中国发明 | 火箭与火铳 Vol.2 火箭类火器

2023-03-17 14:01:30 来源：科普中国

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古代火箭正是利用黑火药发生化学反应时燃烧爆炸的原理来发射的，即借助火药燃烧时产生的热力变换为反作用的机械力来推动箭杆飞行，射向预定目标。

中国是世界公认的发明火箭最早的国家。中国古代火箭是在普通的箭杆上绑缚一个黑火药筒，发射时，用药线引燃火药，火药燃气从尾部喷出，产生反作用力，推动火箭前进。北宋初已发明火药箭。这类火药箭，尚属于初级火器，并非利用火药燃烧喷气推进的火箭，而是将火药包绑在箭首，点燃火药包外壳后，用弓弩发射，火药引燃后，可纵火攻敌。

据《宋史·兵志》记载，宋太祖开宝三年（970年）,“时兵部令史冯继异等进火箭法，命试验，且赐衣物束帛”。宋真宗咸平三年（1000年）,“神卫水军队长唐福献所制火箭、火球、火蒺藜，造船务匠项绾等献海战船式，各赐缗钱”。咸平五年（1002年）九月，“冀州团练使石普自言能为火球火箭，上召至便殿试之，与辅臣同观焉”。北宋庆历年间编纂的兵书《武经总要》具体描绘了早期火药箭的形制。卷一二记载：“如短兵放火药箭，则如桦皮羽，以火药五两贯镞后，燔而发之。”卷一三记载：“火箭，施火药于箭首，弓弩通用之，其傅药轻重，以弓力为准。”这些用弓弩发射的火药箭，与以往使用艾草、油脂、松脂等燃烧物的火箭不同，但尚未使用火捻，施放时需先点燃火药包的外壳，射中目标后，待引燃火药包内的火药，然后引起猛烈的燃烧。《武经总要》卷一二还描绘了火药鞭箭的图像，火药包绑缚在箭杆头部附近。南宋时发明了反推力火箭，即将火药筒绑在箭杆上，利用火药燃烧气产生的反作用力，推动火箭前进。据南宋杨万里（1127-1206）所著《诚斋集》记载，绍兴三十一年（1161年）,金军渡过长江，与南宋水军战于采石（今安徽马鞍山市东岸），宋军发射“霹雳炮”，扰乱金兵：“舟中忽发一霹雳炮。盖以纸为之，而实之以石灰、硫黄。炮自空而下落水中，硫黄得水而火作，自水跳出，其声如雷。纸裂而石灰散为烟雾，眯其人马之目，人物不相见。”这种炮利用火药喷火的反推力将其送入空中，实际上是一种军用火箭弹。元代已经淘汰了低效的火药箭，直接使用反推力火箭作战。据明抄本元末火器专著《克敌武略萤惑神机》卷三《远攻火器》篇记载，元代的单飞大头箭，用又粗又长的火药筒点燃发射、可发射飞枪、飞刀与飞剑，射穿敌军人马。原文题：“用纸简实以火药，如火箭头、长可七寸，粗可二寸。其法金锋长五寸，阔一尺。或如剑形，或如刀形，或三棱如火箭头，若枪形。光莹芒利，通计连身重二斤有余。燃火发之，可去三百步，大队齐冲之。贼中者，人马皆倒，不独穿而已。凡有枝材之物，皆可架放。飞枪、飞刀、飞剑三种飞器，其法即一大火箭。”火药筒长22厘米、直径6.2厘米，筒内装有两层火药，中间用药线相连，下层药线外漏，总重1.19公斤。明代《武备志》卷一二六补绘了飞枪、飞刀、飞剑三种火箭的图像。明代的单发火箭显然属于利用火药燃烧产生的反推力的火箭，且在《武备志》中有图文并茂的描绘。其制法是：以火药筒做动力装置，火药筒带引线，以箭杆作箭身，以箭头为战斗部，并涂毒药，射程可达500步（约合775米，明代1步等于1.55米）。《武备志》明确记载，在制作火箭时，关键在于火药包的线眼加工，用铁杆打成优于用钻钻眼，线眼之正直和深浅与否直接影响火药推力与箭杆飞行轨迹：“眼正则出之直，不正则出必斜；眼太深则后门泄火，眼太浅则出而无力。”元代和明代还相继发明多火药筒并联火箭、有翼火箭、多级火箭、多发齐射火箭，用火箭筒、火箭柜定向齐射，大大提高了火箭的杀伤力和射程。

| 明代“火龙出水”复原图

例如，“火龙出水”是明代发明的多级火箭，用于对敌船实施火攻。其制作方法是，用竹管做龙身，用木料做龙头、龙尾，首尾两侧各装一支火箭，龙腹内装数支火箭。发射时，先点燃首尾火箭，推动火龙前进；首尾火箭将要燃尽时，引燃龙腹内的火箭，继续射向目标。《火龙经》记载：“水战，可离水三四尺，燃火，即飞水面二三里去远，如火龙出于水面。简药将完，腹内火箭飞出，人船俱焚。”“一窝蜂”是元代发明的一种多发齐射火箭，明抄本元末火器专著《克敌武略萤惑神机》卷三《远攻火器》称之为“无敌一窝蜂火笼”，可同时发射20枚火箭，射程达四五百步（622~777.5米），水陆并用，势如破竹，被视为“火器中第一器”。据《武备志》记载，明代“一窝蜂”增至32支火箭，箭镞上涂射虎毒药，各支火箭的药线连在一根总线上，装在一个木筒内，可防止被雨淋湿。作战时，可架在车上发射，一车可架十几筒，“总线一燃，众矢齐发，势若雷霆之击，莫敢当其锋者……力能贯革，可射三百余步（约合465米）。

| 明代“一窝蜂”复原图

神火飞鸦是元代发明的一种多火药筒并联推进火箭，用于纵火攻敌。明抄本元末火器专著《克敌武略萤惑神机》卷八粗略描述：“用竹篾制造，形如飞鸟，两旁为风翅，腹悬火药，尾缚摧火。一遇大风，飞送入城中，火光蔽天，贼见而不乱者鲜矣，可乘乱攻之。”元代神火飞鸦用于掩护攻城。明代《武备志》卷一三一对神火飞鸦的制法做了更具体的描绘，飞鸦所缚火箭清晰可见：用细竹篾、细芦管和棉纸做成乌鸦状，腹内装满火药，身下斜钉4支绑缚火药筒的火箭。发射时，同时点燃4支火箭，可飞百余丈远。明代神火飞鸦，不仅可用于陆战烧营，而且可以用于水战烧船；“临用先燃起火，飞远百余丈，将坠地，方着鸦身，火光遍野，对敌用之，在陆烧营，在水烧船，战无不胜矣。”未完待续

| 编辑节选自《中国三十大发明》，华觉明冯立昇主编，游战洪作。本文谢绝转载。文章配图部分来源于网络

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