2008年3月26日
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科学现场

拯救克虏伯古炮

本报记者 林天宏

中青在线-中国青年报    2008-03-26    [打印] [关闭]
    

    韩栽茂曾整整担心了七年——世界唯一完整现存在原址上的巨型钢质古炮,是否会毁在自己的任期上,一度成了这位厦门胡里山炮台管理处主任的心病。

    1893年时,清政府花费近16万两白银,从德国克虏伯公司购买了两尊巨炮,这是其中之一。这个当时世界上最为先进的重武器,炮身总长近14米、口径280毫米、总重50多吨,最远射程近20公里。在中国近代史的历次战争中,它们都发挥过应有的威力。尤其在1937年的抗日战争中,一炮击沉了日军一艘“若竹”型驱逐舰,留下赫赫战功。

    这两尊克虏伯巨炮虽未毁于战火,却几乎毁于人祸。1958年全民大炼钢铁期间,厦门钢铁厂以每斤8分钱的价钱,购买下这两尊古炮,用作炼钢材料。幸得当时的厦门市委出面制止,其中一尊古炮才得以保存。

    2002年年初,德国克虏伯历史档案馆的专家在全世界范围进行了考证:自18世纪初生产销售世界各国的各种口径的克虏伯大炮,在原址的保存率近乎为零。厦门胡里山炮台的这门克虏伯古炮,是“世界仅存的19世纪最大、完整保存在炮台原址上的后膛海岸炮”。

    其价值可用一个广为流传却无法证明真假的故事作为旁证:数年前,德国克虏伯集团的总裁曾向胡里山炮台提出过一个惊人的请求——用与炮身等重的黄金,将这门古炮购回德国。

    如今,这尊面临大海、霸气十足的克虏伯古炮,已经在海风中屹立了整整113个年份。战火的考验和海洋性气候带来的各种侵蚀,已使它全身锈迹斑斑。尤其是负载着炮身近50多吨重量的中心主轴,已经被锈蚀得不堪重负。甚至有专家推测,如果炮身的锈蚀得不到彻底修复,古炮在数年内就将断裂、倒塌。

    自从1999年走马上任以来,韩栽茂和他的团队花费了整整七年时间,对这门古炮的“每一个毛孔”,都进行了由表及里,细致入微的“解剖”和研究。研究者们首先找到了古炮“病变”的真正原因。

    胡里山炮台由一位名叫汉纳根的德国人设计。从现在所掌握的资料看,一百多年前,这个德国的退役陆军少尉,就已经掌握了丰富的建筑学、气象学、海洋学知识。他在充分考虑了海风流向、空气对流、阳光与潮汐、紫外线照射等诸多因素之后,将主炮台修建在距海平面25米处。同时,将炮台地下水的出口埋设在地下12米深处,并引入大海。

    根据史料的记载,在其后的44年中,即便有台风和雨季频繁侵袭,海洋盐雾终年不断地侵蚀,但合理的通风和排水设计,使得这门克虏伯大炮“昂然挺立,毫发未损”,除了日常的维护外,巨炮从未动过一次“大手术”。

    然而,情况在1937年的海战之后发生了改变。

    1937年9月,日本海军联合舰队侵略厦门。为了有效保护守军的生命安全,厦门海军司令黄涛下令,在胡里山炮台阵地上修筑大型的钢筋水泥掩体,原本设计的依靠自然通风的炮台,被完全封闭。

    随后,不仅自然通风系统受到掩体的填塞和阻挡,而且酸雨、海雾就会顺着风势刮入炮台内,都淤积在大炮底部。这些腐蚀性很强的化学物质与钢铁中的碳产生了化学反应,加速了钢铁的腐蚀。

    更令人不安的是,从1984年到1996年,胡里山炮台从市级文物单位升级为全国重点文物保护单位。在12年的时间里,平均每一年半,保护人员就对克虏伯大炮刷上一层涂料,至今已有8层。由于缺乏文物保护的基本常识,这些“保护层”不但未起到保护作用,反而形成了一种潜在的恶性循环。

    在大炮外表的锈层未被刮除干净时,就用这些涂料强行地覆盖,由于化学性质不同,这些新老漆层互相产生反应,出现变异,根本无法起到抗酸、抗碱、抗潮作用,反而在大炮的锈层内部产生氧化作用。

    “犹如一个患皮肤病的患者,不但没有进行消毒和消炎,反而用厚厚的棉布包裹起来,其后果必然是严重发炎与溃烂。”韩栽茂打了一个比喻。

    而且,更让这些研究者哭笑不得的是,由于涂料的颜色不同,连古炮原有的颜色都无法分辨了。

    胡里山炮台历史物质层面的色彩原状是否还残存着?它在大炮的哪个部位?研究人员对大炮进行了实物取样(包括锈块、漆皮、残留的尘埃等实物),他们使用一台显微红外光谱仪,采用显微透射模式,对炮身进行了128次扫描,通过光谱,来检测样品各层的元素分布。

    随后,为了证实化验数据的可靠性与真实性,研究人员在历次涂漆不到之处的炮管与主轴交接部位的最内底侧“死角处”,用金刚砂进行喷射,清理出1块长为40厘米、宽为25厘米的原色彩板块,用肉眼对实物进行观察、比较。

    根据仪器对样品的分析结果,克虏伯古炮炮身的底漆,采用的是醇酸树脂红丹,面漆是浅黑色的醇酸树脂油,这些行之有效的防腐防锈元素,相互进行渗透、黏结,形成一堵强力的抗腐蚀“城墙”,具有很强的抗酸、抗碱、抗潮防锈保护能力。

    而透过肉眼对实物进行的分析,也证实了炮身所喷射的老漆为浅黑色。但对炮身表面颜色的确认,只是完成了修复工作的第一步。

    韩栽茂和他的团队查阅了大量相关资料,走访了国内以及亚洲、澳洲、欧洲、美洲等多个沿海城市,调查国内外同行对古代铁炮的保护情况。他们发现,国际上通行的古炮保护方式,多是采用化学或物理除锈、脱盐、去氯、清洗、干燥之后,统一进行封口保护,然后固定陈列在露天或者室内展出。

    可中国的研究者们为这尊钢质古炮定下的最高目标,是在修复之后,大炮仍然能够处于“运动和战斗状态”。然而,在国际上对于巨型钢质古炮的保护,尤其是对完整保留在原址上的钢质古炮保护资料,几乎是一片空白。

    研究者们面对的是这样一尊庞然大物——古炮的组成部分,如炮管、炮闩、高低起落架、提弹机及配重机等,共有11项硕大无比的部件。仅是大炮的螺丝、铆钉,就有大小2752颗,总维修面积达600平方米;必须深度维修的部件众多,大到长11.2米、重44吨的炮管,小到直径只有15毫米的吊环。

    其中最关键的部位是主轴,这根高1.15米,直径1.5米的“大铁柱”,是大炮旋转和战斗的“中枢神经”,它环绕着36颗直径8厘米的滚珠轴承,承载着炮身50多吨重量,锈蚀十分严重。

    因此,想要修复这尊已有113年历史的巨型钢质古炮,研究者们最需要的是一整套完整翔实的数据、资料、图纸。

    从17世纪中叶开始,德国克虏伯家族军火的生产与销售,就处于极为鼎盛的时期。这个“军火家族”所研发的军舰、各种大炮的数据、资料、图纸,储藏在一座长80米、宽32米,由三层楼的大车间改造的档案库里。克虏伯家族的传人,曾将这些数据、资料、图纸比喻为珍贵无比的“金刚钻”。

    2005年年初,韩栽茂兴冲冲地前往德国埃森的克虏伯历史档案馆。可他把历史资料库里的资料翻了个遍后,依旧一无所获。根据历史学家的推测,二战结束之前,盟军的大轰炸,摧毁了大量的资料和图纸,而残存的若干资料、图纸,也因为克虏伯家族传人受到审判,而化为灰烬。

    韩栽茂从德国归来后,理出了一条新的思路:虽然找不到原本,研究者们依然可以使用今天先进的科技,重新制作出一份图纸来。

    2005年8月,来自中国北方重工业特种机械厂的技术人员,云集于胡里山炮台。他们对大炮的各个部位进行了取样和化验分析,并绘制了大炮的每个机械部位——大到十余米长的炮管,小到直径只有15毫米的吊环,并观测出海洋性气候对大炮“肌体”的侵蚀、破坏,作为图纸的备忘录。

    半年后,技术人员完成了上千张古炮平面、剖面、立面的总装图纸,以及三维演示图。当这份珍贵的图纸被传真到德国埃森克虏伯历史档案馆后,德国人随即发来了贺电称:“……这是你们的荣幸,也是我们的荣幸,我们想做的事(绘制1893年生产的L40280毫米克虏伯大炮全图纸),你们帮我们完成了。你们为人类留下丰富宝贵的文化遗产,将给人类带来永恒的记忆和快乐。”

    在图纸准备妥当后,2006年12月31日,克虏伯古炮修复工作全面展开。技术人员在主轴位置设置了一个“井”字形钢架,在四个方向各安放一台液压千斤顶和一台水平仪,当炮身被千斤顶均匀地支撑起来后,马上检查它的水平倾斜度和支撑力点是否均匀稳当。

    当50多吨的炮身被固定撑稳后,技术人员取出主轴的底盘和36颗滚珠轴承,进行除尘、脱漆、除锈、缓蚀等一系列工艺处理,然后上油封护。在安装复原时,凭借图纸,就能够让所有的机械部件和零件准确地对号入座。

    韩栽茂说,当主轴的底盘和滚珠轴承修复后,这根“大铁柱”就可以带动巨炮做左右15°的旋转运动,炮口的仰俯角度,也可以达到0°~30°,几乎完全恢复了鼎盛时期的战斗力。“这有别于国际上修复铁炮后凝固不动的通常模式,在世界上也绝不多见。”

    与此同时,对炮身外部的“美容”工作也正在进行中。记者在现场看到,擦炮机上的两根机械手,紧夹着20多米长的“擦炮杆”,来回顺畅地清洗着炮身。经过多次试验,技术人员采用了金刚砂喷射修复的办法,所喷射的炮身光洁平滑。“好像用洗面奶洗过一样。”一个技术人员笑称。

    按照计划,修复工程将于2008年6月完工。韩栽茂表示,到那时候,克虏伯大炮将会完全恢复其阳刚之气。然而,作为一个代表中国文物修复水平的团队带头人,他还有更多收获:“对这次巨型钢质古炮的修复保护工作,我们进行了全过程技术监控,记录下了各种施工程序、技术手段、材料运用,这些文字、数据、现场录像、照片拍摄原始记录,将分类归档,为将来的科研成果和历史记忆,储存翔实可靠的信息。”

    照片:克虏伯古炮维修现场。

    

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