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火炮厂有了足够的经费，朱慈烺就投入到米涅式步枪研发中，它的制造技术在明末其实已经不难，朱慈烺把设计图和零件草图画出来，大明会做鸟铳的匠户完全可以仿制，更何况朱慈烺找来的都是京城顶尖的匠人，还有汤若望、孙和鼎等内行的领导，做出来不是难事。
朱慈烺知道，米涅式步枪主要包括三个部分：瞄准射击方向和控制反应推进力的枪管；一个由扳机控制的枪机，用来击发火药；以及一个使得武器对身体更加舒适和稳固的枪托，每一部分都不断地修正以改进性能，到时候，整枪的性能就会有巨大的飞跃，射程什么的会大大提高，四五百步不成问题。朱慈烺当然不会放弃在明末批量生产米涅步枪的机会，大明将士用米涅步枪“砰砰砰”干掉满清骑兵想一想都很爽。
米涅步枪，是由米涅弹的发明者，法军奥尔良猎兵队上尉克劳德·爱迪尔内·米涅和上尉亨利·古斯塔夫·德维基内开发出来的前装速射枪，采用米涅发明的圆头柱壳铅弹。
米涅弹可以很轻松用推弹杆推入枪膛，从而大大提高了射速，而且该弹在弹体周围车以螺纹以配合膛线，螺纹中间以动物油填塞子弹的底部使用软木材料。射击时，火药气体冲击软木，软木受瞬间冲击后猛然撑大子弹。由于子弹被撑大，所以在发射瞬间就可以依靠枪弹本身完成膛室的密封而不会泄露火药气体导致枪弹的动能丧失。这样就解决了旧式前装枪的膛室密闭问题，大大增强了枪支的射速，射程和安全性，避免密闭良好不易导致火药渣残留堵塞枪管引发炸膛，它的出现，宣告了线膛枪做为步兵大批量装备的时代来临。
朱慈烺知道，在明末做米涅步枪的燧发枪机部件并不困难，找工匠按图制作然后组装就是了。唯一的新东西，就是一个手工拉床。但这种拉床对精度的要求不高，朱慈烺设计图画出来后，汤若望便组织火炮厂的大明铁匠造出来了。
明代匠户是世袭身份，隶属于工部，分轮班匠﹑住坐匠二类，都有花名册可查。大明的朝廷规定﹕轮班匠须一年或五年一班轮流到官手工作坊服役﹐每班平均三个月。住坐匠则是每月到官方手工作坊中服役十天。不过，朱慈烺知道，把匠户当奴隶是搞不好军械创新的，枪炮的质量也会严重受损。比如明末火器制度败坏，鸟铳无人敢用——因为官府克扣甚至不给工钱，匠户们为了养家糊口接其他有钱赚的活计，也只能草草完工，敷衍了事。这样的环境下生产出来的武器其质量可想而知，火炮也经常因为火药装太满炸膛，或者太少而失效，所以拥有火器优势时，大明朝的军队遇到满清鞑子，也经常溃败。朱慈烺吸取教训，给每个匠人每人每月五两银子的工钱，一年就是六十两银子，这算是一大笔钱。
以明朝的货币单位算，一两银子十钱，一钱等于一百文，明朝普通工人一天的平均收入大概也就五六文。收入高的工人，比如为国家打工的，在现代算是事业编制的柴薪皂隶：轮到当役了，派给当官的跟班，柴薪皂隶就是买柴烧水、干杂活，年收入20两银子，每月也就一两多银子；马夫，给明朝的公务员赶马，出差办事使用，相当于现在的事业单位的司机：年收入40两，平均每月不到三两银子。
朱慈烺了解各方面的收入情况，给匠户们每月发五两银子，他们干活的积极性大大提高，当然，提高工钱之后，汤若望对工人进行了绩效考核，如果做的废品太多，也是要扣工钱的。
另外，处于保密的需要，朱慈烺还发给他们每人每月二两银子的安家费，他们的家人也都接到了大明火炮厂。
前面说到过，米涅步枪主要包括三个部分：瞄准射击方向和控制反应推进力的枪管；一个由扳机控制的枪机，用来击发火药；以及一个使得武器对身体更加舒适和稳固的枪托。
朱慈烺先考虑的是枪托，现代类型的肩托是由一条简陋固定短枪管的直木梁演化而来，在明末的战争中，部队往往聚集在一起、而且都是近距离搏杀，准确性要求不是那么高，枪托由木匠凭借传统方法用木头雕刻就可以了，不存在任何技术难点。
米涅步枪关键的部位是枪管的质量。朱慈烺知道，它的可靠性却由枪机决定，这是最精巧的机械部件，也是最先进的。除了少数例外，所有早期的火枪都是从枪口装药，而且是靠直接点火来引燃火药。不稳定的化合物经常在敲击下发生剧烈爆炸，因此一定要在靠近枪管永久封闭的尾部上钻一个小小的火孔，用来从外面引燃火药，并且在与点火孔连接的火药池上放置一点精制的起爆药来保证可靠性。在最早的火枪中，和火炮一样，火药由一个在手中的缓燃引信引爆。在火绳枪机中该过程是机械化的，引火绳由一臂状物控制，当扣下扳机松开弹簧时，臂状物就迅速放下燃烧端，点燃起爆药。
在明代，其鸟铳已经配备完整的火绳枪机了，改造成燧发枪机也不存在技术难题。朱慈烺去火炮厂看过大明的工匠做鸟铳枪管：几个老匠户各自找来几块熟铁打成片状，把这些熟铁片烧红了，中间垫着一根圆形钢条，在一个钢制半圆形凹槽里反复转动敲打，把熟铁片敲成枪管形状，然后再用铁粉和硼砂焊合缝隙处，反复敲打直到焊接处牢固了。枪管粗成型后，再由一个匠户把枪管放在一个钻孔器械上钻孔，钻头上涂油，一点一点换上大些的钻头，一点点刨掉枪管内部不均匀处，直到在枪管里面钻出一个平滑的内膛。这钻孔的技术含量最高，工夫也最花时间，一个匠户要钻上十几天才能钻出一根合格的枪管。
朱慈烺和汤若望指导他们改进了做枪管的方法：截取一铁板条，比要做的枪管稍长，把长边卷在一根长的圆柱上，成为长管，使边缘略微重叠，随后将两边焊接在一起。长管也可以成盘绕状，这样接口就会成螺线地围绕在枪管上，这样就制成一支细管，随后在上面缠绕一条略少于1英寸宽、0.2英寸厚、每个边逐渐变薄的长铁条，缠绕边稍稍有些重叠。接着将其整体焊接在一起并且钻通，所以枪管的内层很少有剩余。因为焊接接口是横向而不是纵向的，所以用这种方法制造的枪管非常坚固。
至于膛线的拉制，也好解决。膛线是在木制拉床上加工的，刻了螺纹沟槽的膛线导轨通过两个内有凸榫的，口径与比导轨略大些的-圆环拉动，那么这凸榫在经过螺纹沟槽滑动时，就会迫使线膛导轨根据其上的螺纹旋转。把一根细长钢柱安装在导轨前端，穿过枪管，另一头上装上刀片，刀片的高度略高于枪管内壁，然后拉动导轨，刀片就会在枪管内壁上刻上膛线。拉完后，调整导轨的高度，或者更换刀片，在原位置上重复拉制，把膛线逐渐加深，反复拉制二十几次后，一条膛线就拉好了。然后，钢管旋转120度，继续拉第二根膛线，直到三根膛线全部拉完，这根枪管才算真正制作完毕。
汤若望设计了一欧式拉床，每台拉床上面都固定着一个铁杆子，杆子上铸有螺纹，杆子前后运动时候螺纹必须通过拉床上一个固定死的卡门，杆子在螺纹和卡门的作用下就能匀速旋转。杆子最末梢镶着一个钢球伸进枪膛里，钢球下面可以垫多层厚纸片，一点点加厚纸片，就能够逐渐抬高钢球的突出度磨枪管内膛，在枪管里一点点磨出旋转的膛线。这种拉床对精度要求不高，只要拉出来的膛线能迫使子弹旋转就可以了，拉膛线效率大大提高。
不久，大明火炮厂的匠人们就打造出这个时代第一批十把米涅式步枪，又按照朱慈烺的设计图制造铸模，用铅造出了几百发尾部中空的米涅子弹。
试射米涅那天，大明火炮厂的人都很兴奋，敲锣打鼓像是过节，米涅弹的效果，也满黑龙等老兵差点惊掉了下巴。
朱慈烺让满黑龙在外面的操场上竖好三个一人高的木靶子，分别放在三百步、四百步、五百步的位置，十把米涅步枪分批次试射。
满黑龙找来了十个鸟铳好手，准备试枪。
“这次找一般的军士就行。”朱慈烺道。
于是满黑龙找了十个普通的军士，最差的一个兵打了三枪，一次命中了三百步外的靶子，把那木靶子打出一个大窟窿。
这样的成绩，朱慈烺并不满意，但满黑龙等人却欢呼了，他们熟悉战场，大明鸟铳最多能打五十步，打一百步外的目标命中率只有两、三成。打一百四十步，或者说两百米左右的靶子，那是瞎猫碰上死耗子，十枪能中一枪都要烧高香了。
而十把米涅步枪中最差的一把，也能够稳稳的击中三百步外的靶子，这是何等的神奇。而试射中表现最好的一把米涅步枪，就更让现场的老铁匠都目瞪口呆了：这把表现最好的米涅步枪命中五百步外的靶子，能打穿木板，命中率足有三枪。
“真是好枪！”汤若望也不禁较好，他知道四五百步距离上射击，这根本就不是枪是否有准头的问题了，而是拥有五百步以上的理论射程！
五百步以上的射程，冷兵器时代别说步兵，就是满清最精锐的八旗，都要冲锋一阵子，如果不是亲眼所见，满黑龙等人都不敢相信世上有这样的步枪，他们顿时觉得自己的长刀威力太小了。
不但如此，米涅步枪还不用点火绳，用燧发枪机。以前鸟铳射手瞄准时候时刻防备被火绳烧眼睛眉毛，现在大明的枪手可以稳稳地瞄准。而且用燧发枪机，射击时候就不用装火绳，点火绳，吹底火盘，试火绳，省掉了几个步骤，射击速度也大大提高了。
试制米涅步枪成功，朱慈烺考虑的就是米涅步枪能否量产的问题。这时候大明钢铁冶炼的三种技术：搅拌炼铁法，直接由生铁炼制熟铁；二次熔炼铸铁，生产铸件；坩埚炼钢，用于制作刀具，完全可以满足需要。朱慈烺问孙和鼎道：“要是量产米涅步枪一万支，大概需要多少钱？需要多长时间？”
孙和鼎回答说：“每枪一杆用铁二十斤，用银二钱；炭一百七十斤，用银五钱一分……通条炉楞钻铁二斤，用银二分……共计用三十四工，工料价银二两三钱一分。”
按照孙和鼎的报价，朱慈烺大概算一下，手工打制一万支火枪，也只需要十万两银子，不算贵，但时间太长，需要人工35000个，需要工匠一千左右。其中枪管包括炼胚打板、卷筒、钻铳心、锉磨线共二十三工，占了三分之二，因此，如何实现批量生产枪管成了关键因素，是提高枪管制造效率。
在和汤若望研究了所有制作工序后，他们改进了熟铁制成后的铁板条的制造，引入了槽轧辊。如果单用水力锻锤，12小时内也难以将1吨熟铁锻成板条，而利用槽轧辊，相同时间内，可以加工完毕15吨铁。原始轧板机的技术难度并不大，在十五世纪就已经在欧洲出现了，当时主要用于制币，只要将圆柱形轧辊改成槽型轧辊就可以了。有了板条，接下来是卷筒，在拉制铁管出现以前，这道工序是无法避免的，不过，如果采用水力锻床，缩短一两天还是有可能的。
经过上述技术手段，枪管的生产时间可以降低到7天左右，这样一支步枪的总工时可以降低到十八天左右，再通过分工，提高生产率，十五天左右应该可以实现。这样的话，大明火炮厂只要四百多工匠，就可以达到年产万支米涅步枪的目标。要是再加大人手或加班加点，需要的时间更短了。
精诚所至，金石为开。米涅步枪的研发完成后，朱慈烺还指导孙和鼎研发和设计出了连珠火铳，铳背是弹匣，可以贮存28发火药铅丸，铳机有两个，相互衔接，扣动一机，弹药自落于筒中，同时解脱另一机而击发。连珠火铳的形状很像琵琶，能够连续射击28发子弹。这种武器解决了旧式火铳用火绳点火，容易遭受到风雨潮湿影响的难题，也吸收了西方火器能够连续射击的优点，使用方便，威力和优越性超过当时世界强国的同类火器。
下一步，朱慈烺就把精力放在黑火药的改良和大明火炮技术的更新换代上。