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许昌城下，黄沙滚滚，四匹挽马拖着一辆两轮马车，载着硕大一口铜钟。
“再加两个沙袋！”伙夫大喊道。
五十斤一个的沙袋堆到车上，车辙一下子陷到泥土里。
老板皱了皱眉头，这不是什么好兆头。“军爷。”
“叫兄弟。”
“是！这位兄弟，他们摆得不对，我这车绝对能装一千斤不陷车！”
白衣男子没有责怪他的意思：“没关系，就按一千斤计算吧。”
一千斤的车子会导致行动困难，这就是临界值了。金坷垃听完报告，示意手下辛苦。
如果临界值是500公斤，那么火炮整体重量不得超过400公斤，只有这个重量以下才能在四匹马拖挽的情况下保持机动性。但是炮车本身就要一百多斤，留给炮管本身的重量还要打个折扣。火炮重量不得大于320公斤。
这是一道很难的数学题。简单来说是这样的：
火炮的射程取决于炮弹的重量和速度，身管越长，装药越多，射程越远，但意味着火炮身管要加厚。如果适当加大口径，使用更重的炮弹，射程和威力都会增加。比如六磅炮的威力就远远大于四磅炮。
摆在金坷垃面前的问题就是这个最佳口径是多少？膛压和管壁厚度的关系是什么！这个年代发明微积分的牛顿已经死了，而中国人竟然还不知道牛顿三定律。
叮咚雨水顺延而下，敲打着门廊。不敢大意的金坷垃用了一个笨办法，先测量320公斤青铜合金的体积，然后在图纸上画出满足这一体积的空心圆柱。在没有计算机的情况下，设计一门加农炮绝对是让人发狂的事情，很多细节只能凭着直觉画。而且管壁和火药量的关系金坷垃自己都不懂，所以画下来就要打。
“画加打”模式在新中国前三十年里非常流行，因为那年月理论有限，激情倒是很不缺。
白莲教铸了三门铜炮，长的口径略小，短的就粗一些，不过大体上接近。
第一门炮口径大约75，发射4斤铁弹丸，标称4磅野战炮。
第二门炮口径大约80，发射5斤弹丸，标称5磅野战炮。
第三门炮口径大约84，发射6斤弹丸，标称6磅野战炮。
试验规则很简单，逐步加大装药量，测量射程，直到炸膛为止。试验要验证两个变量，320公斤的青铜炮什么口径比较合理，还有大炮管壁和火药量有什么关系。
金坷垃先以炮弹重量六分之一药量发射，也就是半装药。金坷垃认为，三门火炮会打出三种不同的弹道趋势，重量轻的炮弹减速快，但初速应该会高一些，而重的炮弹速度会比较慢，但存速性能好。这样一来，在炸膛之前，这三门炮在图上画出来的点应该遵循如下规律：小型火炮弹道笔直，但距离稍远就会下坠，成一条前长后短的弧线；反之大型火炮弹道弯曲更接近于抛物线。
三门炮从半装药打到四分之三装药，再到全装药，把金坷垃信奉的物理学信条砸得粉碎！事实证明，无论装药量多少，6磅炮的射程一定超过其他火炮。而且加长身管带来的增益不如增加口径来得快。
我勒个去！这个世界怎么了！牛顿要听说了非从棺材板里跳出来不可呀！
当时金坷垃还不知道火药燃烧的速度只有800米每秒，配比不佳的火药更低一些，那么由火药气体推动的弹药初速绝不可能超过800米每秒，如果算上漏气等各种原因，能达到400米每秒的初速就相当优秀了，这与弹丸重量关系并不是很大，加长身管也无济于事。所以17世纪的加农炮倍径一般只有18倍左右，以加长身管增加射程的“蛇炮”，别名长管加农炮因为性能提升有限，重量超群而被丢进了历史的垃圾堆。
显然，由于初速都是400米每秒左右，炮弹重量越大射程越远，金坷垃那些基于现代发射药的炮兵理论知识一文不值。全装药射击的结论就是，6磅炮射程最远，弹道最直，有效射程在550米左右，数据成线性关系。
“1.5倍装药！”金坷垃带着恼怒下令，看起来他寄予厚望的一号火炮算是逗比了。
轰！
金坷垃吓了一大跳，只见黑烟滚起，6磅炮的位置炸得面目全非，正根炮管碎成几块。三号火炮炸膛。
“清洗干净，重新铸造，实验继续！”金坷垃有些小吃惊，三号火炮的管壁厚度怎么也有20，他亲自量过，在1.5倍装药的情况下竟然也炸了。1.5倍装药，5磅炮的射程其实并没有太大长进，提高的幅度让人绝望。看来实验结果没有任何疑问，在当前技术条件下，火炮射程与口径有直接关系，当身管倍径超过18倍时，再拉长火炮身管没有太大意义，同样的，最佳发射药质量是炮弹种类的约三分之一强，再增加发射药也没有意义。
“两倍装药！看看5磅炮会不会炸膛。”
白莲教兵丁继续实验，先用沾了水的纱布熄灭火星，再刮出炮筒里的火药残渣，接着就可以继续实验了。
仍然没有炸膛！看起来流动性极佳的青铜火炮没有沙眼的困扰，而且青铜合金硬度低，延展性好，方便打磨光滑，加工性能远远超过铁，青铜炮质量比同时期的铁炮好太多了。
“三倍装药！”金坷垃已经不是在实验大炮的射程，而是纯粹要炸掉他，兵丁们自然也知道这个意思，躲得远远的点引线。
砰！
炮响，还是没有炸膛。金坷垃突然有了一种天命所归的感觉，亲自去察看这门扛住了和炮弹等重发射药的铜管子。作为两千多年前就铸造了司母戊鼎的民族，中国人的青铜铸造水平毋庸置疑，仔细看去，炮身已经有了细碎的裂纹，火炮自然也报废不能使用，再打一炮说不定就炸了。但这门炮证明了青铜铸造工艺是完全可行的！
金坷垃大受鼓舞，决定连夜根据5磅炮的基本数据修正设计图，维持现有炮管基本数据不变的前提下增加附属设备，包括炮尾调节螺旋把手，瞄准具，炮耳的位置等等。发射弹丸重量为5斤，5度角射程为420米左右，连炮车全重390公斤，可以用四匹马拖曳。火炮铸造完成后需要用铁钻将炮管镗成80，青铜延展性很好，这种机械加工没有任何问题。白莲教的钻孔加工思维和满清制造局有些不同，金坷垃没有信心用现有的工具保证钻头的路径是直线。所以他转变了思维，反正5磅炮重量也不大，用人力可以勉强将他立起来，这样用两根铅垂线就可以保证火炮垂直向上，手工钻以固定的垂直角度向下钻孔。如此一来，只要炮管铸造中不出现致命失误，钻出来的孔就一定是直的，避免了水平机床钻孔导致的“钻歪”。而且垂直钻孔可以把杠杆放大，用几个人推动，钻头力量更大，在水里钻机出现之前，他绝对是最能钻的机器。后来白莲教工人想了一个更简单的方法，用朝廷的站笼改装一下，固定大炮，钻完一门就推走，然后再推过来一门固定，如此循环。一楼的人负责固定，二楼的人负责推动大转盘钻洞，钻得风生水起，铸造部门的速度根本赶不上钻孔的速度。
白莲教用搜刮来的铜钟、铜香炉、铜镜、铜钱，铸造成第一批7门5磅加农炮，凑上三千名走齐步使用火绳枪的士兵，这就是金坷垃手里掌握的核心战力。有了这群凶悍的手下，金坷垃决定去找朝廷的晦气。他有一个非常合适的目标——禹州。
许昌已经陷落，河南腹地只剩下禹州城还在抵抗，而且抵抗得很激烈。傅士仁手上一万多人的白莲教徒，崩掉了门牙也没啃下来。本来禹州很小，如果有炮应该不难打，可是那些天出了点小问题，老天下雨。下雨天可以画图纸，勉强也可以造大炮，但绝不可能把那两门三千斤大炮送到禹州城下。超出5磅炮三倍重量的所谓三千斤大炮，在路上陷入泥潭，动弹不得，这几天天气刚刚转晴，那就更动弹不得了。
怎么的呢？泥晒干了！白莲教徒连挖带拽，好不容易才拖出来，木轮子又折了。想想也是，三千斤的东西压在上边，又是雨天过泥潭又是大太阳暴晒的，还要承受镐头铲子乱挖，坚持到现在已经很不容易了。你说，怎么给炮车换轮子呢？三千斤啊！抬也抬不动，顶也顶不住。金坷垃有办法，这种情况需要用到滑轮组解决，但他不在，等他知道的时候，这玩意儿已经蹲在原地好几天了。
算了吧！禹州不大，城墙也没有许昌那么厚实，用5磅炮试试，没准能打下来。另外一方面，金坷垃考虑到朝廷的围剿大军差不多该来了，要保住地盘就需要取得一场野战胜利，为岳漫步的练兵争取时间。以攻为守，说的就是这个。在此之前，先把禹州打了，抢些青铜铸炮。