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在形势发展日益向好的情况下，赵昺要再度发起北伐的心思也是蠢蠢欲动。但他并没有轻动，使他按捺住自己渴望的原因不是没有借口，而是新式武器还处于研发改进阶段，并没有最后定型大规模生产。
作为当下步军装备数量最大的燧发步枪，当初列装部队之时，赵昺就清楚的知道存在着诸多缺陷，如射速慢、命中率低、发火率低等等。而在实战中也暴露出很多问题，战场上士兵使用前装枪时通常在头几发还会仔细瞄准，在这之后，他就会被复杂的装填动作和军官不停发出的齐射命令搞得心烦意乱、动作变形。
另外纸包弹遭到雨水或者渡河之后，里边的黑火药就容易吸潮结块，同时携行也有诸多不便，这个问题在江南多雨潮湿的环境下很容易出现哑火，尤其是在水军表现的更为突出。以致当下弹药生产都是按需生产，不敢有过多的储备，防止弹药受潮板结失效，严重的影响到了战备。
火器发展上，不是先有枪后有弹，而是现有弹后有枪，现在发火药的合成成功，以及可以投入工业化生产，不仅使得弹药改良成为现实，武器的发展上也可以实现突破。作为装备最为庞大的步枪也成为研发的重点，赵昺选择以斯宾赛连发枪为蓝本进行制造。
斯宾赛连发枪算是步枪发展史一种革命性的武器采用回转闭锁式枪机，当拉下扳机护圈时，闭锁机后退打开弹膛，拉出空弹壳，同时枪托里的弹簧自动将下一发弹推出供弹管；扳上护圈时，闭锁机前进，将子弹推入弹膛同时闭锁弹膛。射击动作为：扳下击锤、瞄准、扣扳机、拉下扳机护圈、扳上护圈、扳下击锤、瞄准……
在制造上，斯宾赛枪看似结构复杂，其实部件并不多，易于制造。而且造价相对低廉，当然这只是相对而言。此外赵昺知道它从一开始就是作为军用步枪设计，比按同时代的枪型在可靠性和维护性上要好，以此作为基础枪型改良的空间很大。
不过即便如此，从‘研发’到实用也是经历了一个比较长的时间，而难点主要还是在子弹上。限于当前的材料和加工工艺，造出金属弹壳很难，即便其有着诸多的优点，赵昺也不得不放弃，转而寻求其它解决方案。几经实验最终选择了以麻布和桑麻纸两种复合材料的弹壳。
这种复合材料弹壳与金属弹壳相比较缺点很明显，强度要小，发射时烟雾大，运输和保存不便等等。但也有成本低，防水性好，便于加工等优点。最终不断平衡定型是平顶铅弹凸缘纸壳弹，采用平顶子弹头是为了防止意外触发，凸缘底火除了减少哑火率外，还可以在发射时利用铜受热膨胀增加气密性。
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