“盘龙峪牌”土制润滑油的成功研制,暂时缓解了兵工厂机床设备的“关节炎”之痛。`我.地*书·城+ *蕞*辛!蟑′劫+埂`辛-快~
莫兴华也终于能够将更多的精力,重新投入到82毫米迫击炮的攻坚任务之中。
在对日造九七式81毫米迫击炮进行了详细的“解剖和“逆向工程”之后,“82迫攻坚小组”己经对这种级别迫击炮的整体结构和关键技术有了比较清晰的认识。
炮闩、击发机构、炮架、底座等部件的设计和试制工作,在李二牛和张嘎等人的努力下,也都在有条不紊地进行着。
然而,与60毫米迫击炮一样,82毫米迫击炮的研制,最终还是卡在了最核心、也是技术难度最高的部件——炮管上。
82毫米迫击炮的口径比60毫米增大了近百分之西十,其发射时产生的膛压也相应地成倍增加。这就对炮管材料的强度、韧性和抗疲劳性能提出了更为严峻的挑战。
根据对日造九七式81迫炮管的初步分析,其采用的钢材,其综合力学性能要明显优于盘龙峪兵工厂目前能够稳定生产的“莫氏特制三号钢”。
如果首接用“特制三号钢”来制造82迫的炮管,很可能无法承受如此高的膛压,存在着炸膛的巨大风险。
虽然莫兴华和王大锤他们也在持续地对“特制三号钢”的冶炼和热处理工艺进行改进,力求进一步提升其性能,但这是一个循序渐进的过程,短期内难以取得突破性的进展。
面对炮管材料的难题,莫兴华再次陷入了沉思。+w`d?s,c¢w¨.·n¢e_t^他知道,如果不能找到一种可靠的炮管制造方案,82毫米迫击炮的研制就只能是纸上谈兵。
就在他一筹莫展之际,一个大胆的、甚至有些异想天开的念头,突然从他的脑海中闪过——既然短期内无法冶炼出整体性能足够强大的单一材料炮管钢,那么,能不能借鉴古代制造优质刀剑时常用的“包钢”或“夹钢”工艺,以及现代复合材料的设计理念,制造出一种多层复合结构的炮管呢?
这种多层复合炮管,其核心思路是:内层采用兵工厂能生产的、韧性最好、塑性变形能力最强的钢材,例如经过特殊处理的、碳含量较低的优质低碳钢,这种钢材虽然强度不高,但不容易发生脆性断裂,即使在高压下发生屈服,也只是产生塑性变形,从而起到一定的“缓冲”和“吸能”作用,避免灾难性的炸膛事故。
而外层则采用兵工厂能生产的、硬度和强度最高的钢材,例如经过极限淬火处理的“莫氏特制三号钢”的高硬度版本,或者少量从特殊渠道获得的、硬度极高的高碳工具钢,以提供足够的外部支撑和抗压能力。
通过将这两种性能各异的钢材,以特定的方式紧密地结合在一起,形成一个内韧外硬、优势互补的复合管材。
莫兴华将这种多层复合炮管的制造工艺,形象地称之为“千层饼”工艺。
这个设想一经提出,立刻引起了王大锤等老师傅的浓厚兴趣。他们虽然不懂什么现代复合材料的理论,但对于古代刀剑锻造中的“百炼钢”、“折叠锻打”等工艺,却是耳熟能详。+q′s¢b^x\s?.?c,o\m¨莫兴华的这个“千层饼”炮管,在他们看来,与那些千锤百炼出来的宝刀利剑,倒有几分异曲同工之妙。
然而,将这个大胆的设想付诸实践,其难度之大,远远超出了所有人的预料。
王大锤作为兵工厂锻造和焊接技术的“头把交椅”,再次承担起了这项极具挑战性的任务。他需要在莫兴华提供的、经过反复计算和优化的设计方案的指导下,精确控制每一层钢材的选材、厚度、加热温度、以及锻打和接合的力度与时机。
例如,在采用多层锻焊工艺时,他需要将不同材质的钢板或钢棒,在高温下反复锻打、折叠、再锻打,使其层与层之间形成牢固的冶金结合,并且要尽可能地避免在层间产生夹杂、气孔或未焊透等缺陷。这个过程对操作者的经验、体力和对火候的掌控能力,都是极大的考验。
又例如,在尝试采用热套接合工艺时,则需要精确控制内外层管的尺寸公差和加热温度,稍有不慎,就可能导致套合不紧或内外层管损坏。
经过了无数次的失败和尝试——有的因为锻焊开裂而报废,有的因为层间剥离而失效,有的甚至在初步的加工过程中就暴露出致命的缺陷——王大锤和他带领的锻造小组,终于在一九西二年八月中下旬,成功锻造出了第一根外观基本合格的、采用“千层饼”工艺制造的多层复合82毫米迫击炮炮管的毛坯!
这根炮管毛坯,从外表上看,与普通的钢管并没有太大的区别,但如果将其横向切开,仔细观察其断面,就能隐约看到一层层不同颜色、不同纹理的金属组织,如同古树的年轮一般,记录着它不平凡的“诞生”历程。
然而,仅仅锻造出毛坯还远远不够。
这根“千层饼”炮管,还需要经过精密的内膛镗削和外圆车削加工,才能达到图纸要求的尺寸和形状。
更重要的是,它还必须通过严格的“水压试验”,以检测其在高压下的承压能力和安全性,确保其在实弹射击时不会发生意外。
在那个年代的根据地,自然不可能有专业的火炮水压试验设备。莫兴华只能再次发挥他的“土法创造”精神,设计了一套简易的水压试验装置。
这套装置的核心部件,是一个能够产生高压的手动液压泵,这是他根据系统中关于早期液压千斤顶的原理图,指导李二牛他们用厚壁钢管、活塞和单向阀等零件土法制造的,虽然效率低下,但能产生的压力却不小。
液压泵通过高压管路与待测试的炮管相连。炮管的两端则用特制的、带有密封圈的堵头进行严密的封堵。
在管路中,还安装了一个从废弃的蒸汽机或锅炉上拆下来的、经过校准的旧压力表,用来监测炮管内的水压变化。
试验开始前,先将炮管内充满清水,并排除掉所有的空气。然后,由两名力气最大的工人,轮流操作手动液压泵,缓慢而持续地向炮管内加压。
所有参与试验的人员,都远远地躲在临时搭建的掩体后面,通过一个小小的观察孔,紧张地注视着压力表上指针的缓慢攀升。
当压力表上的指针,逐渐接近莫兴华根据材料力学原理计算出的、这根“千层饼”炮管的设计安全极限压力时,所有人的心都提到了嗓子眼。
“吱…嘎……”
突然,从被测试的炮管处,传来一阵令人心悸的、细微的金属扭曲或撕裂的声音!紧接着,压力表上的指针猛地一跳,然后开始缓慢下降!
“停!快停下!”莫兴华立刻大声喊道。
工人们迅速停止了加压。
待炮管内的压力完全释放后,莫兴华和王大锤才小心翼翼地走上前去,仔细检查那根刚刚经历过“生死考验”的炮管。
他们发现,炮管的整体结构并没有发生明显的破坏或变形,但其表面的某些部位,却渗出了一些细小的水珠!仔细观察,原来是在炮管中段某一层的接合处,出现了一条极其微小的、肉眼几乎难以察觉的裂纹!
虽然第一次水压试验并不算完全成功,但这根“千层饼”炮管并没有在极限压力下发生灾难性的炸裂,这本身就己经是一个了不起的进步!
而且,这次试验也成功地暴露出了“千层饼”工艺目前还存在的一些不足之处,例如层间结合强度可能还不够均匀,某些部位可能存在应力集中等等。
这些宝贵的经验和教训,为后续改进“千层饼”炮管的材料选择、改进锻焊或套合工艺(、以及增加结构的安全系数等方面,都提供了清晰的方向。
莫兴华知道,82毫米迫击炮炮管的攻关之路,依然漫长而艰险。
但“千层饼”工艺的初步成功,以及水压试验这道“鬼门关”的首次尝试,无疑为他们最终摘取这颗“战争之神皇冠上的明珠”,注入了强大的信心和动力!