Непростые задачи русскому воинству предстояло решать в очередной битве за Нарву. К маю 1704 года ее гарнизон насчитывал свыше 4500 человек и более 400 орудий. Под руководством П. М. Апраксина (Брюс прибыл к Нарве уже после начала осады) под Нарвой было сосредоточено немногим более 150 орудий, из которых треть была умело расположена на линии главной атаки, где было достигнуто превосходство над шведской артиллерией (северо-восточный участок крепости). В августе 1704 года в результате 9-дневной бомбардировки артиллерия Брюса разрушила многие крепостные укрепления, в том числе один из важнейших бастионов – «Гонор», у которого 6 августа в ров опрокинулся целый фас с бруствером, валом и орудиями, а также городские постройки. Точные попадания российских пушкарей в тот же день разрушили бастион «Виктория», на котором было уничтожено 69 из 70 вражеских орудий. Всего за время бомбардировки по шведским укреплениям было выпущено 18 000 снарядов, израсходовано свыше 10 000 пудов пороха. 9 августа 1704 года русская пехота пошла на штурм крепости. Разрушения, потери в войсках, моральное воздействие на противника огневых ударов русской артиллерии и ярость штурмующих были столь велики, что гарнизон не мог оказывать длительного сопротивления, и вынужден был капитулировать.
Взятие в 1704 году Дерпта (Тарту) и Нарвы было первым крупным успехом петровской армии, в том числе ее неотъемлемой части – артиллерии, служившим предвестником грядущих славных побед.
Присмотревшись к первым боевым делам Брюса по руководству артиллерией, в ноябре 1704 года (по данным историка М.Д. Хмырова) Петр I именно ему поручает управление всеми артиллерийскими делами и ставит во главе центрального органа управления артиллерией – Приказа артиллерии, без наименования генерал-фельдцейхмейстером, т. к. находящийся в шведском плену царевич А.А. Имеретинский был еще жив и законодательно имел чин генерал-фельдцейхмейстера.
Война с сильным противником только начиналась. Характер боевых действий, походные условия на театре Северной войны свидетельствовали о необходимости иметь при начальнике артиллерии какой-то вспомогательный орган управления (своего рода канцелярию). И такой орган управления при Брюсе в составе трех подьячих вскоре был создан, вначале без какого-либо названия. Однако с 1705 года он уже упоминается как «Походная артиллерия», «Приказ артиллерии в Смоленске», «Приказ походной артиллерии в Гродно», «Приказ воинской походной артиллерии», и лишь с августа 1706 года за ним окончательно закрепляется наименование «Походная артиллерийская канцелярия».
Несмотря на то, что армия Петра закрепилась на побережье Финского залива, овладев здесь рядом шведских крепостей, Брюс в боевой обстановке оценил, насколько еще вверенная ему артиллерия отстает по своим характеристикам от артиллерии шведской. Впереди предстояли новые сражения. Шведы, разгромив в 1706 году союзников Петра, поляков и саксонцев, начали готовиться к походу против России. Без серьезных преобразований важнейшего в огневом отношении рода войск отразить удар шведской армии было крайне затруднительно.
Под руководством Брюса завершился процесс приведения русской артиллерии к лучшим европейским стандартам.
Она стала подразделяться на пушки, гаубицы и мортиры. Пушки стреляли ядрами и картечью, гаубицы – разрывными снарядами (гранатами и бомбами)[9]
, картечью и специальными снарядами (зажигательными, светящимися), мортиры – бомбами.[10] В артиллерии были оставлены орудия только 12 калибров (пушки – от 3 до 24 фунтов (76,2 – 152 мм), гаубицы – от 1/2-пуда до 1 пуда (150–216 мм), мортиры – от 6 фунтов до 9 пудов (96,5 – 387,8 мм).В этот же период был установлен боекомплект на одно орудие (120–150 зарядов, в зависимости от типа орудия)[11]
и в 1709 году принят двухколесный зарядный ящик. Одновременно была установлена численность людей в составе орудийной прислуги (расчетов), в полевой артиллерии, например, для орудий полевой артиллерии – 5 – 10 человек.[12] Русская техническая и военная мысль становилась на самостоятельный путь в совершенствовании конструирования артиллерийских орудий и способов применения артиллерии. Яков Вилимович собрал вокруг себя талантливых специалистов, которые за короткое время создали ряд новых систем, отличавшихся большей огневой мощью, легкостью, повышенными маневренными свойствами, меткостью и дальностью стрельбы.Лично начальнику артиллерии русской армии принадлежит заслуга в разработке русской артиллерийской шкалы, позволившей определить калибр орудий и ядер (снарядов), способствовала достижению единообразия при производстве тех или иных частей орудий. На артиллерийские заводы были разосланы чертежи стволов со строгим требованием, чтобы производимые ими орудия были однотипными.