45.水力锻锤与板甲
北门江旁边，三个大型的水车依次矗立着，周围砌起了一堵两米高的围墙，里面是一座兵工厂，大院门口还竖着大型的牌匾，上书五个大字：“肇新兵工厂”。姜明的毛笔字不行，这是让李婧柔代为题写的。
按说江边的水流更大、更充沛，适合建大型水车，但革命军的实力还不够强，无法保证野外击败敌人。万一南汉派精锐禁军过来围剿，冶炼厂在寨外会被敌人夺去，不但有高炉技术泄露的风险，关键是寨内无法锻造武器。
所以姜明把冶炼厂都建在寨内，而兵工厂修在北门江畔，冶炼厂利用模具铸出初级的兵器后，运到兵工厂深加工。如果敌人来围剿，工人撤回寨内便是，没有水力锻锤照样能生产兵器，只是效率高低而矣。敌人最多学去水力锻锤的设计，不影响大局。
姜明在北门江边修筑了河堤和码头，用的是用石头、红砖和水泥，非常结实平坦。兵工厂建在水流落差较大的上游位置，离码头很近，里面有通着三条引水渠。
引水渠长15米，宽1米，深0.6米，落差2.3米，手机计算器可以算三角函数，姜明算出斜角在9度左右。
见姜明带着孙皓过来，兼任兵工厂厂长的蒋七过来行礼，但被阻止了，姜明单刀直入吩咐道：“老蒋，开工吧！”
工人拉起引水渠的水匣，水流开始沿着引水渠向下流动，重力势能转化为动能，速度越来越快，流了大概10米后，撞到水车叶片，驱动水车旋转。丢失大部分动能后，水流速度变慢，最后缓缓注入北门江中。
北门江的水流初速2米/秒左右，撞到水车时，落差2.3米，在重力作用下，水流速度已经达到7米/秒。水车也越转转越快，如果水流量足够大，水车的线速度可以接近水流速度。经过多次试验后，姜明测算出水车的最大线速度约5米/秒，水车的直径约3米，因此角速度为3.3弧度/秒，对应转动频率为0.53转/秒。
与水车相连的转轮直径为1.5米，上面有6个撞柱，都用钢铁紧紧地箍着，转动频率0.53乘以6，可以驱动锻锤每秒锤3.2次，每分钟可以做200次冲程。
铁匠拿起一整块胸甲放到铁锤下面，随着重锤以每分钟200次敲打着胸甲，胸甲的穹面开始显现，工人只需要通过不断的试验，摸索出技巧就行。
“有了这个水力锻锤，打铁也容易多了。”蒋七指着水力锻锤，道：“以往，都是用胳膊抡着大铁锤将铁器锻打成形，经常累得胳膊肿胀。现在只需要用锻锤将兵器锻打成形，再人工稍作修补就行，速度快了不知多少倍。”
其实水力锻锤跟水碓的原理是一样的，而中国在汉代就发明了水碓，但最后并没有向水力锻锤的方向发展。后世也探讨过板甲没有在中国古代出现的原因，一是跟铁矿有关系，古代一直没有高品质的铁矿，硫、磷等有害杂质比较高，难以炼出整块好钢；二就是没有出现水力锻锤；三就是需求的原因，也可能是根本原因，跟欧洲只有几千、上万人的群殴不同，中国古代的战争规模庞大，动辄几十万人的大战，能够迅速装备几十万人的制式装备，才是统治者最需要的，棉甲、扎甲正好满足这样的需求。
姜明同意地点点头，道：“有了水力锻锤，只需要在钢铁厂将板甲的整块铁板铸好，再运到兵工厂锻打成形，最后装上侧甲的铁片和皮带，一副板甲就制造完成。”
姜明还给这种板甲取了个非常拉风的名字，叫“肇新甲”。肇新甲是装备给未来火枪步兵的，短兵相交机会较少，重点防御对方远程弓箭射击，所以只有胸甲的前半部分，但肩部、脖子以下、正面胸膛及私密部位都能保护到。肩窝以下的侧甲用铁钉连在胸甲上，后面则用皮带连着，结构类似后世的书包肩带。
旁边的孙皓道：“这盔甲比大唐的明光铠还厉害吗？”
姜明摸了摸他的头，道：“姐夫手上没有明光铠，没法比较，如果抵挡弓箭的话，效果可能差不多。但咱们有了水力锻锤，生产这种板甲的效率反而比扎甲高，所以不是哪种盔甲更厉害的问题，而是哪种更适合。”
姜明生产的肇新甲厚1.5毫米，盔甲的平均面积约0.3平方米，按钢铁的密度7.9吨/立方米计算，重7斤左右。这个重量与宋朝的40多斤的步人甲相比，穿起来负担小的多。
五代时期的弓箭初始速度60米/秒左右，普通的弓箭重量约40克，初始动能约72焦，弓箭射出后，会因为空气阻力损失动能，每100米的动能损失约10%。经过多次实验测定，1.5毫米的盔甲能抵御150焦的动能伤害，这个时代的弓箭根本不能伤它分毫。
“可是，不需要保护四肢和头部吗？”
“当然会有帽子，是用钢铁铸造的范阳帽，边沿很宽，保护面积很大。不过，暂时没打算制造其它的盔甲，四肢受伤一般不致命，能治好就行。”
“可是刀枪剑伤容易大流血，并且高烧不止，很容易死亡的。”
孙皓毕竟出身医学世家，这点见识还是有的。
姜明笑道：“所以，你姐配制的金疮药就派上用场了啊，以后还会有治疗高烧的药，刀枪剑伤不会那么容易死亡的。”
“哦！姐夫这么厉害，这些肯定都想到了。”孙皓点点头，道：“等我长大了，可以送我一副完整的盔甲吗？”
姜明笑了笑，道：“好，到时候，姐夫一定送一副最好的盔甲给你，穿着神气无比。”
“谢谢姐夫！”孙皓开心地鼓着掌，问道：“如果全身都穿上盔甲的话，会不会很重？”
还记得我给你讲过的“物质的密度”那一课吗？
姜明的物理课已经讲过密度，计量课也用的是后世的国际标准，反正他已经做出了各种尺子。姜明的原则就是“以我为主，兼收并蓄”，否则切换成唐朝的标准，对姜明来说太费精力，那些学生都像白纸一样，当然全听姜明的。
孙皓点点头，姜明继续道：“成年人体的表面积在2平方米左右，钢铁的密度是7900公斤/立方米，你的盔甲厚度是1毫米，那盔甲多重啊？”
孙皓低头默算了一会儿，回答道：“不到16公斤，好像可以承受的住哈。”
姜明点点头，道：“很好，很聪明。告诉姐夫你的出生年月日，我这副特制的盔甲跟生辰关系很大哦！”
孙皓说出生辰后，姜明大致推算了下，笑道：“原来你是白羊座的，怪不得有理工男的潜质，好！我给你打造一副白羊座圣衣，哈哈！”
MD，等我征服世界，一定要重新定义十二星座，否则骗不下去了，农历有润月，用来定义星座有点难，看样子得回去认真推算公历，姜明心想。
孙皓莫名其妙，问道：“什么白羊座还有白羊座圣衣？”
姜明勾了勾手指，道：“过来，今天姐夫就给你讲讲圣斗士星矢的故事。”
作为80后的尾巴，圣斗士星矢、灌篮高手、火影忍者、海贼王那都是必看动漫，于是姜明便拉着小舅子讲起了圣斗士的故事。
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