第45章 火炮设计（本章含大量数据,跳过不影响剧情）
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“巴迪斯，亚索呢？”阿方斯把现在那儿指挥的巴迪斯拉过来问道。
“在楼上设计室，他又有了什么新主意，把我们折腾了两次，结果还是定不下模具的设计。”巴迪斯无奈的指着楼上道：“我们现在也不是在准备铸样炮，而是把刚做好的石膏模具又给拆了，还好管径没改变，要不然我们的陶瓷管子也白做了。”
“那正好，蒙巴顿。”阿方斯对着旁边的蒙巴顿喊道：“马上去给我做一个模具，还有把上次给我们做玻璃管的老头找来，我需要他帮我们浇铸一批大块的平面玻璃。”
“呃…是。”对于阿方斯的交代，发现自己无所事事的蒙巴顿连忙领命而去，去做新模具，可不比在这儿瞎折腾拆模具来的强？
“走，我们上楼上看看。”阿方斯拉着巴迪斯一块上楼上去，毕竟巴迪斯还可以从实用角度上给他们建议，而不是任由他们自己纸上谈兵。
“亚索，你在弄什么？”阿方斯推开设计室的门，正发现亚索把废纸扔的一地都是，胡子也乱糟糟的，趴在桌子上不知道鬼画符什么东西。
“阿方斯，你来了？刚好，过来给我个主意！”亚索一看到阿方斯，就把他拉了过来，推到桌子前道：“前几天我儿子给我来信了，他老婆怀孕了！你知道吗？我在想一个礼物。”
“什么礼物？”阿方斯翻了翻白眼，敢情这货在忙这个？
“我要以他的名字铸造一门永垂青史的大炮！名字我都想好了，维里阿修斯！以葡萄牙的名义，成为不朽的存在！”亚索大声道：“我想了想你说的克里斯大炮，发现它并不完美，现在我想到两个方向。”
“怎么说？”阿方斯这才有了兴趣，把他在桌子上的图纸拿起来看，却发现根本看不懂这鬼画符…
“第一种，如维里阿修斯那般，把炮管做的更长，我们上一次的火炮比正常的火炮威力更大，火药加的多是一方面，可它足够长也是一个优势；
我好好计算了一下，可以把克里斯大炮加长一倍口径，它会比正常的18磅炮威力更大，我是说，在370法寻(600米)外就可以打穿商船的船壳。”亚索手舞足蹈的说道：
“还有另一种方式，缩短一些，只需要跟12磅炮那么长（2.9m），把省下来的重量再加强到炮管上，把火药量装到1.5倍，连第一门样炮都承受得了的火药量，这门火炮也一定可以，而且威力依旧足以在370法寻(600米)外打穿商船的船壳。”
“说到这个，亚索，你认为我们的克里斯大炮需要多大的空间，才能在船上腾挪作战？”阿方斯问道。
“嗯…后坐力的话，起码要预留一寻半（2米）的后撤距离，火炮本身也有两法寻（3.2米）的长度，就算斜着放，起码也要三法寻（4.5米）的空间才足够。”亚索回道。
“那不行，必须更短，我只为后坐力预留一法寻（1.624米）的后撤距离，火炮也必须缩短，总的腾挪距离必须控制在两法寻半（4米）以内。”阿方斯回道，商船本来空间就不大，但让他买几条盖伦船来折腾，他是真的亏不起，所以只能把有限的空间压缩在火炮身上。
“你要缩短后坐力距离，就必须用你最原始的炮车设计，让它往斜向上的地方去，这样后退长度可以比一法寻（1.624米）长一些，同时又能减少后坐力，一法寻（1.624米）的距离就足以够用。”亚索挠了挠头皮继续道：“可是火炮如果缩短太多，它的威力也会下降的，除非，你给我把炮管做成直的才行。”
阿方斯当然知道把炮管做直的好处，问题是这根本是个伪命题，可控的倾斜有时候比直管的偏差更小！但亚索就死咬着这个气密性的问题跟阿方斯扯皮，让他着实一个头两个大，不得不又看向了巴迪斯，看看他有没有什么建设性的建议。
“如果把炮管做的足够短，其实是可以做成直管的没错吧？”巴迪斯想了想开口道：“铸造速射炮的时候，我们可是铸出了一寻半的直管，我相信把口径放大到16磅，起码能有办法作出两寻的直管吧？”
“可是铁管是没办法给铁炮当模具用的，再说了，我们还面临着另一个问题，那就是我们做的铁管是作为陶瓷的模具，所以他的口径大概只有12磅炮那么大，做成两寻的直管依旧存在很大的难题。”阿方斯回道。
“不不不，阿方斯，巴迪斯的提议让我想到了一个更妙的主意。”亚索一拍大腿道：“我们已经有一寻半的6磅口径直管了，用它来做模具，给它套上陶土，作出一根一寻半的管子，再撤出一部分，我们接着延伸出3法尺（0.97米），这就变成8法尺的陶瓷管子了；
我们让陶瓷工人来封口，烧结，然后用它做模具浇铸铁管，这不就可以浇铸出一根耐用的长铁管了？”亚索高兴的大声道：“然后用长铁管做模具来烧制我们模具瓷管！这样依靠陶土模具的话，我们别说8法尺的管子，两法寻也不难！”
“这倒是个好办法！”阿方斯没想到兜兜转转，竟然还把直管的问题给解决了！虽然3.3米的直管在刚度上要求过高，但想来3米的难度应该还是可以想办法克服的，不过，阿方斯目前就想达到2.5米…
“如果把炮管做成直的，我们可以把炮管做到多短？”阿方斯问道。
“呃…”亚索有些无语阿方斯迫不及待压缩火炮的威力，但还是拿起了纸笔计算了起来，不止是他，阿方斯也干脆拿过纸笔自己计算了起来。
据阿方斯以前了解的一些历史性文献，以及亚索、巴迪斯众人给他普及的一些没有确切数据的威力表达，阿方斯依旧可以大致认为：目前的标准18磅炮初速为220m\/秒，
套取动能公式：
Ek=（mv^2）\/2
炮弹初速220m\/秒，射程1200m
加速度a=-20m\/秒
所以100m射程的炮弹动能在18wj左右，可以击穿27.4cm的木板；
200m射程的炮弹动能在16.4wj左右，可以击穿25cm的木板；
300m射程的炮弹动能在14.7wj左右，可以击穿22.4cm的木板；
400m能击穿20.2cm的木板；
500m也还能击穿18cm的木板；
要想新的火炮不比现有的18磅火炮威力更差，那起码火炮初速问题就必须只高不低。
但亚索所言不错，越长的炮身管可以提供更长的加速度时间，要想维持炮弹初速，那就不得不提供更高的加速度，而这只能是通过增加气密性跟更多的火药量。
首先由于改用燧发机，而且接下来确定用直身管，所以口径从13.3cm缩小到13cm的16磅火炮的气密性要比普通的火炮提高20%左右，也就是说，原来的火药利用率是80%，现在大概会提高到84%；
换算过来，也意味着同样的药装量，16磅炮可以比18磅炮的身管短1\/20，当前18磅火炮总长3.1m，去掉15cm尾钮跟15cm的炮管底部厚度，实际身管长应该是2.8米，1\/20就仅仅14cm，几乎是一倍的口径。
而这还远远达不到阿方斯的需求，所以他需要更高的装药量，以目前的样炮来看，起码经过炮身自紧后，以样炮的数据1.2倍的装药量是没问题的，那就是达到现有火炮100.8%的火药利用率。那这意味着比现有火炮提高了26%的威力，同样的，也可以考虑缩短26%的管身，也就是2.1米的炮身长度就够用了！
如此，阿方斯就自己给新火炮定下了一个数据：口径12.8cm，底部厚度加强到16cm，炮管身2.24m，总长度达到2.4m，另外按克里斯大炮的渐缩型设计，还有喇叭口，当然最细的地方也提高到8cm。
毕竟1.2倍装药量的膛压总需要更多的加强。而且经过计算，这个圆台体加球缺的火炮身管仅仅1764kg，就算加强炮管鳍梁跟炮耳，也不会超过1900kg，也就是说，它最多只有4200磅的重量。
当然，在阿方斯看来，依旧不那么完美，因为虽然比原来的克里斯大炮仅仅重了600磅，但身管的缩短也非常的明显，于是他又开始琢磨是否要把圆台型身管进行瘦身！
想了想，首先鳍梁就被阿方斯省掉了，毕竟选择最初的炮车设计的话，鳍梁完全没有意义，然后由于气密性的问题，膛压主要被底部承受，过粗的前管除了给配平带来困难外，并没有太多的实际意义；
所以他又把管身的前面一半平均削掉3cm，把裂缝线作出弧度来过渡，整个火炮的重量就此下降到1550kg左右，也就是3400磅的重量；
如此一来，不但下降0.8米的火炮长度跟200磅重量，还让这门火炮把所有的重量融聚在强度上，1.2倍装药量、比预定2.1m还多出一倍口径的长度，这门火炮依旧具备原本克里斯大炮的火炮威力！
见阿方斯率先龙飞凤舞的新的火炮参数计算出来，并且画了个模型，巴迪斯便过来参观了一下，虽然他对于阿方斯写的动能公式跟加速度公式根本看不懂，但不妨碍他明白这是在计算火炮的威力；
而既然用参数计算出威力后，阿方斯计算的火药参数跟火炮管径出来后，他自然也看出阿方斯还把极限数据又增加一倍身径并为炮身再加厚了1cm！
“如果你没有计算错误的话，这门火炮应该比我们原来的样炮的威力还要提高20%，炮座也加粗了一英寸，重量却仅仅增加到3400磅，还一次性把身管缩短了四分之一。”巴迪斯看着阿方斯的稿纸道：“这一定是最可怕的舰炮！”
“我看看！”亚索丢下自己还没搞完的计算，匆匆过来把阿方斯的稿纸拿了过去，稍稍看了一下参数，他就一下子赞叹起来：“漂亮！这个计算是怎么算出来的？炮管现在只有不到8法尺（2.4米），加上炮车不到一法寻（1.5米），我们可以在12法尺（3.9米）甚至更短的距离腾挪开来。”
“该死！”阿方斯这才发现自己一直感觉不对的地方在哪里了，这可是前装炮，还得亢留空间用于清理炮膛跟装填弹药，所以炮车根本不能倾斜，不然自动复位的火炮会给装填带来极大的麻烦！
不过，阿方斯又想到了一个新的主意，拿起另一张纸开始算了起来。
首先按照标准18磅炮2.9m身长加速后获得220m\/s的速度，那么炮弹加速时间为：
2.9÷1\/2（220-0）=0.026s，
加速度是：
220÷0.026=8461.54m\/s2，
新的16磅炮获得26%的加速度的提升，那么加速度是.5m\/s2，加速时间则是：
t=0.0198秒
火炮初速就是：
.5x0.0198=226.4m\/s，
加速度a=-20m\/秒
所以100m射程的炮弹动能在19.1wj左右，可以击穿29.1cm的木板；
200m射程的炮弹动能在17.4wj左右，可以击穿26.5cm的木板；
300m射程的炮弹动能在15.8wj左右，可以击穿24cm的木板；
400m能击穿21.6cm的木板；
500m也还能击穿19.3cm的木板；
对于一些普通商船来说，这也足够击穿他们的船壳薄弱位置了！
但威力大了，也就意味着后坐力也变大了：常规的标准18磅炮有1\/5威力泄露，是以火药提供的实际初速应为275m\/秒。
由于炮弹作用力与炮车作用力守恒
mv0=mv1，则：
v1=18x275\/4600=1.08m\/秒
炮管长度2.9m，
炮弹加速时间为0.026秒
则炮车加速度为：
a=1.08÷0.026=41.5m\/S2
其动能为：
F=ma=2088.4x41.5m\/S2=.6N
其后坐力吨位：
g=.6÷9.8=8843kg
而16磅炮的火药利用率是84%，是以火药提供的初速应为270m\/秒。
由于炮弹作用力与炮车作用力守恒
mv0=mv1，则：
v1=18x270\/5200=0.935m\/秒
炮弹加速时间为0.0198秒
则炮车加速度为：
a=0.935÷0.0198=47.2m\/S2
其动能为：
F=ma=1550x47.2m\/S2=.3N
其后坐力吨位：
g=.3÷9.8=7466kg
计算起来，实际上要比原设计的克里斯大炮要多上200kg的后坐力。
但毕竟克里斯大炮只是纸面数据，而这门火炮的纸面数据依旧比现有的18磅炮要漂亮得多：
首先同距离穿深要提高1.5cm，换句话说就是50m的射距差，对方必须够到400m才能打动自己，而450m外自己就打穿敌人了！
其次是下降了1\/4的后坐力，对方可以装四门炮的承载力，自己就可以装上五门炮，那么在同吨位下，自己投放的火力就比对方多1\/4！
再然后是射速，相较于3.1m的标准18磅炮，这门新火炮仅仅是2.4m的总长度，下降1\/5，那也就是比敌人节约了1\/5的装填时间，而装填时间占了总发射间隔的一半，那也就是提高了1\/10的射速！
紧接着是重量下降带来的便利，仅仅是3400磅重的16磅炮比标准的4600磅减轻了1200磅，这意味着节约了最少2个人拉纤火炮，原本每两门火炮需要一位炮长、两个主炮手、一个火药童、一个装填手跟八个拉纤水手，一共是13个人，现在仅仅需要11个人就可以操作2门火炮，又提高了1\/6的人手便利。
最后则是空间的便利。阿方斯虽然还不确定这个后坐力到底能让火炮后退多远，但是他想过更简单的，就是把滑动的上炮座直接放在固定的滑轨上面去；首先滑轨的固定就意味着哪怕炮窗让人炸了，那就是炮管飞了，炮车也还留在那里，减少了对船体平衡的破坏。
接着固定滑轨就可以从火炮推到炮窗最前面，就是一次性有个2米的后坐力，实际上算是炮座，整个炮台也仅仅在炮窗三米内活动；加上炮管就2.4米，0.6米空档足以让火药童清理炮管残渣了，也就是说，仅仅需要3米的滑轨跟最多一米的过道，这门火炮就可以灵活使用，这比其他火炮节约了1\/5以上空间！
再算上此前就固定配置的燧发机带来的3秒提速跟10%的精准度加成、角度调节器带来的10%精准度加成，这样更加精确的设计后，这一门火炮从技术参数上，就比标准18磅炮降低了25%后坐力、提高了20%精度、15%射速、17%人手节约跟20%以上的空间节约！
综合而言，一条350吨的武装商船可以满装19门标准18磅炮，在一个小时内投放420发炮弹，命中率2%计算，命中8.4发。
而同样一艘350吨的武装商船可以满装22门16磅炮，在一个小时内投放556发炮弹，命中率2.4%，共可命中13.3发！
也就是说，同样的船，在满装并战列线对射的情况下，16磅炮会以高出60%的命中率压倒性击败对方！乐观点看，这样的2门16磅炮完全等同3门标准的18磅炮！