当空气膨胀能量现象被了解以后，长城大学不同专业的人都投入到这一项探索中。徐福的化学系在这方面走的更快更远。
燃烧产生热量，燃烧产生能量，热量带来膨胀……
沿着这样的思路，徐福的弟子们开始探索更多快速燃烧的材料。
而机械系的学生们，则寻找把燃烧放在一个狭小空间里，约束这一能量的方法。
产生的成果并不是张诚心心念念的内燃机，而是一个炮管。
一根简单的5厘米口径铸铁管，在后侧方开出一个引燃孔。一个直径接近厘米的弹丸塞到铁管中、在铁管底部填入各种燃烧物。从引燃孔点燃这个燃烧物，测试这个弹丸发射的距离……
一个非常简单的结构。
机械系的学生们认为，实验只需要提供一个坚固的反应室，让燃烧活动在狭小的密闭空间里进行，铁管就是这个狭小的反应室。弹丸只是一个顺滑的测试反应效果的工具。一端封闭的圆筒，是一个符合实验需要的标准和简单的结构。
铸铁在张村是非常简单的工艺。镗床给这根铁柱镗一个光滑的内镗也非常简单。本着简单实用的原理，就这么粗糙简单的开始了热武器的探索。
在化学还没有充分发展出来，无法用理论推算各种反应效果的情况下。就只是不断试验不同物质。和爱迪生测试电灯灯丝材料的方法很相似。爱迪生测试了超过种物质，最终找到了东方的竹子的碳丝作为灯丝。徐福和弟子们测试了数百种不同的配方，找到的最简单的方案是把碳粉、硫磺粉和硝石粉混合物作为燃烧物。
效果很惊人。
声音、速度、破坏力。机械系和化学系的合作，产生了前所未有的威力。
蒙恬带着张诚去现场检验试验效果。张诚也很无语。有了理论的指导、有了正确的猜测方向，找到答案永远都很容易。化学实验室只要找到那些快速燃烧、剧烈燃烧的物质，总能找到合适的火药配方。
一旦确定黑火药的成分，找到最佳配方就非常简单了。
“虽然需要三个人才能操作，但是弹丸射出去，能飞行数百步，小型的炮管可以用独轮车装载和运送，如果炮管更大，甚至可以击垮城墙吧？”蒙恬说。
“你觉得炮管越粗，威力就越大是吗？”张诚笑着问。
“那是自然……”
“如果威力很大，会不会炸毁炮管？”张诚问。
“会吗？”
“要小心。”
小尺寸的炮管，铸铁强度足够，炸膛的概率很小。但是如果口径过大，管壁太薄，就难免有炸膛的危险。
“所有实验都要安全第一，威力大小不重要，我们的孩子们每一个都非常宝贵。”张诚也只能这么叹息一声。火炮技术是蒙恬主导的，和这个大将军讲什么不要使用划时代的危险武器，根本无济于事。只能提前讲一下安全问题。
但是蒙恬提到的，炮管可以安置在独轮车上这句话，倒是点醒了张诚。很快，按照张诚的要求，一辆更加坚固的，可以安装一个炮管的独轮车样品就摆在了研究院的试验区。
和之前的木质独轮车不一样，这辆独轮车主体是钢铁结构，采用了钢轴承和钢轮毂，车子更加坚固。当然自重也更大，需要两个人才能推得动。
独轮车正中的架子上，是一根2寸口径的炮管。炮管内填装的是一种被称为葡萄弹的弹体——一组铅丸，摞在一个和炮管内径符合的铸铁圆盘上，用麻布包裹缠绕这些铅丸。在炮管中倒入火药粉末，以木棒把火药压实。用一根引线从底部穿出。点燃导线，引燃炮管中的火药。葡萄弹在炮管中弹射出来，在空中破碎散射，在炮管前方形成一个散射区。
四百步以外设置了一组用来测试火炮效果的木墙，一炮下去，木墙破碎成渣。炮弹散射区域很广，差不多可以覆盖一个百人队的队列。
“平地对战，此物无敌了！”蒙恬放声大笑。
“你要打谁？”
“打谁？”蒙恬的神情瞬间茫然。张村虽然已经是一方豪强，却并没有走出这块地方攻城略地的策略。这种2寸口径的小炮以张村的能力当然可以制作成百上千个，按照体现出来的威力，也确实可以称得上无敌，一个百人的炮队，面对上万敌军，也可以正面破之。
但是，这支军队要出上郡吗？要打谁？张村的一众却都没有这样的规划。
“最起码能自保吧。张村现在也太富了一些……”蒙恬喃喃的说。
“若是自保，就没有必要装在车子上了，我们在寨墙上设置炮台就可以了。”张诚挠挠下巴。
“那你为什么要给装在车子上？”蒙恬奇怪。
“许老，有没有什么想法？”张诚没有回答蒙恬的问话，却转头问许老掌柜。
“若是能配到商队上，一个20辆车的商队配上3门火炮，那整个天下都去得了！”许老掌柜说。天下大乱，商路断绝，商队当前最大的风险就是各地都不太平，商队的伙计们要冒着生死危险去行商。虽然渐渐已经开始在商队装备了弓弩枪棒，但是和各地割据的诸侯势力相比，完全不够看。
以前在大秦领土上顺风顺水的许记商行，已经收缩到无可收缩，许掌柜和商行的行商，几乎要坐吃山空。
“3门炮，人手一支气步枪，再配上盾牌、短剑，这样的一支行商，行走天下也没有什么问题了吧？”张诚侧过脸看着蒙恬。
这样一支3辆车的商队，装备3门炮、60杆枪，别说保护商队的财产，攻打占据一个县城都绰绰有余。
“你有这样的实力，干嘛还要行商？你都可以南下工程占地了。”
“我们没有那么多人手，占了土地也没人力去治理。在这个乱世，我们只要继续行商，能保护自己就行！”张诚微微笑着，“我要对天下的诸侯说一句话。”
蒙恬看着张诚，面带疑惑。
“开门，自由贸易！”张诚微微笑着，这六个字让蒙恬感到一阵恶寒，许老掌柜面上也带出邪恶的笑容。