第三章 胡城战役 第十节 蒸汽炮
目录：初级春秋| 作者：法拉第| 类别：历史军事
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归豹他们，包括归章、章通等人都对此感到很奇怪。去看看小说网 w-W-w.7-K-aNKan.c-o-m。.适合作战的时间是5月到8月，可是他们从4月等到7月底了，楚军还是没有动静。不少人紧张的神经开始有点疲惫，栾元甚至提出楚国可能不想为去年的战败报仇了。
和薳书、养敖商量后，归豹决定还是集中起1000人的队伍，携带脱粒机等设备去蓼城周围收割粮食。这其中200人就是原计划的诱敌部队，但改由养锜代替养敖率领。其他800步卒将首先充当农民。
姜海涛也对楚军的按兵不动感到意外，而且心情开始有点烦躁。在自己的鼓动下，归豹、养敖他们作了那么多准备工作，现在却有可能是白忙活。从这点来说，他有点希望楚军早点来，既给个结果，也能证明自己的那些设计很厉害。另一方面，他又担心自己的计划中有什么纰漏，结果来个城破人亡。
在这种心态下，姜海涛又开始琢磨起“新武器”。钢铁、火药都还无从下嘴，那刀枪剑戟、火炮鸟枪自然也就没戏。还能发明什么呢？这时一个偶然的机会让他把目光转向了高压锅。
那东西本来是为改善饮食设计的，但蒸汽机作为工业革命的标志，姜海涛当然不可能忘记。利用高压锅里的蒸汽造一台蒸汽机，姜海涛以前曾经想到过，但立马就放弃了。蒸汽机里面到底是什么结构？好像有什么汽缸、气门之类的，自己可没有清晰的记忆。而且就算他当时琢磨出里面的结构，还要面临怎么造的问题。连造兵器的铜都不够，哪有材料造这没谱的大家伙？所以姜海涛当时没有再考虑下去。
现在铜的来源正在恢复和增加，姜海涛觉得可以重新想一想了。可是他马上就发现有一个重要问题自己还是无法解决：如何让蒸汽推动活塞持续运动。这恐怕得像汽车发动机一样，有一些放汽、排汽的阀门，让蒸气轮流进入汽缸的两侧，或者是两个汽缸。嗯，想一想都有点头疼。至于怎样把活塞来回的往复运动变成转动，应该没多大问题。磨床上的连杆传动机构已经用了一段时间，工匠们已经积累不少经验。把木制的连杆、飞轮换成青铜的，大概就可以实现。
往复结构的蒸汽机结构太复杂，于是姜海涛又想到了蒸汽轮机。可是再仔细一想，那玩意肯定是在往复式蒸汽机的后面发明的，技术难度恐怕更大。别的不说，蒸汽吹出来的速度就应该很快才行吧？
蒸汽轮机让姜海涛突然产生了灵感，把高压锅的发展方向从蒸汽机转向了更像武器的另外一个东西——蒸汽砲。
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用石字旁的“砲”，是因为它暂时只能发射石头造的弹。而且火字旁的“炮”，肯定要留给今后用火药的武器当名字。那玩意肯定是要搞的，虽然现在还无从下口。
蒸汽砲的具体结构，姜海涛首先想到的是造一根铜管，后面和高压锅连着，中间一个阀门。
他简单算了算：现在高压锅里的内部压力都在2个大气压左右，和外界相比，就是压强高1公斤/平方厘米；如果这根铜管内径10厘米，那也只有78公斤推力，和踏张弩的拉力差不多；1米长的炮管，可以让蒸汽提供7**焦耳的能量，接近砲弩了；这些能量如果全部用来推石弹，1公斤的，可以让它达到39米/秒的速度，理论最大射程155米；再像弩那样，考虑能量利用效率，如果是50%，可以让石弹飞出78米。
这个结果看起来还不错，但蒸汽能量的利用效率能达到50%吗？姜海涛没有多大把握。他感觉应该比弩、弓的能量利用效率高。因为除了砲弹吸收后转化为动能的能量，剩下的大概只有蒸汽的动能，而这里蒸汽的重量，肯定要比弓弦、弓臂轻得多，所以浪费的能量肯定更少。去看看小说网 www.7kaNKan.com。不过就算效率能到50%，78米的射程也不算远，换成2公斤石弹就只能飞39米了。
看来有必要提高蒸汽砲里的推力，或者它的长度。增加砲管里的推力，一是增大高压锅里的压强，二是加大砲管的口径。这就好比后世的39倍口径身管105毫米榴弹炮，对52倍口径身管155毫米榴弹炮。
让高压锅增压，效果应该更好。现在这些高压锅的壁厚都有1厘米，根据试验得到的青铜抗拉强度数值，理论上能承受100个大气压的内部压力。考虑安全余量，也应该能承受10个大气压吧？
姜海涛从来没试过把高压锅烧到那么高，于是他立刻调了一台进行试验。
烧水前，他还在高压锅外贴了一个压针式温度计，打算测量一下水温，但很快就发现这样得到的数值很不准确，因为锅壁的温度要比水温高多了。在没有放任何安全阀的情况下，锅盖上的小眼里嗤嗤地冒蒸汽时，温度计上的温度就已经达到了150℃。对于姜海涛来说，水温并不重要，于是他拆下了这个温度计，放上标准小铜帽后继续烧水。
在0.2公斤的小铜帽被顶起，也就是锅内压力比外面高1个大气压后，他们给三个安全阀都换上了特制的0.3公斤小铜帽。等到它们被顶起时，表明锅内压力已经达到了2.5个大气压，比外面高1.5倍。随后是换0.4公斤小铜帽，锅内蒸汽压力继续上升，但速度慢了下来。好不容易到了0.8公斤的铜帽被顶起，表明锅内压力已经超过外面4个大气压了，时间已经又过去一个多小时。
虽然高压锅还没出现什么问题，但好几个理由促使姜海涛放弃了继续升温的打算。
第一是加热时间太长，在战场上不现实。第二是现在继续升温太慢了，应该是因为锅体本身已经很热，向外散热太快。负责照看柴火、监视安全阀的两名工匠都热得大汗淋漓，过几分钟就得换人。姜海涛决定今后给这高压锅的四周包一个保温层，然后再试一试。这也提醒他，应该给现在的高压锅都加一圈保温层，以节省燃料。保温材料，可以和垒筑炉窑的材料一样。
按照现在这个高压锅的压力，每平方厘米已经有4公斤。放到100毫米口径的蒸汽砲里，就有314公斤推力，可以把射程提高到先前的4倍，也就是314米。
井和豫听到这个结果后，都感觉难以置信。姜海涛也对这有点怀疑。到底能不能射那么远，只能造个砲管试看看。这时姜海涛遇到了一个难题——阀门。
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把高压锅里的蒸汽放到汽缸里，速度肯定不能慢。像排汽阀那样的小眼，嗤嗤冒出的蒸汽虽然也很厉害，但显然不可能在砲管里产生314公斤的推力。开个大阀门口，又面临如何密封的问题。
姜海涛首先想到的是自来水龙头上的那种开关。可那是球形或圆形的，里面的具体结构他也不了解。似乎有一个球形的东西在里面，中间穿了一孔，顺过来后水就能流，横过来后水就断了。里面应该还有垫圈之类的密封件。现在要造一个球形的东西，还要封到另外一个东西里，表面光滑得不漏汽。嗯，想想都很困难。
然后是风箱上的活门，翻转着开关。不过活门是方的，这里难道要造一个方形的阀门？在小区、厂区里见过的锅炉，还有通水蒸汽的暖气片，上面的阀门可都是圆的，为什么没有方的呢？这方的圆的有什么关系吗？姜海涛想不明白，决定先直接设想一个方形的阀门：管道内一个翻板，有一根轴穿到外面，外面一根杠杆。(去看看小说网 www.7kankan.com)翻板平时横在管道里，挡住蒸汽；转一个直角后，就可以让蒸汽通过。这根轴显然在中心最合适，可以让开关的力最小。这时姜海涛感觉到，工程师们把阀门设计成圆的，大概就是为了中间的翻板，因为圆形的似乎好加工一点。阀门的口径，他定在了120毫米，比砲管口径的100毫米大一点。因为翻板自己就有10毫米的厚度，就算阀门完全打开时也会挡住中间的位置，因此要想让蒸汽顺利流动，这里的孔径必须稍大一点。
这个阀门要尽量避免蒸汽泄露，还得考虑如何铸造，所以姜海涛和工匠们在细节上要费不少功夫。
首先，阀门得分成两部分，否则无法把翻板、轴弄进去。于是姜海涛把阀门设计成前后两段，之间有半圆形的轴孔，铸造在一体的翻板、转轴、杠杆会放到这里，然后两段拼合。两段拼合处的外面都有一圈凸出边，磨平了，中间有一圈沟槽放皮革条，像高压锅的锅盖一样，然后用青铜夹**。青铜夹是形的，里面比两个凸起相叠后的厚度要小一点，必须用锤子敲下去，这样就能保证紧密。
这种凸出边和铜夹，也将是蒸汽管道之间的连接方式。姜海涛回忆起这东西好像叫什么“法兰”，是用螺栓连接两段管子。想到这里时，他想了想自己能不能造螺栓，可发现螺纹的精度要求太高，现在很难达到。
整个阀门的铸造难度不大，因为春秋人已经掌握了多种铸造工艺。用比较费时的失蜡法，还有合铸法都可以完成这个青铜阀门的铸造。磨平法兰之间的结合面也不算多困难，因为它们也就相当于一个直径15厘米的高压锅。可是阀门中间那个翻板和阀门内壁的接合面，就有些难度，很费时间了。工匠们利用卡尺仔细测量、修整蜡模，打磨翻板的边缘和阀门的内壁，费了不少工夫，但这个阀门在第一次盛水试验中还是出现了滴水现象。而且这个现象不仅出现在翻板周围，还出现在转轴孔那里。
姜海涛对轴孔又改进了一下：在孔上开了两圈沟槽，轴上则套了两个皮圈，正好嵌到沟槽里。这虽然增加了一些旋转阻力，还有磨制的工作量，但轴孔那里基本不滴水了。翻板和阀门之间的缝隙，也采用皮圈进行了加强。那里也是阀门前后段的结合处，所以皮圈被夹在那里，固定在阀门内壁上，翻板横过来后可以与它紧紧贴合。
这第一个阀门被固定到一个新造的锅盖上。它和普通锅盖相比多了一个弧形的弯管，在锅顶上形成一个48度的接口，阀门就被夹在这个接口上。
可是在第一次试验中，高压锅的压力没能升到预定的5个大气压，因为刚到3个大气压，阀门上就开始漏汽了。虽然漏出的汽看起来不多，但高压锅本身体大壁厚，升温速度并不快。姜海涛看着嗤嗤冒出的热汽，焦急地等着锅内压力升高。声音越来越响，表明锅内压力还是在顽强地升高，但也让大家越来越焦急。最后升到4个大气压时，不仅阀门上漏气，锅盖周围也开始漏气了，姜海涛不得不马上命令熄火。他打算让人去扳动杠杆，利用阀门放汽，可是锅盖周围冒出的蒸汽让人无法靠近。最后他们用一根竹竿挑掉了安全阀、排汽阀上面的铜帽，释放蒸汽。
高压锅足足过了一个多钟头才冷却，这时他们拆下阀门、锅盖进行检查，发现里面的皮革密封圈都坏了，成了一条条烂泥！
这时几个生产高压锅的工匠不好意思地过来告诉姜海涛：以前他们就发现高压锅里的皮革密封圈用段时间后会软化，需要换成新的，但他们没有当作什么重要的事，也就没向姜海涛汇报；但是这一次这么快就坏，他们也实在没有想到。姜海涛没有批评他们，因为这个问题其实他应该想到的：高压锅本来就是为了更容易把肉煮烂而造，里面的高温高压蒸汽自然对皮革也有一定的“蒸煮”作用；过去锅内压力只有2个大气压，可能对皮革的破坏不算快，现在提高到5个大气压了，可能超过了皮革能够承受的温度、压力极限；锅盖的密封圈大概在上一次试验中就损坏了，只不过当时还没有漏汽。
想明白这点，姜海涛决定采用另外的材料代替皮革圈进行密封。能够承受更高温度和压力的，恐怕只能是金属了。
铅就比较软，姜海涛当初设计高压锅时曾经想到过它，但立刻否决了，因为铅有毒，可不能用到炊具上。现在这个锅与饮食无关，倒是可以试一试。锡也比较软，但似乎太软了，特别是超过100℃后。
然后姜海涛又想到了铜。后世中好像很多阀门、管道就是用黄铜造的，不知道和现在冶炼出的那种铜是不是一样。好像颜色有点区别。电线里用的铜，看起来发红发紫，也很软，倒是和现在冶炼出的铜锭很像。通电的好像就是纯铜，电的良导体嘛。不过先不管电了，反正铜应该也是一种比较软的金属，后世好像有很多铜垫圈、铜密封环之类的。
现在从霍运回了不少铜锭，姜海涛的高压锅、阀门、砲管也不需要高含量的锡，因此材料供应上没什么问题。整个蒸汽砲，算上高压锅、砲管、阀门等，基本相当于两个高压锅的金属用量。而且在归豹眼里，高压锅已经和鼎、爵、斛等器具一样成了一种礼器，可以给祭祀、占卜活动提供“独一无二”的肉食。现在姜海涛说这高压锅还能打仗，他自然更高兴了，立刻批下来一批铜料。
难点主要在精细加工上。打磨阀门、法兰，现在的磨床用处不大，主要还得靠工匠手工打磨。为此，归豹已经把手头上手艺好的玉石工匠都调过来了。
从试验高压锅的压力，到现在发现阀门、锅盖的密封需要改进，已经过了半个月，到8月中旬了。可是让归豹、姜海涛奇怪的是，楚军还没有动向，似乎把胡国忘记了。于是姜海涛继续研制它的蒸汽砲，心想没准还能赶上胡城战役。
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他让工匠们铸造了一个纯铜环和一个铅环，代替皮革圈放到高压锅里。锅壁周围已经被糊上了一层用粘土等材料做的保温层。
第一次试验中高压锅还有漏气现象，但是通过对漏气点附近的密封环进行检查，然后靠敲打、打磨等手段修整，几次试验后这个问题解决了。在第三次烧水试验中，保温层又出现裂缝，掉下一大块。姜海涛明白这是因为自己没有考虑到青铜锅的热胀冷缩，泥质的保温层和锅壁之间没有事先留点空隙。
第六次试验，高压锅顺利烧到了5个大气压，然后又往上升了1个。这时姜海涛不敢再提高了，怕青铜锅的铸造缺陷引起爆炸事故。万一出现那样的问题，很可能让自己的“发明”工作夭折。何况5个大气压已经不小了，先成功打一砲再说。
金属密封环看来很有效果。铅环要比铜环更方便些，靠锅盖的强力挤压就可以紧贴两侧，完成密封。这样锅盖、法兰那里都不再漏气了。然后要面对的就是如何用铜环、铅环密封阀门。
姜海涛曾想过用纯铜铸造那个翻板，包括转轴和杠杆。纯铜的强度不如青铜，有可能让杠杆、转轴扭曲，但他觉得只要加粗转轴就可以解决。工匠们则提出了另外一个问题：万一在加工翻板的边缘时出现失误，比如多磨掉了一些，划出了缺口，那整个翻板就报废了，得重新铸造、加工。姜海涛一听，也是啊，这样可很耽误时间，而且根据自己的考试经验，这样会让加工者有更多的心理负担，影响发挥。
不过这个问题没有难住姜海涛，他很快就想到了解决方法：铸造一个尺寸略小的翻板，然后在周围套金属密封环。这办法其实在战车上已经采用了，就是铜制的轴套、轴瓦。它们在磨损或损坏后可以取下来，然后换上新的，方便战车的维修。密封环的安装方法也可以参考轴套：把它加热，让金属环变大，然后套到车轴、翻板上。为此，翻板边缘增加了两圈凹槽，在转轴的两侧，准备用来容纳两个金属密封环。
密封环的截面是圆形，套上后会让翻板的直径比阀门内径大一点点。利用专门加长了卡头的卡尺，工匠们把阀门内壁的直径误差控制在0.5毫米以内，而翻板加上密封环后的尺寸在150.5毫米以上，确保翻板和阀门内壁之间不会有缝隙。至于多出的部分，姜海涛采用了一个最粗笨的办法：把阀门装好后转动翻板、关闭阀门，在一侧用锤子、木棍敲击翻板，让它挤向阀门内壁，然后打开阀门，再关闭敲击，直到翻板和内壁紧紧贴合。铅环很容易就贴合紧密了，纯铜则废了一点力气。
8月下旬，四个采用金属环密封的阀门进行了试验，结果比较成功。铜环虽然加工困难点，但密封性好。两个铅环密封的阀门则在开关几次后开始出现一点漏气现象。打开后检查发现，铅虽然容易变形，但不像铜那样有弹性，和阀门内壁接触、挤压几次后就变薄了，贴在翻板的边缘。高压锅的锅盖上用铅环倒是问题不大，因为可以在取下后把它重新敲打回原样。
最后，姜海涛决定在锅盖、阀门、翻板上都采用纯铜制的密封环。
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蒸汽砲余下的部分就简单了。
砲管，就是一根内径100毫米、长1米多的铜管，壁厚1厘米，一头有和阀门连接的法兰盘。为了让砲管内部尽量光滑，工匠们首先是对泥范的内壁进行了仔细加工，让铸造出的铜管内壁尽量平整。但它的内径比100毫米小将近1毫米。材料中锡的含量只有8%，属于比较软的青铜。然后他们又铸造了五个10多厘米长的青铜柱，锡含量16%。它们一端直径95～99，另一端直径96～100毫米。这几个青铜柱被先后塞入砲管，然后用大锤、木干往下敲，强行挤压砲管内壁。这样虽然不能让砲管内壁完全光滑，但用来发射砲弹已经足够了。
砲弹则更简单。姜海涛可不打算用铜、铅等铸造金属砲弹，用不起。唯一好用的材料就是石头。可是让人把石头凿成圆球很费工夫，尺寸肯定不准，还会划伤砲管内壁。但这没有难倒大家。他们用竹筒制造杯子样的东西，把石弹放到里面发射。竹筒选择外径刚刚10厘米的竹子，截成10厘米长，一端留着竹节。这样石弹的加工也很容易了，只要能放到竹筒里就行。
为了加工这个竹石砲弹的外壁，工匠们参考制陶的转轮，造了一个石质转盘，中间有一个木柱。把竹节套紧在这个木柱上，然后旋转转盘，就可以用青铜锉对竹筒的外壁进行磨削，把它的外径加工到10厘米。为了保证砲弹顺利出膛，竹筒都要保证不超过10厘米，以放入砲管后可以顺利滑下为标准。
姜海涛还从真空式抽水机和阀门的密封上吸收了经验，在竹筒底部锉出一圈小槽，套上一个皮革圈。在他的记忆中，似乎迫击炮弹上也有类似的密封环，可以减少火药燃气的泄漏，保证炮弹的速度。
至于砲管的支撑，还有高压锅的加热和移动，两辆特制的双轮车给解决了。一个双轮车的车轴后面有一个铜座，下面吊着金属框，上面架着高压锅。另外一辆车用来运输砲管，上面有一个人字形支架，可以把砲管的前端用绳索吊起来，形成48度发射角。
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整辆蒸汽砲到8月24日算是全部完成了。
高压锅加上阀门、砲管，还有下面加热的底座，一共达到了160多公斤。归豹和养敖兴奋地跑来看第一次发射试验，因为姜海涛说这东西叫“热兵器”，将是对剑、戈、矛、弓这些“冷兵器”的一次革命。
试验也确实如姜海涛所说，是“一次”革命。
归豹他们，包括归章、章通等人都对此感到很奇怪。去看看小说网 w-W-w.7-K-aNKan.c-o-m。.适合作战的时间是5月到8月，可是他们从4月等到7月底了，楚军还是没有动静。不少人紧张的神经开始有点疲惫，栾元甚至提出楚国可能不想为去年的战败报仇了。
和薳书、养敖商量后，归豹决定还是集中起1000人的队伍，携带脱粒机等设备去蓼城周围收割粮食。这其中200人就是原计划的诱敌部队，但改由养锜代替养敖率领。其他800步卒将首先充当农民。
姜海涛也对楚军的按兵不动感到意外，而且心情开始有点烦躁。在自己的鼓动下，归豹、养敖他们作了那么多准备工作，现在却有可能是白忙活。从这点来说，他有点希望楚军早点来，既给个结果，也能证明自己的那些设计很厉害。另一方面，他又担心自己的计划中有什么纰漏，结果来个城破人亡。
在这种心态下，姜海涛又开始琢磨起“新武器”。钢铁、火药都还无从下嘴，那刀枪剑戟、火炮鸟枪自然也就没戏。还能发明什么呢？这时一个偶然的机会让他把目光转向了高压锅。
那东西本来是为改善饮食设计的，但蒸汽机作为工业革命的标志，姜海涛当然不可能忘记。利用高压锅里的蒸汽造一台蒸汽机，姜海涛以前曾经想到过，但立马就放弃了。蒸汽机里面到底是什么结构？好像有什么汽缸、气门之类的，自己可没有清晰的记忆。而且就算他当时琢磨出里面的结构，还要面临怎么造的问题。连造兵器的铜都不够，哪有材料造这没谱的大家伙？所以姜海涛当时没有再考虑下去。
现在铜的来源正在恢复和增加，姜海涛觉得可以重新想一想了。可是他马上就发现有一个重要问题自己还是无法解决：如何让蒸汽推动活塞持续运动。这恐怕得像汽车发动机一样，有一些放汽、排汽的阀门，让蒸气轮流进入汽缸的两侧，或者是两个汽缸。嗯，想一想都有点头疼。至于怎样把活塞来回的往复运动变成转动，应该没多大问题。磨床上的连杆传动机构已经用了一段时间，工匠们已经积累不少经验。把木制的连杆、飞轮换成青铜的，大概就可以实现。
往复结构的蒸汽机结构太复杂，于是姜海涛又想到了蒸汽轮机。可是再仔细一想，那玩意肯定是在往复式蒸汽机的后面发明的，技术难度恐怕更大。别的不说，蒸汽吹出来的速度就应该很快才行吧？
蒸汽轮机让姜海涛突然产生了灵感，把高压锅的发展方向从蒸汽机转向了更像武器的另外一个东西——蒸汽砲。
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用石字旁的“砲”，是因为它暂时只能发射石头造的弹。而且火字旁的“炮”，肯定要留给今后用火药的武器当名字。那玩意肯定是要搞的，虽然现在还无从下口。
蒸汽砲的具体结构，姜海涛首先想到的是造一根铜管，后面和高压锅连着，中间一个阀门。
他简单算了算：现在高压锅里的内部压力都在2个大气压左右，和外界相比，就是压强高1公斤/平方厘米；如果这根铜管内径10厘米，那也只有78公斤推力，和踏张弩的拉力差不多；1米长的炮管，可以让蒸汽提供7**焦耳的能量，接近砲弩了；这些能量如果全部用来推石弹，1公斤的，可以让它达到39米/秒的速度，理论最大射程155米；再像弩那样，考虑能量利用效率，如果是50%，可以让石弹飞出78米。
这个结果看起来还不错，但蒸汽能量的利用效率能达到50%吗？姜海涛没有多大把握。他感觉应该比弩、弓的能量利用效率高。因为除了砲弹吸收后转化为动能的能量，剩下的大概只有蒸汽的动能，而这里蒸汽的重量，肯定要比弓弦、弓臂轻得多，所以浪费的能量肯定更少。去看看小说网 www.7kaNKan.com。不过就算效率能到50%，78米的射程也不算远，换成2公斤石弹就只能飞39米了。
看来有必要提高蒸汽砲里的推力，或者它的长度。增加砲管里的推力，一是增大高压锅里的压强，二是加大砲管的口径。这就好比后世的39倍口径身管105毫米榴弹炮，对52倍口径身管155毫米榴弹炮。
让高压锅增压，效果应该更好。现在这些高压锅的壁厚都有1厘米，根据试验得到的青铜抗拉强度数值，理论上能承受100个大气压的内部压力。考虑安全余量，也应该能承受10个大气压吧？
姜海涛从来没试过把高压锅烧到那么高，于是他立刻调了一台进行试验。
烧水前，他还在高压锅外贴了一个压针式温度计，打算测量一下水温，但很快就发现这样得到的数值很不准确，因为锅壁的温度要比水温高多了。在没有放任何安全阀的情况下，锅盖上的小眼里嗤嗤地冒蒸汽时，温度计上的温度就已经达到了150℃。对于姜海涛来说，水温并不重要，于是他拆下了这个温度计，放上标准小铜帽后继续烧水。
在0.2公斤的小铜帽被顶起，也就是锅内压力比外面高1个大气压后，他们给三个安全阀都换上了特制的0.3公斤小铜帽。等到它们被顶起时，表明锅内压力已经达到了2.5个大气压，比外面高1.5倍。随后是换0.4公斤小铜帽，锅内蒸汽压力继续上升，但速度慢了下来。好不容易到了0.8公斤的铜帽被顶起，表明锅内压力已经超过外面4个大气压了，时间已经又过去一个多小时。
虽然高压锅还没出现什么问题，但好几个理由促使姜海涛放弃了继续升温的打算。
第一是加热时间太长，在战场上不现实。第二是现在继续升温太慢了，应该是因为锅体本身已经很热，向外散热太快。负责照看柴火、监视安全阀的两名工匠都热得大汗淋漓，过几分钟就得换人。姜海涛决定今后给这高压锅的四周包一个保温层，然后再试一试。这也提醒他，应该给现在的高压锅都加一圈保温层，以节省燃料。保温材料，可以和垒筑炉窑的材料一样。
按照现在这个高压锅的压力，每平方厘米已经有4公斤。放到100毫米口径的蒸汽砲里，就有314公斤推力，可以把射程提高到先前的4倍，也就是314米。
井和豫听到这个结果后，都感觉难以置信。姜海涛也对这有点怀疑。到底能不能射那么远，只能造个砲管试看看。这时姜海涛遇到了一个难题——阀门。
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把高压锅里的蒸汽放到汽缸里，速度肯定不能慢。像排汽阀那样的小眼，嗤嗤冒出的蒸汽虽然也很厉害，但显然不可能在砲管里产生314公斤的推力。开个大阀门口，又面临如何密封的问题。
姜海涛首先想到的是自来水龙头上的那种开关。可那是球形或圆形的，里面的具体结构他也不了解。似乎有一个球形的东西在里面，中间穿了一孔，顺过来后水就能流，横过来后水就断了。里面应该还有垫圈之类的密封件。现在要造一个球形的东西，还要封到另外一个东西里，表面光滑得不漏汽。嗯，想想都很困难。
然后是风箱上的活门，翻转着开关。不过活门是方的，这里难道要造一个方形的阀门？在小区、厂区里见过的锅炉，还有通水蒸汽的暖气片，上面的阀门可都是圆的，为什么没有方的呢？这方的圆的有什么关系吗？姜海涛想不明白，决定先直接设想一个方形的阀门：管道内一个翻板，有一根轴穿到外面，外面一根杠杆。(去看看小说网 www.7kankan.com)翻板平时横在管道里，挡住蒸汽；转一个直角后，就可以让蒸汽通过。这根轴显然在中心最合适，可以让开关的力最小。这时姜海涛感觉到，工程师们把阀门设计成圆的，大概就是为了中间的翻板，因为圆形的似乎好加工一点。阀门的口径，他定在了120毫米，比砲管口径的100毫米大一点。因为翻板自己就有10毫米的厚度，就算阀门完全打开时也会挡住中间的位置，因此要想让蒸汽顺利流动，这里的孔径必须稍大一点。
这个阀门要尽量避免蒸汽泄露，还得考虑如何铸造，所以姜海涛和工匠们在细节上要费不少功夫。
首先，阀门得分成两部分，否则无法把翻板、轴弄进去。于是姜海涛把阀门设计成前后两段，之间有半圆形的轴孔，铸造在一体的翻板、转轴、杠杆会放到这里，然后两段拼合。两段拼合处的外面都有一圈凸出边，磨平了，中间有一圈沟槽放皮革条，像高压锅的锅盖一样，然后用青铜夹**。青铜夹是形的，里面比两个凸起相叠后的厚度要小一点，必须用锤子敲下去，这样就能保证紧密。
这种凸出边和铜夹，也将是蒸汽管道之间的连接方式。姜海涛回忆起这东西好像叫什么“法兰”，是用螺栓连接两段管子。想到这里时，他想了想自己能不能造螺栓，可发现螺纹的精度要求太高，现在很难达到。
整个阀门的铸造难度不大，因为春秋人已经掌握了多种铸造工艺。用比较费时的失蜡法，还有合铸法都可以完成这个青铜阀门的铸造。磨平法兰之间的结合面也不算多困难，因为它们也就相当于一个直径15厘米的高压锅。可是阀门中间那个翻板和阀门内壁的接合面，就有些难度，很费时间了。工匠们利用卡尺仔细测量、修整蜡模，打磨翻板的边缘和阀门的内壁，费了不少工夫，但这个阀门在第一次盛水试验中还是出现了滴水现象。而且这个现象不仅出现在翻板周围，还出现在转轴孔那里。
姜海涛对轴孔又改进了一下：在孔上开了两圈沟槽，轴上则套了两个皮圈，正好嵌到沟槽里。这虽然增加了一些旋转阻力，还有磨制的工作量，但轴孔那里基本不滴水了。翻板和阀门之间的缝隙，也采用皮圈进行了加强。那里也是阀门前后段的结合处，所以皮圈被夹在那里，固定在阀门内壁上，翻板横过来后可以与它紧紧贴合。
这第一个阀门被固定到一个新造的锅盖上。它和普通锅盖相比多了一个弧形的弯管，在锅顶上形成一个48度的接口，阀门就被夹在这个接口上。
可是在第一次试验中，高压锅的压力没能升到预定的5个大气压，因为刚到3个大气压，阀门上就开始漏汽了。虽然漏出的汽看起来不多，但高压锅本身体大壁厚，升温速度并不快。姜海涛看着嗤嗤冒出的热汽，焦急地等着锅内压力升高。声音越来越响，表明锅内压力还是在顽强地升高，但也让大家越来越焦急。最后升到4个大气压时，不仅阀门上漏气，锅盖周围也开始漏气了，姜海涛不得不马上命令熄火。他打算让人去扳动杠杆，利用阀门放汽，可是锅盖周围冒出的蒸汽让人无法靠近。最后他们用一根竹竿挑掉了安全阀、排汽阀上面的铜帽，释放蒸汽。
高压锅足足过了一个多钟头才冷却，这时他们拆下阀门、锅盖进行检查，发现里面的皮革密封圈都坏了，成了一条条烂泥！
这时几个生产高压锅的工匠不好意思地过来告诉姜海涛：以前他们就发现高压锅里的皮革密封圈用段时间后会软化，需要换成新的，但他们没有当作什么重要的事，也就没向姜海涛汇报；但是这一次这么快就坏，他们也实在没有想到。姜海涛没有批评他们，因为这个问题其实他应该想到的：高压锅本来就是为了更容易把肉煮烂而造，里面的高温高压蒸汽自然对皮革也有一定的“蒸煮”作用；过去锅内压力只有2个大气压，可能对皮革的破坏不算快，现在提高到5个大气压了，可能超过了皮革能够承受的温度、压力极限；锅盖的密封圈大概在上一次试验中就损坏了，只不过当时还没有漏汽。
想明白这点，姜海涛决定采用另外的材料代替皮革圈进行密封。能够承受更高温度和压力的，恐怕只能是金属了。
铅就比较软，姜海涛当初设计高压锅时曾经想到过它，但立刻否决了，因为铅有毒，可不能用到炊具上。现在这个锅与饮食无关，倒是可以试一试。锡也比较软，但似乎太软了，特别是超过100℃后。
然后姜海涛又想到了铜。后世中好像很多阀门、管道就是用黄铜造的，不知道和现在冶炼出的那种铜是不是一样。好像颜色有点区别。电线里用的铜，看起来发红发紫，也很软，倒是和现在冶炼出的铜锭很像。通电的好像就是纯铜，电的良导体嘛。不过先不管电了，反正铜应该也是一种比较软的金属，后世好像有很多铜垫圈、铜密封环之类的。
现在从霍运回了不少铜锭，姜海涛的高压锅、阀门、砲管也不需要高含量的锡，因此材料供应上没什么问题。整个蒸汽砲，算上高压锅、砲管、阀门等，基本相当于两个高压锅的金属用量。而且在归豹眼里，高压锅已经和鼎、爵、斛等器具一样成了一种礼器，可以给祭祀、占卜活动提供“独一无二”的肉食。现在姜海涛说这高压锅还能打仗，他自然更高兴了，立刻批下来一批铜料。
难点主要在精细加工上。打磨阀门、法兰，现在的磨床用处不大，主要还得靠工匠手工打磨。为此，归豹已经把手头上手艺好的玉石工匠都调过来了。
从试验高压锅的压力，到现在发现阀门、锅盖的密封需要改进，已经过了半个月，到8月中旬了。可是让归豹、姜海涛奇怪的是，楚军还没有动向，似乎把胡国忘记了。于是姜海涛继续研制它的蒸汽砲，心想没准还能赶上胡城战役。
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他让工匠们铸造了一个纯铜环和一个铅环，代替皮革圈放到高压锅里。锅壁周围已经被糊上了一层用粘土等材料做的保温层。
第一次试验中高压锅还有漏气现象，但是通过对漏气点附近的密封环进行检查，然后靠敲打、打磨等手段修整，几次试验后这个问题解决了。在第三次烧水试验中，保温层又出现裂缝，掉下一大块。姜海涛明白这是因为自己没有考虑到青铜锅的热胀冷缩，泥质的保温层和锅壁之间没有事先留点空隙。
第六次试验，高压锅顺利烧到了5个大气压，然后又往上升了1个。这时姜海涛不敢再提高了，怕青铜锅的铸造缺陷引起爆炸事故。万一出现那样的问题，很可能让自己的“发明”工作夭折。何况5个大气压已经不小了，先成功打一砲再说。
金属密封环看来很有效果。铅环要比铜环更方便些，靠锅盖的强力挤压就可以紧贴两侧，完成密封。这样锅盖、法兰那里都不再漏气了。然后要面对的就是如何用铜环、铅环密封阀门。
姜海涛曾想过用纯铜铸造那个翻板，包括转轴和杠杆。纯铜的强度不如青铜，有可能让杠杆、转轴扭曲，但他觉得只要加粗转轴就可以解决。工匠们则提出了另外一个问题：万一在加工翻板的边缘时出现失误，比如多磨掉了一些，划出了缺口，那整个翻板就报废了，得重新铸造、加工。姜海涛一听，也是啊，这样可很耽误时间，而且根据自己的考试经验，这样会让加工者有更多的心理负担，影响发挥。
不过这个问题没有难住姜海涛，他很快就想到了解决方法：铸造一个尺寸略小的翻板，然后在周围套金属密封环。这办法其实在战车上已经采用了，就是铜制的轴套、轴瓦。它们在磨损或损坏后可以取下来，然后换上新的，方便战车的维修。密封环的安装方法也可以参考轴套：把它加热，让金属环变大，然后套到车轴、翻板上。为此，翻板边缘增加了两圈凹槽，在转轴的两侧，准备用来容纳两个金属密封环。
密封环的截面是圆形，套上后会让翻板的直径比阀门内径大一点点。利用专门加长了卡头的卡尺，工匠们把阀门内壁的直径误差控制在0.5毫米以内，而翻板加上密封环后的尺寸在150.5毫米以上，确保翻板和阀门内壁之间不会有缝隙。至于多出的部分，姜海涛采用了一个最粗笨的办法：把阀门装好后转动翻板、关闭阀门，在一侧用锤子、木棍敲击翻板，让它挤向阀门内壁，然后打开阀门，再关闭敲击，直到翻板和内壁紧紧贴合。铅环很容易就贴合紧密了，纯铜则废了一点力气。
8月下旬，四个采用金属环密封的阀门进行了试验，结果比较成功。铜环虽然加工困难点，但密封性好。两个铅环密封的阀门则在开关几次后开始出现一点漏气现象。打开后检查发现，铅虽然容易变形，但不像铜那样有弹性，和阀门内壁接触、挤压几次后就变薄了，贴在翻板的边缘。高压锅的锅盖上用铅环倒是问题不大，因为可以在取下后把它重新敲打回原样。
最后，姜海涛决定在锅盖、阀门、翻板上都采用纯铜制的密封环。
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蒸汽砲余下的部分就简单了。
砲管，就是一根内径100毫米、长1米多的铜管，壁厚1厘米，一头有和阀门连接的法兰盘。为了让砲管内部尽量光滑，工匠们首先是对泥范的内壁进行了仔细加工，让铸造出的铜管内壁尽量平整。但它的内径比100毫米小将近1毫米。材料中锡的含量只有8%，属于比较软的青铜。然后他们又铸造了五个10多厘米长的青铜柱，锡含量16%。它们一端直径95～99，另一端直径96～100毫米。这几个青铜柱被先后塞入砲管，然后用大锤、木干往下敲，强行挤压砲管内壁。这样虽然不能让砲管内壁完全光滑，但用来发射砲弹已经足够了。
砲弹则更简单。姜海涛可不打算用铜、铅等铸造金属砲弹，用不起。唯一好用的材料就是石头。可是让人把石头凿成圆球很费工夫，尺寸肯定不准，还会划伤砲管内壁。但这没有难倒大家。他们用竹筒制造杯子样的东西，把石弹放到里面发射。竹筒选择外径刚刚10厘米的竹子，截成10厘米长，一端留着竹节。这样石弹的加工也很容易了，只要能放到竹筒里就行。
为了加工这个竹石砲弹的外壁，工匠们参考制陶的转轮，造了一个石质转盘，中间有一个木柱。把竹节套紧在这个木柱上，然后旋转转盘，就可以用青铜锉对竹筒的外壁进行磨削，把它的外径加工到10厘米。为了保证砲弹顺利出膛，竹筒都要保证不超过10厘米，以放入砲管后可以顺利滑下为标准。
姜海涛还从真空式抽水机和阀门的密封上吸收了经验，在竹筒底部锉出一圈小槽，套上一个皮革圈。在他的记忆中，似乎迫击炮弹上也有类似的密封环，可以减少火药燃气的泄漏，保证炮弹的速度。
至于砲管的支撑，还有高压锅的加热和移动，两辆特制的双轮车给解决了。一个双轮车的车轴后面有一个铜座，下面吊着金属框，上面架着高压锅。另外一辆车用来运输砲管，上面有一个人字形支架，可以把砲管的前端用绳索吊起来，形成48度发射角。
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整辆蒸汽砲到8月24日算是全部完成了。
高压锅加上阀门、砲管，还有下面加热的底座，一共达到了160多公斤。归豹和养敖兴奋地跑来看第一次发射试验，因为姜海涛说这东西叫“热兵器”，将是对剑、戈、矛、弓这些“冷兵器”的一次革命。
试验也确实如姜海涛所说，是“一次”革命。
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