随着做爲各班長、副排長的基層骨幹逐步在作息和訓練中擔負起了對新戰士大部分的管訓任務，在沒有多少戰事的情況下不僅僅是核心弟子、就連一些學塾弟子也空閑出了大量的時間。

以往在武安的時候除了帶兵之外負責訓練之外還要抽出時間負責趕制火器或進行幫工，那時候全隊的工匠資源還很有限。現在獲得了超過一萬規模、有一定基礎可以随時在指導下轉做火器的時候雖然每天仍然要花數個小時的時間負責指導那些工匠們按照标準和規程做活。還要爲不少人進行文化補習。但是仍然能抽出一些空餘時間來參加新火器的設計和研讨。

畢竟除了有多年文化功底的張家弟子，還沒有多少人能協助張海進行新火器的設計和研讨。

北城門樓裏的一次位于紙上推演中，劉洪濤構想敵人利用豐富的人力物力仿制出大概一千輛左右的臼铳盾車與張家完成訓練的四個步兵營，共計十六個弓箭排及三十二個火器排進行對抗。與此同時，敵人還有一萬左右的精銳騎兵助陣，每名騎兵還都至少裝備了三支以上騎兵用的臼铳。

這個設想的敵軍規模并不比青州之戰時甚至鄒縣之戰時的敵人戰兵規模大。在數個月的準備時間内，隻要朝廷有一定的重視程度，并不難獲得。就算沒有張家精益概念乃至制造上的一些管理方法，這些臼铳的成本也太低了，而且其鈍擊殺傷的原理防護成本也有些高。

“對方仿制我們的火器的軍隊我們又不是沒有遇到過。即便他們仿制了我們的兵器，可并沒有我們的紀律性、戰場意志、知識技巧。那些臼铳彈丸在遠距離的殺傷率按我們的統計隻有二百分之一，近距離則有三四十分之一。歸根結底是我們擁有與敵人近戰對射穩定發揮的勇氣，所以不在乎更稀薄的隊型，以單列橫隊全隊都可以有效依托車盾掩護。”李峰回想去過去的一些交戰經曆說道。

可不輪怎麽計算，在擁有十倍兵力優勢的情況下明軍的前陣也可以有效得到車盾的掩護，遠距交戰中命中率雖然是戰士們的十分之一甚至還不到。在擁有十倍人力添彈丸的情況下所能攜帶的幾十萬枚重彈丸還是可以給隊伍造成上千人的嚴重傷亡。

而在這種情況下，即便能夠抵禦住敵上萬精騎的沖擊，因爲一線減員過于嚴重，陣型遭到了嚴重破壞，還是很容易陷入危機之中。

“不用再算了，我們試研火炮組建炮兵部隊的決定應該是正确的。”張海說道。

“敵人如果又要仿制我們的火器呢？”李峰有些無奈的說道。

“過去我們沒有多少合格工匠又要趕數量，因此隻能因陋就簡讓人一看就明白什麽原理。這一次，我們要有點兒技術含量至少讓對手跟風的阻力很大。”張海有所信心的說道。

這信心卻是從最近一個月的時間特别是最近十幾天試鑄火炮的無數教訓得來的。

尋常從明軍那裏繳獲的弗朗機乃至大小将軍炮的制造方法其實同小型的臼铳大同小異。都是用整塊兒的鐵闆卷制在模具上鍛打。根據固定距離上彈道落差和炮彈重量的大緻測算：這種炮的炮口動能達到一萬焦爾左右就是極限了，而且很難做的更大。直射射程也很有限，未必相比床弩并沒有本質區别。

而當工匠們諸一按照“驗證樣品”的圖紙和指導試制出稍大一些鐵炮鑄造件的時候，不知怎麽會事，這鐵炮好象在鑄造中一加厚強度就下降了很多。就連青州城裏一些優秀的鑄鍾師傅雖然能鑄造出音律合格的大鍾，但這火炮卻似乎完全不同，管臂一厚就承受不住多大的壓力，鑄件越大質量就越差。就連一些學私塾弟子也完全搞不懂原因。

“隻能看運氣了！就是佛山甚至那邊兒的那些紅毛人，聽說那裏的熟練工匠鑄造千斤左右大炮的成功率也隻有兩三成而已。”青州火器所裏一名鑄過的炮也似乎了解過許多的南方口音的老師傅歎道。

有些事情如果不明所以，則要在實踐中花費巨量的工作和漫長的實踐。幸運的是張海對這一問題卻是在朦胧的記憶中稍有印象的：“大家記不記得我們冬天裏使用臼铳的時候，有些鉛彈塞進去的時候就會個别出現困難？”

“熱脹冷縮的原理我記得師傅幾年前就講過。”一名負責對負責鑄炮的工匠進行标準化培訓的學塾弟子似乎想起些什麽說道。

張海對大家說道：“我看問題就出在鑄件出爐後的冷卻問題上：炮管外面與空氣接觸，冷縮的速度更快。燒紅的炮管内孔中氣溫灼熱冷卻較慢，這炮管内外空氣的一熱一冷就會造成炮管的内部像繃緊的彈簧一樣緊張，一旦炮管内部稍有壓力就會産生裂聞。

鑄鐵炮的這一問題當然可以有辦法解決，但是在鐵炮鑄造過程中的巨大困難最終使得張海等人放棄鐵炮而選用銅炮。

青銅的鑄造性能要好的多，很大程度上是因爲幾乎沒有多少熱賬冷縮的效應，甚至是反之。除此之外還可以采用鍛造的方法制造。

更重要的：銅炮的成本很大程度上來自材料本身，卻可以在工時和加工方面節約巨大的工時成本，鐵炮的成本幾乎百分之八十以上出在廢品身上。這對于需要在不算久的時間内制造出大量合格火器的張家新軍來說卻是最重要的。

兩千二百多名直接負責火炮這一塊兒制造的人分爲七十二個班，二十多個工作間。按計劃分三班輪班工作。每個班由一名精通鑄炮和鑄鐵的專職工匠和八九名由琉璃匠轉過來的火工學徒負責。同時還有一名或兩名學塾弟子負責過程監督和知識制導。

而自青州之戰結束，這些工匠約有二十多天的時間是忙于實驗尺寸的泥制鐵模模具建造。相比泥鑄模，鐵模所需要的時間反而大大減少。而且無需顧慮鐵模鑄造鐵炮時那麽嚴重的溫差縮脹。

又花了近一個月的時間的輪班忙碌，終于試制出五種彈丸重量口徑，每種彈丸口徑十四種青銅配方的火炮準備在這些日子以來臨時開辟出來的練兵廣場上進行火炮測試。