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槍械發展史(转)

槍械發展史(转)

一、火藥的發明

概論

火藥是近代戰爭史上最重要的發明。由於火藥的出現,讓中古世紀城堡深溝高壘不足為恃;由於槍砲的發明,貴族騎士的堅甲利兵也如明日黃花。封建制度下的軍事統治集團不再具有超越一般人民的武裝優勢,相對地他們的權力和地位也隨之下降。Thomas Carlyle 說,火藥「讓所有的人變得一樣高。」我們可以說,由於火藥及火器的發明,造成騎士制度的沒落,從而為後來民主制度的建立打下了基礎。它們的影響深遠,讓世界歷史的演進走上另一個方向。

古代火器從有史以來,人類在戰爭時就已經注意到使用火攻。在小亞細亞的亞述帝國(Assyrian,公元前 1000 年至公元前 700 年)就已將瀝青或原油加上硫磺及其他易燃物裝在箭頭做為火攻的工具。中國使用火攻可能更早,孫子十三章中更有一章專論火攻,就連三國演義中都說諸葛孔明一生擅用火攻,可見火攻在古代軍事中的地位。
不過,有系統有效率的使用火器,並且賴其維繫了整個帝國生存的,首應歸於公元 7 世紀時發明的「希臘之火」。

拜占庭(東羅馬帝國)海軍以「希臘之火」攻擊回教徒戰船

「希臘之火」據傳是由一名希臘建築師 Kallinikos 於公元 673 年在君士坦丁堡圍城戰時發明。這種燃燒物質呈液體或半液體狀,通常以管子噴射,比水輕,在水上會快速擴散;它在引燃後會持續燃燒,很難撲滅,可以說相當於現代的燒夷彈(naplam)。
希臘之火是東羅馬帝國對抗土耳其回教帝國的秘密武器,他們稱它為帝國衛神(Palladium of the Empire)。東羅馬帝國非常小心地保持它的配方秘密,歷代皇帝除了下令嚴守秘密,將洩漏其配方視為最嚴重的叛國罪外,更藉助宗教的力量,透過東正教教會宣佈洩漏配方的叛徒靈魂將會永遠在地獄之火中煎熬,不得超生。 由於有這個軍事技術上的優勢,東羅馬帝國才能力抗回教勢力達數百年之久。在陸上雖然土耳其回教徒佔有絕對優勢,在海上卻連戰皆北,無法對東羅馬帝國進行全面封鎖,主要的原因就是希臘之火。土耳其回教徒在 12、13 世紀終於取得希臘之火的配方後,東羅馬帝國的覆亡已是指日可待。 西方歷史學家傳統上認為希臘之火是西方火藥的鼻祖。但根據近年來對發現的希臘之火配方的研究,它的成分中並不含硝,主要是由黑海到裡海間地區出產的石油精,加上硫磺和松脂製成,所以很顯然火藥不是從它衍生出來的。西方對硝的認識要遲至 13 世紀,所以火藥在西方的出現另有來源。
西方早期的火藥記錄 西方對火藥的發明一直是存而不論,基本上他們知道這不是源於歐洲,但是究竟源於何處並沒有定論。我想,除了對其他文明的記錄接觸不夠外,恐怕優越感也多多少少在作祟。 在一種說法中,火藥據傳是由一個日爾曼的 Freiburg-in-Breisgau 基督教修士 Berthold Schwartz 在 9 世紀時發明的。但是這個說法有兩個大問題:其一是這完全沒有任何實物或文字上的證據,唯一可以引證的都是在 15 世紀左右的資料,其可靠程度值得懷疑。其二是根據13、14 世紀時火藥的知識與應用在歐洲快速傳播的速度,很難想像如果真的是在 9 世紀就發明的話,會沒有人留下任何記錄。因此,這個說法在近年來已經被歸類為純粹傳說而已。
另一種說法來自 Liber Ignium ad Comburendos Hostes(The Book of Fires for Consuming the Enemy),此手卷據說是 Albertus Magnus(大約 1193-1280 AD) 所作, 其中的火藥配方聲稱來自一名希臘修士 Marcus Graecus(Mark the Greek)。但是一來此手卷並沒有確切的著作日期,只知道在 1300 AD 之前流傳;二來研究學者認為其中內容不見得完全出於同一人之手,可能日後經過增補,也有部份該是來自阿拉伯人著作。由於無法確認著作日期(或火藥配方加入手卷的日期),所以無法佐證認定這個手卷是最早提到火藥的文獻。
目前公認在西方歷史文件中第一次出現有關火藥的記錄,是由英國修士羅傑‧培根(Roger Bacon)在公元 1242 年左右寫的手卷:De Mirabili Potestate Artis et Naturae論藝術與自然的奇偉力量)。在這本書中,培根用密語記載了一個火藥的配分,以及其引燃後爆炸的特性,譯文是「如果你知道其藝術的話,將七份硝石、五份嫩榛樹枝、和五份硫磺放在一起,你將可以造出雷鳴與毀滅。」
培根自己並沒有說是他的發明,很可能他只是將其記錄下來而已。至於為何用密語,主要可能是為了逃避教會的注意。羅馬教會在公元 1139 年曾經宣佈一個教令,禁止討論或製造做為軍事用途的引火配方。不過到了公元 1266 年,在培根的另一本呈給教宗克理門四世的手卷 Opus Teritus 中,又再度談到火藥:「From the flaming and flashing of certain igneous mixtures and the terror inspired by their noise; wonderful consequences ensue which no one can guard against or endure. As a simple example maybe mentioned the noise and flame generated by the powder, known in diverse places, composed of saltpetre, charcoal and sulphur. When a quantity of this powder, no bigger than a person's finger, be wrapped up in a piece of parchment and ignited, it explodes with a blinding flash and a stunning noise ...」。從一個以密語記載的禁忌到公開地談論火藥,可見火藥的存在在當時已經是普遍被接受的事實了。
火藥是中國的發明不過,培根並沒有說火藥是他自己的發明,在他公元 1266 年的手卷中更說火藥是「廣為人知」(known in diverse places),可見他很可能是個記載者。而到底誰是火藥的發明者呢?我想我們可以從火藥的成分來推斷。
火藥的主要成分是硝、木炭、硫磺。後兩者不足為奇,在西方早就有使用的記錄,也是戰爭中引火物的重要成分。但是真正讓火藥具有爆炸的性質並跟從前那些引火物有所區別的地方在於硝的存在,所以對於硝的知識和使用可以作為很好的指標。
硝(saltpeter)是硝酸鉀(potassium nitrate)的俗稱,天然硝是白色結晶,通常產在炎熱氣候下水畔的鹽滷地,或是在人畜排泄物的堆肥中。西方在 13 世紀前並不知道有硝的存在,完全找不到有關硝的記錄,他們對硝的認識很可能是從阿拉伯人來的。而阿拉伯人知道硝的存在也比西方早不了多少,阿拉伯文獻中第一次提到硝是在 Abu Mohammed al-Malaqi Ibn al-Baitar 於公元 1240 年寫的手卷 The Book of the Assembly of Medical Simples中,稱之為「中國雪」、「中國鹽」。
而中國對硝(古文又作「消」)的認識與使用早在西元前二世紀時就有記載,史記扁鵲倉公列傳中說:「菑 川王美人懷子而不乳,來召臣意。臣意往,飲以莨藥一撮,以酒飲之,旋乳。臣意復診其脈,而脈躁。躁者有餘病,即飲以消石一齊,出血,血如豆比五六枚。」可見中國很早之前就把它拿來當藥使用,而最早的使用可能可以回溯到西元前四世紀。集韻說「芒硝」是藥石的一種,本草綱目載:「生消石,諸鹵地皆產之。」
另外,在傳統煉丹士的配方中,硝石也一直也是很重要的成分之一。所謂「消」,原來就有「消融」的意思,用在煉丹術中,取的就是它可以用來將某些礦石溶解的特性。當時硝的用量一定不小,後漢書禮儀志中說:「日夏至,禁舉大火,止炭鼓鑄,消石冶皆絕止。」可見當時不只是採集天然硝來用,更有提煉硝石的工業。
公元 300 年時葛洪著的抱朴子內篇卷十六黃白卷中的「小兒作黃金法」中已經有用硫磺、硝石及其他原料混合而成的煉金秘方。唐代名醫孫思邈(公元 650 年)也曾使用硫磺和硝石製成具可燃性的藥方。公元 808 年,趙乃安的書中記載了一份由兩份硝石、兩份硫磺、以及半份乾藥草混合而成的藥方。到了公元 850 年,一本道教煉丹書中記載,有人將硫磺、硫化砒、硝石及蜂蜜混合起來燃燒,不但燒傷了手和臉,連房子都燒掉了。公元 1040 年出版的武經備要上列了三份非常接近火藥的配方。

敦煌石刻,右上角的天魔(小鬼?)手持噴火筒。

火藥在中國軍事上最早是用在噴火筒上,將火藥及其他易燃物或毒素混合裝在竹筒中,再裝在矛桿前端,點燃後噴向敵人。最早的記錄不是在書上,而是在敦煌石窟出土的一幅絹畫上。在這幅佛教故事畫上,佛陀在菩提樹下靜坐,周遭的魑魅魍魎正使用各種方法來擾亂祂的心志,在圖畫的右上角有一天魔正使用一根噴火筒,噴出熊熊烈焰。這幅絹畫年代不會晚於公元 950 年,所以我們可以推知早在 10 世紀初中國已經知道使用噴火筒。另一敦煌的石刻中,也有噴火筒的身影。

現代仿製 17 世紀時的中國炸彈與多管火箭

到了 11 世紀中期, 中國已經有爆炸性的炸彈出現。出版於公元 1044 年的武經備要中描述如何製造「轟天雷」,雖然主要是用來在敵軍人馬間製造混亂,殺傷力不是很強,但的的確確是會造成如雷鳴般巨大聲響的炸彈了。
火箭大約在公元 1150 年左右出現,最早是用在煙火上,但是很快地就被用來做為發射箭矢之用。除了多管火箭(像今天的蜂炮)外,更有多段火箭的出現。

中國古代早期的火砲、多管火箭、及名為「梨花槍」的長矛噴火筒

金宋交戰時已經普遍使用火砲,不過當時所謂的火砲應該指的是炸彈。金史列傳第三中記載金朝水師被南宋水師擊敗的經過:「有頃,敵果至,見我軍無備,即以火砲擲之。鄭家顧見左右舟中皆火發,度不得脫,赴水死,時年四十一。」火砲能夠丟擲,顯然是炸彈或燃燒彈之類,不是後來用火藥推進的大砲。
到了公元 1221 年金人在對抗南宋時使用鐵殼的「震天雷」。鐵殼炸彈的使用顯示著火藥配方的進步,殺傷力大增,已經不是僅僅用來做為嚇人的工具。
公元 1231 年金人在山西用它來對付入侵的蒙古人。金史列傳第四十九完顏訛可列傳:「板訛可提敗卒三千奪船走,北兵追及,鼓噪北岸上,矢石如雨。數里之外有戰船橫截之,敗軍不得過,船中有火砲名『震天雷』者連發之,砲火明,見北船軍無幾人,力斫橫船開,得至潼關,遂入閿鄉。」。
到了公元 1232 年蒙古人圍攻金國行都南京(開封)時,也使用震天雷來守城。金史列傳第五十一赤盞合喜列傳:「其守城之具有火砲名『震天雷』者,鐵殼盛藥,以火點之,砲起火發,其聲如雷,聞百里外,所爇圍半畝之上,火點著甲鐵皆透。大兵又為牛皮洞,直至城下,掘城為龕,間可容人,則城上不可奈何矣。人有獻策者,以鐵繩懸『震天雷』者,順城而下,至掘處火發,人與牛皮皆碎迸無存。又飛火槍,注藥以火發之,輒前燒十餘步,人亦不敢近.大兵惟畏此二物云。」金國守軍將震天雷用鐵鍊垂入挖牆打洞的蒙古軍戰壕中,引爆後蒙古士兵屍骨蕩然無存;這種爆炸威力與應用,當時無論西方或是阿拉伯都是瞠乎其後。
很明顯的,火藥是中國的發明。
火藥到達西方的路徑在一般歷史學家的說法中,認為火藥是經由蒙古西征傳到歐洲的。其實這個說法有很多疑點。
首先來看一下所謂的蒙古西征是什麼。在蒙古史上的西征有三次,第一次蒙古西征發生在公元 1219 年,成吉思汗親征攻滅中亞的花剌子模,並分軍攻打俄羅斯欽察部及印度河流域北部,直到公元 1225 年返回蒙古本部。第二次西征發生在窩闊台汗時期,在攻滅金國後,派拔都於公元 1235 年西征,下莫斯科,敗東歐聯軍,前鋒直逼維也納近郊,後因窩闊台病逝,於公元 1242 年班師。第三次西征為蒙哥時期,公元 1252 年派旭烈兀進攻近東一帶,10 年內滅木剌及黑衣大食,下巴格達,入敘利亞。
第一次蒙古西征基本上只到達中亞一帶,並沒有跟歐洲有直接的接觸。而且成吉思汗當時不過是蒙古草原上游牧民族的霸主,文化仍相當落後,對於火藥的認識應該極為有限。而中國當時有金、宋對峙,雙方對於像火藥這種軍事技術的管制相當嚴格。北宋時就已經禁止將硝石及硫磺輸出外國,並且將其收為公營。宋史食貨志下八有道:「熙寧八年,市易司請假奉宸庫象、犀、珠直總二十萬緡,於榷場貿易,明年終償之。詔許。九年,立與化外人私貿易罪賞法。河北四榷場,自治平四年,其貨物專掌於三司之催轄司,而度支賞給案判官置簿督計之。至是,以私販者夥,故有是命。未幾,又禁私市硫黃、焰硝及以盧甘石入他界者,河東亦如之。元豐元年,復申賣書北界告捕之法。」。
對於一個還是文化落後、近乎野蠻的游牧民族來說,他們如何獲得火藥、瞭解它的成分、並且大量應用在作戰上呢?更何況,蒙古草原上不產硫磺也不產硝石。所以不可能是發生在第一次西征時。
蒙古第二次西征的拔都西征,在範圍上要遠得多,在時間上也比較妥貼(公元 1235 年至 1242 年)。此時蒙古已經滅金,接收華北一帶,應該接觸過火藥。但是再仔細考究一下,蒙古並沒有長程補給的能力,拔都如何能夠在西征時維持大量的火藥儲備?而且蒙古在滅金時基本上以燒掠戰略為主,人民流離失所,更不可能維持火藥的生產與儲備。
另一方面,早期的火藥威力不足,無法用以攻城。金人、宋人對火藥的使用主要是在人員殺傷方面(例如:「轟天雷」、「震天雷」之屬),要說蒙古西征用火藥來攻城,這種可能性極微。更何況,蒙古人自公元 1235 年至 1251 年間跟南宋長期交戰達 10 多年之久,即使有火藥,應當會用在跟南宋的戰爭上,能有多少剩下來千里迢迢地拿去供應拔都?
更進一步來看,以蒙古人作戰時的燒殺傳統來說,他們鐵蹄下的又有多少倖存者能夠知道蒙古人使用火藥的秘密與配方?這個配方又如何能夠在 1241 年前流傳到西歐讓培根寫入他的書中?培根既然是從他人口中得知火藥的存在與成分,很顯然這個知識的傳播要更早得多,因此拔都西征而帶入火藥的說法也是不太可能。
而第三次西征則時間過晚,雖然直接進入近東,跟當時燦爛的回教文化大量接觸,而且當時滅金已經 10 多年,有可能已經掌握到火藥的製造與使用,但是這時間卻晚於西方最早記載火藥的記錄。所以這也不能做為火藥西傳的時間。

公元 1293 年日本記載蒙古入侵(公元 1274 年及 1281 年)的手卷插畫,在左方蒙古士兵前爆炸的正是鐵殼的「震天雷」。日本當時沒有火藥,「震天雷」的來源大概是從蒙古軍手上俘獲的戰利品。

那麼,到底是怎麼傳播的?比較有可能的是東來從事貿易的所謂「胡商」,也就是阿拉伯人。他們到了中國,特別是南宋,自然對於火藥會有所接觸。他們可能認為這是非常好的商機,因此就將其引進中東一帶,再輾轉傳入歐洲。這要比由沒有什麼文化的蒙古游牧民族做為傳播媒介要可能得多了,前述阿拉伯文獻對「中國雪」的記載也是很好的佐證。
火藥原理火藥一般又稱為「黑色火藥」(black powder),其實比較接近灰黑色。在火藥的成分中,硝(硝酸鉀)的功用是提供氧氣,木炭中的碳(C)提供燃燒的原料,硫磺(S)的功用則在於降低燃點到攝氏 250 度,而在燃燒時提高燃燒溫度到攝氏 330 度。 火藥爆炸時的物理及化學反應十分複雜, 從來就無法找到一個單一的公式可以完全描述反應的過程。不過一般都以下列簡化過後的公式來說明。 反應變成 由於在爆炸中只有大約 44% 的成分變成氣體,其餘的都還是保持固體狀態的殘渣,因此火藥的能量轉換效率其實相當低,一般使用火藥的槍砲的出口初速都不會超過每秒六百公尺。 另外,火藥的燃燒率跟壓力或溫度都沒有什麼關係。由於火藥燃燒時有非常複雜的反應,有些反應會產生熱量,另一些反應會吸收熱量,因此燃燒率通常只跟火藥顆粒大小有關。顆粒越大時,總體表面積越小,能夠進行燃燒反應的區域也越小,燃燒速率自然較低。 在 19 世紀中葉之前,火藥被普遍用來當作槍砲的推進劑。但它有三大缺點:
  • 發射時會產生大量白煙,暴露了槍砲所在位置,更遮蔽了自身的視線。
  • 引然後會留下大量殘渣,留在槍膛或砲膛中。如果是前膛槍砲的話,在幾發過後對於後續的裝彈會造成困難。
  • 殘渣中的成分具硫化鉀和碳酸鉀,容易造成膛壁腐蝕(corossion)。

火藥的改良與發展最早期的火藥威力有限,主要就是硝的比例不夠高。培根的第一份火藥配方中,硝的比例只有 41.2%;中國早期火藥配方中,硝的比例也只有 60% 左右,都遠低於現代配方的 75%。由於硝是火藥爆炸時產生氣體的來源,比例較低的話,產生氣體的量就較低,爆炸威力自然也較低。
但是,這個成分比例並非一成不變,歷代以來都有增減。一般來說都是隨著冶金技術的進步而逐漸增加威力的。在西方,火藥成分的比例一直要到 18 世紀末、19 世紀初才固定下來。在中國,雖然沒有詳細的記載,應該也是經歷過同樣的循序漸進的過程。
下表是 Tenny L. Davis 的 Chemistry of Powder and Explosives 第二章列出的歷代火藥比例表:
年代來源硫磺木炭
1240Marcus Graecus66.6611.1122.22
1240Marcus Graecus69.227.6923.07
1242Roger Bacon41.229.429.4
1252Roger Bacon37.531.2531.25
1350Arderne (laboratory rcp)66.611.122.2
1560Whitehorne50.016.633.3
1560Bruxelles studies75.09.3815.62
1635British Government75.012.512.5
1781Bishop Watson75.010.015.0
火藥的製造早期的火藥是將各成分研磨成細粉混合起來,被稱為「serpentine」或「meal」。這個方法有許多缺點:
  • 在運輸時因長途搖晃造成硝和硫磺沈積桶底,而較輕的木炭會跑到表層。
  • 火藥粉末很容易受潮。
  • 在槍管或砲管中裝填時也往往擠壓得太緊而沒有足夠的空間充分燃燒。
  • 在混合的過程中常常發生塵爆現象,十分危險。
由於成分容易分離,許多時候砲手在使用前還得將火藥重新混合一番,更增加了危險性。而且,火藥的品質管制不良,時好時壞,很難判斷多少火藥才夠發射砲彈,一不小心就膛炸。所以早期砲手的工作也是極度危險。

火藥的製造,德國手卷 Codex Germanicus 600,公元 1390 年,現存慕尼黑博物館。

火藥的製作原本都用手工,但是很快地就開始用由水力推動的磨坊來大量拌製,能夠降低成本。公元 1435 年,世界上第一間用水車推動的火藥廠在德國的紐倫堡設廠。
在公元 1550 年,法國人發明了「濕製法」:先將各個成分浸水潤濕,然後混合起來作成大餅狀,在曬乾或風乾後打碎,用細篩子篩過,火藥粉會變成小顆粒狀(grain),然後裝在大桶裡不停翻攪(tumbling),磨掉顆粒的稜角並加入石墨拋光。用這種方法製造出來的火藥各成份分子間構成比較穩定的結構,長程運輸時不易分解,而且顆粒間的燃燒空間較大,容易均勻地燃燒;由於製程的關係,這種火藥被稱為「corned」火藥。不過這也加強火藥的威力,使得許多原來還算安全的槍砲都變得有膛炸的危險。
現代火藥的製法和 16 世紀時的製法大同小異,只不過一切都已經自動化並且可以有效地控制製程的安全性與成品的品質。現代火藥配方的比例 7.5:1:1.5(硝:硫:碳) 也是在 19 世紀時確定下來的。
對西方世界來說,硝的取得一直是製造火藥時最大的問題。由於歐洲基本上不產天然硝,只能從人畜排泄物堆肥中取得(尿中的氮酸經自然化學反應與鉀結合而成),在 18 世紀之前大大限制了火藥的使用。英國在17世紀時還有專門的集硝官(Salt-peter Man),隨時可以闖入人家中把廁所、馬廄地面挖起來蒐集天然硝,英王查理一世還下令全國所有這些地方的地面不准鋪石板或木板;這直到英國取得印度,才有比較充裕的貨源供應。這個現象也反映在美國獨立革命之中,華盛頓麾下的軍隊整個戰爭期間一直為火藥供應不足的問題所困擾。到了 19 世紀中葉,在智利發現了大量的硝酸鹽礦(sodium nitrate)。這些鹽類和氯化鉀(可從海水中大量提煉)反應後可以便宜地製造出硝酸鉀,這才解決了硝的供應問題。
後來,美國人拉馬特‧杜邦在公元 1858 年發明了使用硝酸鹽來直接製作火藥的方法,成本要比使用硝酸鉀便宜很多。用硝酸鹽製造的火藥雖然爆炸威力較用硝酸鉀的小,但由於便宜,十分適合用在挖礦開路之用。後來就將使用硝酸鉀的火藥稱為 A 類火藥,用硝酸鹽的則是 B 類火藥。根據顆粒來分的話,又可分為從 F,2F,直到 7F 等 7 級。F 級顆粒最大,7F 最小。如果經過拋光手續的話再加一個 g 。所以可以看到火藥的分級如 2FAg,3FB 等。
火藥在現代的應用除了軍事用途外,火藥在民間的應用進展不快,一直要到 17 世紀時才用來採礦或開隧道。公元 1627 年在匈牙利的雪姆尼茲(今日捷克境內),火藥被用來採礦;公元 1679 年,法國用火藥來開掘馬勒帕斯隧道。
19 世紀後葉在爆炸物質的研究上是個突飛猛進的時代,各種更有效率的爆炸物一一出現。火藥做為槍砲推進劑和彈頭裝藥的角色被無煙火藥和黃色炸藥(TNT)取代後,逐漸步入歷史殿堂中冷清的一角。
受到近年來歐美歷史扮演(enactment)風潮的影響,不少人也開始對使用火藥的仿古前裝槍械發生興趣,各地成立不少這類的射擊俱樂部,更有人用來狩獵。為了解決火藥的缺點,廠商也推出了一些火藥的代替品,讓槍客能享受火藥射擊煙霧瀰漫的特殊情懷而不必擔心殘渣的問題。這些替代品中比較出名的有 Pyrodex,號稱和火藥是等份量的替代品,原來火藥裝藥量多少,Pyrodex 就用多少,十分方便。

二、槍砲的發明概論火藥雖是中國的發明,但是被真正拿來大量應用的卻是在西方的槍砲上。中國雖然早有噴火筒的發明,而槍砲也是噴火筒的合理延伸,但是並不能就此推論槍砲也是中國發明出來的。更可能的是,槍砲不是一人一地的發明,而是由於火藥知識的傳播,在許多地方幾乎同時發展出來的。 早期火藥在中國軍事上的應用以前一章所述的噴火筒及炸彈為主,而在西方則以火砲首先出現。這個現象告訴我們,由中國傳播到西方的是火藥知識,而非直接的軍事發明;蒙古西征將火藥帶到西方的可能性也就更低了。 雖然槍砲的發明並沒有確定的記錄,但可確認的是在 13 世紀末葉,東方和西方都已經有雛形的槍砲出現。
火砲火砲在西方的出現據考證應該是在公元 1250 至 1275 年間在北非及西班牙的摩爾人王國中,這也是阿拉伯人將火藥引進西方的旁證。最早的砲都是臼形,顯然是從調製混合藥物的石臼而來。這些石臼砲的尺寸不大,裝藥量也不多,發射石彈的殺傷力有限,但是心理震撼的效果一定不小。
在中國,火砲大約也在同一時期發展出來。北京附近曾挖出公元 1288 年鑄造的銅炮,大小確是屬於火砲之級,只不過不知道是裝填固體彈丸做為攻城之用,還是填裝了碎石鐵片殺傷人員。明初(14世紀初)鑄造的銅炮出土的更多。

上端兩圖為公元 14 世紀前葉的中國火砲:「行砲車」及「九矢鑽心神毒火雷砲」。下圖照片中的大口徑轟城砲(bombard)造於公元 1377 年,照片攝於山西省會太原,日期約在公元 1945─46 年間。

西方對火砲最早而無爭議的書面記載出現在 Walter de Millimete 替英國愛德華王子(日後的英王愛德華三世)在公元 1326 年寫的書 De Offciis Regnum(論國王的職責)中,有一張用火砲發射金屬箭頭(bolt)的彩圖。雖然沒有任何文字說明,卻無疑地可以看出是門火砲。在 de Millimete 的另一本沒有記載日期的書中,也有類似的圖片。這兩門火砲作甕狀,平放在木製平台上,沒有任何能夠抵銷後座力的裝置。砲手用一根燒紅的鐵條或木條引燃引火孔中的引藥。

上圖是西方文獻中出現的第一門火砲,Walter de Millimete 手卷中的插畫。下圖為Walter de Millimete 另一手卷中的插畫。
同一年(公元 1326 年),義大利的弗羅倫斯城訂購了銅製大砲和一些鐵彈丸和鐵箭矢,交易文件還保留到今日。愛德華三世在公元 1327 年跟蘇格蘭人作戰時曾經攜有一些「crackys of war」,大約是重在 15 至 30 磅之間的輕型砲。公元 1345 年二月一日,愛德華三世的大侍官記載了一筆修理 13 門大砲 的費用。同年在英法百年戰爭中著名的 Crecy 之役,愛德華三世可能用上了兩到三門大砲,造成法軍方面十字弓手的驚慌。其後不久,他使用大約 20 門大砲來圍攻加萊城堡。

公元 14 世紀中葉的攻城大砲,尾端的螺紋用來固定在砲座上

到公元 14 世紀中葉,火砲已經被廣泛使用,但是各地各時的名稱都不同,造成不少困擾。英國稱之為 gunna、gonne、gounne、或gunne。一些學者認為 gun 這個字可能來自條頓族的字根 gun,如 Gunhilde 和 Gundeline,意思是「戰爭」。法文早期用 pot-de-fer (鐵甕)來稱呼火砲,義大利文用 vasa,指的是甕或大瓶子。在歐洲其他地方稱為 tormentum pyrium (發火投石機),ballista mirabilis(驚人的投石機),igniferens tubus(噴火管),以及 bombarde (從希臘文 bombos 而來,意為大聲哼叫)。
公元 14 世紀中葉及公元 15 世紀初期的攻城火砲。右方整座攻城塔可以推到接近敵人城牆處,塔樓可以用弓箭或槍壓制敵人守兵,下方火砲用來轟毀城牆
公元 14 世紀末,火砲的發展十分快速,已經依據大小不同的砲做分類:
  • 小砲:gunnae parvae,重約 15-20 磅
  • 中砲:gunnae de pondere medio,重約 20-50 磅
  • 大砲:gunnae magnae,50 - 100 磅。
  • 巨砲:gunnae maximae,100-300 磅。
早期火砲使用的彈丸形形色色,從金屬箭頭,銅炮彈、鉛砲彈、鐵砲彈、到石頭砲彈都有。石頭砲彈通常給大型砲使用,它的重量輕,不易引起砲管膛炸,而且容易製造,成本很低。公元 1346 年,義大利佛羅倫斯城記載有用火砲發射,大如蘋果的鐵彈丸。公元 1377 年英國倫敦塔的清單記載有四具用來鑄造彈丸的鑄模,另有總重 612 公斤的鉛彈,同時還有 22 門火砲和 460 支火砲用的巨型箭矢C公元 1377 年,Odruik 圍城戰時,勃艮地公爵使用了可以發射 90 公斤重石彈的火砲。公元 1396 年時倫敦塔的記錄則列出了 1356 枚圓形石彈丸。

公元 15 世紀的英國手卷插畫,圖中的火砲已經有很大進步,注意地上的白色石彈。
當時火砲的威力並不是太強,大概只能造成一些結構上的損害。一名中古詩人寫道:
Gonners to schew their artInto the town in many a parteSchot many a fulle great stone.Thanked be God and Mary mild,They hurt neyther man, woman nor child;To the houses, though, they did harm.

上圖為公元 15 世紀時的版畫,使用火砲攻城。下圖是公元 1430 年左右的油畫,下方有三門大小不同的砲,藍色營帳上方則有四門裝有輪子的大砲
到了公元 1400 年時,火砲已經相當普遍。小口徑的砲通常用黃銅或青銅鑄造,甕型的砲也可以鑄造,但是長管型的砲無法鑄造,必須由鐵條拼成。通常把生鐵條圍著一根圓柱,再加熱錘擊而成;由於品質無法控制,通常外面會再加上幾道鐵箍。整個過程就像製造桶子(barrel)一樣,所以砲管就此被稱為 barrel。

公元 14 世紀末葉的銅鑄火砲,長約 30 公分,口徑 36 mm,重 9.07 公斤,現存瑞典國家歷史博物館。

當時擔任砲手是很危險的工作,由於鑄造技術不良,什麼時候砲管會膛炸都不知道。而且當時火藥在使用前通常還得再混合一次,藥量比例錯誤或是混合不夠均勻都有可能膛炸。公元 1437 年洛克斯堡圍城戰中,蘇格蘭王詹姆斯二世就在親自督導圍攻城時被一門膛炸的火砲炸死。

雖然如此,火砲的口徑和尺寸還是逐漸增加。盧森堡的甘特市(Ghent)仍然保存著一門生鐵製成、名為 Duille Grete 的攻城砲,重達 15,257 公斤(33,606 磅),口徑 83.8 公分(33 吋),發射的是 272 公斤(600 磅)重的石彈丸。土耳其回教帝國的蘇丹莫哈米特二世在公元 1453 年攻下君士坦丁堡、滅掉東羅馬帝國時用的圍城大砲口徑達 76 公分,裝填及發射一發半噸重的石彈要花上兩個小時。倫敦塔現存一門跟這些攻城砲類似的一門火砲,它是在公元 1464 年由土耳其造砲巨匠穆尼耳‧阿里鑄成,長 5.2 公尺(17 英尺),重量超過 17 噸,發射時裝用重達 136 公斤(300 磅)的火藥,可以將 295 公斤(650磅)重的彈丸投射到 1.6 公里(1英里)之遙;這門砲和其他同型的大砲據守韃靼尼爾海峽達 350 年之久,故又稱「韃靼尼爾大砲」。另一門由蘇格蘭王詹姆斯二世訂製的著名火砲是 Mons Meg,長 4 公尺(13 英尺 4 英吋),口徑 50.8 公分(20 吋),可以發射 200 公斤重的石彈,現正保存於英國愛丁堡。

上圖為現存於英國愛丁堡的 Mons Meg。下圖為存於倫敦塔的「韃靼尼爾大砲」,砲身可分成兩截運輸,以螺紋鎖上。
在這時候,已經不再以砲身重量來分級,而是由砲彈重量和倍徑來區分。
以砲彈重量來分的話,所謂的 12 磅砲就是能夠發射重 12 磅砲彈的火砲。而倍徑則是從公元 16 世紀開始,以砲身的長度與口徑間的比例來對火砲分類。
通常分為下面幾類:
  • 長型砲(culverin),倍徑約 30 倍。
  • 加農砲(cannon),用以轟擊堡壘城牆,倍徑通常在 20 到 25 倍之間。
  • 圍城砲(pedrero),倍徑在 8 到 10 倍間,通常使用石製彈丸,用於圍城或海戰。
  • 臼砲(mortar),倍徑比 pedrero 更小,主要用於圍城之用。
這些早期的火砲由於重量不輕,發射緩慢,通常是在圍城時做為轟毀城牆之用,極少用於野戰。大部份的砲也都是裝在固定的木架上,雖有可以調整砲角高低的楔子,卻沒有像日後的車輪可以運動。裝用車輪的火砲要到 15 世紀中葉後才逐漸出現。

在公元 1474─77 年間的勃艮地戰爭中擄獲的野戰砲,生鐵製造的砲管長 158 公分,口徑 7.5 公分。現存法國 La Neuveville 博物館。


[ 本帖最后由 wildcat 于 2008-5-28 15:55 编辑 ]
如果要跟當時的投射武器比較的話,手砲的射程、準確度、和發射速率都遠遠不及十字弓和英國的長弓。十字弓的射程可達 120 公尺,英國長弓更可超過 200 公尺;相較之下,手砲的射程不會超過 50 公尺。就準確度來說,手砲毫無瞄準可言;裝填發射的速率更遠慢於長弓,甚至連十字弓都不如。而且,手砲只能在非常良好的天候下才能使用,稍稍颳風下雨就不行了。 不過手砲有經濟上的優點。首先它的生產十分便宜快速,一名槍匠半天就可生產一支手砲,鑄造的彈丸每分鐘就可以生產 10 幾發;相較之下,一支十字弓的製造要花上四個星期,每支箭也得花上半天。而且,火槍手的訓練只要幾個星期,而十字弓手和長弓手的訓練至少要數年之久。對諸侯主來說,他們可以很便宜並快速地訓練與裝備出一支以手砲為骨幹的軍隊,雖然不是多麼精銳,但是還能夠以量取勝。 在胡賽特戰爭(Hussite Wars,公元 1420 - 1434 年)中,波西米亞的詹‧季斯卡(Jan Zisca)成功地結合了手砲與篷車戰術。他把篷車當成活動城堡來使用,在作戰時將篷車圍成一圈,兩輛篷車之間的空隙布以大砲及手持長矛或乾草叉的士兵,篷車上是十字弓手和手砲兵,騎兵則在篷車圍起來的空地待命,一旦敵人被擊退,他們就衝出追殺。在整個戰爭期間,他以農夫組成的軍隊多次擊敗神聖羅馬帝國的精銳騎士部隊,不但保住領土,並且開始向外擴張。戰爭結束後,波西米亞手砲兵成為中歐地區著名的傭兵。   

左圖是使用火繩來發射手砲(petronel)的騎兵,手砲架在馬鞍上的叉架上,尾端有鉤,鉤在騎士胸前的繩索上,發射時尾端抵著胸甲,由胸甲吸收後座力。右圖出於公元 1437 年的手卷,波西米亞英雄詹‧季斯卡在胡賽特戰爭中多次以配備手砲的篷車陣大破日爾曼及匈牙利的精銳騎士團。
後來從手砲進一步發展出現了所謂的「排槍」或「管風琴槍」(ribauld,ribaudequin,barricadoes,orgues,Orgelgeschutze)。這些「排槍」都是把一排長型槍管放在車上,砲手可用一根火炬滑過引火孔,快速發射整排槍支。從形式來看,可以說是後代機關槍的濫觴。由於裝填緩慢且運動困難,通常是用來防守城門這種狹窄的地方。 公元 1339 年,布魯格斯城配置了一具排槍,公元 1340 年,據記載土奈城使用同類型的武器來防守城門。公元 1345 年 10 月 1 日,英王愛德華三世的大侍官記下一筆購買「100 門國王將在諾曼地作戰時使用的排狀槍」的支出。到了公元 1387 年,義大利佛羅納的領主 Antonio della Scala 定造了三座巨型攻城塔樓,每座高度超過 6 公尺,分成四層,每層配有 12 根槍管的排槍三具,所以每座塔樓共有 144 根槍管。 這種「排槍」一直到 19 世紀中葉的美國南北戰爭中都還在使用,直到手動機槍的出現後才真正沒落消失。   

公元 15 世紀時的排槍。

到了 17 世紀初,瑞典國王阿道夫‧古斯塔夫二世(1594-1632)帶領了軍事革命的浪潮,在武器裝備及軍隊組織上進行大規模的改良。公元 1624 年,他的軍隊開始採用較輕的火槍,重僅約 4.25-5 公斤,口徑較小,彈丸也相對的小,攜彈量隨之增加。不過叉架仍然被保留直到 1655 年才廢除。
古斯塔夫的軍事組織改革也將火槍兵在軍隊中的比例從 1/2 提高到 2/3,並且編成團和旅,每團三旅(一個旅相當於現代一個營的兵力),火槍兵單位和長矛兵單位左右並列,或者前後並列。火槍兵的縱深減少為六列,各兵間的距離拉大,可以讓前方單位由間隙中退到後方,後方單位也可通過間隙前進接敵。火槍兵單位也跟騎兵單位交叉參雜,以提供騎兵單位較強的火力對抗衝鋒的敵軍騎兵。另外,砲兵則集中在兩側及中央以發揮火力,各團則另配有 5 門輕砲做為直屬支援火力。
由於古斯塔夫的軍事革命,瑞典在 16 世紀末期成為北歐的霸主,歐洲各國也競相模仿瑞典進行改革。

左圖為瑞典國王古斯塔夫‧阿道夫斯二世(1594-1632)。右為他大量配發給部隊的紙包子彈,內含火藥與一顆彈丸,加快裝填速度。


[ 本帖最后由 wildcat 于 2008-5-28 16:11 编辑 ]
火繩槍的衝擊與影響除了重新裝填很慢外,火繩槍最大的安全問題就在於那兩個晃晃蕩蕩的火繩頭。由於火槍兵身上到處是火藥袋,這兩個繩頭總是讓人提心吊膽;英國著名的約翰‧史密斯船長就曾經發生意外,引燃了身上的一個火藥袋,造成嚴重燒傷。所以在前面的裝填程序中都要小心地將火繩取下並持穩在左手指間。
火繩的缺點是:
  • 不耐天候,風吹雨打容易熄滅。
  • 不安全。
  • 仍然需要最初引燃的動作(通常用火堆,或者行列中攜帶的特殊火種罐)。
  • 風向不對時,煙味會暴露位置(黑澤明電影「七武士」中三船敏郎就是循此找到土匪的火槍兵位置)。
  • 夜間時火頭很容易暴露位置。
  • 需要時時調整長度(火繩燃燒速度每小時約 30 公分)。
雖然有這些缺點,由於火繩槍機件簡單、容易製造,在很多地區仍然一直沿用到公元 1700 年前後才被燧石槍取代。
基本上,火繩槍和前一章的手砲一樣,仍然是非常原始的武器,雖然發射時有心裡震攝的效果,整體殺傷力還是不如弓箭。但是同樣地經濟因素仍然扮演了非常重要的角色。火繩槍的生產成本較低,訓練所需時間較弓箭手短,容易大量運用。\r

火槍兵與重騎兵(Cuirassier)互以火繩槍交火,公元 1616 年寫成的 Kriegskunst zu Pferdt(The Art of Mounted Warfare)中的插畫。
由於火繩槍手可以被大量地訓練與配置,他們對於中古時期階級森嚴的封建社會形成一種挑戰。隨便一個農夫經過幾周的訓練後就可上陣,而他們的火力雖不及弓箭手,卻也還是對原來佔有戰場優勢的騎士構成相當威脅,因此各封建領主再也不能把他們當成毫無價值的「民軍」(levies)來看待。由於他們在戰場上地位的提昇,相對地也降低了騎士的地位。
各國的騎士對騎士制度的沒落雖無奈卻無法可施,最多只能做到一些個人快意的報復行為。16 世紀初葉法國著名的英雄騎士 Chevalier de Bayard (1475-1524 AD) 對俘虜的火槍兵總是殺無赦,但是他自己最後還是喪命在火繩槍之下。15 世紀的義大利霸主米蘭公爵 Gian Paolo Vitelli (-1499 AD)總是把投降火槍兵的兩眼弄瞎並砍斷雙手。

[ 本帖最后由 wildcat 于 2008-5-28 16:12 编辑 ]
日本與火繩槍公元 1543 年葡萄牙人克里斯多福‧狄‧摩達(Christopher de Moda)將火繩槍引進日本。當時日本是在戰國時代,各地大名諸侯無不盡量增強武備,火繩槍很快地也被大量仿造。公元 1557 年時織田信長就訂購了 500 支,武田信玄也預言火槍會是戰爭中決定的因素之一。 火繩槍在日本的顛峰應該是公元 1575 年的長蓧之戰,織田信長的部隊中共有 12,000 支火繩槍,他將其中 3,000 名精選的火繩槍兵集中起來,分成三排列陣在木柵之後, 這三排輪流開槍,擊敗了武田家麾下戰無不勝的精銳騎兵;就此完成織田信長的霸業。   
描繪公元 1575 年長蓧之戰的屏風畫。織田家的火槍隊正嚴陣以待。較大尺寸的圖片在此。
織田信長死後,豐臣秀吉和德川家康爭奪天下,在公元 1584 年的長久手之戰中,德川家的火繩槍兵先掀開序幕,一槍打死了豐臣方面的勇將森長可,造成豐臣部隊以潰敗收場,連豐臣一方的統帥池田恆興都戰死。此戰奠定了德川家康與豐臣政權分庭抗禮的地位,使他能在豐臣秀吉死後出來奪取天下。

公元 1584 年的長久手之戰,德川家的火槍手立下首功。較大尺寸的圖片在此。
但是在此之後,日本的火槍發展就此停滯, 後來歐洲發明的輪機槍和燧發槍等雖然被帶進日本,卻沒有被接受,最主要的原因是政治和社會因素。在政治方面,隨著德川幕府的成形,開始對各大名進行嚴格的軍備管制,火槍當然是列在榜首;而且德川幕府對外國人的看法也是十分保守封閉,從公元 1590 年到 1610 年間逐步限制外國人在日本的居地與行動。到了公元 1610 年代中葉,鎖國政策正式成形,除了少數跟中國的貿易外,禁絕外國船舶來往。在社會方面,火槍打破階級差異的衝擊在日本社會要比在歐洲更大,當農夫出身的火槍手可以輕易地擊殺受過多年武術專訓的武士時,維繫日本社會的階級制度岌岌可危,這當然也是講求秩序與上下尊卑的幕府所不能忍受的。於是,幕府方面也進行一連串的措施,將槍枝的製造與販賣列入嚴格管制,基本上只有幕府本身可以擁有槍枝。如此經過 250 年沒有戰爭的歲月後,到了「黑船來航」事件,日本被迫改變鎖國政策之時,基本上仍然停留在火繩槍的時代,而且只有幕府才能擁有火器。

日本教授射擊技術的「槍經」手卷,寫於公元 1612 年。


[ 本帖最后由 wildcat 于 2008-5-28 16:13 编辑 ]
簧輪槍結構簧輪槍最重要的地方在於槍機方面,槍管和槍托部分跟火繩槍沒有什麼差別,不過也朝向輕量化、便於攜帶發展。

簧輪槍機件側視圖(槍口朝左)

簧輪槍機件上視圖(槍口朝左)

簧輪槍機的結構如上圖,其各部分名稱如下:
  • 槍機面板(lock-plate)

  • 燧石夾(cock)
  • 燧石夾簧片(cock spring)
  • 藥鍋(pan)
  • 藥鍋蓋(pan cover)
  • 鍋蓋簧片(pan cover spring)
  • 鍋蓋槓桿(pan cover lever)
  • 鍋蓋定位簧片(pan cover retainer)
  • 磨輪(wheel)
  • 磨輪制動孔(shear-enaging hole)
  • 磨輪轉軸(wheel spindle)
  • 磨輪蓋(wheel cover)
  • 傳動鍊(articulated chain)
  • 主彈簧片(main spring)
  • 磨輪鉤桿(sear)
  • 鉤桿簧片(sear spring)
  • 輔助鉤桿(secondary sear)
  • 扳機(trigger)
  

簧輪槍機件側視圖(槍口朝左)。虛線部分是當簧輪上緊待發時,燧石夾、鏈條、以及主彈簧的位置。

簧輪槍機的運作原理如下:\r
將轉柄(見下圖)套上磨輪主軸(11),向反時鐘方向(依上圖角度看去是順時鐘方向)轉動,直到磨輪鉤桿(15)前端扣住轉輪制動孔(10)。傳動鍊(13)在這同時絞纏在磨輪主軸(11)上,將主彈簧(14)的長臂往上拉緊。這時磨輪鉤桿(15)另一端被輔助鉤桿(17)扣住,由鉤桿簧片(16)保持兩者在定位。
當扳機(18)扣下時,拉動輔助鉤桿(17)向後,影響到鉤桿簧片(16),鬆開磨輪鉤桿(15),磨輪鉤桿前端從磨輪制動孔(10)移開,壓縮的主彈簧(14)回復的拉力拉動傳動鍊(13),帶動磨輪(9)旋轉。這時如果燧石夾(3)位於扳下的位置,燧石應該會在磨輪露出的缺口處跟磨輪接觸,磨輪上的粗紋會跟燧石摩擦產生火花,火花落入藥鍋內(4)引燃引藥,進而點燃槍膛內的火藥,將子彈射出。


簧輪槍轉柄(spanner, or called "key"),功能基本上跟老式壁鐘用來上發條的轉柄沒有什麼不同。

上面轉柄年代在西元1650年左右,注意左方的方形洞孔,這正是插入磨輪主軸的地方。下面轉柄有雙重功能,左邊是轉柄,右邊是有個彈簧蓋子的小引藥罐。


簧輪槍機件的從下方的仰視圖(槍口朝左方),可看見磨輪上粗糙的條紋,以及延伸而出的方形磨輪轉軸。

簧輪槍機件俯瞰圖,槍口朝左。可見到夾著的暗紅色燧石,以及靠著磨輪轉軸露出的粗糙輪面。



[ 本帖最后由 wildcat 于 2008-5-28 16:15 编辑 ]
步枪:

一:前装枪:


弹药从枪管口部装入弹膛的枪叫前装枪。早期的前装枪有管形火枪,如:
1132年南宋陈规发明的,黑火药装入竹筒内,点着后用来烧伤敌人。
1259年南宋寿春府制造突火枪。突火枪竹筒内装入火药和弹粒,即可烧人也可打人。

十四世纪初出现最原始的步枪一火门枪。一个简单的铁管,内装火药和球形弹丸,从火门点燃火药来发射弹丸。

十五世纪改进了用手拿火绳点燃发射药的方法,出现了将引火绳固定扳机一端,射手扣动扳机另端使火绳靠近点火孔点燃发射药的火绳枪。

十五世纪末先后出现直线式、螺旋式膛线和长圆形弹丸,从而密封火药气体、改善弹道和提高射击精度。十六世纪初意大利人芬奇发明转轮式发火机构,依靠转动的钢轮表面细齿摩擦燧石产生火花点燃火药;1525年又发明了撞击式打火枪,是用击锥夹口内的隧石打
击火药室盖上方的打火板,打出火花点燃引火药。至十七世纪末随着撞击式击火机构不断完
善,打火枪已得到普遍地使用。

十九世纪初开始出现含有雷汞的引爆药,英国人福西士发明了以含有雷汞的引爆药点燃药室内黑火药的发火枪、随之又将含有雷汞的引爆药装入铜火帽内,并将其套在与枪膛相连,带有传火孔的击砧上,出现了依靠击锤打燃火帽通过传火孔点燃发射药的火帽枪。

在十九世纪二十~五十年代各国军诫学家为密封火药气体和提高射击精度进一步改进铅弹装填方式和弹丸形状,使前装枪逐渐趋于完善

一、后装枪:

1840年普鲁士的德来塞首先发明了用击针撞击弹壳内的击发药而引燃装药的方法,开始出现了后装枪。但这种枪的枪弹是纸制药包,弹九与火药问由填塞物隔开,填塞物后有火帽,击针尖穿透纸药包撞击火帽引燃击发药,完成发射过程

十九世纪六十年代英国人博克萨发明了黄铜片卷制的药筒、1871年英国人开始使用冲
压成型的弹壳,底火固定在弹壳的底部,并采用滑动枪机,使其具有抽壳、抛壳和重新装填
枪弹的作用,这就是著名的马梯尼一亨利定装式弹,单发枪。


1860年斯宾塞和亨利研制出了弹仓供弹的后托和前托弹仓枪,从而大大提高了射速。
直至1884年德国的毛瑟成功设计井制造了盒形弹仓,将弹仓或弹匣装入机匣进弹口处,依
靠枪机后座和复进时完成退壳和进弹动作。成为现代步枪的基础
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