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几千名后金精锐射手以优良拉力包线的一石以上清弓抛射出的重箭射向不过一里范围的城头的时候，发挥出的密集压制力量似乎完全不逊色于张家新军主力在攻城时的能力。甚至因为后金集团所拥有的优秀弓手数量更多，依靠辽东广阔的资源和长期的积累家底也远远比当年入寇到京师城下的蒙古人雄厚的多，并不在意数量不少的箭支以不可挥收的方式消耗出去。尤其后金集团听说新朝军队的军队规模远远没有明军那个水准的时候。
在城头上几乎每平米的范围内一分钟内就有数支重箭落下，即便身披甲持盾的人在城头上也极有可能遭到杀伤和压制。而能够有效应对这种威胁的精制全身板甲在如今驻守京师城头的新军部队中并不多见。
近一里范围内的城头上的新军在箭雨下似乎完全被压制住了，躲避在一些临时木板下的青壮也因为近百架大小投石机发射出的数百枚石弹而遭受到上百人的伤亡，不得不退入城头的石堡内。
城头守军在预定的攻城地点似乎被完全压制住的情况下，逼近城墙的三十多部云梯车及楼车携带着七百多名虽然并非家丁一类但还算过的去的战兵全身披挂的逼近了城头。一部分人以三眼铳等火器在极近距离上瞄准着垛口，掩护着另一部分负责近战肉搏的人展开了翻墙进攻。
一千名最为优秀的后金弓手们在进攻队伍逼近城墙的情况下显现出比张家新军中的清式长弓弓手更为优秀的射术，重箭在六十步左右的距离上以几乎不超过一人范围的误差精确的抛射到临近城垛附近的城墙内为登城的先锋提供掩护。
几十部楼车和云梯车抵达城头前凸的堡垒的时候，掩蔽在城垛下方和石堡上的火枪手终于在披了两层甲的情况下冒着伤亡的风险暴露出来。以十数斤重量沉重而粗短专门用于守城的火枪向逼近城墙的敌军展开了射击。
自古典时代至16世纪的两千多年时间里，在投射兵器与盾甲防具的较量中一般是盾甲防具占据上风。除了多人用的床弩或者弩炮等“重兵器”，除了少数极具力量天赋的神射手。大部分普通士兵射出去的箭和抛出去的石块都不能威胁到诸如攻城战兵这类拥有重防护的对手。
然而威力越来越大的火器越改变了这一点。在欧洲，制造最为精良的钢制板甲加上厚实的内衬也无法抵御穆什克特重型火绳枪的射击。在此时的京师城下，身披双甲兵站在楼车木板之后的敌军也难以和城墙比较防御力。京师各部原由的轻臼铳再经过厚重金属套筒的加固只后已经足以把四五两重一寸口径铁弹以三千焦尔左右的枪口动能和二百米左右的初速发射出去。铳上的勾架还可以依托工事或墙头低消巨大的后坐力，能量巨大的硬质铁弹轰击之下。楼车和云梯车上的档板也不再坚固，弹丸在打穿木板和盾牌的防护后依然有足够的动量将楼车与云梯车上的士兵钝击杀伤。
不过在这样近距离可以直接瞄准作战的范围内，即便是一些不合格射程近的火器也有其用武之地了。
装载着不少事先填装好弹药的楼车里的火器手们接连不断的向开火的垛口和暴露出来的射孔开火。以上百名先锋伤亡为代价也杀伤了几十名在城头上冒着箭雨出堡作战的新军战士们。
城外数量众多的辽东集团官兵也有用于守城的不少的爆炸物，当挑选出来并用重赏重罚激励之下的敢战先锋们用支架将不少陶制黑火药炸弹支到城垛内侧引爆的情况下终于没有几个人敢坚持守在外凸的堡垒之上了。
不断登上楼车和云梯车的明军先锋在经过数分钟却又显得很漫长的激战后终于突破了城墙，翻入一片狼籍的城头外堡墙头之上。
攻上城头的明军先锋迅速从外凸的堡垒展开沿城墙展开的进攻，冒着城头堡垒不断射来的铳弹前进，在近一里的外城东部上攻入城头的明军披甲战兵越来越多，上城的人已多达数百人的兵力。按照传统的经验：这么多的人上城，应该完全可以在城头站稳脚根了。
然而就在城外的守军爆发出攻上城头的欢呼声的时候，猛烈的炮声响了起来。精确的部署在敌攻城地段两侧的各四门共计八门中重火炮以最大限度的装药量向人群打出八发炮弹，在第一轮开火中就以散弹和实心弹相结合扫倒了攻上城头的二百余人。整个城头上的敌群正在向外扩展的攻势为之一顿。沿城墙的火器手中的重臼铳也似乎像是无需填装弹药并且打不完似的，狭窄的城头之上在十数秒种的时间内就打出上百发铁质重铅弹成片的将参与攻城的明军杀伤。城内的重型配投石机及重臼炮似乎也早已集中的部署在了敌人重点攻城的地段，接连不断打出的巨石和泥弹精确的落入敌群，将退入四五个外堡内的残余明军及城外的涂有防火泥的攻城楼车运梯车砸毁了大部。
这种“城头炮”并不是第一次运用了。上一次给围攻青州的明军就带来不小的杀伤。不过张海自起家以来同南至广西狼兵北至宣府大同兵等不少明军都交手过，而一直对抗建州的辽东各部却很少于张海等人的队伍交手过。自然对于张海等新军迥然不同的城防战战术欠缺多少了解。
京师被缴获的购自澳门的“红夷大炮”一共约十八门，其中能够有效机动的不过十七门。再加上陈勇等人带队驻防京师后利用京城内的铜钱资源及铸炮工匠新造的二十四门四百斤身管的九斤弹青铜炮，一共不过四十门火炮。
这些火炮如果用于防守青州城那样城墙不过十几里范围的寻常府城，只要部署在城门各城就能在整个城头形成完整的炮火封锁线。而对于内外城周长近八十里的京师城头来说却显得的有些不够了。这也是听闻到张家新军在内地不少战事后的孙承宗等人并不以为意的原因。
“真是倒霉！我们选择的攻城范围怎么就能那么恰巧的在城头敌军的两座炮垒之间呢？”袁崇焕等负责进攻的辽东文武官员不由觉得晦气，但并没有多少人丧失拿下京师的信心。
攻上城头的明军被密集的炮火轰退之后，辽东军所拥有的十一门“红夷大炮”调整了瞄准的方向。针对之前城头上炮垒大致存在的位置展开了接连不断的猛烈轰击。
这时代的“红夷大炮”威力可能不比拿战时期的四磅轻炮威力大多少，尤其葡萄牙人卖给明军的这批。不过即便如此，那些命中城头的重炮炮弹也能轻而易举的摧毁和破坏并非实心建筑的砖石堡垒和京师的新军在城头加筑的那一层空心墙。数百发炮弹的轰击之下，进攻城段两处各几十米范围内的石堡都被轰击的垮塌下来。
拥有强大兵力的城外辽东与后金联军在第一天的进攻中当然不是只针对一处或几处城头。在初步试探性的进攻遭受挫折之后就利用兵力和物资上的优势于城南、城东、城北所有可以借助风势的方向展开了全面进攻。
面对这种全面进攻的压力，陈勇的要求很简单：只有在遭遇到密集重炮炮击或者存在四部以上攻城车同时进攻的地方，才可以示意相应城墙内侧的旗手和信号兵示警。在其他大多数敌军以云梯蚁附攻城的地方，小号的“万人敌”等爆炸火器外加重型短铳向敌人开火。
同时，利用这几个月来在京师城内搜集起来的材料乃至留在城内的工匠，京师城内的新军也赶制出两部牵引式热气球用并用此时在全城也并不多见的望远镜武装起来。
城内的多部马车牵引在高空各处观察城外敌人的动向。因为无需像张海直属的航空队那样携带大量百虎齐奔箭发射箱而只需携带一些信号火箭弹，每部热气球可以携带两个体重不算很重的成年人，一个负责以望远镜观测敌情，一个负责以信号或者速写的方式向下面负责指挥的人传达敌情。
在城四周的敌军猛烈再各个方向上攻城的情况下为了不错失战机或者指挥失误，陈勇命副指挥王鼎亲自携带望远镜登上热气球，在高达五百米的高空中观望着数里之外的四周敌军动向。
集中精锐兵力和攻城器具的后金辽东联军在城北，内城东，外城南的三个方向上有展开了烟雾掩护下的突击，曾经三次以几百人到数百人的兵力在精确抛射的重箭箭雨掩护下登上了城头立住了脚根。但都毫无例外的恰好被两个炮兵连至少八门以上部署到位的中重火炮组成的炮垒在城头上包击，在猛烈的铳炮火力和投石机密集的打击下遭到了失败。
仅仅第一个白天的全面攻击，攻城的各防就伤亡损失两千余人。虽然在对峙和消耗战中也杀伤了几百名城头的守军，但是对于并不缺乏人力的京师城内新军来说这种损失比是完全可以接受甚至是一定程度上占便宜的。
“真实奇怪了！难道南朝军队的主力不在扬州或南京，就隐藏在这京师城中？怎么会有这么多的火炮和投石机？我们在哪里进攻，他们城头上的炮阵就部署到哪里。好象在这四十里的京城城头上处处是陷阱一般？”在第一天的进攻中损失了五六百名精干的阿敏及莽古尔泰都有些惊疑的抱怨道。