在武器彈藥方面,借著崇明和嵊泗列島扼我國18000公里的海岸線的中心,處長江、錢塘江的交會要害,黃復華以十五文一斤,購得從日本運來的硫磺上萬斤;以每百斤1.5兩的價格大量收購佛山等地來的生鐵和鐵器。
衛隊和水軍全部實現火器化,手榴彈,子彈,炮彈等不再有短缺之虞。
前述的1600公斤大鐵炮成為一六三一式岸防重炮,最遠射程達到了七八里。不過,此炮並沒有大規模鑄造,1631年全年僅造四門,全部部署在嵊泗列島。
黃復華為了增加通用性,減少彈藥補給的難度,決定暫時只大規模制造一種口徑的火炮。
一六三一式步兵火炮,彈徑約為78毫米,與89毫米外徑的鋼炮保持一致的彈徑,炮管重量達到260公斤,最遠射程約有1000米,彈重達到1.2公斤,裝藥量0.5公斤,為開花彈。黃復華特別重視炮車的建造和改進,配上的炮車重250公斤,不僅牢固可靠,可以較為方便地調節仰角和左右方向,還使用了橡膠做成的實心輪胎,靈活機動。
一六三一式海軍火炮,彈徑還是78毫米,與步兵炮一致。但炮管長度和厚度,以及炮彈重量,裝藥量都相對減少,最大射程僅有500米左右。因為海上要打擊的是移動目標,而在這個時代要擊中太遠的移動靶,只能是靠大神保佑。
在船只方面,1631年全年新增各類小型船只和輔助船只二十余艘。如「聯環舟」,「其舟約四丈許,外視之若一舟,分則為二舟,前半截三之一,後半截三之二,中聯以環,前截載火炮、神煙、神砂、毒火等器,首裝大倒須釘數枚,銳向其利,後截二夯施數槳,載兵士」。這種「聯環舟」在作戰時,「以首釘撞于敵舟之上,前環自解,後載則回」。
另外,新造或改裝排水量100~150噸左右的戰船三艘,這些船的身長在20米到30米之間,寬6米到7米之間,深2米到2.5米之間。不過,這些戰船並不是很耐用,估計使用壽命也就六到七年,黃復華準備用滿五年就更換。還購得了寧波府五百料戰船一艘,船身長12.25丈,面闊3丈,深1.15丈。
1631年3月10日,黃復華以自己的兩條四百料武裝沙船和雇得的一條六百料大沙船,共載米近兩百噸,組成了海運船隊。黃復華請來1597年(明萬歷二十五年)參加過運載沙兵,東援朝鮮行動,經驗豐富,年近五十的船老大陳瀛為押運指引,開始了恢復元代海運的征程。
說到元代海運,必須提到一個人。朱清,生于1236年,卒于1306年,字澄叔,崇明縣姚沙人。原來是一個姓楊的大戶的家奴,後來殺了主人而只能避跡海上,淪為海盜。再後來受到宋朝朝廷的招安,南宋滅亡後,朱清就降了元朝。至元十二年(1275年),朱清任運管軍千戶。至元十三年,1276年,奉元朝丞相的命令,朱清將南宋庫藏圖籍運至大都。至元十九年,朝廷尋求南糧北調的運輸路線時,朱清和張瑄建議海運。兩人移居太倉,與上海總管羅壁造出平底海船60艘,自劉家港運糧4萬石至大都,開創了元代海運。以後,運糧數逐年增加,最高達三百多萬石。
根據《元朝的海運》一文記載,海運航線前後有三次變更︰
第一次航路,從至元十九年首次糧運,到至元二十八年新航路的開闢,共沿用十年。航線大體是︰從劉家港(今江蘇太倉瀏河鎮)至海門黃連沙頭(在今江蘇啟東東部海中)、萬里長灘(在今江蘇啟東東部,西南向呈長條形,後來部分形成陸地),經鹽城(今屬江蘇,當時瀕海),歷海寧府(治今江蘇連雲港西南)界,可至鶯游山(今連雲港東北東西連島),下入山東境,由密州(治今諸城)入膠州(治今膠縣)界放靈山洋(今青島南、膠南以東海面),北至浮山(青島附近)、勞山(青島東北嶗山)、福山(嶗山縣東),沿海岸達延真島(今山東榮成沿津島),東北轉過成山(在今榮成成山角),最後進入天津界河口。該航線沿海岸航行,迂回曲折,委實水路艱難,深為繁重」,航期長達兩個多月。
第二次航路,至元二十九年由朱清聘請長興(屬今浙江)李福四「押運指引」,路線是︰從劉家港開洋,轉過撐腳沙(在今江蘇常熟璜涇北江中),至三沙洋子江(在今江蘇崇明西北,後來大部分形成陸地),東北至扁擔沙大洪(今啟東東南,今已成陸地)、萬里長灘,再往東北一千里至清水洋、黑水洋,過黑水洋可見延真島。西北至成山與劉島(今山東威海東劉公島)、芝罘島(在今山東煙台北)諸島,進入天津界河。該航道從萬里長灘到成山一段取遠海航行,線路較為徑直。一路順風,半月可達目的地;風水不便,則需要一個月或四十天以上。
第三次航路,至元三十年開闢,從劉家港出發,過黃連沙轉西,東北取道成山,「亦為不便」,故「繼為千戶殷明略踏開生路」。這條新航道是︰從劉家港出發至崇明三沙,東行入黑水大洋至成山,以下大致與至元二十九年新航路同。航船至崇明三沙後,避開萬里長灘直入黑水洋,取遠海航行,順風十日即可駛達。此後海運均取這條航道。
第二條航路里出現的清水洋、黑水洋,都是黃海的古稱之一。宋朝以來,我國的航海者對于今天的黃海分別稱之為黃水洋、青水洋和黑水洋。在長江口附近一帶,海面含沙較多,水呈黃色,稱為黃水洋;北緯34°、東經122°附近一帶海水較淺,水呈綠色,稱為青水洋;北緯32°-36°、東經123°以東一帶海水較深,水呈藍色,稱為黑水洋。
元代海運江南的糧食,分成春、夏二運。新航道開闢前,一般是正月集糧,二月起航,四月達天津,五月返航運夏糧,八月返港。改道後,航期縮短,一般是三月起運。
這次海運,除了以船老大陳瀛為指引,黃復華還派出黃煒,吳譜,潘時鍵,黃邰,曹從質等人跟從學習,測繪航海圖。黃復華提供了根據現代中國沿海地圖轉成的海圖,除了南通這些地方的海岸線發生了一些變化,其它的沒什麼大變化,精度足夠高了。
黃復華給船隊提供了高精度的指南針,還有二十元買的電子表等儀器。
「現在時間十二點整,航向正北,測定航速!」
「新法約6.7節,西法六到七節!」
黃煒在海圖上按照6.7節用鉛筆做了相應標記。這些學徒們分別在三條船上各自測繪海圖,以免一人做圖出錯。
在古代,中國航海本來用如下的方法測量航速︰船在航行時,自船首扔下測量用的木片;人從船首快步走向船尾,要是人、木片同時到船尾,稱上更。此時行駛一更時間,也就是2.4小時,為六十里。即航速約六、七節。人先到為不上更,木先到為過更。
這種測量方法反應了當時人們已經對運動的相對性有了很好的認識。可惜士大夫階層認為這些東西都是奇技婬巧,沒有人深入思考並加以表述總結。
更本意只是一個計時單位,又作為計程單位,《西洋朝貢典錄》稱︰「海行之法,六十里為一更。」《籌海圖志》說︰更者,每一晝夜分為十更,以焚香支數為度。」參考《鄭和航海圖》中的某些記載,可以估算出鄭和船隊的平均有效航速。「官嶼溜用庚酉針二百五十更收姆骨都束」,這個是25天實際航程1656海里。從「官嶼用單甲針45更船收小葛蘭」,這個是4.5天航程330海里。這樣算起來,有效航速就是在三節上下了,由于航行中航向受風向的影響,船只行駛的方向不可能一直和航向一致,實際航速應當在4節到5節之間。
節是西方水手用于測量船的航行速度的一種計量單位,目前已經演變成世界通用的航海術語和速度標準單位。1節規定為1海里/小時。
海里是海上的長度單位。它原指地球子午線上緯度1分的長度,由于地球略呈橢球體狀,不同緯度處的1分弧度略有差異,在赤道上1海里約等于1843米,兩極約等于1861.6米。1929年國際水文地理學會議,通過用1分平均長度1852米作為1標準海里的長度。
當然,節的說法最開始並不是指什麼地球緯度的1分長度。在西方古代水手使用節作為航行速度單位的時候,還不知道地球是圓的,還是扁的呢。十六世紀時,海上航行已相當發達,但當時一無時鐘,二無航程記錄儀,難以確切判定船的航行速度。有聰明的水手就想出一個妙法,用一根長繩,等距離打上結,一頭栓在船尾(側後方比較好)沉入海中。當船航行時,繩子會因阻力而部分漂上海面,船速越快,漂上海面的部分就越長。水手根據露出水面的繩結的數量來測算航速,「節」作為航速單位由此而來。