Глава 690. Почему бы не сделать пушки? •
Командир Синь вместе с двумя своими самыми доверенными старейшинами отправился планировать поимку Ню Вэя. Сам Ню Вэй ещё ничего не знал об этом. Он даже продолжал размышлять, когда командир Синь примет приглашение Ло Чуна посетить Племя Хань. Этот парень был ослеплён желанием быстрой выгоды и слишком стремился доказать свою ценность перед Ло Чуном.
Тем временем в Племени Хань Ло Чун столкнулся с определёнными трудностями. Не слишком серьёзными, но и не незначительными. Внезапно пришло известие, что в Племени Хань железо скоро будет некуда девать.
Железа настолько много, что его некуда девать? Это было абсурдно! Ло Чун лишь ещё сильнее осознавал, насколько на самом деле слабо Племя Хань. В конце концов, даже в его прошлой, куда более развитой эпохе, несмотря на то, что производство стали и железа было самым высоким в мире, никогда не возникало ситуации, когда металл некуда было бы использовать.
Таким образом, неиспользованное железо лишь доказывало малочисленность населения Племени Хань, а не его величие.
Так стоит ли продолжать производство? Если нет, то чем будут заниматься люди в округе Синьган? Уголь в Восточном округе Синь можно добывать и дальше; нет ничего страшного в том, чтобы накопить побольше угля. Кроме того, даже если округ Синьган перестанет выплавлять сталь, округа Каюань в степи будут крупными потребителями угля.
Зимой степь превращалась в бескрайнюю белую равнину. Деревьев там было мало, и они не могли обеспечить достаточно топлива. Кочевники собирали и сушили коровий навоз, используя его в качестве горючего, ведь в нём были остатки травы.
Но теперь всё изменилось. После того как Племя Хань построило города в степи, им, естественно, пришлось задуматься о топливе. Округа Каюань, расположенные на берегу озера, было удобнее всего снабжать углём с помощью больших судов. Нынешний сезон был как раз самым подходящим для заготовки угля.
Кроме того, Восточный округ Синь также располагался на берегу реки Люян. Даже если бы они полностью прекратили добычу угля, они могли бы заняться земледелием.
Но с округом Синьган всё было иначе. В округе Синьган повсюду были рудники, земля была полна тяжёлых металлов, а также имелось солёное озеро. Окружающая местность представляла собой степные холмы, без единого деревца, и пресная вода находилась далеко. В этом месте действительно невозможно было выращивать зерновые. Если бы они не занимались добычей и выплавкой железа, все жители этого округа остались бы без дела.
Поэтому выплавку железа нельзя было останавливать. Раз уж его сейчас некуда девать, нужно было найти способ делать из него больше вещей. Помимо необходимых стратегических запасов, всё остальное можно было максимально использовать.
Ло Чун обошёл свой кабинет, размышляя о предметах, для производства которых требовалось много стали и железа, и понял, что на данный момент ничего такого они сделать не могут. Прокладка железной дороги, несомненно, потребовала бы много железа, но без прокатного стана невозможно было бы изготовить такие длинные железнодорожные рельсы. Выковывать их вручную молотом было просто несбыточной мечтой.
Арматура тоже была отличной вещью, незаменимой для инфраструктуры: её можно было использовать при строительстве домов, дорог и мостов. Однако для её массового производства тоже требовался прокатный стан. А тот стержень, который в прошлый раз использовали в качестве громоотвода на маяке, был действительно выкован вручную.
Бесшовные стальные трубы также имели огромное значение. Не говоря уже о производстве оружия и пушек, их требовалось немало даже для изготовления велосипедов, трёхколёсных повозок и тому подобного, поскольку большинство этих изделий сваривалось из стальных труб. Но для массового производства стальных труб опять же необходим прокатный стан.
Таким образом, ситуация становилась весьма неловкой: много нужных вещей, но нет прокатного стана для их изготовления. Разве это не нелепо?
На самом деле, прокатный стан не был чем-то уж очень сложным — это всего лишь крупная стальная машина. Но для его работы требовалась движущая сила, иначе это была бы просто груда железа, которая могла лишь ржаветь.
Иными словами, текущая ситуация заключалась в том, что Племени Хань требовалась искусственная силовая машина для решения проблемы избыточного производства стали и железа. Проблема была проста: при нынешних условиях Племени Хань, имея уголь и железо, можно было бы просто создать паровую машину. Но и её было не так-то легко изготовить.
Самые важные компоненты паровой машины — цилиндр, поршень, подшипники и клапаны. Практически каждый из них Племя Хань на данный момент изготовить не могло.
Взять, к примеру, цилиндр. Он должен был идеально, без малейших зазоров, прилегать к поршню, быть прочным и герметичным. Причина, по которой Запад когда-то создал эту вещь, заключалась в том, что их технологии в этой области были достаточно развиты.
В то время Запад находился на излёте эпохи великих географических открытий, и технологии литья пушек, а также расточных станков, достигли своего пика для того времени. Пушка же, по своей сути, имела много общего с цилиндром паровой машины: обе требовали прочности, долговечности, герметичности, а корпус (ствол пушки) должен был плотно прилегать к поршню (снаряду).
Так вот, некоторые люди использовали метод изготовления пушек для создания самой примитивной паровой машины Ньюкомена. Значит ли это, что для создания паровой машины Племени Хань придётся сначала развивать производство пушек?
Кажется, это была неплохая идея, потому что независимо от того, удастся ли создать паровую машину, одни только пушки могли бы потребить огромное количество железа. В конце концов, для пушки нужен не только ствол, но и множество чугунных шаров-снарядов. Одна пушка весила тысячи цзиней (сотни килограммов); если сделать несколько таких, разве железо не будет использовано?
Приняв решение, Ло Чун немедленно приступил к разработке и изготовлению пушек. Это оружие имело довольно широкий спектр применения: его можно было использовать не только в полевых сражениях, но и размещать на крепостных стенах для обороны города, или даже устанавливать на кораблях в качестве корабельных орудий. Неважно, насколько точно они стреляли; главное, чтобы они громко взрывались. В эту эпоху одного грохота было достаточно, чтобы отпугнуть врага, а если они ещё и стреляли, то это было бы ещё лучше.
Стрельба из пушек была искусством, а их литьё — технологией. Для создания качественных и эффективных пушек требовались ещё более сложные технологии, начиная с выбора материалов.
Возьмём, к примеру, гладкоствольные дульнозарядные пушки: стальные пушки считались лучшими, за ними следовали бронзовые, и только потом железные. Стальные пушки были достаточно прочными, относительно лёгкими и обладали лучшей износостойкостью. Бронзовые пушки тоже были неплохи, самой известной, пожалуй, была пушка Наполеона. Главное преимущество бронзовых пушек заключалось в их высокой термостойкости, что делало их очень долговечными, а хорошая пластичность предотвращала разрыв ствола. Однако недостатки были очевидны: бронза была намного тяжелее стали или железа того же объёма, а также стоила гораздо дороже.
Что касается оставшегося железа, то его и вовсе не стоило рассматривать: оно было не только склонно к разрыву ствола, но и очень тяжёлым. При наличии возможности производить сталь, железо вообще не принималось в расчёт.
К тому же, основная цель этого литья пушек заключалась не в том, что Племени Хань не хватало военной огневой мощи, а в том, что железа было слишком много и его некуда было девать. Поэтому главной задачей оставалось потребление стали и железа. Раз так, бронза и подавно не пригодилась бы — разве она не была бы ценнее для изготовления денег?
Определившись с материалами, перешли к назначению. Пушки Племени Хань предназначались главным образом для обороны; для полевых орудий было ещё рановато, да и полевых сражений, в которых Племя Хань могло бы участвовать, не предвиделось. Поэтому Ло Чун решил спроектировать орудие двойного назначения — для кораблей и крепостей, что избавило бы от проблем с логистикой из-за слишком большого разнообразия моделей.
Проще говоря, речь шла об унификации калибра.
Корабельные пушки, установленные на судах, на самом деле тоже не имели большого значения, потому что у Племени Хань сейчас не было врагов, обладающих большими кораблями. Поэтому корабельные пушки, если и применялись, то только для атаки на сушу. Таким образом, пушка с высокой дальностью стрельбы и большой мощностью стала приоритетной целью для Племени Хань.
Калибр 12-фунтовой пушки составлял 121 миллиметр, что уже не так уж мало. В сочетании с двухметровым стволом при однократном заряде и угле возвышения в пять градусов эффективная дальность стрельбы могла достигать тысячи восьмисот метров. При полуторном заряде и угле возвышения в десять градусов дальность могла превышать две тысячи метров. Это были уже предельные показатели для гладкоствольных дульнозарядных пушек; даже пушка Наполеона в его прошлой жизни не имела таких характеристик.
Поскольку в Племени Хань были довольно развитые материалы, Ло Чун мог напрямую использовать литую сталь для изготовления пушек. А благодаря его передовым знаниям об оружии, он мог практически сразу достичь нужного результата.
Сначала он начертил эскизы на бумаге. Форма, сужающаяся спереди и утолщающаяся сзади, хорошо соответствовала характеристикам горения пороха, так как казённая часть пушки всегда испытывала наибольшее давление. Чем полнее сгорает порох, тем меньше давление в стволе на последних этапах движения снаряда, поэтому толщина ствола у дульного среза была тоньше.
В средней части ствола располагались две симметричные цилиндрические цапфы, что облегчало крепление к лафету и регулировку угла возвышения. Над казённой частью пушки было запальное отверстие, куда можно было установить кремнёвый замок, что значительно сокращало временную задержку между прицеливанием и выстрелом, повышая точность.
В конце пушки также имелся шарообразный набалдашник. Во-первых, он облегчал транспортировку, а во-вторых, позволял удобно регулировать угол наклона орудия. Это тоже было незаменимым элементом.
После того как чертежи были готовы, Ло Чун приказал отправить их на деревообрабатывающий завод в город Ханьян, чтобы там сначала изготовили деревянную модель в натуральную величину. Это облегчило бы округу Синьган производство форм для литья.
Метод литья пушек, естественно, был выбран метод литья в чугунные формы, поскольку до появления крупных прокатных станов и механических ковочных молотов это был, без преувеличения, самый передовой способ литья пушек. Метод литья в чугунные формы, или метод литья в железные формы, имел множество преимуществ: во-первых, высокую производительность, во-вторых, лучшее качество, что позволяло на порядок превосходить методы литья в глиняные и песчаные формы.
Изначально пушки отливали в глиняных формах, но глиняные формы были одноразовыми: после использования их разрушали и делали заново. Материал был недорогим, но главное, что это отнимало много времени. Для изготовления глиняной формы сначала нужно было придать ей форму из влажной глины, а затем сушить в тени не менее трёх месяцев, прежде чем её можно было использовать, что делало процесс чрезвычайно неэффективным.
Если бы формы использовались до полного высыхания, то при литье пушек высокотемпературный расплавленный чугун быстро испарил бы влагу из глиняных форм, образуя пар, который смешивался бы с чугуном. В результате внутри ствола образовывалось бы множество плотных пузырьков, создавая так называемый «сотовый» ствол, который разрывался после нескольких выстрелов.
Чугунные формы были лишены этих недостатков: их можно было сразу отливать из чугуна, не беспокоясь о пузырьках. Затем чугунные формы изготавливались в виде секций, которые скреплялись между собой защёлками, что позволяло легко разбирать и быстро использовать их повторно.
Однако это всё ещё не было пределом совершенства в технологии литья пушек. Использование чугунных форм считалось лишь половиной успеха в лучшей технологии литья. Другая, завершающая часть, называлась «охлаждением сердцевины».
Изготовление инструментов из стали и железа включало в себя ряд очень важных процессов, известных как закалка и отпуск. Литьё пушек не было исключением.
Как закаливать стальные пушки? Просто бросить их в воду или масло? Это было невозможно.
Закалка пушек должна была происходить изнутри наружу, с послойным охлаждением от ствольного канала к внешней стенке. Это и называлось технологией охлаждения сердцевины.
В сочетании с литьём в чугунные формы, процесс выглядел примерно так: сначала устанавливали полую стержневую форму с трубкой, затем на неё надевали наружную форму. После заливки расплавленной стали и её естественного остывания до красного каления, в трубку стержневой формы начинали подавать холодную воду, чтобы охладить канал ствола в первую очередь.
Как известно, большинство тел обладают свойством термического расширения и сжатия, и сталь с железом не исключение. Поэтому, когда внутренняя часть пушки охлаждалась первой, ствол быстро сжимался и стягивался изнутри наружу.
Таким образом, пушка, отлитая с применением технологии охлаждения сердцевины, естественным образом создавала внутреннее сжимающее напряжение: весь ствол плотно сжимался внутрь канала, как будто обхватывая его, что было гораздо эффективнее, чем любое количество внешних железных обручей.
Более того, благодаря тому, что внутренняя стенка пушки охлаждалась первой, твёрдость ствола после закалки увеличивалась, а прочность корпуса орудия постепенно возрастала от внешней части к внутренней. Таким образом, закалённый канал ствола значительно повышал свою долговечность.
Конечно, на этом всё не заканчивалось. Необходимая шлифовка была обязательным этапом, но обработка литых стальных пушек без станков и шлифовальных кругов представляла собой довольно сложный процесс.
Согласно знаниям Ло Чуна в этой области, внешнюю поверхность литых пушек обычно шлифовали сразу после отливки, пока орудие находилось в состоянии красного каления и его твёрдость была не так высока. Тогда его быстро очищали щёткой. Что касается канала ствола, его можно было обработать только с помощью расточного станка, иначе никак.
Однако и это не было слишком сложной задачей для Племени Хань. В отсутствие паровой машины для этой шлифовальной работы можно было использовать гидро- или ветряные расточные станки. Говорят, что самый первый цилиндр паровой машины Ньюкомена был выточен именно на таком водяном расточном станке, специально предназначенном для обработки орудийных стволов.
Значит, развитие пушек всё-таки было ради паровой машины!
Необходимо было сначала накопить технические знания, и когда всё встанет на свои места, паровая машина появится сама собой.
Разработав все эти планы, Ло Чун с нетерпением ждал новостей с Бамбукового острова. Он не знал, сработает ли идея этого Ню Вэя, и как продвигался план Племени Хань по распространению валюты на Бамбуковом острове: начался ли он уже и насколько успешно.
Глядя на двух детей, собирающих конструктор в гостиной, мысли Ло Чуна начали блуждать. Он размышлял о разных вещах, о том, куда направится Племя Хань в будущем. Его усилиям предстояло передаться этим малышам. Племя Хань не могло пасть, оно должно было стойко идти вперёд.
Однако Ло Чун не сильно беспокоился о том, что Племя Хань в будущем может расколоться. Пока он сам был жив, никто не посмеет восстать под его давлением. А если он успеет при жизни создать такое транспортное чудо, как поезд, то о расколе Племени Хань можно будет и вовсе не беспокоиться.
На самом деле, стабильность государства во многом зависела от транспортных возможностей. Если бы центральное правительство Племени Хань могло в течение 24 часов перебросить сотни тысяч солдат в любой уголок страны, то любые разговоры о восстании были бы просто шуткой.
Стоило только выйти нескольким воинским эшелонам, и кто посмеет бунтовать?