第440章 火铳制造要用到的学科知识

他走到工作台前,拿起炭笔在木板上画:“看,这是现在的设计——直筒管,从头到尾一样粗。火药在底部点燃,燃烧气体往前推弹丸。但在这个过程中,气体压力分布不均,底部压力最大,所以底部最容易炸。”

学生们恍然大悟。

李辰继续画:“怎么改进?设计渐缩管——底部粗,口部细。这样气体膨胀空间合理,压力分布均匀,就不容易炸了。”

“渐缩管的角度怎么定?这就要用数学了。气体膨胀规律、管壁承压能力、弹丸运动阻力……这些因素综合计算,才能找到最优角度。”

赵淑仪盯着公式,喃喃道:“原来……数学真能用在造东西上。”

“当然能。”李辰笑道,“不然我费那么大劲教你们干什么?走,去铁匠区。”

铁匠区,几个汉子正在打铁片。烧红的铁块在砧上反复锻打,火星四溅。

李辰拿起一片打好的铁片:“这是熟铁片,厚一分,用来卷枪管。但问题来了——怎么保证每片铁厚度均匀?”

铁牛道:“靠眼力,靠手感。”

“靠眼力手感,十片里能有八片合格就不错了,要量产,得靠工具,靠标准。”

他让铁匠拿来卡尺——那是墨燃设计的简易量具,木制,带刻度。

“看,用这个量。”李辰演示,“厚度超过一分一,不合格;低于九厘,也不合格。只有在一分正负一厘范围内,才算合格。”

李大柱挠头:“这么严?”

“必须严,枪管是要人命的东西,差之毫厘,谬以千里。一片铁厚薄不均,卷成管就有薄弱点,一开枪就炸。到时候炸死的不是敌人,是自己人。”

学生们脸色都凝重了。

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李辰继续:“但问题又来了——铁片在锻打过程中会变形,会冷缩,怎么保证每片都达标?这就要用到统计学。”

“假设打一百片铁,测量厚度,数据会呈正态分布。中心值是一分,大部分在一分正负一厘内,少数超出。我们的目标,是让这个分布越窄越好——也就是让产品一致性越高。”

周文远眼睛亮了:“所以要提高工艺稳定性!控制炉温,控制锻打次数,控制淬火时间……”

“对。”李辰点头,“而这些控制,都要数据支撑。炉温多高最合适?锻打多少次最均匀?淬火时间多长最韧?这些数据,要通过实验收集,通过数学分析,才能找到最优解。”

“现在明白了吧?数学不是纸上谈兵,是实打实的生产力。算得精,造得好;算得糙,造得差。就这么简单。”

中午,在制造坊的简易食堂吃饭。

饭菜简单——大锅菜,杂粮饼,管饱。但学生们吃得津津有味,边吃边讨论。

李大柱啃着饼说:“俺以前觉得,种地就是力气活。进了西大才明白,种地也得算——啥时候播种,啥时候浇水,都有讲究。”

铁牛点头:“打铁也是。俺爹打了三十年铁,全凭经验。可经验这东西,说不清道不明,传都难传。要是能像侯爷说的,把经验变成数据,变成公式,那后人学起来就快了。”

赵淑仪小口吃着菜,心里翻江倒海。她发现,自己从前在内院学的那些“本事”,在这里一文不值。真正的本事,是能解决实际问题的学问。

饭后,李辰带他们去试验场。

玄青正在试验新配比的火药。小道士小心翼翼地把不同比例的硝石、硫磺、木炭混合,装进竹筒,点燃引线。

“轰!”

一声闷响,竹筒炸开,白烟弥漫。

玄青记录:“第七组配比,威力中等,燃烧速度偏快。”

李辰走过去:“数据记全了吗?环境温度、湿度、装药密度……”