第二十六章后立(第2 / 3页)
在制作粗坯的过程中,每进行一道工序,都要对其进行非常细致的检查,尤其是内层炮管,必须确保没有任何裂纹。因为内层炮管上哪怕是最细小的龟裂,在射击时巨大膛压的作用下,都可能发生崩落,崩落的钢屑如果造成炸膛,那么巨大的战舰将在一瞬间被自己发射的炮弹炸上天。
在锻造车间里,100吨级水压锻造机是最基础的设备。作为退火炉附属的400吨级水压锻压机,生产炮轴的1000吨级、2000吨级水压锻压机,650毫米砸边机,450毫米轧钢机才是主力设备。
此外,这里还有炮管用钢材加热槽、炮管镶嵌塔,炮管应力调整塔等多种大型设备,都是当时东亚地区技术最先进的设备。能与之匹敌的日本民营武器生产企业,仅有三井的日本制钢所和三菱的长崎兵器制作所两家。它们都是以造船为主要业务,拥有铸造、锻压、工程机械、电机、金属加工等多个大型车间,具备相当强的军火生产能力。直到今天,日本制钢所仍是日本最重要的军工生产企业,日本自卫队几乎所有火炮的炮管都是由这里出产的。作为战列舰最重要的武器,生产1根大口径主炮管需要非常复杂的技术。日本明治维新后,开始建造现代战舰时,曾有相当长一段时间主炮炮管完全从国外进口,通过引入技术,消化吸收,到了1910年代后期,日本已经可以自行生产大口径舰炮了。粗略地算来,从铸钢开始,需要几十道工序,才能完成一根主炮炮管,这是一个相当复杂,需要大批熟练技术工人和专业设备的高难度工作。
2.需要**型设备支持的粗坯制造
从建造过程上粗略来分,制造1门主炮,可以分成制作粗坯和精细装配两大部分。
制作粗坯是最基础的工作,虽然用不着精细加工,但需要很多大型机械。参考日本当年的海军学院于1934年制订的《火炮生产参考书》,我们可以从铸造钢锭开始,一步步地了解一堆铁矿石是怎样变成l门装在战列舰上的410毫米口径大炮。
动力方面就不要多想了,因为悲剧的材料学导致坑人的发动机。
至于火炮:战列舰是人类历史上火炮威力最大的战舰,其大口径主炮的威力远非陆军火炮可比,在航空母舰出现前,它是威力最大的海战武器。当时一个国家海军力量的强弱,战列舰的吨位与主炮口径是最主要的衡量标准。
1918年,第一次世界大战结束后,日本为了争霸,拨巨资建造新的战列舰。1920年完成的长门级战列舰,是世界上第一级安装了410毫米口径主炮的战舰,在当时是主炮威力最大的战列舰。
那么,长门级战列舰主炮的威力到底达到了一个什么程度呢?如果按炮弹重量、炮口初速、弹着点杀伤力换算,1门410毫米主炮,相当于当时陆军最主要的75毫米野炮190门。如果加上副炮、高射炮及鱼雷等武器,1艘长门级战列舰的攻击力,相当于日本1400门75毫米野炮,比几个炮兵师团的威力还要大。
那么,长门级战列舰主炮这样威力巨大的火炮是如何制造的呢?下面就详细介绍一下日本长门级战列舰主炮制造流程。
最基础的原料就很复杂,包括44吨铁屑,33吨上等钢屑,2吨镍和铬,36吨用来对铁渣进行脱炭、脱氧的石灰石等辅料,总计115吨。它们被送入平炉中加热到1700度,化成钢水后,浇铸成巨大的钢锭。然后这块钢锭会被加热到1300度,进行调质,使钢锭的结晶更均匀,更适合锻造。
火炮炮管如果只由一层金属直接制成,称为单层炮,如果是多层金属套在一起组成,称为多层炮,如果内层炮管加上钢丝加固,则称为钢丝套炮。长门级的410毫米主炮就是由内外两层炮管组成,其中还加入了钢丝进行加固,以抵抗射击时巨大的膛压。每根炮管需要浇铸4块钢锭,以后要分别制成炮口套管、炮尾套管、外层炮管和内层炮管。
经过调质后的钢锭送上锻压机进行初步成型,把它锻制成圆柱体后,再进行一次退火,以消除冷却时产生的内部应力。
由于在铸造过程中,钢锭底部最容易出现问题,需要用大型锯片切割机将底部切去,切断的部分约占钢锭总体积的5%。同时,容易出现问题的顶部也要切去,这里切得更多,约为20%.也就是说,用115吨原料铸造出来的钢锭,有近l/4是无用的废料。此外,钢锭中心也是铸造中容易发生问题的部件,所以在锻压成型前,要用大型钻孔机的超长钻头把钢锭中心钻掉。
钻好孔的空心圆柱被送入加热炉内,加热到1600度。为了保证它受热均匀,加热炉采用一氧化碳为燃料。直到钢柱被烧得通红,温度均匀后,才被拉到大型水压机上,锻压成炮管的形状,成为最基础的粗坯。
1.高超的钢铁生产技术是基础
首先,要想制造这种大口径火炮,高超的钢铁生产技术是必备的基础。
日本明治维新后,开始建立现代军队,对新式武器的需求快速增加,仅从国外购买无法满足需要。随着军工企业的发展,在陆海军的催生下,日本钢铁制造业在明治中期有飞速发展。1880年,日本海军在东京、筑地的兵工厂内引进了坩埚炼钢法,这是日本最先进的现代化炼钢企业。随后为了生产舰炮,1890年,日本横须贺兵工厂引进了最新的3吨炼钢平炉,开始生产优质钢材。
经过近20年发展,到了1911年的大正时代,日本炼钢技术已经有了相当水准,横须贺的兵工厂生产战舰用中小口径火炮已经不成问题,吴军港已经具备了生产大口径舰炮及炮塔的能力。这些工厂的没备经过改进,可以生产炮管用的100吨高级钢材。同时,日本也掌握了与主炮炮管生产相配套的多种技术,可以生产战列舰的主炮了。
那么生产大口径舰炮的钢厂需要多少设备呢?我们仅以当时日本国有的室兰制钢所例,来粗略计算。日本室兰制钢所的铸造车间占地面积为4791平方米,其中有50吨钢炉2座,25吨钢炉6座,10吨钢炉2座,是当时日本模较大的钢广。为了在车间内运送大型铸件,车门里装有50吨和120吨的天车。