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主题:【原创】小猫的原创:美国内战中的真“白瑞德” -- 妖猫drake

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家园 【原创】小猫的原创:美国内战中的真“白瑞德”(四)

4.埃里克森,“危险”的天才

除了过人的管理能力,作为美国海军的领导者,韦尔斯在技术方面也颇具高瞻远瞩的独到眼光。当约翰.埃里克森John Ericsson(这位瑞典兄弟的名字估计大家看着都很眼熟,看他的出生地,我怀疑这位仁兄也是强大的瑞典瓦伦堡家族的亲属,不过瓦伦堡财团的第一人似乎是生于1810年之后的。埃里克森在现代蒸汽动力方面是个重要人物,不单是作为火车的发明者之一,还由于他是蒸汽机表面冷凝器的发明者,这个发明的意义大家可以去看小猫的另一篇文章妖猫drake:【原创】小猫的原创:旧日本海军主力舰主机发展史)被整个美国造船界视为疯子和白痴的时候,韦尔斯却利用自己的权势,为“莫尼克”号低舷装甲舰开入战场扫清了所有障碍。

埃里克森和他的“莫尼克”式低舷铁甲舰在被联邦海军采用前曾经经历过多次的拒绝和鄙视,1854年9月26日埃里克森将自己设计的图纸向法国的拿破仑三世进行了展示,这种低干舷,舰体覆盖装甲,圆柱形旋转炮塔的怪异舰船引起了拿破仑三世的浓厚兴趣。不过与他的叔叔类似,拿破仑三世只不过称赞了埃里克森几句,却没有为这款战舰进入法国海军铺平道路。

此后埃里克森又回到美国到海军部四处推销他的设计,仍是到处碰壁。美国海军在内战前对内河舰队投入不多,有限的一点资金大部分被用于近岸防御舰队的构建,而埃里克森的设计虽然防御力较强,但是耐波能力极低,在近海低海况中都可能变成再也无法浮起的潜艇,因此美国海军理所当然的无视了埃里克森的努力。

直到“莫尼克”号的宿命敌人——南方邦联海军的“弗吉尼亚”被从诺福克港捞出来,送入船坞进行改装。美国国会发现手中完全没有可供匹敌的军舰,只能在1861年8月火急火燎的做出尽快装备铁甲舰的决议。不过美国海军部对埃里克森如此冷淡并非出自短视,小猫认为倒是偏见更多些。当然这偏见的产生不能怪美国海军部,海军部对埃里克森可谓是一朝被蛇咬十年怕井绳。

“莫尼克”号并非埃里克森向海军部推销的第一件作品。1842年10月20日,费城海军造船厂铺下了700长吨级(长吨在美国是为了代替短吨,2000磅等于一短吨,也就是907kg,虽然长吨一般直接换算为1000kg,但实际上应等于1016kg,因为最初是基于35立方英尺海水的。)的护卫舰“普林斯顿(USS Princeton这个舰名看来是很不吉利的)”号的第一根龙骨。“普林斯顿”号的设计者就是埃里克森,而推动海军方面订购“普林斯顿”号的是著名的罗伯特.F.斯托克顿,这位日后的美墨战争英雄,墨西哥城的征服者前不久刚刚谢绝了总统要求他担任海军部长的任命。

斯托克顿是美国海军头几位蒸汽战舰船长之一,1841年他被泰勒总统(John Tyler)提名为海军部长,斯托克顿婉拒任命。虽然没当海军部长,斯托克顿却利用自己的政治影响力不断推进海军新式蒸汽战舰和重型火炮的建造和装备工作。

锐意进取的海军高层碰上天马行空的发明人才,“普林斯顿”号全身上下散发的革新的气息,作为美国海军第一艘螺旋桨动力的蒸汽战舰,在4.3米的大型螺旋桨驱动下“普林斯顿”拥有7节的高速(风帆战舰在顺风情况下达到6节以上就很不容易了,这不是1861年,“勇士”号14.5节的恐怖航速还需要20年的技术积累才能实现)。两台摇臂式蒸汽机也是埃里克森设计并由费城的工匠打造的。埃里克森还别出心裁的为“普林斯顿”号装备了可折叠的烟囱(这个我很不理解,难道是要伪装?当年风帆-蒸汽混合动力战舰没听说谁用这个的)。

最大的改进在于“普林斯顿”号的火炮系统,埃里克森以自己的天才改进了战舰测距仪,还为主炮装备了后座力吸收系统(不是后来那种水压弹簧,而是通过改进炮座和炮座滑到使得火炮的复位更迅速,具体结构大家可以看我贴的“莫尼克”炮塔内构)。最为重要的是埃里克森设计了一款12英寸的超级前装滑膛长炮。这种火炮能够用50磅装药将225磅(102kg)炮弹准确的砸到8公里以外。

使用熟铁制造的火炮能够有如此威力(当时的长炮身管长度也就是12倍径左右),主要得益于埃里克森发明的“Hoop Gun”法。这是一种利用熟铁热胀冷缩特性的多段铸造炮法,各段hoop内径不同,最外层的hoop内径最大,但比下一层hoop的外径稍小,因此需要加热才能将内hoop敲入外hoop中,如此一层层的敲入,每层身管都会被外侧hoop压紧,这就达到了自紧的效果,同时在一般火炮最为脆弱的炮尾,埃里克森专门做了加强。埃里克森发明的这种技术始终被用于生产长身管火炮。

可惜当时的大部分工匠和技师都不能理解hoop法对身管强度的巨大提升作用。在1841年埃里克森将在英国梅西铁厂制造的The“Oregon”大炮运回美国时,包括斯托克顿等都觉得美国完全有能力制造同等级的火炮。为了美国人的面子,斯托克顿亲自操刀设计,由纽约的“霍格和德拉马特”制造了完全美国知识产权(呵呵)的12英寸长炮——The“Peacemaker”。虽然大体上仿制埃里克森的设计,但斯托克顿却自作聪明的弃用费时费力的“hoop gun”法,改为单纯增厚身管壁。

这里就存在一个材料力学的问题,生铁铸件的冷却先后顺序会影响机件的机械性能,一般是冷却速率愈高质地愈硬,制造中我们希望炮管内膛最为坚硬,但由于铸件冷却的问题,得到的实际产品是炮膛最后冷却。这是因为传热中,外部不冷却内部的温度无法外散。同时炮管外表面的面积远比内膛要大,散热效果也更好,这就使得外表面冷却更为迅速。结果就是炮管实际密度和设计几乎完全相反,身管寿命因此大打折扣。

斯托克顿单纯增厚炮膛的办法,实际上并没有提高身管的强度,甚至可能削弱强度,结果美国人的The “Peacemaker”最终成为一门重达12000kg的庞然大物,但却在炮尾处隐含“阿基里斯健”。再加上斯托克顿固执的不允许进行强装药试验,结果装船前寥寥无几的几次验炮没能起到应有的作用。

1844年2月13日,The“Peacemaker”随“普林斯顿”号被运到华盛顿,螺旋桨蒸汽舰船以及其搭载的The“Oregon”和The “Peacemaker”巨炮庞大英武的身躯激起了美国首都人民的巨大兴趣,“普林斯顿”号上面挤满了参观的游客,并准备载着这些兴奋好奇的人们在波托马克河上进行试航。

在多日的试航中,The “Peacemaker”分别在16日、18日和20日进行了试射,其雄浑的吼声传遍波托马克河两岸,也使其设计者斯托克顿的声望大振。就在美国人对自己的设计洋洋得意的时候,瑞典人埃里克森却冷眼旁观,对机械和冶金的丰富知识使得他明白The “Peacemaker”很可能隐含着巨大的隐患。

没过几天埃里克森的担心便应验了,2月28日,“普林斯顿”号抵达维吉尼亚的亚历山大,并迎来了它最尊贵的客人——约翰泰勒总统和前第一夫人多莉.麦迪逊(Dolley Madison)以及泰勒的一众幕僚等400多位宾客。斯托克顿急于在老大面前表现一下The “Peacemaker”的威力,于是组织了另一次试射,却造成了可能是美国历史上最著名的一炮。

在试射中,脆弱的炮尾终于爆裂,大量碎片飞向围观的宾客,包括国务卿、海军部长(本来是斯托克顿的职务,难道是怨念?)以及泰勒总统的准老丈人(当时Julia Gardiner 还没嫁给泰勒总统,二人在4个月之后的1844年6月26日结婚)在内的7人当场死亡,另有20人受伤。泰勒总统夫妇当时被倒霉的斯托克顿留在火炮甲板下层,幸运的躲过一劫。

虽然在日后的调查中埃里克森和斯托克顿都被联邦法院裁定为不负任何责任,他们却双双上了海军部的“危险人物”名单,更倒霉的是埃里克森无法像斯托克顿在美墨战争中那样利用战功洗刷自己。再加上英国法国等海军也在这一时期爆发了大量由于技术激进导致的重大伤亡事故,美国海军部把埃里克森和他的“莫尼克”束之高阁确实是稍显保守却最为明智稳妥的办法。

不过韦尔斯的高明也就在于他最早发现了埃里克森炮塔式设计的先进之处,更清楚“莫尼克”式设计的巨大局限性。在内战中韦尔斯将“普林斯顿”和“莫尼克”进行了杂交优化,最终形成了美国海军著名的USS Wampanoag级铁甲舰,正是这款能够远涉重洋的新型铁甲巨舰打开了美国海军通向蓝水之门。

而埃里克森就缺乏足够的自知之明,在“莫尼克”的成功之后,他在1873年研制了新式的电动鱼雷(因为没有合适的电池,所以采用了电缆供电,最早的线控鱼雷?),但是在铁甲舰方面他执拗的认为“莫尼克”的设计才是未来的方向,最终被正统造船界再次视为怪物和傻瓜。

约翰.埃里克森John Ericsson,超一流的工程天才,被认为是美国历史上影响力最深远的发明家之一

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“莫尼克”号的设计图

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“莫尼克”的炮塔内部

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罗伯特.F.斯托克顿,美墨战争的海军英雄,但却是个蹩脚的设计师

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USS Princeton “普林斯顿”号

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The “Peacemaker”爆炸的新闻绘图

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埃里克森The“Oregon”大炮炮身的设计图

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埃里克森设计的火炮后座力吸收系统

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1917年美国海军工厂还在使用“Hoop Gun”法造炮

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“莫尼克”号的成功之后,埃里克森还设计了电动鱼雷等装备,也发明了鱼雷水下发射方式

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载着美国海军走向远洋的USS Wampanoag级铁甲舰

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