第49章 曲線（2/2）
此時，西山試驗場。
試驗場邊上蓋了一件小屋，武備組和安全部的十幾個成員擠在裡面，季國風站在最前面的黑板旁邊，一邊畫著一邊講著什麼。
他先在黑板上畫了兩條垂直的坐標軸，給x軸標了個「t」，給y軸標了個「F」，然後從原點開始，畫了一條曲線。
這條曲線先是陡峭上升，然後迅速下降，降到一半，又開始平緩下降，一直延伸出一道長尾。
「如圖所示，這就是火藥在槍管中爆炸的全過程，一開始爆炸時力道最大，後來逐漸減小。」
季國風點了點曲線的最高點，接著說：「這個最高點，就是爆炸時的衝擊力，決定槍管能不能撐得住和人能不能受得了後坐力的關鍵。很好理解，火藥威力越大、裝藥越多，這個衝擊力就越大，如果超過了槍管能承受的限度，就會炸膛。」
「但是呢，推動子彈加速的卻並非這個衝擊力，而是……」季國風用斜線把曲線與x軸之間的部分塗黑，接著說，「而是這個面積，也就是火藥爆炸時產生的總衝量。」
台下的聽眾們紛紛點頭表示贊同，這一點學過高中物理就很好理解。
「所以，同樣很好理解的是，如果我們能在保證總衝量不變的前提下，讓這個曲線更平緩，就能降低擊發時的衝擊力，同時子彈威力不減。這樣的好處不用我多說，可以降低槍管壁厚，或者增加裝藥量。」
「嗯，沒錯。」聽眾們很配合，「但是如何讓曲線平緩呢？」
季國風點點頭，說：「最直接的辦法就是降低火藥的燃燒速度，速度越慢衝擊越低。當然也不能太慢，否則就沒法爆炸了。至於如何降低燃燒速度，現代方法是改變火藥成分和造粒形態，不過那需要化學工業，跟現在的我們沒關係。而近代有個經典方法，那就是顆粒化火藥。」
「顆粒火藥？」堂下坐著的林小雅奇怪地問，「我們不是已經在用了嗎？」
顆粒火藥是黑火藥時代的一條著名先進經驗。
最初的黑火藥，是硫磺、硝石、木炭三種粉末簡單混合而成，由於是物理混合而非化合物，所以在運輸過程中隨著不斷的顛簸三組分會不斷分離，導致運上戰場的火藥失去最佳配比，威力大大降低。
而顆粒火藥，就是把黑火藥加水混合，攪成麵團一樣，然後鋪開晾乾研細，就形成了一個個的小顆粒，組分不易分離，威力要比粉末火藥強得多。
這麼一條著名而又簡單的經驗，自然一開始就被東海商社用上了。
不過事情似乎沒那麼簡單，季國風微微一笑，接著說：「沒錯，顆粒火藥我們已經在用了。但是顆粒火藥為什麼比粉末火藥強，真的只是組分不易分離那麼簡單嗎？」
眾人伸長了脖子，季國風見吊起了胃口，感覺很滿意：「當然不是。我們知道，一個物體的面積與他的尺寸成二次方關係，而體積與尺寸成三次方關係。所以尺寸越大，它的面積與體積的比值就越小。顆粒火藥也是這個道理，從粉末變成顆粒，總表面積就大大減少了，因此點燃後燃燒速度就會大大降低，在衝擊力相同的條件下，全衝量大幅增大，所以顆粒火藥即使比新鮮製成的粉末火藥，也要強得多。」
「哦……」聽眾們一副恍然大悟的樣子。
「所以，這就是我們現在能做的事。」季國風總結說，「雖然都是黑火藥，但通過調節顆粒大小，也就能調節燃燒速度，進而調整爆炸時的衝擊力，從而做出遠遠優於原始火藥的顆粒火藥。」
這總算說清楚課題了。於是一群人開始設計起實驗流程來，不過很快又遇到了一個問題：他們現在沒有力學儀器，該如何測量最大衝擊力呢？
這麼一個簡單的問題就難住了這幫人，一群臭皮匠抓耳撓腮開始思索替代方法，最後想出了一個不是辦法的辦法：製作一批小木筒，少量裝藥爆破，根據破壞程度估算衝擊力。
此後這些人分工合作，有的人製作木筒，有的人運來材料，有的人製作顆粒火藥，有的人拿篩子篩選出不同的粒度，有的人進行測試……
經過一個多月的實驗，他們得出了結論。顆粒越大燃燒越慢，但也並不是越大越好，過大之後燃燒太慢，反而會影響威力。最終，他們篩選出兩種等級的顆粒火藥，一種小顆粒，用於槍藥，而另一種顆粒更大，用於炮藥。
這過程中，還有一些意外收穫。他們一開始嘗試著把顆粒儘可能做大，但是黑火藥之間的粘結力無法製成過大的顆粒，稍一晃動就碎了。於是就有人試著用漿糊做黏合劑，沒想到這樣子做出的火藥居然大大降低了燃速！
這下子他們可就產生了興趣，分析一下應該是澱粉的作用，於是在此基礎上多次進行改進實驗。先是根據化學反應式，適量減少了木炭的用量，果然效果要好一些。後是嫌現在的漿糊雜質太多，又做不出純澱粉，就試著用白糖替代一下，結果效果大大好於預期。
多番折騰之後，他們得到了一種相當優秀的炮用火藥。可惜白糖太貴，用在現在的小炮上效果也不太明顯，於是就暫時擱置下來，只做個技術儲備。
改進後的槍藥相對於現在使用的顆粒火藥略有提升，但不顯著，在衝擊力相當的情況下，可以多裝10-15%的火藥。武備組經過討論，決定暫時不改變火槍的設計和標準裝藥量，新槍藥的應用相當於提升了火槍的耐久度。
而炮藥的改進則明顯得多，膛壓明顯降低，差不多可以多裝30-50%的火藥。不過裝藥量的提升直接的效果是提升了炮彈的初速，而高初速則會快速衰減。經安全部測試，增加30%裝藥後，虎威炮在100m的距離上對厚木板的穿深增加了23%，而在200m的距離上只增加了15%。於是安全部和武備組商議後，決定改進火炮的設計，減少壁厚，製造更輕便或者口徑更大的火炮。