总体来说，古代火器主要有两大类：第一类是用手持点放的火铳和鸟铳，其形体和口径都较小，一般筒内装填铅弹和铁弹等物，其射程仅数十步至二百步。方才说的那四个毛病它们是一样也不缺，秦雷约摸着要将其一一克服，发展出燧发枪或者后装枪，至少需要二十年的时间……毕竟整个社会生产力的提升是缓慢的。
所以秦雷放弃了这一类，集中资源研究第二类……那就是安装在架座上发射的，口径和形体都很大的火炮！这玩意儿的射程一般在数百步至二三里距离，主要用于守寨和攻城！
他知道这玩意儿是越大越简单，因为形体大、炮管厚，对所用材质的要求就没那么高，即使生铁铸成也不怕炸膛。而且口径大了装药多，可以有效增加射程，算是增加威力的土办法吧。
经过深思熟虑之后，秦雷将研制的重点放在了两种火炮上，一种是小型火炮佛郎机，这玩意儿的炮筒长达五至六尺，其优点是弹丸射出的初速大、射程远，具有较大的杀伤力。而且采取了母铳和子铳的结构。母铳便是指炮筒，子铳实际上是一枚小火铳，一般备五至九个，事先或者轮流装填弹药备用。使用时，先把一枚子铳装入母铳的炮膛内，发射完后便将空子铳退出，换装另一枚子铳。因为子铳可以轮番装换，便减少了现场装填弹药的时间，从而提高了发射速度。
而且炮上还装有瞄准具，配有准星、照门等装置，能对目标进行瞄准射击，提高了射击精度。
他还在炮身的底部安了插销、尾部装了导向管和尾柄，通过插销将炮身安装在炮架上；再控制导向管和尾柄，能将炮身左右旋转，调整射击角度，扩大射击范围。
为了增加安全性和射击精度，他采用了从熟铁夹白口铁反复锻打，生产出高硬度、高强度，又有好韧性的水纹钢，然后在焦炭加热的高炉中融化，重新铸造炮管。这样的花费极大，但秦雷认为在原始炮兵部队中，最珍贵的资源是操炮手……一杆炮没了最多几天便可以再造出来，可要是熟练的炮手没了，那就不是三年两年可以重新练出来的了。
所以他宁肯多花钱，也不愿让炮手们被自己的大炮炸死，而且高品质的炮管有利于提高多次射击的稳定度，对炮手充分发挥大炮威力，有着相当大助推作用。
这样一来，四个问题就解决了仨，剩下一个火炮威力问题，秦雷从两方面着手，一个是提高火药的品质……黑火药因为杂质太多，就算配置再合理，威力也就那样了，所以他决定换一种更厉害的。
这对一个前特种教官来说并不是什么难事，在他的脑子里，存着几乎所有火药的制作方法，经过一番深思熟虑，秦雷选择了性能与制作难度都比较均衡的‘棉花火药。’
是的，棉花浸于硝酸后可爆炸。只要将棉花浸于硝酸和硫酸混合液中，洗掉多余的酸液，便可制成硝化纤维。将这种硝化纤维火药制成枪炮的发射药，威力要比黑火药强得多，而且也很安全。
虽然硝酸不是现成的，但只要有硫酸便不愁没有硝酸。而硫酸这玩意儿甚至不需要秦雷操心，因为炼丹师们掌握着一套，从唐高宗时传下来的‘炼石胆取精华法’，即用干馏石胆，也就是胆矾，而获得硫酸的方法。
当然为了提高效率，秦雷还是将这个法子做了小小的改进，他用硝石和绿矾一起蒸馏，所得气体溶于水便成为硫酸。
只要再把硫酸作用于硝酸钠，便可得到最关键的硝酸了。
而硝酸钠来源于硝钠石，这玩意儿主要由腐烂的动植物受硝化细菌分解作用，而产生的硝酸根与土壤中的钠质化合而成。纯度高的呈白色甚至是无色，因含杂质而染成淡灰、淡黄，淡褐或红褐色也是有的。
但这东西最易被水溶解流失，故炎热干燥的沙漠地带是钠硝石富集的良好条件。这也是秦雷选择西部荒漠当作兵工厂的原因之一，除了保密之外，也好收集那些小晶石。他的运气相当的好，甚至在几十里外发现了个不大不小的地表矿，在伴生的时机种矿物中，便有大量的硝钠石……足够他用上十年的。
搞出了硝酸之后，便把‘棉花炸药’量产开了。他当然也想过，更进一步，搞出胶质达纳炸药，但硝酸甘油太难搞，太危险了，他不想手下那些工匠没几天就死净了，便只退而求其次，将秦军的火炮发射药，定格在了硝化纤维炸药上。
不是有句话叫，没有最好，只有最合适吗？在现在个年代，这个工艺水平下，比较简单的棉花炸药，无疑是最佳选择。
提高了炸药品质，秦雷又在炮弹上做起了文章，除了铁质石质的实心弹外，他还在铸铁弹体上开一个口，以木制的‘信管’塞住，在信管内装上缓燃火药来引爆，这便是传说中如仙女散花般的开花弹，可以大范围杀伤敌兵，效果岂止是实心弹的十倍？
把四样问题都解决，秦雷又遇到了新麻烦，那就是佛郎机的后膛和炮管之间的缝隙难于克服，所以会造成火药气体泄漏，无法将爆炸力全部转化为发射力，以致大炮的射程有限。
因此秦雷又仿制了红衣大炮，这是一种大家伙，原理与佛郎机差不多，但口径更大，管壁加厚，能承受较大膛压，是当时威力最大的火炮。长二丈余，重两千斤，能洞裂石城，震数十里！绝对是相当一段时间内的天下第一杀器！
两种大炮一长一短搭配组合，秦军的火炮体系就比较成熟了。