新火药的第一次实验完成以后，朱慈炅没有再参与后面的实验，而是直接将颗粒状火药的制法教给了徐光启，让他们自己想办法去实验火药的杀伤距离和射程。
徐光启等人经过数轮实验之后，得出结论：
鸟铳使用新火药以后，三十五步（五十米）内的穿透力提高了一倍，射程提高了近五成。
使用颗粒状的新火药以后，鸟铳的杀伤距离直接提高到了六十步（八十五米左右），射程达到了一百五十步（二百一米左右）。
这样鸟铳在射程和杀伤距离上基本上可以和长弓相媲美了，只是穿透力还略微差了一点。
当然，这些还远远不够，要让火药武器在战场上完美压制弓箭，射程必须更远，穿透力必须更强，杀伤距离起码要达到一百五十米，最重要的射速要跟上。火绳枪在射速上有先天的缺陷，这点再怎么改进都没用，只有等燧发枪做出来，才能彻底解决这个问题。
要做燧发枪就必须有机床，而要做机床就必须有动力源，所以朱慈炅将原始蒸汽机定为下一步目标。
蒸汽机的核心是活塞和曲柄，这个活塞还好理解一点，就是个来回往复做直线运动的气缸，这个曲柄就有点复杂了。曲柄是将来回往复运动转化成圆周运动的一套装置，因为大多数机床都是旋转工作的，所以这个曲柄在机床中是一套必不可少的装置。
其实曲柄装置和现代人骑自行车有点像，人骑自行车的时候髋骨部位是固定的，大腿和小腿都在做小幅度的圆弧运动。如果仔细去观察骑自行车的人的膝盖部位，就会发现，膝盖其实是在做直线往复运动。如果从这个角度理解，就很简单了，曲柄有两个活动轴，就好比人的大腿和小腿，然后还有一个旋转轴，就是自行车的链轮中心的那根小轴，整个曲柄装置就是靠这三根轴将直线往复运动转化为圆周运动的。
问题来了，这明朝还没有自行车啊！怎么办呢？
朱慈炅思考了很久，最后想出了一个简单的模型，有点类似于古代的脚踏式水车，只是多加了一个旋转轴。也就是竖两根方木，在中间用铁棍穿一个圆木板，这就相当于自行车轮子了。然后把铁棍两头都敲一个U字形出来，再在U字形的底部穿一块跟脚差不多大的小木板这就相当于自行车的踏脚了。然后直接在两根方木的顶端栓个马鞍，这就相当于自行车的坐垫了。当然这个自行车是不能骑着在路上跑的，木轮子只能在两根方木间转动，这点倒是后世健身房里的动感单车有点像。
他把这个设想跟宋应星一说，宋应星马上就明白了，这只是将脚踏水车稍微做了一点修改而已，很容易就做出来了。
而且做出来以后宋应星还试了试，感觉这比原来的脚踏水车好用多了，倒是一个值得推广的好东西。
朱慈炅当然不会无聊的去设计一个脚踏水车，自行车模型做好以后，他又将所有亲信召集到乾清宫的偏殿里，进行现场引导。
既然宋应星会骑这玩意，他连教人骑都省了，直接就让宋应星坐上去慢慢的踩，不要停。
然后他将徐光启等人叫过来，指了指转动的木轮又指了指宋应星的膝盖，让他们仔细观察。
这偏殿立马就像变成了后世的健身房，宋应星像一个健身教练一样，在那里慢慢的踩着‘动感单车’，旁边一大堆学员在认真观摩。
朱慈炅让他们观摩了大概一刻钟，见一众亲信还没有一个茅塞顿开的，只得上去指着宋应星的膝盖对徐光启道：“如果把气缸的圆杆连在这个部位，会怎么样？”
徐光启恍然大悟道：“那就不用人踩了，只要通上热气，这个木轮就会转个不停！”
朱慈炅松了一口气，这帮人的脑袋总算还不是榆木疙瘩，敲打几下还是能开窍的。见众人兴致正高，朱慈炅决定再加点内容，他问道：“齿轮你们知道吗？”
这次王徵反应最快，他抢先问道：“就是带齿的圆轮吗？这个我知道。”
朱慈炅又继续引导道：“恩，那我问你，做大小两个齿轮，齿与齿大小一致，小轮十七齿，大轮一百七十齿，用大轮带动小轮，那么大轮转一圈，小轮转多少圈？”
这么简单的问题都问出来了，当我们脑子不好使吗？王徵尴尬的答道：“当然是十圈。”
见效果差不多了，朱慈炅下令道：“徐光启，你配合毕懋康把这套东西做出来，这东西弯弯曲曲的，我们就叫他曲柄吧。王徵你负责做两个木齿轮，小的十七齿，大的一百八十齿，大小齿轮的齿必须一样大。孙元化你和宋应星赶紧把铜缸做出来，大家都加把劲，三天之内把东西都做出来，三天后我们再做实验。”
............
徐光启等人虽然不明白朱慈炅到底想做什么东西，但从他的口气可以听出来，大家离成功已经不远了。
这小皇上可是神仙下凡，他随便说了个火药的配方就把火药的威力提高了五成，这次准备了这么久，自然会是个更好的东西，大家都很期待，所以回去之后他们都干劲十足，加班加点，废寝忘食，终于在三天内把所有东西都做出来了。
第四天，早朝过后，还是在明熹宗以前做木工活的偏殿里，朱慈炅和一众亲信又聚在一起，开始了新的实验。
首先实验的是气缸，孙元化和宋应星做了一点小小的改进，气缸的上下两个口各单独接了一个水壶，壶嘴上连着铜管，直接固定在上下两个口子上，这样，只要一个人去揭按壶盖就可以了。
揭开联通下口的水壶盖，按住联通上口的水壶盖，气缸杆马上下降，揭开联通上口的水壶盖，按住联通下口的水壶盖，气缸杆立马上升，两只手轮流揭按，气缸杆就在那里上下不停的动，两手的动作越快，气缸杆动的越快。
朱慈炅见他们还能开动脑筋做出改进，点了点头，夸奖了几句，然后让他们把气缸杆接到曲轴装置上。
这几个人早就商量好了，所以两边都做好了连接的部件，很快气缸就和曲轴装置连接在一起了。
不用朱慈炅招呼，宋应星立马就开始轮流揭按水壶盖，曲轴果然转动起来，两手的动作越快，曲轴中间的那根转动轴就转的越快，朱慈炅目测了一下，大概一分钟能转三十圈的样子。
这个转速相对于手工工具来说已经是快到极限了，但是这样就够了吗，不够，远远不够。
朱慈炅又让他们把大齿轮连接到曲轴装置的转动轴上，再把小齿轮靠在大齿轮上，小齿轮中间再穿根轴，用木架定住位置。
这下可不得了了，随着宋应星的动作，小齿轮的转速最高时达到了恐怖的三百转每分钟，在纯手工作业的明朝，这种转速简直跟神话故事一样！
虽然噪音很大，虽然转动的不够平稳，但这只是个粗糙的模型，正式的东西做出来肯定比这个要好。大家都满脸兴奋看着转动的小齿轮，这么快的转速，钻起孔来岂不是快的吓人！
他们以前是用手工拉绳钻孔，一根半米长的枪管三个人要钻一天，现在有了这个东西，只要在小齿轮的轴上固定一根钻头，一个人一天就可以钻十根甚至二十根出来！
不用朱慈炅引导，他们已经知道这套东西的作用了，徐光启兴奋的指着小齿轮中间道：“皇上，是不是在这里加根钻头，就可以钻孔了？”
朱慈炅欣慰的点了点头道：“恩，是可以用来钻孔，就叫它钻床吧，还可以做成其他的东西，你们先把钻床做出来再说吧。”
然后，他又指着气缸道：”不用站个人揭来按去的那么麻烦，两个孔的旁边再加个小一点的圆筒，里面装个小滑块，上去时正好能挡住上面的气孔而下面的气孔通，下来时正好能挡住下面的气孔而上面的气孔通，再在滑块上接根圆杆，伸出来的杆子连到这跟转动的曲轴上，连接处也折个弯，与旁边的弯正好相反就行了，这样只要将热气送进去，它就会自己不停的动了。“
众人闻言，又一次惊呆了，这东西还能自己动！
他们沉思良久，发现按朱慈炅的意思做，这圆杆还真的能自己来回伸缩，只要热气不停供进去就行了。
众人真不敢相信这世上还有人能想出这么好的东西，他们满脸崇拜的看着朱慈炅，齐声赞道：”皇上真乃神仙下凡！“
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