徐雁
Loshult炮的命名是因其出土于瑞典的Loshult地區(qū)。該炮口徑36mm,全長300mm,質(zhì)量9.1kg,青銅鑄造。其上沒有任何銘文和其他文字記載,根據(jù)資料,推斷其制造時間約為1340年。
Loshult炮現(xiàn)存于瑞典斯德哥爾摩國家歷史博物館。該炮外型十分簡潔古樸,但是設計理念在當時而言卻十分超前,其膛壁厚度從膛底至膛口逐漸遞減,而炮膛內(nèi)徑逐漸增大,采用大容積藥室,這與現(xiàn)代發(fā)射尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈的火炮設計如出一轍。炮身外表光滑圓潤,全炮沒有發(fā)射機,只在膛底處設有一個圓形火門。
根據(jù)考古研究,Loshult炮并非發(fā)射炮彈,而是發(fā)射箭,且可發(fā)射多種規(guī)格尺寸的箭,箭的箭桿較粗。其中一種小箭的箭桿中間有箭托用來支撐定位及密閉火藥燃氣,這種箭托可謂是現(xiàn)代尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈彈托的雛形。另一種大箭的箭羽為木質(zhì)或鐵質(zhì),箭桿尾部為截錐體,錐體上纏繞皮革,與炮膛前部的錐膛配合定位并密閉炮膛——這可能是密閉式彈帶的最早應用之一了。發(fā)射時箭桿尾部在膛內(nèi)行程較短,同時因炮膛越接近口部內(nèi)徑越大,使得箭桿啟動后與膛壁的間隙逐漸增大,火藥燃氣泄露急劇增加造成推力下降,而該炮采用大容積藥室也許就是要彌補這一缺陷。
據(jù)考古研究,Loshult炮是放在木質(zhì)炮架上發(fā)射的,木質(zhì)炮架后部設有垂直的后壁,用來抵住炮尾以承受后坐力。研究人員還對該炮的金屬進行測定,采用相似的工藝進行仿制,并使用古老的火藥配方制成的發(fā)射藥對仿制的火炮進行過發(fā)射測試。
多年來,筆者一直想以Loshult炮為原型制作一門微型彈簧動力炮。原型炮沒有發(fā)射機,而彈簧動力炮則需要由發(fā)射機來控制發(fā)射,因此發(fā)射機中的扳機布局設置就成為構(gòu)思設計中的首要工作。原型炮的炮身外表光滑圓潤,沒有任何把手之處可以用來改作扳機,只有火門是惟一可以利用之處,因此考慮在火門內(nèi)安裝一個扳機。但因為微型炮體積太小,火門的孔徑甚至只有0.4mm,即使在火門內(nèi)安裝扳機也無法扣動。后來筆者從一副Loshult炮點火發(fā)射的示意圖中找到靈感,示意圖中描繪的是把金屬點火鉤加熱后插入火門內(nèi)點燃發(fā)射的過程。筆者考慮,如果用一根細鋼絲制成的點火鉤插入微型炮的火門內(nèi)當作扳機使用,同時又能真實地模仿原型炮的點火發(fā)射過程,一舉兩得,達到了既出乎意料,又在情理之中的藝術效果。
通過人機工效模擬實驗,以及對綜合結(jié)構(gòu)尺寸、性能指標等元素進行優(yōu)化設計,最終確定微型Loshult炮諸元比例為1:18,其全長16.6mm,口徑2mm,所使用的箭長25mm,箭的比動能小于0.16J/cm2,在2m射程內(nèi)可命中20×20mm立靶。全炮由16個零部件組成,可分解結(jié)合。
微型Loshult炮采用彈簧動力發(fā)射系統(tǒng),箭桿尾部設有底緣槽,可與阻鐵鉤扣合,使炮處于待擊狀態(tài)。其工作原理為:位于箭桿尾部的底緣槽與無突緣式彈殼尾部的溝槽相似,位于發(fā)射機座上的阻鐵鉤則與抽殼鉤相似,發(fā)射前射手將箭桿尾端插入炮口并向膛底推壓,箭桿底端壓縮發(fā)射簧到位時,阻鐵鉤進入底緣槽扣住箭桿尾部形成待擊,發(fā)射時將點火鉤(扳機)插入火門內(nèi)并按壓點火鉤,使阻鐵鉤與箭桿底緣槽解脫,發(fā)射簧推動箭桿加速飛出炮膛。
微型炮發(fā)射箭彈的箭桿采用不銹鋼管制成,質(zhì)量輕、強度高,箭頭為圓頭,箭羽為裙式,兩者均采用烏木制成,安全性好,箭桿尾部有一個環(huán)形底緣槽,可以保證底緣槽的任何一點都能與阻鐵鉤部扣合。
雖然外觀極為簡潔,但在制作微型Loshult炮時有多處難點。
首先微型炮的阻鐵非常小,高1mm、長4mm、寬0.5mm,特別是阻鐵鉤的成型非常困難,即使使用小型銼刀也無法完成,只得將小型銼刀加以刃磨才得以完成。微小的阻鐵成型后還要經(jīng)過熱處理,才達到使用要求。
第二,阻鐵簧為扭簧,其外徑1mm,彈簧鋼絲直徑只有0.14mm,扭簧兩端還要平整,手工制作難度非常大。
第三,微型炮的炮身采用黃銅制成,發(fā)射機座與炮身之間的連接固定方式是經(jīng)過一番嘗試后才最終確定的。最初想采用銷釘固定,但是銷釘孔會影響外觀,所以最終采用了過盈配合,能保持作品外觀與原型相同,但是增加了制作和組裝調(diào)試的難度。炮尾還有筆者的簽名,簽名制作時也需要極大耐心。
再者,微型Loshult炮的組裝調(diào)試是不小的挑戰(zhàn),因為該炮的所有銷軸以及發(fā)射機座與炮身的固定聯(lián)接都采用過盈配合,所以組裝時都要借助工裝卡具來完成。由于阻鐵和發(fā)射簧都是預先安裝在發(fā)射機座上,然后再將發(fā)射機座從炮尾孔中壓裝進炮身,所以從外部無法看見炮身內(nèi)部機件的運動狀態(tài)。組裝后如果不能正常發(fā)射,也只能根據(jù)箭桿插入炮口的位置通過間接測量計算后,判斷是哪一部分機件的問題。然后分解發(fā)射機,對機件運動中磨合的痕跡進行觀察,確定需要修正的部位和修正量,修正后再次組裝測試。這樣的過程要反反復復地進行許多次,直到可以正常發(fā)射為止,其繁瑣程度遠遠超過零部件的制作過程,但這也是手工制作的樂趣之一。
微型Loshult炮小巧玲瓏,得心應手,把玩樂趣無窮,是筆者近年來的得意之作。