“小杰，你整日里都研习一些数术之法，难不成你这辈子就只想做个匠人。”晁克己打猎回来，见宋杰又在画些几何图形，手里还拿着木制的齿轮，忍不住唠叨几句。
“晁叔，你回来啦！这几日收获如何？”宋杰见晁克己问起，先没有回答他的问题，而是转移话题。
宋杰无法给他解释清楚，毕竟晁克己是想宋杰多读书，要他学四书五经，治国之道，兵法武艺，带兵打仗之法，这是这个时代所有士大夫应该做的事，但宋杰确实兴趣寥寥。
“你莫要顾左右而言其他，你现在已经有官身，不要把时间浪费在这些匠作之事上，你看你，兵法武艺不喜欢，我不逼你，但圣人之道你总要学吧，哪有匠人能做得了高官的。”晁克己知道宋杰的心思，便又苦口婆心的劝道。
“嘿嘿……晁叔，晚辈知道，不过晚辈现在不是想着多赚些银子嘛，没有银子可是寸步难行呀。”宋杰笑道。
“学木工活能赚多少银子？比制作琉璃和酿酒还赚钱不成？”晁克己摇摇头，并不认可宋杰的狡辩。
“晁叔，晚辈做的可是正经事，我让谭伯帮我做齿轮，若是成功，到时候可是有大用处的。”宋杰甚为认真的对晁克己说道。
“能有何大用处？”晁克己见宋杰说得认真便遂又问道，毕竟这段时间宋杰带给他不少惊喜，而且人也成熟懂事多了，更是让宋家的财富增长不少。
“如果成了，磨坊磨面也要快上许多，琉璃坊和铁匠坊每日都会多磨一些原料，可以提高产能，还有……”说到此处宋杰突然停住，仿佛在有问题卡住了。
“怎么了？”晁克己见宋杰突然停住言语，不知何事，便关切的问道。
“哈哈哈……晁叔，我知道了，我知道，这齿轮要是制作成功，我要的火器就能造出来了！”宋杰哈哈大笑起来，
宋杰突然想到，如果实验出一套合理的齿轮模型，便可以提高转速，然后利用水力对铁棒进行钻孔，制作出无缝熟铁管，这是制作枪管的必要条件。
前段时间宋杰一直在思考这个问题，卷打的枪管会出现管壁厚薄不均匀和融合不彻底的问题，火药爆炸次数多了，这些地方就最容易裂开。
利用水力制作出简易的机床，不光可以用来钻枪管，还能用来锻造，传统锻造百炼钢都是靠人机，有了水力锻造不光能节省人力，还能提高百炼钢产量。
淄水流过的大部分地方都比较平缓，只有流经博山附近时，因为地形的变化，变得湍急起来，这处也在宋家的地界，完全可以在此修几座水车，专门用来制造火枪枪管，即便是用来锻造刀剑和铠甲，也比用人力要快上许多。
想到此处宋杰，一边高兴的拉着谭木匠，一边给晁克己打了个招呼，便又继续开始齿轮的研究。
……
秋去冬藏，大地银装素裹，李家村的人都搬进了刚修建的堡寨内，经过半年的施工，围着原来宋府修建的一圈房屋基本完工，在外围又修了三米高的土墙，此时已经不能叫宋府了，而应该宋家庄或者宋家寨才合适，里面居住了六十余户，近三百口人。
就连从淄川城中请来的匠户，宋杰都安排了房间，当初的设计是按照一百户设计，最多能容纳五百人居住其中，宋家修了一条水渠，通过水车把淄水引入庄子中。
此时这种义庄的形式十分流行，人们一起居住一起劳动，还能够互保。
转眼间便到了正隆三年的春节，宋冒勋在世时，宋家都要办流水席，所有宋家人全部都要坐在一起过年，今年因为还在宋冒勋祥禫之期，大家只是一起吃饭，并未张灯结彩，宋杰给每家发了十贯钱，又购置了不少年货分发，请来那些匠户都有份。
正月十七是宋冒勋的忌日，宋杰那日便早早起身，和晁克己，宋冒贵父子等人上山去祭拜，过了这日，宋家便一切恢复正常，该烧窑的就去烧窑，该酿酒的去酿酒，晁克己也要开始操练乡兵，再过三月便要收麦子，如果此时不训练，来年再训练便是六月左右了。
宋杰和谭木匠一起研究齿轮数月，终于赶在年前摸索了四五套齿轮的参数，然后又让邹家兄弟按照比例打制出铁制齿轮，并把所有的水车全部装上这种铁齿轮，每个水车至少有三套，以前一个水车只能带动一个磨盘和水碾，现在至少能带动三个，速度也快了许多。
宋杰在淄水最急的河段架起一架改良过的水车，水车通过三套尺寸逐渐递减的铁齿轮装置连接一个精钢钻头，这个钻头形状经过反复测试，设计成打井用的“圜刃”锉形状，直径略小于三分之一寸，一套铁架用来固定直径半寸的熟铁棒。
开年过后宋杰便带着谭木匠和邹家兄弟一头扎进新建的工坊中，经过多次改进，这个时代的第一台水力机床终于被山寨出来。
水力机床的效率不高，在枯水季节，钻出一根长五尺的熟铁无缝枪管，需要一天一夜。
然后还需要一根圆滑的精钢转头，用来打磨枪管的内壁，这个时间稍短一些，用水力机床三个时辰就完成。
最后一步是钻火孔，同样利用的是水力机床。
也就是说，一个工坊至少要有三个钻头，两架水车，一个连接主钻头，一个连接打磨钻头和火孔钻头。
经过测试，这种用转头钻出来的枪管可以装五钱火药，把五钱重的圆形铅弹射出一百步，五十步内可击穿制式铠甲，但超过五十步准头太差，这也是滑膛枪的通病。
即便如此宋杰也欣喜不已，终于制出一把真正意义上的火枪，让他忍不住涌起一股一枪在手，天下我有的豪气。
火枪与弓箭的杀伤力，从本质上就不一样，弓箭靠的是机械能，火枪是化学能，二者的初速完全不在同一个量级，有效射程的穿透力也不同，比如一把强弩可以射二百步远，其有效杀伤力在一百步，但基本无法穿透五十步左右的铠甲，机械能的初速无法与化学能相比。
一把滑膛枪射程只有一百步，有效射程为五十步，但五十步范围内的铠甲，滑膛枪射出的弹丸可以轻易穿透。
与制作弓箭相比，一把火枪的制造时间缩短太多，宋杰算了一下，按照目前的情况，两天就能制作一把火枪，而一把良工的制作时间最少也要数月。
培养射手的时间更是无法相比，火枪手的培训一月就能熟练，而良弓手的训练时间是按年来计算。
谭木匠按照宋杰的图纸给他做了一个枪托，接下来，就是极限测试。
在测试火枪时，为确保安全，宋杰制作了铁支架，枪管架上去后，点燃火绳，便跑得远远的，即便是炸膛，也不容易受伤。
第一把火枪测试了十天，每天都放三十发以上，居然还能使用，这也让宋杰更加有信心，接着便迫不及待的把此事告诉晁克己，让他来观摩自己的成果。
但晁克己却更喜欢之前那个大口径的小炮，弄得宋杰有些郁闷，不过还是应晁克己的要求，让邹家兄弟打制出更大的钻头，制作了口径六分的手炮，不过这下钻孔的时间要长上许多，要花费七八日才能制作出一门手炮来。
有了之前的经验，邹家兄弟和谭木匠也摸索出了规律，宋杰和他们一起，分成两班劳作，争取在一个月内制作出二十把合格的火枪和五门手炮。
正在宋杰沉醉在自己的山寨成果时，丁平一脸焦急的找上门来，带来了一个让宋杰震惊的消息，数千乱军已经围住了淄川城，梁尚君被困城中，朝廷救援的军队还未到来，丁平想让宋杰派颜神镇乡兵去救援淄川。
听到这个消息，宋杰嘴巴张得老大，丁平让自己带百余乡兵去淄川对付数千乱军，没听错吧？