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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。