11月底，忙碌了二个半月，燧发枪车间扩大水轮膛床的规模，已经发展到了3套，每天人歇机器不歇，一天可生产合格30杆步枪。1611式乙步枪做到人手一把，现在一营正在轮流适应新枪训练，东面操场上整日枪声不断。民众不堪其扰，以纷纷提出异议。秦睿不得以主动带兵，去了城外开辟了第二训练场。在监督操练新兵之余，秦睿开始对火炮进行改进。
  在十八世纪以前，由於青铜比铁轻，容易铸造，而且经久耐用，是制造火炮的主要材料。南海城铸造的火炮主要是铜质的，铁质的比较少。
  之后，各国都大规模扩建海军，使得舰炮的需求暴增。因为铁的成本只及铜的五分之一，所以铁炮逐渐替代了青铜炮，成为各国战舰的标准装备。秦睿正打算铸造的就是铁炮。
  现有33人炮匠组都是有经验的工匠，分成两组：一组铸造铜炮，以李明德为首；一组以王铁锤为主的铸铁炮。
  王铁锤带领铁炮组，能铸造“佛郎机炮，虎蹲炮”，使用所用的方法就是泥模。大明朝廷对这些工匠看管的还是很严格的，如果不是秦海走了捷径也淘不到这些人。
  泥模铸炮所用的泥模耗时较长多达一个多月，而且泥模虽然说经过烘干，但里面依然可能有水分，而且铸炮灌入铁水后，高温必然让那些水分变成水蒸气，进而水汽进入铁内，从而造成铸造出来的火炮有蜂窝现象，这样的炮容易炸膛，所以为了减少炸膛的可能性，泥模制造的火炮通常都是壁非常厚，而孔径小（放的炮弹就小）威力小。
  同时铸炮炮管的合格率较低约30%。泥模铸炮还有一个缺点，泥摸使用一次就报废了。（铸造完毕后，将泥模打碎取出），没有能重复使用，这样不仅工期长，而且还造成铸造出来的火炮口径不一，从而没法形成规模化生产炮弹。
  明朝的铁矿石大部分是贫铁，含硫量较高，特别是北方铁矿。质量低于欧洲，所以冶炼出来的钢铁质量自然比西方差。所以同样是泥模铸造、采用同样的工艺技术，原材料的差距使得明国的火炮不如西方。
  而布兰德聘请的2个炮匠，能铸造“英国加农炮，西班牙大将军火炮”，所用的方法便是沙模。他们非常佩服这里的人，能练出这么优质钢铁，因为在同时期西方也没有多少钢用来铸炮。
  沙模铸炮则不同，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。砂模铸造需要在砂子中，放入成品零件模型或木制模型（模样），然后在模样周围填满砂子，开箱取出模样以后砂子形成铸模。为了在浇铸金属之前取出模型，铸模应做成两个或更多个部分；在铸模制作过程中，必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔。铸模浇注金属液体以后保持适当时间，一直到金属凝固。取出零件后，铸模被毁，因此必须为每个铸造件制作新铸模。
  砂型铸造工艺流程：制作木模－翻砂造型－熔化－浇注－落砂－去浇冒口清理－检验入库。沙模铸炮需要1～2天时间，铸炮时间大大加快了，铸造合格率大大提高达到40%，明显要比泥模优势十分明显。
  秦睿分析两种常用方法，合格率都是特别低。对这一年中两百多门炮的报废数量，有点头大，秦睿放出话来不解决成品率过低的问题，铸炮车间就一直停工下去。带领李李工和王工一起研究不合格火炮。根据资料记录：90%以上都是出现裂缝或炸膛，10%是由于冷却受热不均匀引起的炮管变弯曲。
  秦睿想到用金属模造炮。就是使用高熔点的钢坯铸造金属模具，铸造的大炮不仅具有建设周期短的优点，而且还具备重复利用的优点——这样不仅减少制造周期而且还能使得大炮尺寸一致，其工艺还可以减少出现蜂窝等缺陷的可能性。例如铁模各瓣之间和各节之间采用的定位方法，就是继承和发展了古代陶范和金属型的榫卯定位工艺措施。又如铁模把手分铸、采用双层涂料等，也是传统铸造的技艺。铁模炮的缺陷也十分严重，铁模导热快，铸件冷凝快，导致容易得到白口铁。而白口铁性脆，无法用机械镗孔，甚至也不能直接在炮身上钻火门。白口铁制的火炮在发射过程中会产生裂纹，反复使用甚至会炸裂。
  铁模炮虽然性能比大部分本土的泥模炮优秀，但还是远不如英国的沙模炮。金属磨具铸炮如果能解决白口化的问题，也是非常棒的铸炮方法。也即内模水冷技术，这个技术还可以实现炮管自紧。想到这说干就干，安排铸炮车间工匠们分工协作。
  在铸造炮管时，用来作炮管内模的模具换成空心的，中间加上冷却水管道，然后往里面注冷却水就行了。当然这冷却水管道必须要作成可循环样式来保证内膜温度稳定，譬如采用u型管模式从里面开始注水，这样持续循环冷却。唯一的问题是冷却速度，也就是水循环速度是有讲究的。太快冷却的话内管会破裂，必须有适当的速度进行才行。
  相信只要经过不断的实验支持，用不了多久就能得到各种环境和条件下的水循环的数据。这种方法可以大幅加快铸炮速度和合格率达到90%以上，并且更重要可以大幅提升炮管寿命，即利用铁的热胀冷缩的物理属性，实现炮身自紧，同时降低了生产成本。可以说在秦睿的带领下，南海城铸炮将独步全球，领先全世界上百年。
  对于铜炮铸造虽然成本高，但这个时代对铜炮却是情有多钟。采用方法就是古人常用的失蜡法。蜡制成铸模，外敷造型材料，成为整体铸型。加热铸模将蜡化去，形成空腔铸范，浇入液态金属，冷却后得到成型铸件。用于铸造具有复杂形状的铸件。像春秋时期的祭祀用的鼎，西汉的长明灯等，都是失蜡法的代表作。用这种方法铸造铜炮效果是不错的。
  实心钻膛技术才是以后发展的方向，秦睿经过对此各种铸炮方法选择用失蜡法铸造铜炮和铸铁法铸造钢炮。钢炮能比铁炮承受更大的膛压，同口径的火炮可以装更多的火药，产生大于同口径其他材质火炮的效果。
  对于实心钻膛技术，秦睿在前面燧发枪制造中，在有图纸条件下，用了两个月才完成仿制工作。顺便也完成了水轮炮筒膛床工作。由于使用的材料是钢材，坩埚高碳钢对钢材的加工刀具材料要求高，暂不能完美加工。
  他还根据百年后英国海军装备的火炮经验，以弹丸的重量划分，主要是8磅、12磅、18磅、24磅和32磅42磅六种火炮，口径分别为10.4厘米、11.5厘米、13.1厘米、14.4厘米、15.9厘米和17.4厘米。42磅炮因为射速较慢，逐渐被淘汰。其他五种火炮的长度相访。
  这个时期火炮的射程并不远，以24磅或32磅火炮为例，射角4度时，射程可达1350米；射角抬高到8度时，可及2250米。在100米的距离上，24磅炮发射的实心炮弹能够穿透5英尺厚的橡木。这个真正的海战中，还没有出现线列舰阵互殴年代，双方往往在一、两百米的距离内以水平射角快速发射，这时射速比射程重要得多。
  而陆战主要使用类似拿破仑火炮的短身管火炮。炮身只有一米半长，主要用于近战。由於炮身短，这种火炮重量相对较轻，32磅短炮只和6磅长炮一样重。
  有了火炮就需要发挥威力，那么炮弹就需要提前准备了。火炮的炮弹铸造有实心弹，开花弹，霰弹，链式弹等。
  实心弹不用讲了用的是统一规格的大铁球型。
  霰弹其实是一个铁皮桶，里面装填数十颗铅弹，铁皮桶出膛即分解，於是数十颗铅弹向前以扇面飞行。霰弹的主要作用是杀伤人员。
  链弹是铁链相连的两颗实心弹，主要用于破坏桅杆和风帆。
  开花弹即是空心装药的榴弹，爆炸弹都使用延时引信。而这些延时引信都使用类似的延时药管作为延迟装置。通常其结构是在某种管内装入少量火药，点燃后可以按照预定的速度燃烧。炮手视所需要的射程计算炮弹飞行需要的时间，然后按照计算出的数据将引信切割成合适的长度，以使其尽量在预定的距离爆炸。火炮发射时，炽热的火药气体从炮弹的边缘通过，点燃信管中的火药，而炮弹则在火药气体的推动下飞出炮口，一定时间后被引信引爆。
  这里要注意的是，由于火药气体的压力很大，如果引信不是朝向炮口方向的话，很可能被火药气体吹进弹体之内，造成炮弹在炮管内爆炸的恶性事故。
  秦睿记忆中出现的最终解决方案是：为炮弹加装一个软木或木头和布料做成的底托，这种做法不但避免了引信在膛内意外起爆的问题，还有效的增加了火炮的精度和炮膛的闭气问题，实在是一举多得。
  很多时候发射出去的爆炸弹都只能靠炮手，来保证会不会在预定的距离起爆——也正以为如此，炮手们往往习惯将引信截得比预定的引爆时间要长一些。毕竟，如果炮弹飞到预定的距离还没能起爆的话，还能指望它在接下来的绚丽而短暂的旅途中打中点什么东东，最多就是好看的烟花罢了。
  秦睿还想到可能就是把开花弹和铁球弹结合在一起，即拥有铁球弹硬度同时拥有开花弹爆炸的破坏性，秦睿于是就用金属模具快速铸造铁球，这样就成了空心的白口铁，将其整体放入铁箱子密封，铁球碳化热处理，退火后形成带有韧性的灰口铁，这样弹体强度就大大增强，还带有易于钻孔的特点，同时还可以减少壁厚增加装药，在搭配上尾部木质弹拖增强弹体稳定性，这绝对是滑膛炮时代的利器。
  说做就做，仅用一天时间就做了10个样本，根据实际发射的效果来看，在炮弹有效距离内，精度高的吓人，破坏力更是无敌。秦睿立即做了指示：将铁球炮弹交给铁匠门制作，只做各种统一规格的空心铁球。至于热处理和打孔那部分就让另外的工匠来做，然后运到组装车间，装药和固定木托，封箱运到中转库，严格保密工作做的做的滴水不漏。
  最后对于火药又对王铁锤他们强调一下，黑火药用的配方比是75%：10%：15%。这个比例用于枪用发射造效果最好，而炮用配方比则是：78%：8%：14%炮用发射药，放出的热量大，温度高，杀伤力足。
  这是明朝缺乏化学知识所不能达到的。火药也不是粉末状而是颗粒状的。火药由于明朝监管严格，只有矿山还能收集到一些，木炭很简单，自己就能烧制，硝酸钾即土硝也能做到，硫磺更是能买到，所以自己大规模制造火药问题不大。
  人员还不够，需要大大招聘。后续会对员工进行评级，以提升工作效率。按照新的铸炮方法，每两天可以得到3门铁炮，口径从6磅到32磅都有。每门都经过三次试射，从低于标准量—标准量—超量，测试效果很好！工匠们都激动的跳了起来，因为他们团体将一笔不菲奖励。
  试炮结果证明了铸炮时内模水冷法是有效地。然后需要做的就是多多铸炮，以期进一步降低成品率达到想要的结果。
  看到这秦睿内心愉快的微笑出“哈哈”，从此！秦睿的前途从此将一片光芒。
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