為了進一步提高鋼鐵、天使步槍和大炮的產量，除過擴建了幾個生產廠房，增加了幾條生產流水線，增加了更多工人和技術人員外，夏雪知道單靠人力、水力、畜力是很難進一步提高生產能力和工作效率了，作為來自未來的夏雪，知道必須儘快設計出蒸汽機、內燃機、螺旋槳等，至於汽輪機、電動機暫時條件不具備，先不用考慮。
蒸汽機、內燃機兩個的原理差不多，結構雖然很複雜，但對於已經制造出更復雜的天使大炮的夏雪來說，覺得信心十足。這也是擁有後世科學知識和歷史經驗的好處，就是能很快找到正確的解決方案，而且知道這個方案不會失敗，不怕走彎路。對於沒有這方面知識和經驗的人，遇到這類問題根本就不知道怎麼辦，而且真的有人想設計個蒸汽機什麼的，他自己都會沒有信心是否能成功，而且大多人都會走許多彎路，浪費許多時間，而來自未來的夏雪肯定不會犯這樣的錯誤，所以，她的成功率就非常高。比如：在船舶的推進器上，後人開始就一直使用的是：明輪，利用明輪轉動，葉片撥水來推進船舶。雖然明輪推進器比槳、櫓等推進工具前進一步，但是，它結構笨重、效率低。而夏雪想設計船舶的推進器，肯定一開始就會放棄明輪，直接研究更先進的螺旋槳推進器。就像夏雪知道想讓子.彈和炮彈飛的更遠、打的更準，是需要膛線的，如果沒有後世的知識，一般人即使研究一輩子都很難知道其中的奧秘。
說幹就幹，這是夏雪的性格。
她又叫來徐摩，很快又投身於蒸汽機和內燃機的研究。
雖然女王的研發一個接一個，非常辛苦，但有女王陪著，徐摩覺得再苦都是甜蜜的。
於是徐摩剛結束了天使大炮的研發，又和夏雪著手研究蒸汽機這個古老的機器構造了。
天才少女畢竟是天才少女，天才工程師畢竟是天才工程師，兩個多月後，在夏雪和徐摩的共同努力下，一臺往復活塞引擎的高壓蒸汽機誕生了。這臺蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械。原理是將水蒸汽中的動能轉換為功。
這臺蒸汽機夏雪依然命名為：天使蒸汽機。
天使蒸汽機主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成。汽缸和底座是靜止部分。
使用雙動活塞，帶壓蒸汽在一個汽缸壓力降低到普通大氣壓或在其凝結過程中可以推動另一個汽缸。汽缸完全封閉來防止蒸汽逃散。一根滑桿透過一根搖臂軸和曲壁將往復運動轉換為旋轉運動。另一個曲壁和軸承用來控制閥門。假如兩個雙動活塞同時被使用時，一般它們的曲壁的相正好差90度，這樣一個引擎在任何時候都做功，功效大大提高。
這臺蒸汽機需要一個使水沸騰產生高壓蒸汽的鍋爐，這個鍋爐對燃料不挑剔，可以使用木頭、煤、石油或天然氣甚至垃圾作為熱源。蒸汽膨脹推動活塞做功。
在轉速方面，天使蒸汽機比18世紀末瓦特蒸汽機僅40～50轉/分高許多，初轉速達到100～300轉/分。
在功率方面，天使蒸汽機的功率最高可達5千馬力。
天使蒸汽機的弱點和歷史上的蒸汽機基本一樣，都是離不開鍋爐，整個裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是一種往復式機器，慣性力限制了轉速的提高；工作過程是不連續的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。
所以，在船舶上夏雪是堅決不會使用龐大笨重的蒸汽機的，蒸汽機目前只適合在礦山、鍊鋼廠、鍛造廠、機床廠、生產車間、紡織廠等工廠使用。
在船舶上，甚至礦山運礦的小火車上，夏雪都決定放棄笨重的蒸汽機，改用重量輕，體積小、熱效率高和操作靈活的內燃機作為動力機械。
蒸汽機研發成功後，夏雪和徐摩經過短暫的慶祝休息，立即又投身內燃機的研發中，兩人就像吸毒上癮一樣不斷地陶醉在一個又一個劃時代的產品創造研發中。
由於內燃機和蒸汽機基本結構、傳動形式、許多元件都基本一樣的，所以，不到一個月，夏雪和徐摩把內燃機也研發成功。
她給這臺內燃機命名為：天使內燃機。
天使內燃機繼承了天使蒸汽機的基本結構和傳動形式，採用了將燃油直接輸入汽缸內燃燒的方式，形成了熱效率高得多的熱力迴圈。
天使內燃機是活塞式內燃機，活塞式內燃機將燃料和空氣混合，在其汽缸內燃燒，釋放出的熱能使汽缸內產生高溫高壓的燃氣。燃氣膨脹推動活塞作功，再透過曲柄連桿機構或其他機構將機械功輸出，驅動從動機械工作。
天使內燃機使用的燃料是石油，由於石油直接燃燒後會有大量未燃燒的成分形成一氧化碳、二氧化硫、碳粉或者其他副產物，從而對環境造成汙染，而且直接燃燒的利用率也不太高。而且石油裡的好東西很多，比如燃料油、潤滑油、石油蠟、石油瀝青、石油焦和各種石油化工原料等等，如果一把火都燒了的確太可惜。
既然天使國已經開始有了工業化的雛形，夏雪決定乾脆就再把攤子鋪大些，在研發內燃機的時候同時建設石油煉廠、石油煉製的研究和設計機構等。石油煉廠中的主要生產裝置通常有：原油蒸餾、熱裂化、催化裂化、加氫裂化、石油焦化、催化重整以及煉廠氣加工等，主要生產汽油、噴氣燃料、煤油、柴油、燃料油、潤滑油、石油蠟、石油瀝青、石油焦和各種石油化工原料。