工技院後院的爐火已經連續燒了十七天沒有熄過。
孫鐵柱蹲在試驗場東側的鑄鐵炮殘骸前，手指沿著炮膛內壁的裂紋遊走。
這已經是第三百五十七次試製失敗後的殘骸，炸裂的炮管斷成三截，最長的碎片飛出去二十餘步，焦仲明站在兩步外，手裡攥著一卷草紙，上麵畫著層層疊疊的剖麵圖，墨跡已經被反複修改塗改得幾乎看不清底稿。
從被特準入工技院到今天，焦仲明把行李搬進了試驗場邊的工具棚裡。
他白天跟著孫鐵柱的徒弟們輪班看爐、配料、澆鑄，夜裡就在油燈下勾畫他腦子裡那個始終沒能完美實現的方案。
礦洞裡那些年積累的經驗告訴他，鐵器開裂從來不是因為鐵本身不夠硬，而是硬得太快、收得太急，泰山北麓的礦工們打鑿子，從來都是先燒透、再慢涼，急不得，火炮的炮管也是一樣的道理，鐵水澆入陶範後，外層冷卻快，內層冷卻慢，內外收縮不均，應力便從內部向外撕扯。
他第一次向孫鐵柱提出這個想法時，孫鐵柱正蹲在爐前用鐵釺撥弄炭火，聽完後頭也沒抬，隻說了一句：“你說得對，但怎麼讓內層先冷？”
這個問題焦仲明想了五天，到第六天夜裡，他在工具棚的木板上用炭筆畫出了一根竹管通水的草圖，澆鑄完成後，在炮管尚未完全凝固之前，從炮口一端伸入一根末端封死、側壁開孔的銅管，向炮管內壁通水，水汽化帶走熱量，內壁先於外壁收縮凝固。
外壁冷卻後裹緊內壁，如同鐵箍箍桶，反而增強了整體的抗壓強度，這個法子他在礦上見過，老礦工們修井筒時用過類似的辦法加固石壁，隻不過從沒人想過把它用在鐵器澆鑄上。
孫鐵柱看完草圖沉默了一炷香的功夫，然後起身走到存放陶範的庫房裡翻找了一刻鐘，拎出一副舊炮管陶範出來，對焦仲明說：“你看著做，三天後試一爐。”
三天後，第三百五十八次試製的第一門炮，在第十七次發射時膛底出現了一道發絲細的裂紋，第二門撐到第三十一次才裂開，裂縫的位置比第一門更靠近炮口，說明水冷的方向和時機還需要微調。
第三門炮在試驗場上連續發射了四十二次，炮身滾燙，陶範外壁上甚至能看到被高溫燒出的細小龜裂紋路，但炮管本身沒有出現任何肉眼可見的破損，孫鐵柱用聽鐵聲的老法子敲擊炮管，聲音沉悶均勻，沒有雜音。
他又加了一道工序，在炮身外壁每隔一尺五寸加鑄一道半寸厚的鐵箍，像是竹節那樣把炮管從頭到尾分成五段。
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這道工序是他在觀察竹子生長時琢磨出來的，竹節能分散整根竹子的受力，炮管上的鐵箍也是一樣，能把火藥爆炸時一瞬間的巨大壓力分散到多個斷麵，不至於集中在一處形成炸膛。
到十一月二十六日，經過七次微調水冷銅管的插入深度和通水時長之後，同一批澆鑄的三門鑄鐵炮全部通過了連續六十次發射的測試。
炮口沒有裂紋，膛壁沒有變形，鐵箍與炮身之間的接縫處沒有出現任何鬆動或脫落的跡象，最後一發試射時，鐵彈穿透了試驗場儘頭那麵兩尺厚的土牆，在牆後的第三道靶標上又砸出一個深坑才停住。
寧凡川是在次日清晨得知的消息，孫鐵柱帶著焦仲明和工技院的幾名核心匠人站在承天殿偏殿門外等了兩刻鐘，內侍才引他們入內。焦仲明的褲腿上有被鐵水濺出的細小黑洞，手背上還有未褪儘的燙傷紅痕，他進宮前換了一件乾淨的青布短褐，但袖口處的焦痕沒能完全遮住。
孫鐵柱呈上了三門合格鐵炮的詳細測試記錄，從每一發試射的裝藥量、彈丸重量、射程記錄，到炮管內外壁在每次發射後的溫度變化和目測檢查結果，都列得一清二楚。
焦仲明站在孫鐵柱身後半步，手裡攥著一卷額外的圖紙，那是水冷裝置的改進版設計，銅管末端加裝了一個分流頭，能讓冷卻水在炮管內壁形成均勻的水幕，比此前簡單注水的方式冷卻效果更穩定。
寧凡川翻看完測試記錄之後，目光在那張水冷裝置的改進草圖上停了片刻，然後問了焦仲明一個關於炮管壁厚的問題：此前他在銅炮試製時提出過增加壁厚來提升強度的方案，為什麼在鑄鐵炮上反而不用了。
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