按照李智云的规划,兵工厂分为厂部和生产部两部分,厂部下设设计科、生产科、材料科、总务科等,生产部下设机修车间、铸锻车间、枪械车间,弹药车间、手榴弹车间等。
李智云上次离开长安时,兵工厂的建筑施工已经完成了百分之九十,等他从晋阳回来,不仅房屋建筑早已完工,设备都已安装完成,开始了正式生产。
兵工厂内分为办公区,生产区和家属区三大部分。办公区内目前只盖了一幢两层的办公楼,生产区除了锅炉房外,还盖了五栋厂房和三间仓库。厂房虽然都是砖木结构,但都很宽敞高大。每栋厂房长七十五丈,宽十丈,高一丈五尺,四面墙上都开了门窗,通风和照明良好。为了节约用地,家属区建了几十幢三层木制小楼,每幢楼内可住六户人家。
李智云从晋阳回来后的第一天,就去兵工厂参观和巡视。他首先去的当然是生产车间,在一众随从的陪同下,他先从锅炉房看起。锅炉房是一座方形建筑,长宽各八丈,里面安装了一台锅炉。由于兵工厂所需蒸气量很大,这座锅炉也很大,李智云估计与后世的四吨锅炉差不多。这座锅炉是工匠们根据他绘制的图纸制造的,十分粗糙简陋,其复杂与精密程度与后世的锅炉根本无法相提并论,但原理和功能相差不多。
锅炉最主要的一点是保证安全,由于没有压力表,无法知道容器内蒸气压力是否过大,从而避免锅炉爆炸。工匠们很聪明,安装了一根细铁管,根据容器内喷射出蒸汽的力道和声音的大小,来判断里面压力的高低,有点类似于后世的高压锅。
锅炉产生的蒸汽经过管道通往旁边厂房内的蒸汽轮机,驱动涡轮机旋转,然后将动力传输给一根长达五六丈的铁棒。铁棒上每隔两三尺就安装一只轮子,各种机床就安装在两旁,通过皮带传动装置,将轮子上的动力传输给机床,从而驱动机床运转。
由于没有橡胶,皮带是用粗麻织成的,很不耐磨,所以耗损率很高。至于机床,都是工匠们自制的,有车床,钻床和铣床,很是简陋,大部分部件都是木制的,勉强能用。其中车床最为重要,钻枪管和开膛线都要靠它了。
依靠蒸汽做动力,最大的缺点就是一旦涡轮机旋转,输出了动力,所有的机床都要跟着运转,不能想开就开,想停就停。李智云已经派人去寻找磁铁矿了,一旦找到了磁铁,再将铜材拉丝成线,有了磁铁和铜线,他就可以制造发电机了,用火力发力。有了电,下一步兵工厂就要实现电气化。
李智云来到了另一栋厂房,这栋厂房里有许多木制的工作台,上面安装着老虎台,还有砂轮机什么的,工匠们还造出了锉刀,老虎钳,卡尺等工具。当然,这儿也有许多机床,但这些机床都是手动的。
一些工匠正在工作。他走到一台车床旁边观看,这台车床的动力是一只直径三尺的木头轮子,木轮外面套上了铁制的加重轮,由一人转动轮子带动车床轮盘旋转。陪同的工匠介绍道:“旋转这只轮子很费力气,平均一个时辰就要更换一个人。”
他又来到了铸锻车间,这儿摆放着七八只坩埚,地上还有许多模范,有石范,泥范和砂范等。古代的铸造方法有石型铸造;陶范铸造,也就是泥型铸造;铁范铸造,也就是金属型铸造;此外还有失蜡铸造和砂型铸造等。
他看见一名工匠用铁钳将坩埚中熔化的铁水端过来,注入到砂型模范中,铁水让砂模发出了“嘶嘶”的声响,还冒出了一丝丝蓝色的烟尘,等铁水冷却后,铸件就成形了。车间的另外一半,就像是个大铁匠铺,有好几座炉膛,还有铁砧,铁锤等。几名工匠正在“叮噹叮噹”地锻打铁件,这是在进行锻造。由于没有电焊,所有的武器零件都是一次成型,或是铸造,或是锻造,成形后经过打磨,最后烤蓝。
制造现代武器,除了要工匠,设备外,还得有材料,其中最主要的就是钢材。从汉代起,古人就学会了炼钢,主要有块铁渗碳法,炒钢法,灌钢法,百炼钢法,炒铁渗碳法等,其中炒钢工艺一般可炼制锻钢和熟铁,灌钢工艺主要生产含碳较高的刃钢。
虽然这时候钢材的质量远远比不上后世专用的枪钢,可李智云现在资金有限,不可能开设炼钢厂炼出好钢,只能凑合着使用。好在他也不追求生产出的武器质量太优良,只要能达到一战时的水平,他就心满意足了。
接着,李智云又来到枪械车间,许多工匠正在这儿忙着造枪。枪支一般分为两种,一种是滑膛枪,俗称鸟铳,也叫献弹枪。另一种是线膛枪,也叫来腹枪。
李智云打算两种枪支都生产,鸟铳由枪管,火药池,枪机,准星,枪柄等构成,枪机采用隧发式,就是在击锤的钳口上夹一块燧石,传火孔边设有一击砧,射击时,扣动扳机,在弹簧的作用下,将燧石重重地打在火门边的击砧上,冒出火星,引燃火药击发。
来腹枪采用旋转后拉枪机,这种结构属于非自动枪机,原理是通过人力使枪机旋向一边开锁,再向后拉枪机来压缩击针簧和复进簧,并退出弹壳,最后靠复进簧推动枪机向前,推弹入膛并使枪机旋向另一边完成闭锁。二战时德国的矛瑟98,日本的三八大盖,就采取这种手动枪机。
李智云虽然画出了各种武器的图纸,但也只是示意图,并不是每个零件都画了出来。因为,有些零件他压根儿不知道是啥样子,至于每个零件的具体尺寸,他更是无从知晓。所以,他在厂部设置了设计科,专门从事武器的设计工作。设计科的那十几个人,都是隋朝旧臣,他们以前是负责河道修缮工程的,对测量、绘图等很是内行。大隋覆亡后,天下大乱,到处都在打仗,朝廷也不需要他们修理河道,所以,他们就丢了饭碗。李智云把他们找来,让他们画图纸。他打算等大唐统一后,再让这些人回去干老本行,这也算是为国家保留了一批人才。
设计科的人根据他提供的武器原理,与工匠们一起研究,制作出每一个零件,反复试验,合格后再将尺寸固定下来,绘制成图纸。
最后,李智云来到了炸药车间。炸药车间生产炸药和手榴弹。当初,李智云离开“娘子军”后,那几名工匠继续研究硝酸甘油炸药,不断地进行试验,改进原料的配比,使炸药的威力越来越大。
除了生产黑色炸药和硝酸甘油炸药外,这儿还生产威力更大的化学炸药。生产化学炸药最重要的原料是硫酸,古人很早就会生产硫酸,古代道士用硫酸来炼丹。生产硫酸最古老的方法,是用绿矾为原料,放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸。所以,古人称硫酸为“绿矾油。”李智云看见,车间墙角摆放着五六口农家腌菜用的陶缸,那就是用来盛放硫酸的。
至于手榴弹,制造出来的是木柄手榴弹,弹体是用熟铁锻打而成的,导伙索装黑火药作导爆药。
李智云离开长安的这几个月,兵工厂将各种武器的样品都制造出来了。他屁股上的伤好后,立即带人进行试验。可试验结果却令他十分失望,迫击炮和掷弹筒根本没法将炮弹打出去,不知是炮弹的原因还是其他原因。来腹枪也故障连连,无法进行正常的射击。只有鸟铳和手榴弹的效果符合他的期望值,而这两种武器的工艺相对简单,所以取得了令人满意的结果。
直到此时,李智云才明白过来,他的兵工厂虽然规模不小,但机器和工艺太落后了,只相当于后世家庭作坊的水平,想要现在就生产工艺较复杂的武器是不现实的,只有从生产最古老的火器开始,循序渐进,一边改进机器,一边提高工艺,再逐步向生产现代化的武器过渡。
于是,他叫停了来腹枪、掷弹简和迫击炮的生产,只保留了三个研究小组,等他们研究出合格样品后,再小批量生产。
除了生产鸟铳和手榴弹外,李智云还让兵工厂生产红衣大炮。这种炮由身管、药室、炮尾等部分构成,炮筒为铁制滑膛,弹药前装,可发射石弹,铁弹和爆炸弹等,它与鸟铳一样,工艺比较简单,虽然与现代火炮相比很落后,但用来对付没有任何火器、只装备冷兵器的军队,还是绰绰有余的。
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