在戚继光所着《纪效新书》中，对火药配方和制造工艺均有详细记述。其鸟铳药配方与后世标准军用黑火药基本相同。
而且据说当时就已经开始尝试制作粒状火药，而且所载工艺皆详实可行，只不过还未能对其原理进行科学解释而已，因此也限制了火药的进一步发展。
至于对火药理论的探索，明代对火药配方和性能也已作了一些初步的理论探索，有关记载最早见于唐顺之的《武编》，后来又被茅元仪收入《武备志》，名之曰“火药赋”。
这是一篇关于火药的学术文章，对硝、硫、炭三种组分的作用和相互关系作了定性的说明，特别是明确了硝石在火药中的重要作用，是符合科学原理的。
明代科学家宋应星在其名着《天工开物》中对火药性能作了理论探索，他说：“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴，两精逼合，成声成变，此乾坤幻出神物也。”又说：“硝性至阴，硫性至阳。阴阳两神物相遇于无隙可容之中。”
他借用古代传统的阴阳对立转化之说，形象地描述硝硫在一定条件下发生的氧化还原反应。他和茅元仪一样认为硝性竖而硫性横，但又进一步明确提出了与现代“发射”和“爆炸”大致相当的“直击”和“爆击”两个概念。将硝硫比例与性能联系起来，对实践经验作了总结。
由于胡文霆手下的人员，几乎全部都是要用火铳进行作战的，而火铳一类的火器对后勤的依赖是最严重的。因为火铳这种武器，一旦没了相应弹药的支持之后，那就是一根和烧火棍差不多的东西，根本不能给敌军造成多大的威胁。
因此，他在来辽东的时候，不仅带来大量的定装弹药，同时还带来了不少的原材料，再加上后期秋萍在给他运送补给的时候，又不知道从哪里收罗到不少的原材料，一并给他送了过来。
可以说，目前胡文霆这一千多人拥有的弹药，以及制造火药的原材料，可能比大凌河城里的那一万多军队还要多得多。
于是，那五名军匠就根据胡文霆的描述并结合自己多年来的经验，开始了小批量试制新式火药。
由于在地面各坞堡中的防守人员，都已经经历过数轮战斗，心态基本上能保持稳定了，再加上最近建奴方面也不会再上前来送死。所以胡文霆暂时就先把关注点放在了新火药的研制方面，几乎每天都和那几名军匠匠凑在一起，不时的给他们普及一些后世的物理化学基础知识。
当然了，以胡文霆的物理化学水平，也只能给他们讲一些基础知识，再高深一些的理论，就算胡文霆知道，他讲出来之后，军匠们也不一定能听懂和消化，更何况胡文霆自己也只是二把刀而已呢。
胡文霆要做主要就是给军匠们指明一个方向，至于再进一步研究，就需要军匠们通过不断的试验来获取正确的结果了。
也正因为胡文霆给出了一个明确的方向，并且还用科学的方式向军匠们解释了其中的一些原理，因此，军匠们的试制进度非常的快，没几天之后，第一批新式火药就试制出来了。
紧接着，胡文霆又让负责测试新式火药威力的老兵，把手中的铅弹给尽量磨得圆润一些，并告诉他这样做，可以让铅弹的飞行轨迹尽量变得规则一些。
然后，就是开始使用新式火药试射了，胡文霆为了尽量不让建奴方面提前了解新式火药的威力，他并没有选择建奴的士兵作为测试目标，而是把位于后排的一个坞堡进行测试。
先进行的有效射击距离的测试，在新式火药的装药量达到旧火药的一半的时候，大家发现新式火药的威力就已经基本达到了旧火药的水准。经过和同名军匠的一番讨论之后，胡文霆最终把新式火药的标准装药量定在原来的三分之二。
然后就开始测试新式火药的破甲能力，以及经过处理后的铅弹的精准度。测试方法很简单，就是让位于后排的坞堡内人员，在射击孔上放置一块捡来的建奴方面的盾牌，然后由几名经验比较丰富的老兵，负责瞄准盾牌轮流进行射击。
经过一番测试下来之后，发现尽管新式火药的装药量只有原来的三分之二，但其威力却至少提高了三分之一左右，同时，经过处理之后的铅弹，其精准度也得到了大幅提高。而且，这个装药量也基本上不会对火铳造成额外的伤害，也就是说，火铳还能保证在百次发射之内，不会出现炸膛现象。
紧接着，胡文霆一方面安排所有的空闲士兵，对所有的铅弹进行一次处理，尽量把它们磨得圆润一些。另一方面，又和几名军匠提出了地雷的设想，而且搞的还是触发式地雷。
胡文霆的具体设想是，用捡回来的铁球（炮弹），重新进行融化后，浇注成一个空心铁球，然后往里面装上新式火药，再接着用京城带过来的一些燧发配件，进行一些改造之后，把它安装在这个装满新式火药的空心铁球上。
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