赵剑寒希望建立一支热兵器部队来保卫自己的亲人、保卫自己的家乡，这支部队将装备高性能的步枪、火炮，那么首先就必须具备生产各种口径的无缝钢管的能力，这是枪炮上最主要的零件
生产无缝钢管需要先在圆柱形钢胚上钻孔，然后再经过多次挤压或者轧制才能制成，其中还有多次加热、退火、酸洗、检验等工序，非常复杂，枪炮上其他的零件也需要很多机械加工手段才能造出来，比如说弹簧，其构造与其它零件比起来算是简单的，可是弹簧钢却不是那么容易炼出来的。
一支步枪的零件不算太多，可是制作起来却需要一整套钢铁和机械工业的支持，尽管困难很大，但是赵剑寒并不准备退缩，他计划研制（其实是仿制）轧钢机、钻床、车床、刨床、铣床、镗床之类的现代机械加工设备，建立起一套完整的机械加工工业。
赵剑寒前世在兵工厂工作过，也操作过这些机床，了解机床的结构特点，可是那些高精度的机床部件是怎么造出来的，他就不是很清楚了。但是机械工业是一个国家实力的基础，就是花费再大的力气、再多的时间也要把它建起来。
西方文艺复兴之后，其钢铁、机械工业经过几百年的发展才达到了较高的水平，其中每一步微小的改进都需要几十年的时间、经过无数次实验才能完成，赵剑寒虽然不是钢铁机械方面的专家，可是他知晓现代工业的发展脉络，掌握了比较先进的知识，还有一定的实践经验，赵剑寒相信自己一定可以在较短的时间里完成跨越式发展。
虽然有信心，但是赵剑寒对其中的困难还保持着清醒的认识，也做了多种准备。
首先，无缝钢管是一定要做出来的，只是质量好坏就不好说了，如果质量好，赵剑寒就准备仿造德国的M1898这款经典的步枪，火炮就仿制一战中法国的七十五毫米速射炮，这些武器的图纸就在他的脑子里装着呢。
如果生产的无缝钢管质量不理想，赵剑寒也设计了一款针击式步枪，弹药就沿用之前使用的箭形弹，这种弹药质量轻、杀伤力大，用黑火药就可以达到较远的射程，对枪管质量的要求较低。火力支援武器就用低膛压的迫击炮，虽然威力小一些、射程近一些，但是对人员的杀伤力绝不可小视。
不管采用那种方案，用这些武器武装起来的军队在这个时代绝对可以说无敌了。在另一个时空，英国印度公司的商人们用几百人的卫队就征服了南亚次大陆，几千欧洲联军在陆地上打败了清王朝最精锐的部队，他们当时所用的武器还不如赵剑寒现在设计的武器呢。
另外，赵剑寒还设计了手榴弹、火箭筒等多种武器，准备根据情况进行大规模制造。
既然牵涉到机械运动，那么润滑的问题就不能忽视。动物和植物油脂是不能做润滑油的，主要原因是其抗高温和氧化性能不好，工业用润滑油基本上都是从石油里提炼出来的，对于化学工程专业的大学生来说，赵剑寒知道几种润滑油的提炼方法，不过石油的来源和提炼设施也是一个大难题。
春节过后从嘉峪关来的时候，赵剑寒带来了一些守城用的猛火油，其实就是石油，听父亲说这些猛火油都是从西域弄来的，具体的产地不详。
赵剑寒猜测这些猛火油很可能出自玉门油田，地下的原油因为地质运动跑到地表上来了，不管这种猜测是否正确，西域地表上有石油是一个客观存在的事实，由于润滑油的用量远比不上石油提炼的燃料，所以只用少量的原油就能满足消耗，于是赵剑寒就像通过走私商道来获取原油。
石油化工是一项极其庞大而复杂的产业，不过石油的常压分馏装置并非不能造出来，尽管这样做浪费很大，提炼出来的润滑油质量也不太好，但是有总比没有强。
如果说赵剑寒发展钢铁和机械工业是为了制造性能接近现代武器的枪炮，那么这些枪炮使用的弹药就需要化工产业来制造了，因此赵剑寒规划中的另一个发展方向就是化工产业。
赵剑寒之前已经造出了纯碱和烧碱，并依靠这些原料制造出了玻璃和香皂，可是为了做出炸药，就需要先制造硝酸。一直到二十一世纪，人们使用的炸药绝大部分离不开硝酸，TNT、C4、黑索金等等都是如此，弹药的底火雷汞也是用硝酸和水银制成的。
硝酸的制造方法有好几种，现代工业中硝酸是以合成氨为主要原料制造的，不过合成氨需要从空气中分离氮气，还要从水煤气中分离出氢气，这些条件都是目前做不到的，赵剑寒只能采取通过硫酸和硝石反应来制取硝酸，这也是第一次世界大战之前各国通用的生产硝酸的方法。
硝石在前些时互市的时候得到了一批，数量并不多，赵剑寒打算用这些硝石做试验，摸索硝酸的生产工艺，真要大规模生产这点硝石是远远不够的，但是目前实力不足，只能通过走私的方式来获取，这就要靠走私商人曾昌啸的努力了。
世界上最大的硝石矿在南美洲，中国的硝石矿比较少，不过幸好赵剑寒知道新疆的哈密等地有中国最大的硝石矿藏，离这里不算太远，一旦时机成熟，赵剑寒就准备进军哈密，占领这个重要的资源产地。
至于硫酸，赵剑寒计划采用改进的铅室法来制造，铅室是用不惧硫酸腐蚀的铅板制造的，赵剑寒早就预备了大量的铅，金属铅比较柔软，易于加工，一个普通的铁匠用手里的榔头就可以造出圆筒形的铅室。
铅室法生产硫酸的原料是硫磺，硫磺和硝石混合燃烧，生成二氧化硫，通过催化剂氧化成三氧化硫，溶入水中就制成了稀硫酸。硝石燃烧是时生一氧化氮和二氧化氮，起催化剂的作用，可以反复使用，因此消耗的硝石并不多。
改进后的铅室法硫磺不是在铅室里燃烧的，燃烧的炉子和铅室之间还设置了一个装了焦炭的塔，专门吸收氮的氧化物，使得催化剂可以重复使用。
另一种生产硫酸的方法使用硫铁矿做原料，其生产工艺更加复杂，因此不做考虑。
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