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桓震安顿好了，便去同陈兆兰商议以水师运输炭铁的事情。据孙元化说，以煤炼出的铁发脆，不能用于造炮，不如白炭炼铁质量优良。桓震推想，那可能是因为煤中含硫的缘故，然而他不懂得炼铁，也没法证实，只能同时买一些煤来，想要试验一番。炭和铁都要从关内购买，孙元化不放心旁人，定要亲自同去，桓震便也由他，自己留下与带来的工匠商议造炉。这二百人中大多是铁匠，专业的炮匠不过几十名。桓震将他们分班排次，一个熟练炮匠要带领几名铁匠工作。
基础设施的建设，花去了大约一个月的时间。因为当时已经年底，土地结冻，施工很是困难，须要用铁镐猛力刨开方可。这一个月间，桓震一面监督工程进展，一面整日泡在炮匠们中间谈天，渐渐对明末的火炮技术有了颇为详细的认知。好在以前听孙元化也说过不少，一月速成课程读下来，虽说要他自己去造那是比较难，可是做个监工已经没有问题了。觉华岛的靺鞨港并非一个不冻港，眼看天气愈来愈冷，就在海面将要封冻之际，孙元化终于抢先赶了回来。
万事俱备，桓震便奏报王之臣，请他下令开炉。于是天启七年十二月初十日这天，觉华岛火器局，由桓震一手创立。
辽东军中对火炮需求量很是庞大，宁锦战后损毁的大炮亟需补充，因此桓震不等过年，下令即刻开工。按照炮匠所言，当时红夷炮发射速度不快，炮管无法承受持续射击，隔一段时间就需休息以冷却，故每个时辰平均只可发射十六发，每天通常不超过一百发，且铁炮在射击约六百发，铜炮约一千发后，就已不太堪用。【——此处数据来自：沈演《止止斋集》卷33，至于究竟为何每个时辰可射16发，而每天最大限额却是100发，16×12＝100，可能有什么物理上的解释，我实在不明白。】更有时候因为使用过度，而出现炸膛事故，炮手死伤也是寻常。对于后金军队擅于快速运动的步骑兵而言，红夷炮实在没有多大用处，其价值只能体现在城池攻防战上面。
桓震自了解到这一点，就敏锐地觉察到，袁崇焕所以确定了以守为主的政策，很大一部分原因也是出于对红夷炮的过度信赖。虽说他并不清楚后金以后是如何获取制炮技术的，但到了那个时候，明军赖以守成的优势也要渐渐消失，那是无可置疑的。而明军的轻火器对付后金的强弓利箭又并不十分占便宜，看来进行火器技术的改良，已经是箭在弦上，不得不发。
卷二 国之干城 七十四回
虽然我比较抗拒写那种脱离时代的科技发展，但是这不代表军工技术就不要发展了。改良还是要的，不过是在合乎时代技术水平的前提下。用铁模可以一定程度上解决炮膛光滑度的问题，也就是可以部分地代替铣刀。说铁模比泥模效率高数百倍不是虚言，龚振麟那时候做过试验的。
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那时除了动辄三五千斤的红夷大炮之外，还有一种体格较小的佛郎机炮。这种炮的制式十分灵活，大者重千余斤，小者才百五十斤，甚至可以驮在马背上行军。二者最大的区别在于，红夷炮乃是一种前装炮，而佛郎机炮却是后装。后者发射速度、灵活捷便都远过于前者，但身管较短，和红夷炮相比，不能有较远的射程，因此在辽东并不十分普及。【——据孙文良、李治亨《明清战争史略》一文，从万历四十六年（1618）至天启元年（1621），三年中因辽战发往广宁以资补充的各种火器，累计大炮18154门，佛郎机4090架，枪类2080杆。这里的所谓大炮并非全是红夷炮，也有明军传统的碗口铳。可以看出，佛郎机与单兵火枪，在那时候并不很受重视。】
而明军士兵使用的个人火器，则主要是一种叫做鸟嘴铳的火枪，属于前装的火绳枪，装填费时，准头更差，有效射程又不满百步，因此在对骑兵作战中，几乎只能是第一个回合骚扰一下对方的战马，此后敌骑突近，士兵往往弃火枪而逃。
桓震知道以后枪的发展方向是后装燧发，可是要他研究如何装，如何发，那未免也太为难他了。没法子，只能将自己心中所想，一概告诉给孙元化知道，至于他能不能理解操作，可就全然无能为力。他一面寄希望于这个火器专家和他的工匠，能够想出一个集几种火器之大成的法子来，一面抓紧传统红夷大炮的铸造，然而那时铸炮用的是泥型铸造法，工艺流程很是缓慢，大号炮的泥范约需四个月始能干透，看来今年之内，是决然没有希望见到自己手里造出的大炮了。
他却是学过模具制造技术的，记得上课的时候导师曾说，中国晚清时候有个龚振麟，首创了铁模铸炮法，早于西方三十多年，想来明清之间手工业水平相差不会很远，现代铸造技术固然限于条件无法照搬，龚振麟的方法说不定也可以用在目前。好在铁模技术早已有之，只不过从来都是用在农具铸造上面，拿来造炮倒还真是头一回。
他自以为天衣无缝，然而炮匠照方抓药，却屡屡失败，最大的一个问题出在炮管内壁的深窝、漏眼上。所谓深窝、漏眼，是指模具不够光滑导致的炮膛内壁出现瑕疵，有了这种瑕疵，火炮便容易炸膛。正在他同工匠研究如何提高铁模涂层细度的时候，却又出现了另外一个大问题：因为浇铸和冷却的温度不好控制，发生了炮管崩裂现象。这却是桓震没法子的事情了，温度要拿捏得恰到好处，怎是他这种外行人能办到的？何况还是在这种温度计也没一个的蛮荒时代。
就这样，一个非科班出身炼铁土专家的第一次技术革新，终于失败告终。觉华岛火器局放弃了铁模铸造的尝试，重新开始使用泥模。在焦头烂额、忙忙碌碌和王之臣（不久以后王之臣去任，又换做了毕自肃）不断的催促训斥之中，桓震过了一个郁闷无比的新年，迎来了崇祯元年的第一天。
这一年改元崇祯，大赦天下，尊熹宗后为懿安皇后，诏内臣非奉命不得出禁门。桓震在觉华岛接到诏书的时候，不由得有几分感慨，自己在这个时代，转眼已经有一年半了，从当日山西小五台打滚的一个山贼，直混到眼下堂堂一个四品御史，不能说际遇不奇。想起当日周老一气之下离京回籍，后来诛除魏党的诏书遍行天下，想必他也应该知道自己的苦衷，可以释怀了罢。自从去年八月间到现在，他托过几个晋商帮他送信回去，可是总没有收到回信。他又不能擅离职守自己跑回灵丘去，只得日复一日地拖了下来。眼下正逢年关，自己又是孤家寡人一个，忍不住有些伤感。
新年过去，转眼又是一个多月。这期间桓震每天重复着监工造炮的无聊生活，虽然单调，却足够忙碌，一时间也来不及想别的事情了。起初主要的技术支持是来自孙元化，可是桓震学得甚快，加上孙元化毫不藏私，不久之后他就能独当一面，亲自指挥工匠了。他虽然试验铁模铸法失败，却总是贼心不死，一得闲便泡在铁匠中间，研究怎么加以改进。须知一旦当真试验成功，一下子就能提高铸造效率数百倍不止，他怎么能轻易放弃？
然而却是火枪的研究先取得了突破，这天孙元化兴冲冲的跑来，拉了他便往枪坊去。原来他自从听了桓震的设想之后，便觉如果能将火绳引火改为燧石击发，那确是一件了不起的事情，非但发射更快，并且还可以在雨雪天气使用，于是当即从工匠中选择了十几个人，专事这项工程，终于在两个月之后，试制出了三杆燧发枪的样品，请桓震去试射。
桓震一听之下欣喜若狂，谁说中国人的独立发明能力差？连忙随着他去到枪坊，一进门便瞧见当眼处摆着一个木架，架上放着三支火枪。桓震迫不及待地端起一支，只觉得入手很是沉重，再细看时，龙头上装置的并不是火绳，而是一块燧石，燧石下面是一块铁砧，大约龙头下击的时候，燧石与铁砧撞击，就会产生火花。以他的眼光，倒看不出此外还有甚么改进。
孙元化在旁指点着道：“此处龙头与枪机中间以活杆相连，放时只消扣动枪机，龙头便可击落。”桓震知道那是一种杠杆结构，他自己也可以设计。原来的火绳枪也就是如此，不过把龙头上的火绳换做了燧石罢了。
这种燧发枪却仍是前装的，工匠试验了几次后装，枪手都被喷射的气体烧伤面部，因此不敢再用。桓震明白那是因为密封性不好，可是却也没什么法子改进。不过只是这样，已经是了不起的进步了，以后慢慢研究，总有成功的一天。
当下招呼工匠们一起出去试射。靶子摆在百步（5尺=1步=0。308m×5=1。54m）以内，孙元化先放了一枪，击中了靶心。桓震暗暗佩服，一面学着他的样子装好了火药铅弹，用通条杵实，端起来瞄准。明代火枪早已有了准星、照门，虽然与现代枪支好像并不完全相同，可是三点一线的原理总不会变。瞄了许久，用力扣动枪机，却只打中了靶子靠近边缘的地方。
他讪讪一笑，将火枪交还给身后一名工匠，问道：“这枪每日可造几支？”那工匠答道：“与原先差之不远，龙头机关改造并不算繁琐，只是枪管碾压费时，一人造一支须要三日。”桓震暗想这也太过缓慢，凭岛上这二百多人，完全没法子批量生产么。看来须得请求朝廷再调派一些人手过来，由岛上的熟练工匠进行培训，或者直接从岛上守军之中选拔有铁匠经历的也未尝不可。
这时候有人将靶子扛到近前，桓震凑过去仔细观看，心里不由得一沉：枪弹击中木头靶子，竟然只留下一个浅浅的凹痕，弹子早不知飞向哪里去了。他想了一想，叫人取一副一指厚的皮甲来，放在方才靶子的位置，亲自又射一发，取皮甲来看时，凹痕固然深了几许，可是仍旧不曾射透。
射不透皮甲的火枪，能有什么用处？何况这种枪的射程也就是百步开外，不待一轮射过，敌人的骑兵就冲到眼前了。不由得苦笑不已，又是一个没有用处的发明！桓震的头开始疼了。首要之务在于提高射程。好像应该加置膛线……可是他十分怀疑三天造一支枪管的水平，究竟能不能在枪管上加上膛线？说来说去，还是要搞出铁模铸造技术才行。
绕了一个大圈，结果又回到了起点，桓震懊恼之极，放下火枪，一言不发，回身便走。孙元化一怔，跟在他身后追了出去。桓震候他走近，叹道：“我真是没用！”孙元化不解道：“百里怎如此妄自菲薄？你一句话，便将火枪由绳火改为燧发，了不起得很，老夫衷心佩服。”桓震只有苦笑，他一个四百年后来人，知道这些又有甚么出奇？何况他也只是提出了一个想法，真正进行工艺改良的还是那些工匠。
想着想着，思绪又回到铁模的涂料上来。原先用的涂料是以细稻壳灰与细砂泥加水为第一层，细煤灰加水为第二层，同金属范铸造农具犁铧的技术是一样的。可是大炮要求的精度比犁铧要高得多，这种涂料显然不能满足需要了。然而用甚么代替好呢？现代铁模铸造是用水玻璃砂，但这个时代却叫他哪里弄水玻璃去？难道还要先发展近代化学？恐怕到了那一天�