大兴军收复广州后，在清军开设的造船厂内发现了许多造船用的木头，李元利原本以为有了足够的材料和人手后，年前应该就能把船造出来，可他却没想到还要新建船坞。
如果只是造几百料的船，哪儿的船坞都能用得上，但李元利以后想造的是起码二十丈长的大船，那现在的船坞就不能用了。
南怀仁转着圈地将这台蒸汽机看了个遍，最后停在了那根转动的轴前。李元利也没有管他，既然已经把他带到了这里，就没有想过藏着掖着。
“殿下，这个机械里面的蒸汽应该不是直接喷射到叶片上的吧？”盯着传动轴看了好一会的南怀仁突然开口向李元利问道。
活塞式蒸汽机转速低，但不懂的人哪里能够知道其中奥妙？看来他对这方面确实应该是有所涉猎。
“没错，这是活塞式蒸汽机，高压蒸汽进入汽缸推动活塞上下移动，再通过曲柄连杆机构将活塞上下移动的直线运动转变成曲轴的圆周运动。”李元利也不管南怀仁听得懂听不懂，指着蒸汽机汽缸就给他来了一串。
果然南怀仁听得一头雾水，他摇了摇头道：“殿下，我觉得这个机械太复杂了些，为什么不让蒸汽直接推动轴上的叶片来带动轴转动呢？那样能量转换的过程中损失肯定要小得多，转速也能够更高。”
特么你说的是蒸汽轮机啊！从思路上来看，蒸汽轮机直接用蒸汽推动涡轮做功，确实是比活塞式蒸汽机更为简单直接，但……
电磁炮的原理简不简单？它就是利用电磁场中产生的力来推动炮弹发射，可没有高能材料一样没办法实用！
同样的道理，蒸汽轮机是高温高压，所以对轮机主体和叶轮的耐温耐压要求很高，并且随着转速更快，对轴承的强度和韧性要求也更高。为了保证轮机内的高压，各个部件之间的契合度和密封度要求也非常高，没有精密加工能力，想都别想搞这玩意。
以大兴军现在的技术水平，要想玩蒸汽轮机，别说是门，窗都没有！技术的发展需要一个积累的过程，大兴军现在需要的是夯实基础。
对了，因为蒸汽轮机转速高，一分钟能达到几千转，用到船上还得加个减速齿轮，这也不是三天两头能搞定的事情。
螺旋桨转速越高，它的推力就越大，航速自然也越快。但它超过了最佳转速之后，由于它转动时周围的水来不及流过来，会产生“空泡”现象，因此降低了它的推力，船反而跑得更慢。
“南怀仁先生，你的思路没错，但你说的这种方式，对材料的耐温耐压以及工艺加工要求太高，无论是冶金水平和精密加工能力，目前我们都达不到！”
“而且这机械用到船上，并不是说转速越高船就能跑得越快，这些你可能理解不了，你暂时不用考虑这个问题。”李元利不得不打断南怀仁的这种想法，要不然让他沉迷到蒸汽轮机里面去，那可才真是瞎子点灯——白费蜡。
蒸汽机已经平稳地运行了小半个时辰，看来没有什么大问题，李元利叫三元去把汤若望请来，准备一起到火炮厂去看新研制的火炮。
长沙号建成的时候，李元利就叫汤若望成立了一个火炮研究小组，现在已经升级为火炮研究所，专门研究中小口径舰炮和无后座力炮，当然总设计师还是他自己。
但无后座力炮初速低、射程短，而且在发射时会从炮管尾部喷射出非常大的火焰，这样的炮安装到舰船上，很有可能造成灾难，因此李元利最后只得将它放弃，命令汤若望一心研制中小口径舰炮。
后世火炮的分类方法，最开始的时候枪炮发射的都是实心球形弹丸，所以使用的是磅位制，所谓磅位制，就是以一磅纯铅（454克）制作出偶数个相等的球体，正好能让一个小球通过枪膛的滑膛枪，即以小球的个数命名。
随着膛线的发明，枪炮逐渐不再使用实心球形弹丸，而是使用圆锥形弹头。磅位制改变成采用火炮所发射弹头的质量来衡量。
磅位制一直通用到二战期间，二战之后陆海军才开始用英寸和公制计算口径，坦克炮以公制，但部分枪支及海军舰炮仍以英寸制单位计算，所以许多枪炮的口径才会出现5.56、7.62、76.2等奇怪的数字。
现在通行的还是磅位制，李元利可不管什么英寸制，他直接推出公制，准备日后将公制推广为全世界唯一的火炮口径标准。
20到70毫米为小口径炮，70到130毫米为中口径炮，130毫米以上为大口径炮，每五毫米一个进级，这就是他制定的标准，不服来干。
汤若望已经将要做的工作安排了下去，不需要时时守在旁边，三元过去没多一会就将他叫了过来，一大群人出了钢铁厂向火炮厂走去。
和钢铁厂一样，火炮厂也建了高高的围墙，里面的建筑却没完工，不过生产设施已经全部安装修建完毕，包括两座钢炉，一座退火炉以及附属的水力锻压机，生产炮轴的水力锻压机，两百毫米的水力轧钢机。
这些是主要设备，另外还有炮管用钢材加热槽、钻床、镗床、铣床等多种大型设备，可以说是代表了这个时代全世界最先进的技术。
至于其它的小机械设备更是多不胜数，而这些东西除了几个大型的水力锻锤是在三水铸造的以外，其它基本都是湘潭钢铁厂和枪炮厂在半年之内制造出来的，光是将这些东西搬运到三水来就动用了三千人！
如此多的机械设备，火炮厂占地面积当然不会小，和钢铁厂比起来也是不遑多让。
李元利等一行人进入火炮厂的时候，里面的工人正在铸造六十毫米小口径火炮的炮管，这种炮管是四十五倍径，也就是说长度是口径的四十五倍，刚好两米七长。
理论上来说，炮管越长越好，因为炮管越长，炮弹在炮管内受到推进药产生的气体作用时间越长，离开炮口时的初速越高，射程自然也更远。
但炮管一长，制造起来难度更高，而且因为镗压更高的缘故，炮管寿命也会减少，同等技术条件下，还不如直接增加口径来得容易。
对于现在的大兴军来说，这种火炮安装到船上最为合适，射程远、射速快、威力大，已经足以碾压一切发射实心丸子的红夷重炮！