臨上船前，趙與芮又道，當下蒙韃對我大宋虎視眈眈，百姓的家園和親人都需在大宋的兵馬來保護，你們回去後，一定要用好宣傳的武器，多多宣傳，讓百姓能踴躍自我報名，畢竟強行征招，容易引起反對。（而事實上，南宋後期召兵，很多都是強行征招。）

當然，一旦被抽中之後，至少五十年內，同一個家庭，不可能再被抽中。

因為趙與芮是用五十戶抽一的方式，且不重複。

比如四川某地一大保是一百戶，分成兩波，各五十戶，然後抽簽。

抽中的出丁，明年就是另四十九戶再抽。

這樣誰家出了兵，就得等五十年才能再次參與。

百姓們知道了這個機率，大部份人肯定願意接受的。

當然，趙與芮上有政策，百姓們也下有對策。

郭正孫到四川後，當地豪強官員們為避兵役，紛紛想出辦法。

有錢人則給錢讓彆人主動報名。

比如某官員找到同組五十戶中的某普通百姓家中，給予銀子或糧食讓其自動出丁，以防自己兒子被抽中。

沒幾年拿錢出丁，變成四川賺錢的好事情。

很多普通百姓都樂意主動報名，可以為家裡小撈一筆，這是後話，暫且不提。

郭正孫的大船很快開走了，帶著皇帝趙與芮的新政，到四川繼續征召新兵，明年四川要為大宋貢獻五萬新兵。

趙與芮看著郭正孫的船離去，心中也是感慨萬千，這個時代，還得重用川軍啊。

郭正孫的船走了沒多久，趙與芮和全勇牛寶三人在碼頭上聊著天，他們四周有皇城司少量護衛，好像一起在等什麼。

約過了半刻鐘，又開進來一大排船，其中一艘兩千料左右的海船來到岸邊。

船一靠岸，上面就有官員和護衛下來迎接，趙與芮也跟著上了船。

這是朝廷新造的水師戰船，載重兩千石，采用三角帆與方帆相結合的工藝，底部是尖底，可進行遠洋航行，船上左右各有六門三千斤重炮，船尾和船頭還有兩門三千斤重炮。

相關的工匠官員，在趙與芮上船後就向他解說。

這艘船上個月試航了臨安到溫州，今天皇帝看過之後，就要正式加入水師。

這艘船與以前水師戰船的最大不同，就是火力強橫，防禦力強，當然速度也就不會太慢。

趙與芮當年第一次到水師船上，定海水師的船上有五花八門各種武器，絕大多數都是中看不中用。

趙與芮前幾年的火炮也一直用在守城和野戰上。

直到現在開始，有餘力裝備水師了。

而且水師船上的全是重型火炮，用的十五斤的炮彈，這要打中現在船，幾乎能把一些中小型船隻直接打散掉。

工匠說，船上的火炮最好不要同時開，開炮時先後輪流射。

整艘船上滿員是一百二十六人，以後有了燧發槍，會有四十到五二名燧發槍手。

這樣一艘船的戰鬥力，估計能橫掃現在其他戰船幾十艘。

可蒙古現在沒有水師啊，趙與芮看著一船的重炮，心中百味雜陣，有種無敵非常寂寞的感覺。

這麼好的水師戰船，現在於四海中沒有對手。

“陛下請看。”很快在船的內部，有工匠官員請趙與芮蹲下，看船縫。

古代造船防水主要就是板縫漏水。

古人先將麻纖維剁碎塞入船縫“作筋”，然後再用桐油-石灰製成膩子抹縫，膩子固化後在板縫中就形成了牢固的防水粘接密封層，這種工藝完全符合現代的粘接密封理論。

還有更詳細的描述:“凡灰用以固舟縫，則桐油、魚油調厚絹、細羅和油杵千下塞舟念。用以砌石牆，則篩去石塊，水調粘合。秋墁(用磚砌井、鋪地)則仍用油灰。用以堊牆壁，則澄過入紙筋塗墁。用以襄墓及貯水池，則灰一分，入河沙、黃土二分，用糯粳米、羊桃藤(即獼猴桃)汁和勻，輕築堅固，永不隳壞，名曰三合土。”

這裡講的密封劑基料不僅有桐油，還有魚油、糯米汁、植物汁。密封的範圍則包括砌牆、修井、刷牆、造墓等等，可見古時候密封技術用的已相當廣泛了。古代的桐油-石灰膩子，其性能雖不如現代合成密封膠好，但其價格低廉、配製方便，因而和三合土一樣到現在還有人在使用。

但波斯人和大食人不是這麼乾的，他們那邊有用到瀝青。

包括成書號稱公元前一千五百年的《創世紀》裡，也有寫到用瀝青來撚合船縫。

趙與芮在成功分離石油之後，已經開始用瀝青試著鋪路和防水。

但現在沒有攪拌機，鋪路還是比較麻煩，工匠們則喜歡用來防水撚縫。

有了瀝青之後，上面的很多材料可以減少或不用，工序也簡單了很多。

當然，瀝青也有不耐高溫的問題，所以趙與芮這邊基本用在船的內部，嚴防爆曬。

接著趙與芮下令開船出海，駛出十幾裡後，讓水師試了幾炮。

重炮打響時，船體略有不穩，但影響不是很大。

重炮最遠距離可以打到兩裡多，實際在一裡內命中威力最強。

但海上命中難度有點大，通常海戰時雙方打了幾個時辰，都未必能打中幾炮。

好在現在其他國家都沒有宋軍這樣的火炮，宋軍水師可以貼近了打，提升命中率。

趙與芮看了會水師的新船和新炮，心想如果解決了蒙古，就可以開啟海上殖民了。

從戰船上岸後，趙與芮對戰船相當滿意，就是沒有對手可用。

他召來幾個重要工匠，向他們道：“下一步你們得往這方面研究。”

“船體要更高，分成幾層，比如第一層有十門炮，第二層有十門炮，第三層有十門炮，或者更多的炮。”

一艘船分三四層，火炮能超過五六十門，甚至七八十門。

工匠們認真聽著，不時點頭，有人情不自禁看向四周，這船要放幾層火炮，這船還得了？打誰用的著啊？連工匠們都覺得，大宋現在的戰船已經無敵了。

下午從海上回到臨安城，趙與芮馬不停蹄，直接去了鳳凰山北。

這邊火器局、匠作局、機械司等各級工匠官員都在這裡等著皇帝。

去年七月趙與芮確定了槍管和構造，然後讓匠作局和火器局開始打造燧發槍管和槍機。

槍管早就打造好了，按趙與芮的要求，分為卷筒式和鑽孔式，因為鑽孔式人力經濟成功太高，趙與芮最後先選擇了卷筒式。

但槍管後面的槍機部份進展困難，還有不少難題經常需要趙與芮來解決。

最近工匠們又遇到難題，隻能請示皇帝陛下。

等趙與芮到了現場，看到工廠裡的桌上放了兩部槍機。

一部是木製的，一部是金屬製的，而且木製的全部放大了，約等於正常槍機的三倍。

放這麼大，就是讓所有工匠能看清楚槍機零件和運作。

趙與芮自己也是半吊子水平，腦海中的經驗和記憶都是前世看曆史網文學來的，講了個大概給工匠們，然後由工匠們自己琢磨。

“陛下請看。”火器局侍郎唐波這時向趙與芮解說。

“這是扳機，這是燧石夾，這是藥池，咱們填好藥後，扣動扳機---”

現場有人用金屬槍機直接在試，前面都沒有槍管。

點火率有點低，打擊了十下，點火成功兩下，簡直效率低到發指。

然後唐波向趙與芮解釋，而且這槍都不能豎起來，藥池裡的藥會掉。

趙與芮看著有些發呆，總覺得哪裡不對勁。

片刻之後，“叭”趙與芮一拍腦袋：“朕忘記和你們說了，藥池上面和下面都得有其他零件。”

“？”工匠們面面相覷。

“這上面有個東西啊----讓朕想想----”趙與芮在原地走來走去，突然問道：“你們這燧石撞什麼起火的？”

“火鐮啊，陛下說的。”

“對對，火鐮蓋，上面得有火鐮蓋，可以防風，防漏，防水，下面得有火鐮簧---”

“還有這火鐮得用火鋼做大點，一定要大--”趙與芮向他們解釋。

通常燧發槍在發射前，燧石夾被槍內阻鐵卡住，火鐮被火鐮簧控製固定，緊緊蓋住藥池。

“當扣動扳機釋放阻鐵，燧石夾向前快速運動，與火鐮的鋼製表面摩擦，撞擊力使火鐮向後運動，同時打開藥池蓋露出引燃藥--”

燧石和火鐮撞擊形成的火花落入藥池點燃引燃燒，引燃藥發出的火焰通過槍管側面的火門進入槍管，點燃槍管內的發射藥。

火器局的槍機打火率極低，一是火鐮太小，高度和寬度皆不夠，燧石從上劃下時，有效接觸面積和時間都不夠，且不夠防風。

想想以前用的火柴，如果火柴盒側面隻有黃豆大小，是不是比較難點起來？

工匠們聽的似懂非懂，但皇帝說出來後，他們可以向這方面改進。

而藥池下面的火鐮簧也是個難點，具體的構造，連趙與芮也不知道。

但趙與芮說火鐮簧的功能，主要是控製火鐮的開關，對藥池的保護，這就比較好理解，朝這方向研究，就很容易打造出來。

這已經是趙與芮最近一個月內第三次來火器局。

他和眾人說完後，感覺經過這次改進，成功會越來越近。

從火器局出來，趙與芮又帶著人轉往另一側。

這邊有片工廠區和火器局一樣看守嚴密，正是波斯人艾西爾他們處理石油的工業局。

這是趙與芮新成立的工業局，和火器局、匠作局等類似，表面上隸屬於工部，實際直接歸皇帝親自管。

在廠區的西面，有條大河，往西北方向直接連接錢塘江，大河邊上全是堡壘似的廠房，差不多有十五個。

廠房從磚石結構造成，然後在外圍又用裝滿的沙土袋圍了兩米厚的一圈。

這樣保證即便是一個廠房爆炸，也很難影響到邊上的其他廠房。

當然，因為趙與芮非常小心，艾西爾他們溫度控製得力，目前也沒有發生過爆炸的事。

提煉石油這事，隻要溫度控製好，工作人員按操作規程小心處理，發生爆炸的可能性還是比較小。

而且因為現場每個廠房石油數量有限，就算爆炸威力也不大。

趙與芮來到一個廠房前後，艾西爾已經帶人等在外面，牛寶先帶人進去看了看，發現裡面連火都沒有點燃，然後檢查一遍，這才過來請皇帝進去。

進去後就能看到一個巨大的分餾塔和分餾器，很多部件都是玻璃製品，基本代表了大宋玻璃工藝的最高水平。

目前國內最頂尖的玻璃師傅全都在在臨安，且擁有官吏的身份。

而在石油分餾塔的右邊，另有一座以紅磚和鋼鐵等製成的新爐子。

四周很多官員工匠都是第一次看到這玩意，好像以前提煉石油時都沒看到過，大夥下意識知道皇帝又有新東西出來了。

“這個叫裂解爐。”趙與芮這時向他們解釋。

根據裂解所用原料及其提供裂解所需熱量方法的不同，分有蓄熱式裂解爐、砂子爐和管式裂解爐等，其中應用最廣泛、技術最成熟的是管式裂解爐。

但管式裂解爐製造點難，趙與芮現在用的是蓄熱式裂解爐。

蓄熱式裂解爐比較簡易，外圍用鋼製圓筒，裡面用耐火磚和紅磚即可。

然後在耐火磚和紅磚中間加入保溫材料，後世保溫材料五花八門，這會就比較少見，趙與芮用的是大宋目前最好找的石棉氈。

在蓄熱式裂解爐邊上還有個大鍋子，裡面裝滿了水，一會會燒起來，把水燒開。

這廠房比較大，裡面各種爐子、分餾塔，還有大鍋子，看的眾人目不轉睛，很多官員和火器局等工匠也不知道這工業局裡這麼多東西是乾什麼用的。

趙與芮左右看了看，本來不想和這些人解釋的，但想想，得讓他們知道，這是大宋英明神武的大聰明皇帝，我趙與芮發明的，你們這些沒經過九年製義務教育的渣渣，是不是對朕佩服的五體投地？

這必須要顯擺一下啊。

“走，先去看看汽輪球。”

艾西爾笑笑，趕緊轉身往右側偏門走去，皇帝趙與芮緊跟其後，其他人也紛紛跟上。

這邊有個小房間，裡面有個很簡單的玩意，叫‘汽輪球’。

汽轉球是已知最早以蒸氣轉變成動力的機器，在西元100年時由亞曆山大裡亞的希羅(Hero)發明。

這東西出來幾千年了，但真正關注到和利用到，又是等了上千年，他可以說是產生了蒸氣機的概念。

汽轉球主要是由一個空心的球和一個裝有水的密閉鍋子以兩個空心管子連接在一起，接著在鍋底加熱使的水沸騰，產生水蒸氣，水蒸氣再由管子進入到球中，最後水蒸氣會由球體的兩旁噴出並使得球體轉動。

當時的汽轉球隻是單純是一種新奇的玩物，並未予以任何實際應用，發明者希羅自己弄出來後，很快也拋之腦後，並不知道有什麼用處。

趙與芮現在建了個放在房間裡，等這些官員工匠們進來後，你用理論和他們說蒸氣原理，很難說的明了，但現在簡單明了，一眼能看懂。

大夥進來之後，很快被眼前的畫面吸引住了。

面前一個鍋子在燒水，汽轉球則在上面轉個不停，非常好玩。

有人左看右看，不明白為什麼那球一直轉，明明沒有人手動，房間裡也沒風。

匠作局劉福第一次過來，看到球體兩旁噴出水蒸氣，還覺的挺好玩的，下意識伸手去摸了下。

“當心，彆。”趙與芮驚叫。

“嘶”劉福反應也快，趕緊收回來，當場吱牙咧嘴，這水蒸氣挺燙的啊。

“這個叫汽輪球，用水蒸氣驅動球在轉。”

“水蒸氣大夥可能沒聽過，但幾乎所有人都見過。”

“你們家蒸饅頭，洗澡時，煮飯時，都能看到水蒸氣--”

趙與芮前面解釋大夥還能聽懂，畢竟很多人確實能看到水蒸氣，但後面就完全聽不懂了。

“為什麼咱們要用密閉的鍋子，然後這水蒸氣能讓球轉動呢？因為產生了壓力，那為什麼有壓力呢？”

“因為水的沸點受氣壓影響，氣壓越高，沸點越高。在高山、高原上，氣壓不到1個標準大氣壓，水的沸點低於100℃，所以不到100℃水就能沸騰，雞蛋用普通鍋具是煮不熟的。在氣壓大於1個大氣壓時，水就要在溫度高於100℃時才會沸騰。”

“咱們把鍋子密封起來，就想當於是高壓鍋，先把水相當緊密地封閉起來，水受熱蒸發產生的水蒸氣不能擴散到空氣中，隻能保留在鍋內，就使鍋內部的氣壓高於1個大氣壓，產生了壓力，當然，高壓鍋內的壓力不會沒有限製，要不然就會爆炸。”

趙與芮說完了，四周一片沉默，大部人和聽天書似的。

但有些參與汽輪球設計打造的工匠們還是能聽懂，紛紛點頭，表示認同皇帝陛下的英明神武。

趙與芮也不管他們能不能聽懂，肯定要賣弄一下自己九年製義務優秀教育。

“這玩意將來經過不停的改進和發明，如果能造出蒸氣機，那咱們大宋就無敵了。”

四周終於反應過來，馬上就是一片奉承之聲，大家爭著說皇帝英明神武之類。

趙與芮擾擾頭，感覺有點對牛彈琴，但沒辦法，他正興頭上呢，自己也沾沾自喜。

汽輪球在上千年前就發明出來了，但沒有人傳播利用，現在他先用出來，以後就是他趙與芮發明的，曆史隻會記住他趙與芮的名字。

看完汽輪球後，他帶著人回到剛剛的房間裡。

繼續向他們講解這房間裡的各種器具爐子是乾嘛用的。

趙與芮說，他的蓄熱式裂解爐是想製造乙烯。

乙烯有什麼用？

他可以製造塑料，合成橡膠，纖維，生產聚乙烯，還能製植物催熟劑，合成乙醇等，在工業和農業上有重要的應用。

但趙與芮目前主要是想往橡膠和塑料上發展。

“咱們分從石油中提出石腦油（化工輕油或粗汽油），這步的溫度要控製好，餾程為終餾點220℃左右。作為生產乙烯的裂解原料時，采用70℃~145℃餾分。

“接著繼續加工，蓄熱爐中先用燃燒油或氣燃燒，當爐內溫度達到操怍溫度時，停止燃燒，通入水蒸氣吹掃煙道氣，然後加入石腦油(與稀釋水蒸氣一起)進行裂解。裂解所需的熱量由耐火磚所儲蓄的熱量供給，裂解進行時爐內溫度相繼下降，當降到一定溫度時，停止進料，通入水蒸氣吹掃裂解氣，然後再通入空氣和燃料加熱。這樣加熱裂解反複交替進行。

在裂解過程中爐內耐火磚上還將沉積一部分炭黑，但在下一次通入空氣和燃料時又將其燒儘，並加熱耐火磚。蓄熱爐爐體一般采用格子磚，使氣體分為細的氣流，有利於裂解反應進行。”

趙與芮說了一大堆當然能聽懂的人也不多，隻有波斯人艾西爾和幾個跟著他的宋人工匠學徒能大概明白。

因為趙與芮之前提煉汽油時，很多燃氣被浪費掉，所以以趙與芮想到分解乙烯，正好可以利用。

前期用那燃氣當燃料燃燒，接著加入提煉物石腦油，用水蒸氣一起裂解。

為此趙與芮用羊皮製了幾個大大的袋子用來裝乙烯。

隨著趙與芮的解說，艾西爾那邊開始進行裂解。

在南側的靠窗的附近，兩工人舉著一個大大的羊皮袋，套在一個玻璃管子上。

中間牛寶試圖勸皇帝陛下退出去。

趙與芮想了想，艾西爾之前已經多次試驗，沒什麼危險，隻要控製好溫度和時間就行。

他們這會也沒測量溫度的，所以全靠熟練度和過程中的不同反應，包括產生炭黑，燃料多少來確定。

誤差會有，但沒什麼危險，也不會爆炸。

其中最危險的是兩個階段交替時均要用蒸氣吹掃，製氣後吹掃的目的是回收裂解氣，並可避免殘餘裂解氣與燃燒加熱時的空氣相混發半爆炸。

這種半爆炸，威力也是不大，基本沒危險。