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。
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