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五月一日，盛凡带着大批后勤物资到了哈密。靖江王就在城中召开诸将开会，研究下一步行动计划。
张斧、盛宣等骨干都是辽王从应天带出来的后起之秀，平时也跟着辽王学习了不少关于西域的历史常识，知道大唐曾经在天山东段设立瀚海、天山和伊吾三军。
现在明军收复的哈密只是故唐伊州治所和伊吾军驻地。天山以北察合台汗国的夏都别失八里，曾经是大唐庭州旧地、北庭大都护府治所所在和渤海军驻地，是水草丰美的天然牧场。
而吐鲁番是进取别失八里的南大门，是大唐西州旧地和天山军驻地。只要拿下吐鲁番，就可北上进取别失八里，在别失八里可屯可守，完全掌握经营西域的战略主动权。
当年大唐名将侯君集就是越过从哈密到吐鲁番之间的八百里流沙，一举攻灭高昌国，打开了经营西域的局面。
大胜之下，年轻的辽东将领们纷纷要求，乘胜西进吐鲁番，打通北上别失八里的大门。
河西诸将大多也是附和此意见。
靖江王后世曾经长期在新疆一带采风，此次挂帅，算是故地重游，对西域地形和气候还是比较熟悉的。
从河西走廊进入西域主要路线有两条，一是从天山以北的哈密故城伊吾向西进军，先攻占沿途各城，再回师吐鲁番；一是从天山以南的哈密城直接进军吐鲁番，再向天山以北推进。
此时进入夏季，从北线进军，遇到城池虽然较多，但沿途牧场逐渐进入夏季，牛羊成群，很容易获得后勤物资，且气候也相对凉爽，适合进军。
从南线进军，不仅要穿过八百里沙碛，还要躲避火焰山的高温，部队只能昼伏夜出，行军极为缓慢，粮草补给也十分困难。
更重要的是，此时明军兵力明显不能和当时的侯君集攻占高昌国相比。
侯君集进军高昌，不仅有十万以上兵力专门搞后勤保障，关中百姓为之十室九空，还有契苾何力等数万盟军从河西走廊北侧的居延泽进攻天山以北，牵制西突厥，保障唐军主力的侧翼安全。
明军现在没有盟友，相反，察合台汗国和漠西瓦刺蒙古随时可能会经伊吾或者居延泽故道进入河西走廊。如果不肃清天山以北的蒙古势力，自己的后勤补给线反而会时刻受到蒙古骑兵的威胁。
所以，也有人认为，明军最好的策略是占据哈密后，静以待变。
但是，第一次领兵作战的靖江王此时受收复哈密的鼓舞，信心满满，忘记了辽王的提醒，决定挥师北上，进军察合台汗国。
他的计划是，以少部分兵力留守哈密城，扼守天山南路，主力向北翻越坡度相对缓和的天山，先取哈密旧城伊吾，然后再沿天山北路，进取别失八里，最后再向南翻越天山，收复吐鲁番。
受命辅佐靖江王的曹楚材也认为靖江王的进军路线貌似曲折，却是最为妥当，很快制定了新的作战计划。
宋瑛带领他的三个步兵营留守哈密，转运物资。靖江王带领其他人马立即翻越天山，继而向东进军。
五月六日，明军顺利进抵伊吾河畔的伊吾城，只遇到一股两百多人的察合台骑兵袭扰。
张斧的骑兵轻轻松松予以击退，并俘获了十余人，经过审问，结果吓了一大跳。
这股骑兵前几天刚刚从天山以北小路渗透南下，袭击了明军从哈密返回瓜州的运输车队。因为明军有火箭等武器防护，察合台军只得在毁坏了两百多辆大车后撤退，没想到在这里又遇到明军。
经过这次审问，靖江王更加坚定了从北线进军的决心。既然察合台汗国已经参战，那就毫不客气连他也一起收拾。
而且，如果不肃清天山以北的蒙古势力，河西明军始终在对方的威胁之下，防不胜防。
五月十日，明军迅速西进，向西推进到巴里城也就是后世的巴里坤，随身携带的干粮也不多了。
靖江王正准备攻占此城，休整一下，补充给养，却和黑火汗派来的一万骑兵不期而遇。
原来北元肃王吴纳失里从哈密逃出生天后，带了一千多人来到别失八里，向素来不和的黑火汗求救。
黑火汗听说大明已经攻占哈密后，心里大惊，一面加强南边的吐鲁番和大坂城的防守，一面向东边的巴里城增兵，同时向帖木儿火速告急。
大明和帖木儿汗国之间的战略平衡最终因为明军攻陷哈密、进逼察合台汗国而被打破了。
因为没有战车的掩护，靖江王决定以攻为守，让张斧首先带领两营骑兵远远骚扰蒙古骑兵的侧翼，利用火枪的射程优势杀伤蒙古兵，并激怒对方追赶。
察合台军果然从左右两翼各派一千骑兵进行反击。
明军长枪兵乘机摆开正面防守阵势，盛宣率两营步兵迅速在两侧构筑阵地。
蒙古带头的将领开始看明军有战马上万匹，倒也谨慎，并没有急于出战。
经过侧翼和明军骑兵交锋，他们发现明军骑兵其实好像并不多，大部分人明军留在原地结阵，还有人在看马桩。
原来只是一帮只会骑马的步兵。
察合台汗国以前和明军几乎没有交过手，并不知道明军步兵的厉害，剩下的八千骑兵一下子都压了过来，结果遭到明军火箭的密集射击。
蒙古骑兵阵型太过密集，还没贴近明军阵地，人员就纷纷落马，加上战马惊慌失措，相互挤撞践踏，一下子伤亡过千。
逃到远处的骑兵也是惊魂未定，以为明军是施展什么妖法，半天不敢再次进攻。
一个时辰后，前去驱赶明军骑兵的蒙古骑兵也回来报告说，这明军十分狡猾，放几枪就跑，根本无法近身，自己反而损失了两百多。
僵持到天黑，明军的步兵阵地越来越稳固，又是拒马、又是壕沟、又是铁丝网，明军骑兵也带了些水回到了阵地。
蒙古骑兵不擅长夜战，只好悻悻而退，也没有走远，就在二十里外扎营。