當空氣膨脹能量現象被瞭解以後，長城大學不同專業的人都投入到這一項探索中。徐福的化學系在這方面走的更快更遠。
燃燒產生熱量，燃燒產生能量，熱量帶來膨脹……
沿著這樣的思路，徐福的弟子們開始探索更多快速燃燒的材料。
而機械系的學生們，則尋找把燃燒放在一個狹小空間裡，約束這一能量的方法。
產生的成果並不是張誠心心念唸的內燃機，而是一個炮管。
一根簡單的5釐米口徑鑄鐵管，在後側方開出一個引燃孔。一個直徑接近釐米的彈丸塞到鐵管中、在鐵管底部填入各種燃燒物。從引燃孔點燃這個燃燒物，測試這個彈丸發射的距離……
一個非常簡單的結構。
機械系的學生們認為，實驗只需要提供一個堅固的反應室，讓燃燒活動在狹小的密閉空間裡進行，鐵管就是這個狹小的反應室。彈丸只是一個順滑的測試反應效果的工具。一端封閉的圓筒，是一個符合實驗需要的標準和簡單的結構。
鑄鐵在張村是非常簡單的工藝。鏜床給這根鐵柱鏜一個光滑的內鏜也非常簡單。本著簡單實用的原理，就這麼粗糙簡單的開始了熱武器的探索。
在化學還沒有充分發展出來，無法用理論推算各種反應效果的情況下。就只是不斷試驗不同物質。和愛迪生測試電燈燈絲材料的方法很相似。愛迪生測試了超過種物質，最終找到了東方的竹子的碳絲作為燈絲。徐福和弟子們測試了數百種不同的配方，找到的最簡單的方案是把碳粉、硫磺粉和硝石粉混合物作為燃燒物。
效果很驚人。
聲音、速度、破壞力。機械系和化學系的合作，產生了前所未有的威力。
蒙恬帶著張誠去現場檢驗試驗效果。張誠也很無語。有了理論的指導、有了正確的猜測方向，找到答案永遠都很容易。化學實驗室只要找到那些快速燃燒、劇烈燃燒的物質，總能找到合適的火藥配方。
一旦確定黑火藥的成分，找到最佳配方就非常簡單了。
“雖然需要三個人才能操作，但是彈丸射出去，能飛行數百步，小型的炮管可以用獨輪車裝載和運送，如果炮管更大，甚至可以擊垮城牆吧？”蒙恬說。
“你覺得炮管越粗，威力就越大是嗎？”張誠笑著問。
“那是自然……”
“如果威力很大，會不會炸燬炮管？”張誠問。
“會嗎？”
“要小心。”
小尺寸的炮管，鑄鐵強度足夠，炸膛的機率很小。但是如果口徑過大，管壁太薄，就難免有炸膛的危險。
“所有實驗都要安全第一，威力大小不重要，我們的孩子們每一個都非常寶貴。”張誠也只能這麼嘆息一聲。火炮技術是蒙恬主導的，和這個大將軍講什麼不要使用劃時代的危險武器，根本無濟於事。只能提前講一下安全問題。
但是蒙恬提到的，炮管可以安置在獨輪車上這句話，倒是點醒了張誠。很快，按照張誠的要求，一輛更加堅固的，可以安裝一個炮管的獨輪車樣品就擺在了研究院的試驗區。
和之前的木質獨輪車不一樣，這輛獨輪車主體是鋼鐵結構，採用了鋼軸承和鋼輪轂，車子更加堅固。當然自重也更大，需要兩個人才能推得動。
獨輪車正中的架子上，是一根2寸口徑的炮管。炮管內填裝的是一種被稱為葡萄彈的彈體——一組鉛丸，摞在一個和炮管內徑符合的鑄鐵圓盤上，用麻布包裹纏繞這些鉛丸。在炮管中倒入火藥粉末，以木棒把火藥壓實。用一根引線從底部穿出。點燃導線，引燃炮管中的火藥。葡萄彈在炮管中彈射出來，在空中破碎散射，在炮管前方形成一個散射區。
四百步以外設定了一組用來測試火炮效果的木牆，一炮下去，木牆破碎成渣。炮彈散射區域很廣，差不多可以覆蓋一個百人隊的佇列。
“平地對戰，此物無敵了！”蒙恬放聲大笑。
“你要打誰？”
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