焦玉领受“燧发枪项目”重任后,兵仗局内便被划出一片独立区域,挂上了“钦命燧发机括坊”的牌子。此处戒备较他处更为森严,日夜灯火通明,叮当之声与时而响起的低沉讨论、乃至偶尔的挫败叹息交织在一起。
工坊内,景象与月前已大不相同。原本空旷的场地,如今被几张巨大的硬木工作台占据,台上杂乱却又有序地堆满了各式各样的零件、半成品和……大量的残次品。
最显眼的,是角落里几个竹筐,里面盛满了各种奇形怪状的燧石夹。有的结构复杂却笨重不堪,有的看似精巧却一扳就碎,更多的是因反复修改而扭曲变形的金属件。
另一张长条桌上,则铺满了断裂或失去弹性的钢片弹簧,在油灯下泛着黯淡的光泽,无声诉说着一次次淬火、回火试验的失败。还有一堆被敲击得坑坑洼洼、甚至开裂的击砧铁片,记录着寻找最佳硬度和角度的艰难历程。
焦玉原本因激动而焕发的神采,如今已被深深的疲惫和专注所取代。
他衣衫沾满油污,双眼布满血丝,正对着一只刚刚在测试中再次崩碎的燧石夹发呆。周围的几位核心工匠,也是眉头紧锁,气氛凝重。
“焦师傅,这已是第七种石料了,”一位老铁匠拿起一块崩裂的燧石碎片,无奈道,“要么太软,火星微弱;要么太脆,一击即碎。这兼具硬脆之性的燧石,实在难寻!”
另一负责弹簧的工匠也叹气道:“钢片淬火,力道难控。轻了则弹力不足,龙头摆动迟缓;重了则刚性有余,韧性不足,试不了几次便断裂。这‘刚柔并济’四字,谈何容易!”
焦玉揉着发胀的太阳穴,声音沙哑:“还有这击砧,形状稍差,火星便散射,难以集中引燃药池。药池的盖子,密闭则开启慢,影响击发速度;开合顺畅则易受潮……环环相扣,牵一发而动全身啊!”
他感到自己仿佛陷入了一个无形的泥沼,每一个问题的解决,似乎都会引发出新的、更棘手的问题。团队士气也难免有些低落。
焦玉的苦恼,在弹簧问题上体现得尤为突出。
他的工作台一角,专门堆起了一小堆令人沮丧的“战利品”——那些按照制造火绳枪弹簧的“成熟”工艺打造的簧片,却在燧发枪机更迅猛、更频繁的击发测试中纷纷败下阵来。它们有的从中断裂,断面参差不齐,隐约可见细微的气泡和杂质;有的虽未断裂,却已严重变形,失去了应有的弹性,软塌塌地躺在那里。
“殿下,”焦玉拿起几片废簧,苦恼地向前来视察的朱雄英汇报,“按火神枪法所制之簧,初时尚可,然猛击数十次后,非断即软,十不成一!燧发之力,迅猛异常,远非缓缓落下之火绳可比,对簧片要求苛刻了数倍不止啊!”
朱雄英捡起一片断裂的弹簧,指尖摩挲着那充满气泡和杂质的断面,心中了然。
「果然……问题升级了。火绳枪弹簧,解决的只是‘有无’和‘基本功能’,属于‘术’的层面。而燧发枪对弹簧的要求,已经触及了材料的疲劳强度、微观结构的均匀性这些更深层的‘道’了。这是从‘怎么做’深入到了‘用什么做’和‘为什么这么做’的材料科学层面了。」
朱雄英没有直接给出答案,也视乎给不了答案,毕竟后世他只是一个文科生,而是尝试向焦玉提出了三个全新的、更深层次的问题,引导他跳出单纯凭经验试错的窠臼:
“焦玉,你是否详细记录过,这些断裂的弹簧,具体是在淬火后显得太脆而断裂,还是在退火后因太软而变形失效?更重要的是,断裂是发生在第几次击发之时?十次?五十次?还是一百次?” 此举旨在引导焦玉进行数据化、精细化的失效分析,超越模糊的“感觉”,建立量化的标准。
“再者,我们目前所用的这些钢胚,具体来自何处?是京师的官矿,还是地方的民矿?不同的铁矿,因其矿石成分、炼铁工艺的差异,炼出的钢料性能是否一致?若源头材质不稳,后续工艺再精,亦如沙上筑塔。” 朱雄英试图将问题溯源到最根本的原材料质量和标准化问题,这是保证大规模生产质量稳定的基石。
“除了我们目前依赖的反复折叠锻打,还能否尝试其他方法,让钢的内部结构变得更均匀、更致密?譬如,改变折叠锻打的纹路,如十字纹、旋焊纹,或者尝试在冷态下以重器轧制钢片——探索冷轧工艺,或许能带来不同的性能?” 朱雄英继续启发他思考更高级的微观结构调控手段,探索工艺创新的可能性。
朱雄英最后下令,将攻关系统化、组织化:“即日起,在‘燧发机括坊’内,单独成立一个‘弹簧攻坚组’。一组人,专司记录和分析每一次弹簧的失败,建立档案,找出规律;另一组人,持本王手令,查询兵仗局中大明官矿资料,确认后取样不同产地的钢胚回来,进行对比测试。我们不仅要造出眼前能用的弹簧,更要弄明白,什么样的钢,经过什么样的千锤百炼,才能成为最坚韧、最耐用的顶级弹簧!”
数日后。
面对整体性的困局和弹簧这一突出瓶颈,朱雄英再次亲临工坊。看到满桌的失败品和众人脸上的愁容,他心中了然,却并未流露出丝毫失望。
他随手拿起一个结构复杂却失败的燧石夹,仔细端详片刻,又看了看那些断裂的弹簧,沉吟不语。焦玉等人连忙行礼,心中忐忑。
良久,朱雄英放下零件,目光扫过众人,语气平和却带着一种洞穿迷雾的力量:“诸位辛苦了。本王观此物,结构繁复,牵涉诸多环节。尔等是否试图一次便造出完美无缺的整体机构?”
焦玉一怔,老实回答:“回殿下,正是如此。然……每每顾此失彼,难以兼顾。”
朱雄英微微一笑,道:“此乃常情。然,攻坚克难,有时需化整为零,分而治之。”他走到一块竖起的木板前,取过炭笔,画了一个简单的示意图。
“本王有一思路,或可一试。”他边画边说,“可将这燧发机构,视为由数个独立功能之‘模块’组合而成。譬如,可分为‘燧石夹持模块’,专司如何牢固夹石、便于更换;‘击发弹簧模块’,专攻提供稳定、耐久之击发力量;‘击砧铁片模块’,精研其形状、硬度,以求最大火星;‘药池密闭模块’,解决防潮与快速启闭之矛盾。”
朱雄英顿了顿,看向眼神渐渐亮起来的焦玉等人:“尔等可暂时放下整体组装之念,集中精锐,借鉴流水线生产的经验,根据各自情况,分作几组,各攻一模块。设定明确目标,如燧石夹需承受连续百次击打不松不碎,弹簧需万次压缩不失弹性。待各模块皆达要求,再行整合调试。如此,目标清晰,精力集中,试错效率或可大增。”
此言一出,如同黑暗中划亮一道闪电!焦玉猛地一拍额头,激动道:“殿下英明!分模块攻关!臣等愚钝,竟困于整体思维!此法大善!大善啊!”
其他工匠也纷纷露出茅塞顿开的神情,连日来的迷茫和压抑瞬间被一种清晰的路径感所取代。
模块化思路确定后,各组立刻投入新一轮攻关。然而,核心的材料与工艺难题,并非仅有思路便能立刻解决。尤其是弹簧钢的疲劳寿命,在明确了数据化和溯源的要求后,攻关方向更清晰,但突破仍需灵感。
焦玉为此再度寝食难安。朱雄英得知后,沉思片刻,并未直接给出冶金配方,而是提点道:“焦卿,宫中钦天监,藏有前朝所遗之水运浑天仪,其内齿轮咬合、机括联动之精巧,尤重耐久平顺,堪称鬼斧神工。其所用簧片、发条,历经百年仍能驱动庞然大物运转不息。卿或可申请一观,细究其材质工艺,或有触类旁通之效。”
焦玉闻言,如获至宝,立刻通过蒋瓛协调,得以进入钦天监库房,亲眼观摩那庞大而精密的仪器。他仔细研究其中用于传递动力和控制的各类弹性元件,发现其选材、锻打、尤其是长期保持弹性的热处理工艺,确有独到之处。虽不能直接照搬,但极大地开阔了他的思路,回来后便着手调整工艺,尝试新的热处理曲线。
与此同时,对于燧石难寻的问题,朱雄英直接动用皇太孙的权限,下令锦衣卫和工部,查询关于各地矿藏的记载,不惜代价,广寻天下优质燧石样本。
「要是现在有现成的《洪武万物图谱》该多好!不知道这事情父亲他们推进的如何了。」
命令很快传达下去,来自不同地域、质地各异的燧石样品,开始被陆续送入工坊,为“燧石模块”的筛选和测试提供了丰富的物质基础。
在“模块化”新思路、“数据化”要求以及“他山之石”的启发下,燧发机括坊内的气氛为之一新。工匠们不再纠结于整体的一次成功,而是专注于自己负责的模块,目标明确,反复试验,记录数据,对比优化。
燧石组开始系统测试各种新到的石料,记录其硬度、脆性、火星强度,并设计更合理的夹持槽和紧固方式。
弹簧组在明确了数据记录和材料溯源的要求后,一方面开始建立详细的测试档案,另一方面等待各地钢样送达,同时借鉴浑天仪簧片的思路,尝试不同的折叠锻打纹路和热处理工艺,开始得到一批弹性与耐久性均有提升的样品。
击砧组则精心打磨不同角度和表面纹理的铁片,在特制的暗室中观察火星的形态和飞溅方向,寻找最优解。
药池组也在尝试各种合页、密封材料和开启机构,平衡密闭与速度。
虽然距离最终的成功还有很长的路要走,但工坊内已不再是愁云惨雾,取而代之的是一种目标明确的忙碌和偶尔因微小进展而发出的欢呼。
焦玉穿梭于各组之间,协调、指导、鼓劲,眼中重新燃起了炽热的光芒。
朱雄英站在工坊门口,看着里面热火朝天的景象,心中暗自点头。他知道,最艰难的摸索期正在过去,科学的方法论一旦被掌握,迸发出的力量是无穷的。燧发枪的曙光,已在这分进合击、步步为营的攻坚中,悄然初现。
真正的突破,或许就在不远的将来。