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1 # 開心關注
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2 # 派大早
歷史上火炮的發展經歷了一個複雜而漫長的過程,早期火炮的製造工藝並不成熟,甚至非常原始。雖然佛羅倫薩的工匠們很早就掌握了以銅為原料鑄造火炮的技術,但由於鐵的熔點要遠高於銅,受限於當時技術方面的瓶頸,工匠們不得不退而求其次,以鍛鐵來作為生產鐵炮的原材料。鍛鐵炮的製作方法可以歸結為以下三種,即鐵條箍合法,短管相接法和卷管法。其中鐵條箍合法也許是當時最普遍的製造火炮的方法:沿圓柱形軸芯鋪設一層或數層燒熱的鍛鐵條,經過反覆的錘打使之形成一個整體,之後再套上大約十數條鐵箍或鐵環來進行加固,每個鐵箍之間保持一定的距離。冷卻之後向內收縮的鐵箍會把炮管收得更緊密,最後炮管上任何的裂縫和缺口會用鉛灌滿。子銃也是由鐵塊或鐵片鍛打而成,只不過子銃的一頭是密封的,另一頭略呈錐型,方便與母銃相接。在專業有組織的火炮生產體系出現之前,火炮大多是在作坊裡由鐵匠們製造完成的。一個熟練的鐵匠在助手們的幫助下,大約花費一週的時間就可以生產這樣一門不太大的火炮。早期的鍛鐵炮以此類後裝火炮為主,也就是我們所熟悉的佛郎機炮。雖然各國所產佛郎機炮在尺寸和外形上各有不同,但無論是以那種方法打造的火炮,後裝炮的子母銃分離結構和條箍結構是無法改變的,這也就決定了此類火炮的氣密性不強,無法承受過多的火藥和膛壓,因此其射程和威力遠不能同整體鑄造的前裝滑膛炮相比(雖然後來出現了銅鑄後裝炮,炮管的整體性得到加強但其仍然是子母銃分離結構)。因此,以當時的整體環境來說,子母銃分離的後裝火炮絕對不是一種先進有效的火炮。
(條箍結構鍛鐵迴旋炮和銅鑄迴旋炮,後者結構更緊湊,但仍然無法改變子母銃分離的本質。因此其射程和威力無法同整體鑄造的前裝滑膛炮相比,主要作為一種反人員的小炮存在)
黑火藥作為伴隨人類火器發展的重要燃料直到19世紀後期才讓位於無煙火藥和其他新型燃料。組成黑火藥的三種成分為:硝(硝酸鉀),硫磺和木炭(碳),現代黑火藥的配製比例一般為75:11: 14或75:10:15。硝酸鉀是一種氧化劑,加熱時釋放出氧氣,而碳和硫則容易被氧化。當燃燒時黑火藥釋放出大量的熱量和含煙氣體(主要為氮和二氧化碳),其體積約為火藥本身的300倍左右。黑火藥的科學配製並不是一蹴而就的,其探索過程漫長而危險。三種成分最初的配置比例為1:1:1 ,黑火藥極不穩定,非常容易引起爆炸。因此木炭一般單獨存放,只有在需要時才跟其他兩種成分混合起來。另一個不提前將火藥混合起來的原因是由於三種成分重量各不相同,在運輸過程中經常發生分層沉降,影響火藥的效率。活躍於16世紀的義大利數學家,工程師塔塔格里亞總結的火藥配置比例為4:1:1。17世紀晚期的軍用火藥配比則為6份硝1份硫磺和1份木炭。直到15世紀中期之前,人們一直使用的都是粉末火藥。粉末火藥燃燒緩慢,其產生的膛壓較低,因此比較適合早期條箍結構的鍛鐵炮。
(瑪麗羅斯號上攜帶的銅鑄寇菲林長炮和大型鍛鐵後裝炮)
15世紀中期出現的顆粒火藥比傳統的粉末火藥更為高效,其釋放的能量約為粉末火藥的1.5倍以上,燃燒速度則可達到前者的3倍左右。工匠們顯然對這種新式火藥的威力缺乏充分的瞭解,以傳統方式製造的火炮難以承受顆粒火藥爆炸時釋放的巨大能量。直到16世紀中期,他們才學會了鑄造能夠承受顆粒火藥爆炸威力的大型火炮。羅伯特·諾頓在他於1628年出版的書中記錄了1475年-1525年鑄造的火炮不像他那個時代所使用的火炮那麼堅固粗壯。這是因為顆粒火藥的出現改變了火炮的設計結構,使用粉末火藥作燃料的火炮只需要一道加強箍就能應付火藥所釋放的能量,而配製顆粒火藥的大炮則需要兩道加強箍或至少一道強力加強箍。同時顆粒火藥的應用也加速了鍛鐵炮和後裝火炮的消失。
黑火藥的危險性和不穩定性體現在它不僅對於火源極為敏感,同時還會吸收空氣中的水分。儲藏火藥的倉庫既要做好防火措施,同時還要保持乾燥通風。儲存火藥的桶要平放在地板上,並不時的滾動這些桶使各種成分充分混合,否則“硝會沉積到桶的底部,處於上層的粉末則失去了作用”。在火炮應用的初期及此後相當長的一段時間裡,火藥通常裝在帶蓋的皮桶裡再運送至軍前供炮手們使用。而火藥的裝填則是透過長柄勺來完成的,炮手們根據自己的經驗控制裝藥量來調節火炮的射程。這種情況一直延續到17世紀30年代瑞典大帝古斯塔夫二世時期,他麾下計程車兵們把火藥裝在絨布袋裡。布袋和炮彈則裝在木頭箱子裡。隨後彈藥袋和藥筒開始流行於除英格蘭外的歐洲各主要國家。在絲綢彈藥袋出現之前,人們還曾經嘗試過以紙,帆布,尼龍,羊皮紙,羊毛甚至是木頭來製作彈藥袋/筒,但這些材料都無法完全滿足人們的需要。這些材料大都難以燃盡,幾輪炮擊之後,炮手們不得不用長柄螺旋錐將未燃盡的殘餘藥包勾出來。如果棄之不顧的話,堆積的殘留物會阻塞點火孔。不僅如此,如果清理不徹底的話,殘留在炮膛裡的火藥不僅會結成硬塊影響炮彈的飛行軌跡,甚至還可能損傷炮膛,降低火炮的使用壽命。
以顆粒火炮為燃料的大炮的炮身經歷了一個從長到短的發展過程。最初配製顆粒火藥的火炮身管較長,是因為當時的炮匠和炮手擔心火炮的安全性和效率,16世紀的炮手們更偏愛炮身長,重量大的寇菲林長炮。究其原因,是因為鑄炮時採用炮口向上的鑄造方式,位於底部的炮尾則承受了火炮全部的重量。因此,炮身越重,向下施加的壓力越大,組成炮尾的金屬結構也就越加堅固,而炮尾部也是整門火炮金屬含量最多,最厚實堅固的部位。綜上所述,寇菲林重量最大,炮身最長,炮尾結構最緊密,其裝填的火藥量也最大。而金屬含量較低的加農炮裝藥量則小於寇菲林,為防止炸膛,早期一部分加農炮在炮尾部鑄有一個狹長的藥室。這固然降低了炸膛的風險,但卻增大了裝填火藥的難度。佩德雷羅炮金屬含量更少,管壁更輕薄,它們設計的初衷是用來發射石彈的。在發射相同重量的炮彈的情況下,佩德雷羅的裝藥量約是加農炮的一半。當炮手試圖以佩德雷羅來發射鐵彈,並裝填了過量火藥的話,火炮炸膛恐怕是難以避免的。
因為各類火炮的功能和構造各不相同,因此它們的裝填方式和裝藥量也有所不同。16世紀的西班牙軍事工程師克拉多曾寫道:“火炮炸膛的現象每天都在發生,因為炮手們對於火炮的製成和作用不甚明瞭…….炮匠在鑄造火炮時一定要考慮到每門炮應用的目的。”由此可見,熟悉火炮的特性,以合乎規定的方式維護和裝填彈藥可以降低炸膛的風險。但以當時的大環境來看,未免不切實際,因為當時的歐洲各國所制定的火炮標準並不統一。比如16世紀晚期的西班牙火炮在口徑上通常比其他國家的同類火炮要大,以寇菲林長炮為例:最小的西班牙culebrina對應後世的20磅炮,1551年生產的法國大couleurine為15磅炮,而16世紀典型的英國寇菲林炮則發射18磅重的炮彈。為各類五花八門的火炮配置彈藥不光費腦仁兒甚至可能減陽壽。試想一下,當炮手們費盡九牛二虎之力將過量的火藥和大炮彈塞進小炮裡,在施放時很可能造成炸膛。
製造火炮的材料也會影響火炮炸膛的機率。17世紀上半葉人們曾嘗試以製造成本較低的鑄鐵炮代替昂貴的銅炮,但相當一部分的鐵炮難以承受顆粒火藥釋放的能量,因此這一想法不得不被擱置。純銅過於柔軟,把90%的純銅和10%的錫混合得到的合金稱為青銅,青銅比純銅更加結實堅固。長久以來,青銅被認為是最適合鑄造火炮的金屬,因此也被稱為炮金屬“gun metal”。但青銅具備良好的導熱性,連續的施放使得銅炮溫度快速升高,這不僅使得炮身變軟松垂同時也會損壞炮膛。此外錫的熔點比銅低,當銅炮冷卻時,部分錫會滲出形成白色的斑痕,稱為“錫點”。錫點被磨去後會在炮身上留下裂縫或洞,降低火炮的質量和強度。同時,在鑄造銅炮時可能出現的砂眼和蜂窩都會影響火炮的質量,這些都造成是火炮炸膛的潛在威脅。威廉·埃爾德雷德在1646年出版的書中記載火炮的發射頻率為每小時8發。在連續發射40發炮彈後,必須讓火炮冷卻休息1個小時,如果不按此造作的話,連續施放80發炮彈以後積聚的熱量會破壞火炮或引起炸膛。
(炸膛的火炮,上為銅炮,下為鐵炮)
結論
引發火炮炸膛的情況是多種多樣的,既要考慮到火炮本身的質量和構造,同時也要按照標準對火炮進行維護和保養。不合理的裝填彈藥或過度使用火炮都會損壞火炮甚至引起炸膛。事先包裝好的火藥毫無疑問可以提升射速,但是火藥的保養是一個大問題。保養不當不僅會嚴重降低火藥的質量,也可能引起爆炸,造成無謂的傷亡和損失。長期以來,人們都難以找到滿意的材料來製作藥包,直到絲綢藥包的出現才改變了這一情況。未燃盡的藥包不僅干擾了火藥的充分燃燒,也增大了炮膛清理的難度。
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3 # 火器工坊
最早的時候,也就是13世紀初期,管狀火器剛剛誕生的時候,火器裝藥是沒有概念的,這就會造成要麼藥粉不夠,彈丸打不遠力道不夠,要麼就是打出去後藥粉依舊在燃燒,影響了火器的使用壽命(硫化)。所以在長期戰爭實驗過程中,南宋的工匠們總結出了不同型號的火器用多少火藥可以達到最好的效能,並把它記錄在了《武經總要》上。後來蒙古在第三次西征中,火藥武器傳到了中東,然後阿拉伯人和土耳其人便掌握了火器的製作和用藥的稱量。
14世紀之後,大型的火器越來越多,一些重型火炮初現雛形。在戰場上臨時秤藥變得不再現實,因此士卒們會提前稱好每種火炮所用的火藥量,並裝在一個小木桶裡,每次用藥用一桶。使用時,先將炮管清空,然後把藥從炮口推入,壓實,然後塞入填料,壓實,在裝入炮彈,壓實,然後再塞入填料,最後點火。
雖然這樣裝彈比以往要快很多,但還是非常繁瑣。於是15世紀,最早的後膛炮佛朗機炮誕生了,每個子炮會提前裝好火藥和炮彈,用的時候直接放上就好。不過在工業時代之前,人們解決不了氣密性問題,於是乎慢慢的,火炮又迴歸到了前膛炮的時代。
與之前不同,這次炮兵們會提前用紙包好足量的火藥,使用的時候直接塞裡面,然後裝炮彈,如此一來還不用放填料,何樂而不為。
回覆列表
你好,傳統大炮大多數是前膛炮。
1.開炮前首先裝入火藥包,然後再裝入實心彈丸(鉛球之類,有時也用石球代替,但是比較易碎)
2.然後會用燒紅的鐵釺刺入炮尾的小洞來點燃火藥包(電影裡喜歡用火藥線,這個純屬藝術加工,一般很少使用火藥線,效率低)再後來有了打火石,開始使用拉繩來拉動打火石產生火星來開炮。
3.開炮後會有人用鉤子勾出火藥包的碎片,然後用沾了水的毛氈棍來清理炮膛(沾水是為了清除火星,不然再放入火藥包就會....碰!.)
然後以上三步不斷重複.....
至於可以落地爆炸的觸爆彈,大約在1860年前後的普法戰爭才進入實用階段,在此之前的....一般都是導演隨便炸著玩的,為了畫面好看.....
在傳統的球形炮彈中,一般使用延時引信。就是開炮時點燃火藥包,推出炮彈的同時又點燃了炮彈上的引信,引信長度和落地時間計算的較為精確,有較強殺傷力,但是在射擊遠端目標時容易空中爆炸。
在使用錐形彈頭後,改為在炮彈頂端加觸地打火裝置,原理類似於滾輪打火機點火,點燃炮彈。由於這種方法更為可靠實用,所以一般都是使用這種。