一门因破坏性实验而损坏）精心布置在了他的工厂重地，形成了一道坚实的防御屏障。
面对大炮生产所消耗的巨额硝石资源，苏星云内心不禁心疼。在资源有限的条件下，每一份材料的消耗都需精打细算。因此，他决定暂停对新型火炮的研发，将精力集中在已经定型的“一型火炮”上。这种火炮凭借其稳定的性能和适中的成本，成为了当前条件下的最佳选择。
“一型火炮”在生产了二十门后便停止了进一步的生产，这并非是因为其性能不足，而是出于弹药供应的考虑。在那个时代，弹药的生产同样需要消耗大量的资源和时间，且成本高昂。如果无法确保持续的弹药供应，那么再多的火炮也只是摆设而已。
为了最大限度地利用现有的资源，苏星云决定将这二十门火炮暂时封存起来，并未立即装备给护村队。与此同时，苏星云从护村队中精心挑选了十名士兵，开始进行严格的炮手训练。这些士兵不仅身体素质过硬，还具备较高的学习能力和纪律性，是成为优秀炮手的理想人选。通过系统的训练，他们逐渐掌握了火炮的操作技巧和维护知识，为未来的战斗做好了准备。
时间如白驹过隙，转眼间，苏星云和他的团队便迎来了公元1341年的第一场大雪。