而塔身和塔臂，按照赵永泰的提议，大量采用了三角形支撑。这样，在保证了塔体的坚固度的同时又减轻了塔体的自重，还减少了钢铁的使用量，同时塔体内的空间还可以方便安装滑轮组。这种结构的使用使得大型塔吊的建造得以实现。
塔身和塔臂上安装了多个滑轮组，或者称为一个很复杂的滑轮组。因为动力的局限性，使得研究组不得不首先考虑机构的省力性，为了省力，机构再复杂也在所不惜。
为了让塔吊能够转动，又为它配了两个单独的转盘。使用的时候，两个转盘相对于塔吊成90度安装在塔吊旁，以钢绳与塔身平衡尾相连，收放钢绳以控制塔身的转动。
平衡尾就是与塔臂对称的负重结构，使用时，里边装载重物，以平衡塔臂方向产生的倾斜力。
在八月中，塔吊终于研制成功了，可以说它代表了这个时代最先进的省力机构技术。这种结构的小型塔吊只需要四个人转动轮盘，就可以很容易地将上千斤的重物吊起来。而大型的吊具理论上甚至可以将上万斤的重物吊起来，为大型海船的建造提供了良好的基础。
同时塔吊的应用，大大提高了合兴泰总行大楼和船厂码头的建设速度。大量的小型吊具还被广泛应用于各个货场和仓库的转运中。
在这次的合作中，一二期生都在传教士们那里学到了大量的力学实际应用方法。使得他们在以后的工作中，能更灵活地运用所学到的知识。
在九月，兵工厂的炮座的研制工作就取得了巨大进展。赵永泰所要求的舰用基座基本结构已经确定，开始生产正式的样品，以供试验。因为舰用基座对重量的要求很宽松，所以有较大的空间结构可以使用，研究组就决定首先完成舰用基座的研制。陆用的其实基本结构差不多，只是对重量要求较高，以方便输运。
舰用炮座分为上部的制退复位基座和下部的底座。
底座也分上下两部分，下部与船体固定。上部以粗轴相连，摇动左右两边的螺杆可使上部旋转，以控制炮口左右射角。
制退复位基座下部有齿轮与底座齿形槽相连，战时以手柄摇动齿轮可将炮口前移或后退。基座上部内是缓冲槽，里边是并排的四组弹簧，后部四个是高弹力弹簧，前部四个是低弹力弹簧，前后弹簧共轴。
炮身以横轴架在炮架上，炮架下端以滚轮滑动卡槽分别卡在缓冲槽内的四根轴上，以防止炮身横移，弹簧接在卡槽上。发炮时，炮身后移压缩后部弹簧，拉伸前部弹簧，部分后坐力转变为弹簧的弹力；而后，弹力释放，炮身前移复位，前部低弹力弹簧还可以降低卡槽与基座前部的碰撞力。
这样就形成了一个缓冲加复位的机构，使得炮手不用每次发炮后都再重新固定炮位，减短了准备时间。
炮架前部内有横向和垂直两根螺纹杆，以齿轮组相连。横向螺纹杆外部有摇杆，以控制炮口高低射角。采用这个炮座的火炮在控制上已经基本上和现代的火炮相同了。
赵永泰对这个炮座非常满意，一顿大量的精神加物质奖励之后，希望研究组再接再砺，完成陆用炮座以及降低炮座的重量。
其实只要把这个炮座的制退复位基座稍加改变就可以直接用在炮车上了，赵永泰最希望他们做的还是降低炮座的重量。这就叫人心不足蛇吞象，没有的时候只想有，有了就想要更好的。其实采用这种炮座的火炮的先进程度已经远超西方200年以上了。
七月，西班牙军队在台湾西北海岸的沪尾（今淡水）构筑淡水城（西班牙称为圣多明哥城）。
七月二十日，蓟门驻军因欠饷三月发生骚乱。
七月二十五日，宁远驻军因欠饷四月发生兵变。
九月，皇太极联合归附的蒙古诸部组成联军征讨林丹汗的察哈尔部。
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第一卷 潜龙在渊 第三十章 航海是个系统工程
在炮座取得实质进展后，赵永泰开始催促玻璃坊的望远镜研究组。在这个时代，战斗还是发生在眼睛能看到的距离，那么谁先发现对方，谁就有更多的时间进行战前准备。特别是在海战上，这种优势更加明显。要知道，在现在这个时代，单是把火炮准备好就需要不少的时间。当然，赵永泰有了新式炮座后，这个时间能减短很多。但能现发现敌人总是好的。
而且赵永泰还希望能够为火炮加装简单的光学瞄准具，这样就能够发挥自己前装炮射程远的优势。此时的西方战舰主炮多为后装炮，装填速度快，与其近战明显对己方不利。能够在较远距离重创敌舰是赵永泰的海战理念，其实也就是近现代海战的理念。
其实简单的望远镜研究组已经制成了，就是那种简单的单筒望远镜。而且根据赵永泰的要求，研究组还在上面标出了距离刻度。前端物镜可以旋动，以调节目标物体影像的清晰度，而此时物镜镜盖尾端所在的刻度即是目标与自己的距离。这个用几何光学就可以算出来，很容易实现。这个单筒望远镜就已经比现在西方所使用的高级了很多。
赵永泰所要的双筒望远镜，研究组现在正在解决两个物镜同时伸缩以及两筒间的距离调节问题。说实话，以赵永泰所教授的几何光学来研制简单的光学系统还是不算难的。此时西方的几何光学处在摸索阶段，还没有形成完整的系统知识。再加上教会的打压，想要赶上来还需要不短的时间。
赵永泰甚至在考虑等这个研究组完成了望远镜的研制，是不是就开始显微镜的研制。而显微镜是微生物学的大门，让他现在还有点儿犹豫。不过想想，显微镜早晚都要出现，为什么就不能让它在中国出现呢。而且微生物学最早还是医学方面的研究，为医学的大发展提供了基础。那些什么病毒、生化危机的还是让以后的人去烦恼吧。这么想着，赵永泰也就放下了那一点儿犹豫。当然，这都要等他们现在的工作完成之后了。
赵永泰现在直接拿了几个单筒的样品去兵工厂，想让炮座研究组安装在底座上进行调校试验。不过到了才发现物镜上没有细十字线作准星，拿什么瞄准。
玻璃的特性使得现在的水性和油性染料都无法在上面留下长久的印记，而物镜上的十字准星是需要近乎永久的保留的，这就需要一种新的染料。其实这个问题在之前制出玻璃后，赵永泰想制作烧杯、试管等玻璃器皿时就已经发现了，不过当时一时没有解决的办法，赵永泰也不急，也就暂时放下了。
现在又遇到这个问题，搞得赵永泰很是郁闷：早知道当初解决了就好了。为此，他专门找到了商行的染坊匠师，希望他们能够帮忙解决。这事儿他自己是没办法了，后世用的都是成品，谁会去问烧杯上的刻度是用什么材料。而且就算知道多数也没用，后世很多都是用的化工合成材料，现在根本没办法弄出来。这次赵永泰只能期望这些染坊的匠师们也和其他坊的匠师一样能够想办法帮他解决了。
匠师们一时半会儿也没有办法，赵永泰给他们留下了这个研究项目就离开等消息了，反正他在这里没什么用。
在等待的时候，赵永泰又想起来两样航海中的重要东西——罗盘与六分仪。罗盘现在已经应用得比较普遍了，但刻度太大，使用时在方向的指引上不够精确。而且此时中国的罗盘普遍都没有遮盖，使得使用时也容易受到外界影响。
现在既然已经有了玻璃，那形成封闭环境就很简单了。为了读数更精确，赵永泰特地制作了一个50厘米直径的罗盘。每一度还分了十格，被赵永泰命名为分。
六分仪原理不清楚，赵永泰就直接把这个问题扔给了刚完成双筒望远镜研制的研究组，并邀请了传教士们加入。这个比较急，显微镜后面再说吧。
实际上，赵永泰发现现在航海用的东西还真多，作为帆船，风力和风向无疑是最主要的影响因素。不过风向标和风速器倒是不难制作。这个他找到了铁器厂的学生和工匠，将原理告诉了他们，让他们成立研究组来完成。
实际上，在完成了时钟的研制后，这个东西对精工坊来说还真没什么难度。风向标简单，用个薄木板以轴与刻度盘相连就好了，轴上套一个小型轴承，以增加木板转向的灵活性。为了配合赵永泰的大罗盘，风向标的刻度盘与罗盘的完全相同。
风速器的测速部分赵永泰直接用了后世的三叶轮式，也就是轴上连三个圆形的薄木板。木板的同一面包上一个半球形的光滑壳。这样风吹动木板时，三个木板就会以同一个方向绕轴转动，风速越高转得越快。轴的下端耦合一个齿轮组，齿轮组带动一个计数器，计数器同时与时钟机构相连。单位时间的转数乘以三个球心所确定的圆周周长就是所测的风速，最终在读数器上显示出来。
这两个仪器显示的数据可以帮助船长随时调整风帆的数量与朝向，以控制舰船的航向与航速。
用了半个多月的时间，染坊的匠师们终于想出了一种新的染料。其实它也不算是新的，它是用桐油代替水，里边加入所需要的颜料混合而成。此种桐油染料很粘稠，涂画在玻璃上也不容易脱落。而且在玻璃上画出需要的图样后，马上进行烘干，染料就可以在玻璃上保持很长的时间。虽然没有后世的那种永久保持的涂料好，但以目前的条件来说已经非常不错了。
为了能让十字线宽尽可能的细，工匠们还想出了用墨线的方法来在物镜上印制十字线。墨线选择生丝，使得线宽可以达到0。1毫米。虽然线宽对于现在这种近距离的作战没有太大的影响，但能更精确总是好的，这也是他一直所强调的。为此，赵永泰也没有吝啬奖励，让工匠们喜笑颜开。
其实染坊的工匠们也因此发现了一个新项目，为玻璃制品配上字画。中国人本来就喜欢字画，能在现在用得上玻璃制品的，也都是大富之家，家里也不缺少文人墨客。即是家里没有，也都会摆出一副书香门第的样子。现在的玻璃制品虽然很精美，也很受欢迎，但总是光亮透明的样子大家总会有厌倦的时候。如果给玻璃制品上写上字画，那就完全不一样了，玻璃制品就不再是单纯的器具，可以被称为艺术品了，就具有了收藏价值。一只印有水调歌头的玻璃酒壶肯定能比一只纯透明的酒壶受欢迎。就好像瓷器一样，花瓷总比白瓷要受欢迎，要贵。再加上迎合了文人墨客的风雅最求，不难想象印有字画的玻璃制品的受热捧程度。
在赵永泰的言传身教以及几大工坊工匠们的亲身示范下，现在商行的所有工匠们都很努力地发掘身边的技术，以期能够转化为商行能够出售的商品。这样大家不但能够得到奖励，还能够提升自己的等阶，从而获得更高的工钱，最终获得较高的社会地位。
根据赵永泰的要求，单筒瞄准具被装在了炮座底座左侧上，这样瞄准具在发炮时不会后移，瞄准人员在发炮后能迅速查看命中情况，以调节下次的炮口角度，提高命中率。另外，海船在海中是一直处在摇摆状态的，也就是说火炮的炮口角度是不固定的，这样就需要瞄准人员确定最佳的发炮时刻。固定的瞄准具可以让瞄准人员不用担心发炮时被火炮的后移伤到，就可以在发炮时也不用离开瞄准具，就能尽可能地确定最佳发炮时刻。遂发器在炮身右边，瞄准人员发布命令，右侧的发炮手拉动拉绳，这样就能最大限度地提高舰炮的命中率。
经过炮场的试验表明，安装了瞄准具的固定火炮在1200米范围内的命中大为提高。考虑到海上的风浪因素，舰炮600米的有效攻击距离应该能够保证。而现在西方的海上炮战距离多在400米以内，有效攻击距离多在300米以内。这样己方的战舰就具有了射程优势，在条件允许的情况下甚至可以一直与敌舰拉开距离进行远距离炮战，直接用火炮优势将其磨死，从而保证己方战舰的安全。
可以说，光学瞄准具弥补了己方前装炮装填速度慢的不足，同时也增强了赵永泰海战的信心。虽然他一直坚持用前装炮，但对海战的信心却不足。毕竟现在西方的海战经验，特别是炮战经验比大明水师要丰富高明得多。他们既然大量采用后装炮，说明后装炮在现在的海战上确实有很大的优势。而自己不过是凭着想象，靠着一些后世战争的经验来建设自己的海军，所以他心里其实很没有底。虽然他在别人面前一直表现得很有信心，但这都是做给其他人看到的。毕竟既然选择要走这条路，总要让大家相信这条路是可以走出来，可以走下去的。而现在他的信心就是其他所有人的信心，他必须要让大家都有信心才能集中大量的资源来走出这条路。
但为了让自己真正有信心，所以他一直对火炮诸多要求，因为他对此报以最大的期望。现在在火炮上有了射程优势，赵永泰觉得至少现在是可以一拼了。
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第一卷 潜龙在渊 第三十一章 有选择也是一种痛苦
当赵永泰正和兵工厂的工匠、学生们为新式火炮的定型而庆祝时，他被家里人告知：将会为他的十四岁生日举办宴会。赵永泰之前每年的生日都只是家里办一个简单的家宴以示庆祝。现在要为他的生日举办大型的宴会，让赵永泰稍微错愕之后也就了然了：十四岁在古代就算是半成年了，也算是一个比较重要的年龄。很多人甚至会在这个年龄结婚然后生子，并不一定要等到弱冠的成年礼。
家里是想将自己正式放到前台了吧！赵永泰如是想到。赵永泰虽然在合兴泰内部以及台州都声名远播，但真正见过他，认识他的人并不多。在学堂一期生毕业以后，他连学堂都很少去了，大多数时间都是在各个工坊安排、主持研制工作，他现在的主要精力全部放到了战舰上。特别是在八月的时候，南京传来消息，郑芝龙接受了朝廷的招抚，授福建海防游击，让他感到了时间的紧迫。
郑芝龙接受招抚标志着他的舰队现在已经成型，随后他将会与荷兰东印度公司争夺海上的霸权，几年内就将成为东亚海上的霸主。赵永泰对于与荷兰等西方战舰的炮战还有一�
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