海国图志/卷086
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铸炮铁模图说
编辑浙江巡抚刘片奏:查嘉兴县县丞龚振麟,于道光二十年六月,调赴宁波军营差委,因素有巧思,在营制造轮船。前钦差大臣裕谦,令督制军营一切器械,迨九月间。臣复令在省局监工,凡军器中一切应用机括之物,皆系该员督率指示。如铸造炮位向须合土为模,再行范金倾铸,而土模非月馀不能干燥,极为费手,上年冬问,雨雪连绵,模不能干,以致炮不能铸。该员冥心苦索,创为铁模,试用与土模无异,仍可源源熔铸,且事简功倍,所省工费尤多,不特内地工匠等所未知,并为西洋夷法所未有,其运施之灵,用心之细,实属不可多得。现在扬威将军,已照会臣将该员先行记功,以示鼓励。兹查出该员监造鸟枪,亦有不能合用,功罪不能相掩,是以臣声请一并交议。但其在局数月监造之器,不计其数,且多灵巧坚固,洵属劳绩懋著,即鸟枪之震落门盘,露有沙眼,亦因多加火药之故。况仅止四杆,为数无多,可否将该员应得处分,俯予宽免,奉旨准行。
庚子夏英夷犯顺,侵入舟山,其时振麟备职禾中,奉檄赴甬东,见逆帆林立,中有船以筒贮火,以轮击水,测沙线,探形势,为各船向导,出没波涛,维意所适,人佥惊其异,而神其资力于火也。振麟心有所会,欲仿其制,而以人易火,遂鸠工制成小式而试于湖,亦迅捷焉。中丞刘公开制船事,令依前式造巨舰,越月而成,驶海甚便。中丞又以炮架旧式重滞,仅能直击,与林少穆制府其相筹画,拟数千斤重器置于上,畀一人之力,使之俯仰左右旋转轰击,授以绳墨。振麟得以师承其意,而如法以成,即图中磨盘架四轮车是也。辛丑秋八月,蛟门失事,省城添局制造,授振麟以铸炮事。铸炮向以合土为模,经旬累月,一模始成,一铸即废,不可复用,当军书旁午,缓难济急,且时入冬令,雨雪连绵,制尤不易。尝谋一劳永逸之计,殚思竭虑,拟以铁易土为模,而苦无成法,遂以私臆创造,模成后鼓铸便捷,旋蒙入告,并以所呈图说刊订成书。移谘沿海,同人纷索,遂复校刊是编,叙而存之,以志一时之知遇云尔,龚振麟自序。
炮始于范蠡,然飞石击人,非火攻也。元人得西洋炮轰取襄阳,后不甚著。前明中官郑和造大舶征服西洋诸国,招徕粤东通市,于是中国有佛郎机炮。兵家者言,盖缺如也。惟泰西汤若望火攻挈要秘要两卷,专讲炮法,颇为详备。然其建炉造模之繁难,甚于内地,内地泥模,层层笋合,虽较汤法简便,泥以水合,非一月不能干透。若值冬令雨雪阴寒,晴霁绝少,则非三两月不能干透。且一铸之后,随即毁之,当军兴紧迫之际,何能咄嗟而办。禾城龚振麟县丞,精于泰西算法,故制造军械,皆能覃思极巧,神明乎规矩之外,如造夷船式,炮车用四辋,可以推拽进退,车上另用磨盘木四面旋转,皆堪施放。辛丑夏,英夷犯顺,予从事镇海粮台,兼管炮局,甚虑制造之艰缓,与商变通之法。振麟拟创铁模,工匠骇为河汉,既而铸造若干,著有成法,其法至简,其用最便,一工收数百工之利,一炮省数十倍之赀,且旋铸旋出,不延时日,无瑕无疵,自然光滑,事半功倍,利用无穷。辟众论之,异轨开千古之法门,其有裨于国家武备者岂浅鲜哉。道光癸卯四月上浣,东牟鹿泽长识。
制铁模法
编辑视炮之大小,约分为几节〈(或四五六七节均可,总以炮身之长短为准,长则约分多节,不必拘定)〉。合土按各节式,做成泥炮以为心〈(每节上下卯笋,须极吻合)〉。烘透接成一泥炮,使无偏倚〈(炮箍炮耳,及照星花纹起线处,悉照式完备)〉。然后用土按节,合成外模〈(照铁模本身外线做成车板于内面车旋,务令极圆)〉,烘透。每节于径线分为两瓣〈(如合瓦式须极正极匀为要)〉,倾铸时,从炮口一节起,首先另做成圆平土托一块〈(亦烘极干)〉。将炮口一节泥炮,倒竖于托上,次将外模一瓣亦竖于托上,与所竖泥炮遥对务准〈(中间留出空位,即系炮模地步)〉。覆用熟泥,补平烘透〈(与两边瓣缝相平直)〉。再将次一瓣合成一节,用两铁箍箍紧,另用烘透之泥圆板一块〈(周围与节周相等)〉,覆于一节之上〈(圆板与节相合,须先做成笋槽,俾第二节之卯笋可以相属)〉。板上留出铸口范铁倾铸,成一节之一瓣。亦待冰透即将先立之一瓣,轻轻退开,除净所补之泥,仍旧合好箍紧〈(每瓣相合之缝际,须做小卯笋,扣合俾无参差之弊)〉。复取泥圆板覆上,范铁倾铸,则一节合瓦式成矣。且缓出模,仍然安置不动,待冰透取去上覆泥圆板,将第二节之泥炮,接于已铸之第一节泥炮上,次将外模一瓣,续于已铸之第一节外模上,亦如前法用泥补好烘透,再加次一瓣接合,用箍箍好,上覆泥圆板,按次倾铸。凡各节层层悉如前法,次第倾成,务使相属〈(各节两瓣相合之缝,须令错落如砌砖墙之真缝同式)〉。凡每节之一瓣,须用口字样熟铁钮二个,相对嵌入,使安放有准〈(须于未铸之先,反嵌于外模里面,留出口字下脚使铁汁自为齿住)〉。以上各节铸完,即将内外泥胚去净,磨光听用,用后放于干燥处所,不可近潮气,虽用至数百次,完好如初,永无弊矣〈(若铸四千斤以上至万斤炮之模,惟将每节分为三瓣,馀法同)〉。
铁模铸炮法
编辑先将每瓣内面,用细稻壳灰和细沙泥调水,用帚薄薄刷匀,如粉墙状。次用上等极细窑煤调水刷之,两瓣相合〈(如合瓦形)〉。用铁箍箍紧,烘热,节节相续,馀法皆与用泥模同,至倾足成炮后,立可按瓣次序,剥去铁模〈(如脱笋壳状)〉,露出炮身,凝结未透,尚属全红,设有不平处所,即用铁丝帚铁锤收拾,是以凿洗之工可省。并可立出炮心,除净泥胚,膛内即天然光滑,亦不费旋洗之工矣。
铁模利效
编辑一、铁模用一工之费而收数百工之利也。始造时仍先用土分段合成,较泥模工料加至二倍,既成之后,一劳永逸。虽倾铸数百次,愈久愈熟,非若泥模一铸即成瓦砾废器,是以两泥模之工之用,而作数百次之工之用也。
一、铁模用匠之省无算也。改用铁模,则泥模之工料,以及舂泥打泥板之小工可省,所需惟做炮心之匠,铸炮之匠耳。如用匠四十名,每日可出炮三位。若赶办二日相牵,可出九位。虽阴雨亦不能间阻,计算一炮之工,仅费数千文,是一炮较泥模,已省至十馀倍矣。
一、铁模用匠,可限定工程也。盖泥模须舂泥极熟,打泥板待曝干作模,又须层层用炭烘透,工匠藉辞拖延时日,督催严则倾铸时,故使瑕疵丛生,而诿于督催过严,泥未舂熟,模未干透之故,使督者无从置辞。而铁模则永无此弊,故可定限,刻期而成。
一、铁模铸成炮后,可省修饰之工也。泥模铸后,即成瓦砾,嵌于炮身,须用多工细细凿洗修饰,今铁模所铸,立刻出模,炮身自然干净,丝毫不加修饰,则修饰之工省矣。
一、铁模所铸,可省洗膛之工也。泥模所铸,非两三日不能冰透,使火气内攻,熔汁浸润于膛心胎上,出之既属不易,洗之更费工程,无论如何旋洗,总难一气光滑,不若铁模所铸旋铸旋出,火气不致内攻,膛胎出之既易,复能天然光滑,上下如镜,施放可以致远而无涩滞之弊。
一、铁模铸炮,可无蜂窝之弊也。泥模虽费,用炭火烘足,外面干透,而土性自润,一见热汁,则潮气自生,是以腾沸不已,即生蜂窝,不能坚结浑然,施放可虞。今铁模无湿气可生,无腾沸之事,则蜂窝不起矣。
一、铁模可经久收藏,以备岁修之用也。泥模不特一用即废,且开工后,必须待至一月左右,始能范金倾铸。是待一炮之成,已须经月之久。今铁模既成,目下倾铸,收利无算足,用后仍复完善如初,可以收藏,以备岁时添补修改之用。其时只须置炉做炮心,不待天时,立可范铸,二三日炮即成就,用毕复可收藏,垂之永久,利用无穷焉〈(如军行塞外,道路修阻,炮身重滞,搬运不易,可将炮模携带,随地鼓铸尤为便捷)〉。
按:制炮法,炮之一身,厚薄轻重,均有一定准则。故西法有比例推算之说,要皆以膛口空径为则,譬如一炮,约定膛口空径为一寸,则炮墙近尾处应厚一寸,近耳处应厚七分五厘,口边应厚五分〈(故自外观之口锐而尾丰)〉,耳之圆径及耳之长,俱应一寸,比例相生,作为定率推步,是以炮体大而膛口亦大,故可用数十百斤封门之弹。不然,则炮体蠢然重滞,炮口窄不容拳,徒有数千斤之名。虽食药多而子力不称,安望其致远乎。若谓前法膛大墙薄,有炸裂之虞,盖未细推耳。即照空径一寸推之,近尾处厚亦一寸,计通径为三内,减空径容积得面积〈(六寸二十八分三十一厘八十五毫)〉。较空径面积〈(七十八分五十三厘九十八毫)〉,已大至八倍矣。以八倍之力束之而尚炸裂,必是铁料不善,岂可诿之于厚薄间耶。似比例相生之法,为至善也。至位置炮耳,前后有四六比例之法,以轻重计之〈(不可以寸尺计为至要)〉,自耳中心至炮口,十居其四。二自尾珠至耳中心,十居其五八,再以炮体围圆定上下〈(以耳之外圆线上切炮体之中线,则耳就下,适得其半,如捧托然)〉。不特运用轻捷,俯仰如意,更无纵跳倾欹之弊。
又药膛火门,亦有一定之法。炮膛内须置药膛〈(药膛径小于炮膛径二分许)〉,底圆口微敞,如茶杯里面底形〈(所重在底圆万不可平)〉。开火门须于紧挨药膛之极底处,则无后坐之虞。此工匠最难措手处,略不经心为其所误,虽制作精细,亦为废物矣〈(开火门法,铜铁各异,铜炮于铸成后,用尺内外比量极准以钻开之。铁炮先用熟铁缠丝,打成火门管听用,俟铸时安稳泥心胎之际,将火门管置于心胎尖上,极正极准,而后范金倾铸即成矣)〉。
銕模全式
泥炮心式
第一节銕模式瓣分势
第一节銕模右瓣分势
第二节銕模式
第三节銕模式
第四节銕模式
第五节銕模左瓣分式
第五节銕模右瓣分式
铸造洋炮图说〈(福建监生丁拱辰著)〉
编辑西洋铸炮之法,首在煆炼之工。而围径之大小长短,又须俱合算法。且药膛为炮身吃重之处,尤须坚厚得力,方无炸裂之患。是以西洋炮身,尾粗而头细。至于铜铁之性,各有不同,铜则性柔,铁则性刚。铸铜炮则工本甚巨,铸铁炮较为省费,果能锻炼精纯,即铁亦胜于铜。各省之铁,惟粤省所产者为佳。其中又有荒山,及新旧黑麻铁、洋麻铁数种。所谓洋麻铁者,系产自外洋,其荒山铁者,系在荒山采矿炼成新片铁也。又从而煆之,谓之新黑麻尖锅铁。此铁性较纯,铸炮匠工初只用八成,而用荒山新片铁七成,合熔铸成炮位,多有蜂窝,后经改新黑麻尖锅铁,加至八成,取其坚实,配以荒山新片铁二成,或以新黑麻尖锅铁七成,配以洋麻铁三成,加工煆炼铸成质体,内外一律光润,始无蜂窝之患。至于头尾之粗细,药膛之大小,亦须配造合式。其炮耳安置更要合宜,轰震可期稳固耳。若偏前,炮发则炮身后仰耳。若偏后,则炮头下覆,要在轻重衡平,置耳自宜微后,又须偏下,不宜过高,方为合法。其泥模务须焙干,否则火气下激,水气上蒸,水气大,则蜂窝亦多,蜂窝多则有炸裂之患,故须炮口朝上灌铸,则后尾之铁较为坚实,其安引门更要得法,若引门直大,则火气透泄,发火必迟。偏前则必后坐,其孔必须自后微斜,前透入药膛底,不可分毫向前,烘药一燃,炮即发出而不动摇。至于炮膛为炮身之主宰,而受药之处贵乎圆坚,方免涩滞。须按围径大小,另铸一生铁药膛。其引门用熟铁打就,贯入膛底。将铁心先用青麻或藤皮裹住,后用泥滚圆晒干。先上沙浆,次用白土泥浆敷上。用木矩板限住,转圆俱合围径之数,晒干用火焙透,外用乌烟擦之。贯入生铁药膛内,上用泥条顶住,使炮心居中不移。将泥模逐层安上。其合缝处,用泥盖护,又用铁箍束住,使其不脱。用火烧红,俟冷时内用乌烟擦之,周围用干土舂实筑之,以固其模。铸时其铁水务须熔炼纯熟,去净渣滓,接续倾铸,不宜延缓间断,至满为度。俟过三四日火气稍退,将土撤卸,去其模,则炮形自露矣。更俟冷透卸下,取出炮心,再用炭火烧过,俾铁性一律纯熟,然后令工匠打磨炮身,务要内外光滑,钻通引门,刻镌字号,试验演放,响亮稳固即可合用。今绘图式,以备参考。
铸炮弹法〈(丁拱辰)〉
编辑凡铸炮弹无论大小务要取其光圆坚实,围径尺寸须合膛口。不官过大过小大则药力闭塞,恐有涩滞,小则药力泄气,弹出无力。而弹子又有数种,如实心及通心等类。大抵三五千斤小炮,可用实心弹子,若八千斤至万馀斤之大炮,近则实心弹子亦可用,远则弹子重大恐难得,力又不若,用通心弹子较为轻捷。所谓通心者,系弹子中大用下铸时即通一圆孔,用木塞住两头,外仍取圆用油灰弥补光平。譬如一万一千斤大炮用实心弹子约无七十馀斤,若通心即可减去一二十斤,分出用木塞无亦不过五十馀斤。其体轻可以击远,至于铸弹子之法,若用两模配合铸出,则中腰必露线痕,不能光滑,必须先用蜡作弹形围径取圆,再用泥包外模,上留一眼,用火焙其模,则蜡自熔泻而出,而模中自空然后从眼内倾铸开模,则其弹光圆无痕。若铸通心弹,十先作泥心一条,将蜡配成弹子圆形,再用泥包外模亦如前法,泄蜡灌铸,则模开弹出。中虚一孔,而围径亦光圆,此铸弹子之大略也。
铸炮图式
炮模式
三千斤铁炮式
二千斤铁炮式
四千斤铁炮式
一千四百斤铜炮式
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