第324章 彈道學的爭論
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物理小組的教室裏,氣氛凝重。
喬兮月下達了第一個任務。
“自由討論,拿出你們認為可行的初步方案。”
她的話音剛落,一位須發皆白的老匠師便站了起來。
他叫孫思,是兵部火器司的首席大師傅,鑄了一輩子的火炮。
大周軍隊現役的所有紅夷大炮,都出自他的團隊之手。
孫思的聲音洪亮,帶著常年被爐火熏烤的沙啞。
“公主殿下,各位先生。”
孫思 先是行了個禮,然後指著黑板上的“三倍射程”,直截了當地說。
“想要射得更遠,道理很簡單。”
“炮管加長,炮壁加厚,火藥加量。”
他的構想,簡單粗暴。
但卻是在場絕大多數人,腦海中浮現的第一個念頭。
孫思從身邊抱起一摞厚厚的圖紙。
那些圖紙的紙張已經泛黃,邊角都起了毛邊,上麵沾滿了油汙和汗漬。
“這是我們火器司,曆代試炮的記錄。”
孫思將圖紙一張張鋪在桌上,指著上麵的數據。
“景元三年,我們試製過一門長一丈二的將軍炮,用藥八斤,炮子重十斤,射程三百二十步。”
“景元七年,我們將炮管加長到一丈五,用藥十斤,射程就達到了三百八十步。”
“宣和二年,我們用上了從西洋傳來的紅夷大炮技術,炮身更厚,用藥十二斤,射程就突破了四百步!”
他指著圖紙上一條條清晰的記錄,每一份數據,每一個結果,都指向了一個結論。
“火炮的威力,核心就在於裝藥量。”
孫思的聲音斬釘截鐵。
“隻要炮身足夠堅固,能承受住更多的火藥,炮彈自然就能飛得更遠。”
“想要達到三倍射程,依老夫看,就得造一門前所未有的巨炮!”
“炮管長度,至少要達到三丈!炮壁厚度,要在一尺以上!單次裝藥量,不能低於三十斤!”
他描繪的這門巨炮,讓在場的年輕學子們,都忍不住倒吸一口涼氣。
那將不是一門炮。
而是一座,可以移動的鋼鐵小山。
“隻要格物院的百煉司,能提供足夠堅固的新式鋼材,老夫就有把握,將這門巨炮給造出來!”
孫思的話,擲地有聲。
他的方案,基於他一輩子的實踐經驗,有理有據。
在場的許多人,都下意識地點了點頭。
“經驗派”的觀點,簡單,直接,也最容易被理解。
一力降十會。
隻要力量足夠大,一切問題,都將迎刃而解。
然而,就在這個方案即將得到多數人認可的時候,一個略顯稚嫩,但卻異常清晰的聲音,響了起來。
“學生,有不同意見。”
眾人循聲望去。
說話的,是一個名叫徐光的少年。
他隻有十六歲,是那場嚴苛的算學考試中,成績最好的三人之一。
在喬兮月的第一堂物理課上,他也是提問最多,領悟最快的一個。
徐光站起身,對著孫思邈和喬兮月,深深鞠了一躬。
然後,他走上了黑板。
所有人的目光,都集中在了這個略顯單薄的少年身上。
孫思看著他,眉頭微皺,眼神中帶著一絲不悅。
一個毛頭小子,也敢質疑自己一輩子的經驗?
徐光沒有理會眾人的目光。
他拿起粉筆,在黑板上,畫出了一個炮管的剖麵圖。
然後,他在炮管的底部,畫上了一團代表火藥的陰影,和一顆代表炮彈的圓球。
“孫大師傅,各位先生。”
徐光的聲音有些緊張,但條理卻很清晰。
“根據公主殿下所教授的力學知識,炮彈之所以能被發射出去,是因為火藥在密閉的炮管內瞬間燃燒,產生巨大的推力。”
他用粉筆,在炮彈後麵,畫了一個指向前方的箭頭,代表推力。
“但是,火藥的爆炸,並非隻產生向前的推力。”
徐光又在火藥周圍,畫出了無數個,指向四麵八方的,更小的箭頭。
&na的公式,單純地、無限製地增加火藥量,會導致爆炸的威力,在瞬間就超過了炮彈所能承受的極限。”
“大部分的能量,並不會轉化為推動炮彈前進的有效功。”
“它們會轉化為巨大的衝擊波,向四周逸散。一部分,會變成震耳欲聾的巨大噪音;而另一部分,則會成為一股毀滅性的力量,從內部,衝擊和破壞我們的炮身。”
徐光的話,讓在場的人都愣住了。
但徐光接下來的解釋,卻讓他們無法反駁。
“我們試炮時,經常會遇到炸膛的事故。這正是因為裝藥量過多,爆炸的力量超出了炮身材料的承受極限。”
“而炮聲越響,往往並不代表射程越遠。那隻是意味著,有更多的能量,被浪費在了製造噪音上。”
徐光的聲音,變得越來越自信。
“所以,學生認為,想要提升射程的關鍵,不在於讓火藥‘炸’得更響,威力更大。”
“而在於,如何讓我們有限的火藥,所產生的能量,更‘持久’、更‘穩定’、更‘高效’地,作用在炮彈上。”
“我們追求的,不是瞬間的爆發力。”
“而是持續的,平穩的,將炮彈加速到最高速度的,加速度!”
一番話,如同晨鍾暮鼓。
狠狠地敲在了每一個人的心上。
孫思的臉色,變得有些難看。
他無法反駁徐光的理論,因為炸膛和噪音,確實是他多年來都無法解決的頑疾。
但他一輩子的經驗告訴他,不加火藥,炮彈根本飛不遠。
“紙上談兵!”
孫思冷哼一聲。
“說得頭頭是道,那你倒是說說,如何才能讓火藥的力量,變得‘持久穩定’?”
教室裏的氣氛,瞬間變得緊張起來。
理論與經驗的第一次碰撞,火花四濺。
爭論,進入了白熱化的階段。
所有人都看向喬兮月,等待著她的裁決。
然而,喬兮月並沒有直接判定誰對誰錯。
她隻是緩緩地,走上了講台。
她從徐光手中,接過了那支粉筆。
“徐光說對了一半。”
喬兮月的聲音很平靜。
“能量的有效利用率,確實是關鍵之一。”
“但,還有另一個關鍵,被你們所有人都忽略了。”
她說著,在黑板上,畫出了兩個截然不同的炮彈形狀。
一個,是所有人都無比熟悉的,實心鐵球。
另一個,卻是一個他們從未見過的,怪異的形狀。
它的頭部,是尖銳的錐形。
中間是圓柱體,尾部則帶著一絲平滑的弧線。
整體看上去,就像一個拉長了的,兩頭尖中間粗的紡錘。
“左邊,是我們的過去。右邊,是我們的未來。”
喬兮月指著那個紡錘形的炮彈。
“你們有沒有想過,炮彈在飛出炮口之後,是什麽東西在阻礙它繼續前進?”
不等眾人回答,她便自己公布了答案。
“是空氣。”
“我們看不見,也摸不著的空氣。”
喬兮月在黑板上,寫下了“空氣動力學”五個大字。
“空氣並非虛無,它由無數微小的粒子組成。當炮彈在其中高速飛行時,會與這些粒子發生劇烈的碰撞,產生巨大的阻力。”
她指著那個球形的炮彈。
“球形的物體,在飛行中,迎風麵巨大。它就像一堵牆,在硬生生地,撞開前方的空氣。這會消耗掉巨量的動能,並且,空氣的擾動,會讓它的飛行軌跡變得極不穩定,忽上忽下,忽左忽右。”
“這就是為什麽,我們的火炮,在遠距離上,根本毫無精準度可言。”
緊接著,喬兮月的手指,移到了那個紡錘形的炮彈上。
“而這種紡錘形的炮彈,它尖銳的頭部,就像一把鋒利的刀。”
“它不再是‘撞’開空氣,而是像利箭一樣,‘切’開空氣。”
“它能以最小的代價,穿過空氣的阻礙,保持更長久的飛行速度。”
“同時,它流線型的身軀,能讓空氣平穩地從它表麵劃過,不會產生過多的擾流,從而讓它的飛行軌跡,保持最大限度的穩定。”
這個全新的構想,再次顛覆了所有人的認知。
炮彈的形狀,竟然還有如此大的學問?
孫思看著那個紡錘形的炮彈,陷入了沉思。
他想起了工匠們在打磨兵器時,總是力求將箭頭和刀刃磨得無比鋒利。
難道,這和公主殿下說的“切開空氣”,是同一個道理?
然而,喬兮月投下的重磅炸彈,還遠遠沒有結束。
她緊接著,在炮管的剖麵圖內部,畫上了幾道清晰的,螺旋狀的凹槽。
那幾道線條,從炮管的底部,一直延伸到炮口。
仿佛在堅硬的鋼管內部,雕刻出了幾條盤旋而上的巨龍。
“這是什麽?”一個年輕學子忍不住問道。
“我稱之為,‘膛線’。”
喬兮月的聲音,帶著一種不容置疑的魔力。
她解釋道。
“當我們使用這種紡錘形炮彈時,炮彈的外壁,會與這些螺旋狀的膛線,緊密地咬合在一起。”
“當火藥爆炸,炮彈被向前推出時,這些螺旋膛線,就會迫使炮彈,在前進的同時,進行高速的,自發的旋轉。”
喬兮月說著,拿起講台上的一個陀螺,用力一抽。
陀螺在桌麵上,飛速地旋轉起來,穩穩地立著,紋絲不動。
“根據我教給你們的‘陀螺效應’,一個高速旋轉的物體,會擁有極強的穩定性。”
“它會頑固地,抵抗任何試圖改變它姿態的外力。”
喬兮月指著那個旋轉的陀螺。
“被膛線賦予了高速旋轉的炮彈,就像一個巨大的,在空中飛行的陀螺。”
“它能最大程度地,抵抗飛行途中,因為風,因為空氣擾動,所產生的一切不穩定因素的幹擾。”
“它的彈道,將不再是一條難以預測的弧線。”
“而是一條,精準的,筆直的直線!”
膛線。
旋轉。
陀螺效應。
這一個個全新的概念,像一把把重錘,將眾人腦海中,關於火炮的舊有認知,砸得粉碎!
他們感覺自己的大腦,已經完全不夠用了。
公主殿下所描繪的這件武器,已經完全超出了他們的想象極限。
那不再是他們所熟悉的火炮。
那是一件,來自神明書房裏的,末日兵器!
短暫的死寂之後,質疑聲終於爆發了。
第一個站出來的,依然是老匠師孫思。
他的臉色漲得通紅,情緒無比激動,他不是在質疑,而是在質問!
“公主殿下!”
孫思的聲音都在顫抖。
“在炮管內部,刻畫如此精密的紋路,這……這根本不可能做到!”
“就算做到了,這也會嚴重破壞炮管的密閉性!”
“火藥的推力,會從這些凹槽的縫隙裏,泄露出去!”
“炮彈的威力,隻會更小!射程隻會更近!”
孫思指著黑板上的膛線,幾乎是在怒吼。
“這樣的設計,違背了火炮製造,幾百年來的所有祖宗之法!”
“老臣,絕不同意!”
他的話,說出了在場所有工匠的心聲。
在他們看來,炮管內部,必須是絕對光滑的。
這是常識,是鐵律!
在裏麵刻畫凹槽,讓火藥漏氣,這簡直是瘋了!
一時間,教室裏,所有人的目光,都充滿了懷疑和不解。
理論,終究隻是理論。
它與現實之間,隔著一條無法逾越的鴻溝。
麵對所有人的質疑,麵對孫思那近乎冒犯的質問。
喬兮月的臉上,卻沒有任何情緒波動。
她沒有再做任何解釋。
也沒有去爭辯什麽祖宗之法。
她隻是平靜地,走到了那塊巨大的,幾乎已經被寫滿了的黑板前。
她找到一處空白的地方。
拿起粉筆,重新畫出了一張全新的,結構更加複雜的設計圖。
圖紙上,不再是傳統的前裝一體式炮管。
而是在炮管的尾部,增加了一個獨立的,可以用插銷和螺杆固定的,可以自由打開和閉合的金屬結構。
那個結構,看起來像一個堅固的“門”。
畫完之後。
喬兮月轉過身。
目光掃過在場的每一個人。
她清冷的聲音,在寂靜的教室裏,再次響起。
“在解決彈道問題之前,我們先解決另一個問題。”
“裝填。”
