第440章 火铳制造要用到的学科知识(1/3)
西大临时教室。
李辰在黑板上写下最后一道题：“已知火铳管长三尺，火药燃烧产生推力恒定，弹丸重三钱。求弹丸出膛速度？”
台下学生埋头苦算。
三角函数、牛顿定律、能量守恒……这些新学的概念在脑子里打架。教室里只有炭笔划在木片上的沙沙声，偶尔有人挠头叹气。
赵淑仪第一个放下炭笔：“侯爷，学生算出来了。”
李辰走到她桌边，看了看演算过程：“思路对，但这里错了。火药推力不是完全转化为动能，有损耗。要乘个系数，约零点七。”
“损耗？”赵淑仪不解，“损耗在哪里？”
“管壁摩擦，空气阻力，还有部分能量以热和声的形式散失，实际工程中，理论值要打折。这个折扣系数，得通过实验测定。”
另一个学生举手：“侯爷，那这个系数怎么测？”
“问得好。”李辰拍拍手，“都停笔。今天咱们不待在教室里算题了，去个地方——翡翠谷，火铳制造坊。”
学生们眼睛都亮了。八十个人齐刷刷站起来，桌椅板凳一阵响。
“不过，”李辰抬手，“不能都去。制造坊地方小，机密多。只能带十个成绩好、嘴严实的。”
学生们又蔫了。李辰点名：“赵淑仪、周文远、李大柱、铁牛、玄青……”
被点到的兴高采烈，没点到的垂头丧气。
李辰笑道：“没去的别灰心。等这十个学明白了，回来教你们。这叫以点带面，传帮带。”
半个时辰后，翡翠谷入口。
墨燃早就在等了，看见李辰带着十个学生过来，眉头皱得能夹死苍蝇：“侯爷，您真把他们带来了？这里头可都是机密！”
“放心，我心里有数，这些都是西大尖子，嘴严实。再说，光靠咱们几个人闷头搞，搞到什么时候？得培养后备力量。”
墨燃打量那十个学生。
赵淑仪他认识，其他几个有面生，也有认识的。
“行吧。”墨燃勉强点头，“但丑话说在前头——进了制造坊，眼睛可以看，耳朵可以听，嘴巴得闭紧。谁敢往外说，别怪我不客气。”
学生们赶紧保证：“学生明白！”
进了制造坊，热气扑面而来。
左边是铁匠区，几个赤膊汉子在打铁，叮当声震耳欲聋。右边是木工区，刨花飞舞，木香弥漫。中间是试验场，地上摆着各种半成品和失败品。
李辰指着试验场：“都看见了吧？这就是理论落地的地方。你们在教室里算的那些公式，在这里都要变成实物。”
他拿起一根炸裂的铁管：“比如这个。管壁厚度两分，按理说够厚了，为什么还炸？”
学生们围过来看。铁管从中间裂开，裂口参差不齐。
赵淑仪仔细观察：“裂口边缘有发蓝的痕迹……是过热了吗？”
“对。”李辰点头，“火药燃烧温度极高，铁管局部过热，强度下降，就炸了。怎么解决？”
铁匠儿子铁牛举手：“加厚管壁？”
“加厚会增加重量。”李辰摇头，“士兵端不动。”
周文远推推眼镜：“那……用更好的材料？比如钢？”
“钢比铁韧，但更难打制，成本高。”李辰道，“而且问题不只在材料，在设计。”
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，
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李辰在黑板上写下最后一道题：“已知火铳管长三尺，火药燃烧产生推力恒定，弹丸重三钱。求弹丸出膛速度？”
台下学生埋头苦算。
三角函数、牛顿定律、能量守恒……这些新学的概念在脑子里打架。教室里只有炭笔划在木片上的沙沙声，偶尔有人挠头叹气。
赵淑仪第一个放下炭笔：“侯爷，学生算出来了。”
李辰走到她桌边，看了看演算过程：“思路对，但这里错了。火药推力不是完全转化为动能，有损耗。要乘个系数，约零点七。”
“损耗？”赵淑仪不解，“损耗在哪里？”
“管壁摩擦，空气阻力，还有部分能量以热和声的形式散失，实际工程中，理论值要打折。这个折扣系数，得通过实验测定。”
另一个学生举手：“侯爷，那这个系数怎么测？”
“问得好。”李辰拍拍手，“都停笔。今天咱们不待在教室里算题了，去个地方——翡翠谷，火铳制造坊。”
学生们眼睛都亮了。八十个人齐刷刷站起来，桌椅板凳一阵响。
“不过，”李辰抬手，“不能都去。制造坊地方小，机密多。只能带十个成绩好、嘴严实的。”
学生们又蔫了。李辰点名：“赵淑仪、周文远、李大柱、铁牛、玄青……”
被点到的兴高采烈，没点到的垂头丧气。
李辰笑道：“没去的别灰心。等这十个学明白了，回来教你们。这叫以点带面，传帮带。”
半个时辰后，翡翠谷入口。
墨燃早就在等了，看见李辰带着十个学生过来，眉头皱得能夹死苍蝇：“侯爷，您真把他们带来了？这里头可都是机密！”
“放心，我心里有数，这些都是西大尖子，嘴严实。再说，光靠咱们几个人闷头搞，搞到什么时候？得培养后备力量。”
墨燃打量那十个学生。
赵淑仪他认识，其他几个有面生，也有认识的。
“行吧。”墨燃勉强点头，“但丑话说在前头——进了制造坊，眼睛可以看，耳朵可以听，嘴巴得闭紧。谁敢往外说，别怪我不客气。”
学生们赶紧保证：“学生明白！”
进了制造坊，热气扑面而来。
左边是铁匠区，几个赤膊汉子在打铁，叮当声震耳欲聋。右边是木工区，刨花飞舞，木香弥漫。中间是试验场，地上摆着各种半成品和失败品。
李辰指着试验场：“都看见了吧？这就是理论落地的地方。你们在教室里算的那些公式，在这里都要变成实物。”
他拿起一根炸裂的铁管：“比如这个。管壁厚度两分，按理说够厚了，为什么还炸？”
学生们围过来看。铁管从中间裂开，裂口参差不齐。
赵淑仪仔细观察：“裂口边缘有发蓝的痕迹……是过热了吗？”
“对。”李辰点头，“火药燃烧温度极高，铁管局部过热，强度下降，就炸了。怎么解决？”
铁匠儿子铁牛举手：“加厚管壁？”
“加厚会增加重量。”李辰摇头，“士兵端不动。”
周文远推推眼镜：“那……用更好的材料？比如钢？”
“钢比铁韧，但更难打制，成本高。”李辰道，“而且问题不只在材料，在设计。”
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，