李雲崖的學歷只有初中水平，雖然他是學霸，他考過全鄉第一，但也只具備最基本的化學水平，除了在書本上學過的知識以外，是在某些穿越小說裡面瞭解一些，當然，還有他做鍵盤俠的時候，為了跟人辯論，特地查了一些資料。
黑火|藥的威力比較有限，當然這只是跟**相比，太平天國當時是憑藉這玩意一路攻城略地，從廣西打進南京城的。
但是使用黑火|藥的槍炮十分笨重，威力也很有限，而且濃煙滾滾，百炮齊發很快會造成大量的霧霾……李雲崖的郵包裡，有小兒嶺種參大戶趙鐵柱給他上初中的兒子買的三個試驗箱，其中化學試驗箱裡面有天平秤、鐵架臺、燒杯、量筒、試管、坩堝……等全套的實驗器材，賣家還附贈了手套、濾紙、護目鏡、ph試紙條這些消耗量大的小玩意。
李雲崖從建立兵工廠之初在努力改進火藥配方，先是經過反覆試驗調整配方比例，再將火藥進行加工處理製成顆粒火藥。
李雲崖用綠礬製作出了硫酸，用硝石製作硝酸，最後製作無煙火藥，由於製作過程比較復雜而且危險，產量很低，李雲崖把無煙火藥跟黑火|藥配合使用，使得槍炮的口徑越來越小，重量越來越輕，子彈也由定裝火藥向全金屬外殼過度。
中研院的三位院士在見過神奇的化學試驗之後，都當成是天界的鍊金仙術，都痴迷不已，尤其是孫元化，簡直日以繼夜，廢寢忘食，李雲崖單獨開闢出來一個化學儀器工坊，專門按照他這套工具另行打造，孫元化和宋應星每天把自己關在試驗裡，樂此不疲地進行新的試驗。
很快，他們也換上了更容易穿的短打半身裝，上衣和褲子分開，他們把這個成為便服，等出門時候再換回傳統的長袍，熬得兩眼通紅，鬍子拉碴，在半年的時間裡，兩次改進火藥的製作工序，一次提升火藥的威力，其中有好幾回都差點把實驗室給炸了，孫元化臉上還留下一道傷疤。
如今李雲崖生產出來的槍炮威力相當可觀，戰士們也經過不惜成本，沒日沒夜的訓練，形成超出這個時代軍隊的戰鬥力，遠處用火炮進行彈幕洗禮，火炮的射程比弓箭長，八旗軍無法大規模發射箭失對城頭進行火力壓制，衝到近處的用火|槍和手|雷。
李雲崖看到一簇白旗招展，下面擁著一夥人，他找來第五團的團長：“能不能把那個地方給我轟了！”第五團是炮兵團，團長是曲致銘，他腦子靈活，接受新鮮事物快，尤其精擅打炮，為人厚道實在，能讓人信服，李雲崖讓他做了團長。
曲致銘根據平時演練的辦法，先目測了一下，又到一個火炮後面用上面的標尺瞄了瞄：“應該沒問題！”他叫住五個操炮手，讓他們裝完炮彈之後不著急發射，先調整角度，親自檢查校正了一遍，全部瞄準白旗那裡，然後下令開炮。
“轟！”五門火炮同時噴出火舌，濃烈嗆人的黑煙從後面噴湧出來，大家雖然距離較遠，操炮手又帶著口罩，還是會覺得辣眼睛。
再看白旗所在地已經被兩發炮彈打中，強勁的炮彈直接將人馬砸的骨斷筋折，血肉模糊，緊跟著劇烈爆炸，彈片亂飛，鋼珠四射，向來以勇猛善戰著稱，怒|爾哈赤的十二子，未來大清朝的和碩親王阿濟格，親眼看見自己身旁的親衛被一枚炮彈砸進腔子裡，還未來得及嚎叫被炸碎，血肉混合著彈片鋼珠打了阿濟格滿頭滿臉，把這位二十四歲的滿洲勇士直接掀落馬下暈了過去。
李雲崖藉助望遠鏡清楚地看見對方主帥落馬，立即下令第四團出戰。
第四團是騎兵，共一千人出頭，每人都配備火|槍、手|雷，還有斬馬|刀，從東門殺出，繞到北面，射殺正在攻城的滿蒙八旗軍，由於有火炮彈幕切割，衝到城牆下的八旗兵又被手|雷和火|槍打擊，耳邊轟轟爆炸不停，濃濃煙霧籠罩戰場，嗆得人不停咳嗽，好像迷霧裡的蒼蠅，被騎兵持槍亂射，立即死傷慘重，這時候又傳來後方主帥落馬，牛錄額真死了好幾個，很快開始潰敗。
李雲崖並沒有出城追擊，而是把第四團調回來了，開始重整隊伍，統計傷亡。
由於炮火猛烈，始終壓制著八旗軍的弓箭手，並沒有對城投造成大規模的弓箭壓制，李雲崖又給每個士兵配發了鋼盔，作戰的時候，又是幾人一組互相保護，一個操炮手有兩個盾牌手幫忙掩護，因此這一戰打完，並無一人死亡，只有十六人受了不同情況的傷，有被城外的流失射中的，還有搬運炮彈的時候由於慌亂砸到腳的。
李雲崖之所以不出城追擊，是因為他手上的兵馬太少，滿打滿算只有五千出頭，而皇太極有十多萬軍隊，袁崇煥又不肯出手，方才他眼看著阿濟格攻城都沒有做絲毫理會，繼續跟著皇太極往西邊去了，根本指望不上，如果在外面直面八旗軍的主力部隊，開闊地野地上，八旗軍不顧代價地來上幾個衝鋒，他費盡心血組建起來的這支跨時代的軍隊肯定要全軍覆沒，必須尋找機會才行。
李雲崖派出斥候連向北邊哨探，密切關係皇太極的動向，在城內要求全體士兵保持一級備戰狀態，隨時準備出擊，每個人都檢查自己的武器，每一杆槍，每一門炮，每一個零件都要確定完好，一種空前凝重的氛圍籠罩著整個軍校城。
到了十一月底，這裡說的是農曆，眼看要進入臘月裡，天寒地凍，皇太極帶著十幾萬人在北京城四周燒殺搶掠玩的差不多了的時候，掉頭向北京城衝過來。
皇太極完全不把大明朝的軍隊放在眼裡，雖然阿濟格在南郊一個古怪的軍校城池前面炸成了血人，損折了五千多滿蒙勇士，但對方也只能仰仗城牆被動防守，過後不是沒敢追出來嗎？他如果此時回去已經算是滿載而歸了，但還想試一試，萬一把大明都城給打下來了呢？
大明朝的絕大多數人都以為他會搶夠了走，萬沒想到他真敢打牆高池深的北京城，包括袁崇煥，當袁督師得知皇太極往北京城直接殺過來的時候立刻有點慌亂。
皇太極將大軍分成兩部分，他親自率領五萬最精銳的八旗兵猛攻城北的德勝門，再讓三貝勒莽古爾泰率領多爾袞、多鐸等率領四萬精兵從東面攻打廣渠門。
明軍這邊是袁崇煥守廣渠門，滿桂率軍守德勝門，戰鬥打響以後，兇狠高大的滿蒙勇士們，滿腦子金銀美女，徹底狂化，不過一切地衝向北京城，明軍奮力抵抗，他們都是大明朝這時候最精銳的部隊，此時背靠城牆，在城頭上紅衣大炮的掩護之下跟這些異族蠻人進行了浴血奮戰。
袁崇煥手上有關寧鐵騎，戰鬥力絲毫不弱於八旗兵的關寧鐵騎！只是數量遠比八旗軍要少，他們在凜冽的寒風中揮舞鋼刀長矛，刀刀見血，矛矛入肉，鮮血把前幾日積在地上的雪都給染紅，片刻之間會凍住，凝成殷紅的血渣子。
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雙方鏖戰了大半天，八旗軍見攻不進去，終於開始撤退，兩邊都損傷不輕，袁崇煥被從馬上打下來，差點被亂刃分屍，身上被流失射中近百次，不過他並沒有受傷，因為他身上披了四層重甲，親衛們也替他格擋招架了好幾次致命攻擊。
不過滿桂沒這麼好運了，他被城牆上的操炮手誤炸，差點被炸死了。
滿桂跟袁崇煥不合由來已久，甚至由於原崇煥的原因被調進山海關裡，離開遼東前線，這回被自己人誤炸，立即又有傳言出來，說是袁崇煥指使的，更有甚者還在民間杜纂出袁崇煥親自開炮，如何點火，如何瞄準，要至滿桂於死地，雖是傳言，但京城朝野上下的氛圍，對袁崇煥的怨懟可想而知，更多的人認定他跟皇太極有勾結，尤其是京畿地區家園被毀的人。
當天下午，朱由檢找袁崇煥進城，同時進城的還有滿桂和祖大壽。
朱由檢這時候已經確定袁崇煥不可用，你當初告訴我說能夠五年擺平遼東，我把各部門都調動起來，要錢給錢，要人給人，讓你做兵部尚書，總督薊遼、登萊、天津各地軍務，賜你尚方寶劍……結果你是怎麼回報我的？在遼東這麼長時間，幹得最大的事是把在後方牽制建奴的毛文龍給我幹掉了，又把皇太極給我放進關內，現在讓你退敵，你又只跟在人家屁|股後面繞圈子。
現在很多人都懷疑袁崇煥通敵賣國，跟皇太極配合，要一起奪下北京城，朱由檢處於半信半疑之中，這次叫袁崇煥進城，也是想試探一下，袁崇煥能來，證明他通敵的可能性較小，不用立即把他拿掉。
朱由檢把怒火壓在胸膛裡，解下了身上的大氅外衣，披到了袁崇煥的身上，話語裡沒有一句責備，除了勉勵還是勉勵。
袁崇煥受寵若驚，溫體仁卻看出皇帝的意思，當初朱由檢要幹掉魏忠賢的時候，也是不斷地給閹黨封官，還賜了免死鐵卷。
袁崇煥開口忽悠朱由檢，說皇太極這次起傾國之力，把滿蒙八旗的精銳都帶來了，是要一舉將北京城打下來，搶奪大明朝的半壁江山，吧啦吧啦說了一大堆，最後又跟朱由檢提出來，他得兵要進北京城內修整禦敵。
按照規定，邊軍別說進城，沒有命令都不許在北京城下修整，朱由檢自然不許，心裡原本因為袁崇煥進城而稍微打消一點的疑慮重新又升起來：袁崇煥到底想幹嘛？他真的跟皇太極聯手，要把我一鍋端了嗎？
朱由檢的答案只有兩個字：“不行！”