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将训练禁军的任务交给何承志后，吴应熊一门心思用在新式武器的研发上，因为将来与清军决战，最好要有更先进的武器，他把住处也搬到了大明京城的火炮厂里，一来那里山清水秀、空气也好，也便于与汤若望、孙和鼎等人交流。
那天一轮月牙儿悬挂夜空，明月也到了火炮厂的厢房照顾吴应熊的起居。吴应熊心头思绪万千，点灯起身，独坐窗前，翻看了书桌上的一些古书，都是孙元化、汤若望等人以前翻译的欧洲著作，比如《火攻掣要》、《西法神机》等。吴应熊发现，明朝读书人的思维还真是活跃，翻译也很到位和有趣，比如欧洲的测距望远镜，翻译过来就叫“窥远神镜”，比较好懂，他看得津津有味，体内马血沸腾，很长时间了也不觉得累。还有戚继光的《纪效新书》和《练兵实纪》，也不错，不仔细看还真不到大明的军工科技已经这么发达了。
吴应熊一边看书，一边想着从古到今，有哪些新武器可研发，有了好铁，很多新式武器都可以提前在历史上亮相，比如打造新式军刀是最容易的，还有米涅步枪，应该也是可以造的，《练兵实纪》里面记载每个军士可以配备”鸟铳一门：杖一根，锡鳖一个，药管三十个，铅子袋一个，铳套一个，细火药六斤，铅子三百个，火绳五根“，也就是说戚家军造的燧发枪，能保证枪弹间隙至少1mm，或最多2mm以下的情况，量产300弹丸以上，燧发枪没有膛线，其余的结构与米涅枪没有太大的区别。那么如果造成新的米涅步枪，也可以量产手工配弹。
想到这，吴应熊拿起一块黑铅——这是汤若望送给他的，早在1564年，在英格兰的一个叫巴罗代尔的地方，人们发现了一种黑色的矿物——石墨。由于石墨能像船一样在纸上留下痕迹，这痕迹比铅的痕迹要黑得多，因此，人们称石墨为“黑铅”。那时，巴罗代尔一带的牧羊人常用石墨在羊身上画上记号。吴应熊在一张宣纸上大致画了一下米涅步枪的草图，还有一些关键零件图。他的马首里很多设想，像是放电影一样，这些都不是难事。
大明的火炮技术也要大力更新，有很多缺陷。此时满清除了有精锐的八旗骑兵，火器的水平也不低了，尤其是汉奸孔有德等人投降满清之后，满清的火炮技术一日千里，锦州都成了清军火器的制造基地。早在1642年，皇太极命汉八旗诸头领率所部炮匠到锦州铸神威大将军炮，1643年又派人赴锦州督造红夷炮，像这样一批批地遣官造炮为:满清所铸成的35门铁心铜体的“神威大将军”火炮，其品质已达很高水平。此炮以铜铸之，前细后粗，长83米，隆起四道，重1950公斤，用药5公斤、铁子5公斤，安装在四轮炮车上，具有身管长、弹药量大的优点，是攻摧坚城的利器。
满清不仅设立炮厂、火药厂，还设立了兵仗局统一管理，由此导致了清代第二次火器生产的高潮，不过让吴应熊知道，清朝对红夷大炮实际上没有进行过任何技术革新，只是一味加大重量，以求增加射程，火炮的制造工艺远远落后于西方。
吴应熊的马首里，浮现出美国军官托马斯·罗德曼在南北战争的时候曾发明过一种铸炮新法：采用中空的模型，并在其中导入冷却水，可使铁质炮管自内向外凝固，所铸之炮可以更大，耐用程度可达到先前的五倍至数十倍。铁芯铜体的铸法虽使用两种金属，但原理很接近罗德曼法的雏形，再进一步，大明的火炮质量就会甩开满清几十条街，而且西方火炮质量大为提高，火器型号向着规范化方向发展，并开始按作战用途将火炮区分为攻城炮、野战炮、岸防炮。所有这些炮都有炮耳，瞄准具，按数学理论计算发射弹药，大明也可以吸收和创制出各种新式枪炮，在炮身安准星和照门，以为瞄准之用，两旁加铸炮耳，便于架设在炮车或炮架之上，以调整射击角度。“
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