随着研制深入，陆野愈发清晰地意识到，战船与陆地作战对火炮的需求截然不同。他当即召集核心工匠，在图纸上划定两大方向：“战船需攻坚破甲，火炮需重威力、远射程；陆军则需灵活机动，火炮要便携带、广杀伤。今日起，我们分两路研制，优先攻克舰炮！”
舰炮的研制是重中之重，陆野将主要精力倾注于此。他结合福船的船体承载能力，最终敲定舰炮重量为一吨，这个重量既能保证炮身稳固，又不会过度消耗船体浮力。预计能达到三公里的最大射程，这在冷兵器与早期热兵器并存的时代已是天方夜谭般的极限，陆野反复调整炮管长度与口径，将炮管加长至一丈二尺，口径定为五寸，确保火药燃烧产生的推力能充分作用于弹丸。
炮身方向与仰角的调节是个难题，一吨重的炮身人力根本无法挪动。陆野苦思冥想，借鉴绞车的原理设计出专属绞盘，在炮架两侧各装一组，通过齿轮传动带动炮身转动，可实现左右各三十度的微调；炮架后部也增设一组小型绞盘，能精准调节仰角，从零度到十五度自由切换，以此适配不同射程需求。“有了这三组绞盘，炮手只需两人配合，便能精准瞄准敌船，”陆野指着改进后的炮架图纸，对工匠们解释道，“海战瞬息万变，精准与便捷缺一不可。”
相比舰炮的厚重，陆军轻量火炮的研制核心在于“灵活”。陆野将其重量控制在三十斤以内，采用薄壁炮管设计，口径缩小至三寸，炮架选用轻质硬木，底部加装可拆卸底座，单兵即可扛走，两人便能完成架设与发射。射程为1.5公里，虽不及舰炮，但足以覆盖战场主要作战区域。为增大杀伤面积，陆野摒弃了实心铁弹，转而采用大量的小铅弹，装入纸壳内，方便定量装填，发射时纸壳就烧没了，铅弹扇形发射出去，能对密集阵型的敌军造成毁灭性打击。“陆军作战多在旷野、城池，这种霰弹式设计，对付冲锋的步兵、骑兵再好不过，”陆野拿着铅弹样品说道。
两大火炮的设计方案敲定后，军械坊即刻投入量产。陆野严格遵循“优先舰炮”的原则，将八成精钢与工匠都调配至舰炮生产线。经过一个月的赶工，首批十门舰炮正式下线。当这些一吨重的庞然大物被吊装上“拓疆级”福船，替换了原来的床弩；原来床弩的位置，陆野早就是按照舰炮的预留的。炮手们按照陆野教授的方法操作绞盘，炮身平稳转动，仰角精准调节，试射时铁弹呼啸而出，在三公里外的礁石区炸出巨大水花，威力震慑全场。
舰炮的成功装备，让大宋水师的实力迎来质的飞跃。恰在此时，赵桢下旨对水师进行拆分：“内陆湖泊、河流之水师，专司清剿水匪、保障漕运，仍称‘大宋水师’；威海港所造新型海船及配套舰只，组成‘大宋皇家海军’，专司海外征战、开拓疆土、护卫海疆。”旨意之下，李嵩被任命为皇家海军提督，统筹海外作战事宜；原水师将领则分管内陆水域，两大水上力量各司其职，布局愈发清晰。
皇家海军组建完毕后，并未急于东渡倭岛，而是先开展了三次海外试航。第一次试航前往朝鲜半岛南端，探查航线与海外风土；第二次驶向琉球群岛，建立临时补给点；第三次则深入南海，抵达占城国附近。每一次试航，都有数十艘商船紧随其后，这些商船清一色是大宋造船坊的出品，仿照皇家海军补给舰的船体结构打造，容量大、航行稳，抗风浪能力极强。
商船的跟随并非偶然。皇家海军试航前，造船坊便放出消息，称海军航线经过的海外诸国，多有奇珍异宝、香料药材，且民风淳朴，易于贸易。消息一出，汴梁、扬州、泉州等地的商人纷纷争抢造船坊的商船订单，一艘仿照补给舰的商船售价高达五万两白银，即便如此，订单仍排到了半年之后。造船坊凭借这些订单，赚得盆满钵满，不仅收回了前期造船与火炮研制的成本，还充实了国库，这可是赵桢自己的造船坊，引得赵桢龙颜大悦，下旨嘉奖造船坊众工匠。
三次试航，跟随的商船皆满载而归。第一次从朝鲜半岛带回了优质人参、紫貂皮，在汴梁市场上被权贵争相抢购，价格翻了数倍；第二次从琉球群岛运回了珍珠、珊瑚，成为后宫嫔妃与达官贵人追捧的珍品；第三次更是从占城国带回了大量香料与象牙，香料填补了大宋香料短缺的空白，象牙则成为雕刻工艺的上等原料，利润惊人。有商人算过一笔账，一次海外试航的往返利润，抵得上在内地经商三年，一时间“出海经商”成为大宋商人的新风尚，前往造船坊订购商船的人络绎不绝。
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