明朝的火药真的比清朝强吗?(一)
热文

明朝的火药真的比清朝强吗?(一)

2019年07月14日 12:53:50
来源:史命召唤

前言

在国内网络上,说到明清的火器常常是这样一种印象,那就是明朝重视火器,其火器远较清朝先进。而清朝由于“以骑射为本”,导致清代重骑射而轻火器,加上清朝又闭关锁国,在火器发展上远不如明朝,严重制约了我国火器的发展,事实上清朝真的是造成中国火器落后的“背锅侠”吗?那么我们首先从火器应用最基本的东西-火药开始讲起。

null

黑火药

火药技术相关简介

火枪、火炮的应用离不开火药这一发明。我国古代发明的是黑火药,它的配方主要有硝石、硫磺、木炭等含碳物质,再经过对三种原料人工均匀拌和炼制而成。火药是由硝石这一氧化剂供氧完成燃烧过程,形成内燃烧体系的。除了正确地制备这三种成分外,制作质量优良的火药还必须把握好三种成分的组配比率,根据使用目的的不同,组配比率也要发生相应的变化。

null

图为现代黑火药的配方

经过几百年的试验和实践,到了近现代人们发现黑火药的组配比率为硫磺占10%左右,木炭占15%左右,硝石占75%左右时是最合适的黑火药配比。

我国虽然在宋代就已经掌握了火药的主要成分,但在成分配比上还不够成熟,除了这三种成分外还掺杂着清油、麻茹等十种成分,这些成分主要是易燃物质,这反映了时人还未能充分认识到火药的爆炸性能。从宋代的火药组配比率来看,硝的含量也比较低,配方不够成熟。硝的增加会在火药燃烧时提供更多的氧气,使火药中的可燃物充分燃烧,产生的气体也会更多,从而大大增强火药爆炸的威力。按照这种比率制作的火药,只能利用其燃烧的性能,爆炸的威力较弱。可以说宋代的火药还处于初始阶段,还有待改进。

元代火药配制有关的记载目前还相当缺乏,只在西安发现了元代中晚期的火药实物,同时也是我国现存最早的火药实物。经专家研究,发现其火药成分构成更加合理,火药的组配比率更加科学,其中硝石约占60%、硫磺约占20%、木炭约占20%。硝石的含量远较《武经总要》记载的为多,火药的爆炸威力得到很大的增强,与宋代相比,质量和性能得到了明显提高。

明清火药配方

在明代的兵书中,比较完整的记载了明代火药配方的有《火龙神器阵法》、《武编》、《兵录》、《武备志》、《火龙经》、《西法神机》、《火龙掣要》等等,其余如《纪效新书》,《城守筹略》等等也对火药的品种有零星的记载。这些零零总总的火药配方加起来,除去宋代、西方的火药品种和配方,及不同兵书中重复的内容外,约有90余种。这些火药品种大致可以分为两类,一种是火绳枪、火炮、火门枪的发射药,另一种是爆炸火药、喷射火药、燃烧火药等等。

在这两大类火药品种中,明代黑火药配方的进步是同外来的影响密切相关的,传统上明代使用的燃烧和爆炸火药同发射药的要求是不一样的,用于发射的火药除了硝、硫黄、炭之外不能夹杂其他的成分,这样才能保证火药的含量高,燃速快,显著提高火炮、火绳枪的射程和威力。欧洲虽然接触火药的制造技艺比较晚,但发展很快,14世纪就已经后来居上占据了世界的领先地位,其成果随着欧洲探险者的东来也逐渐传入明王朝,对明朝的火药制作技艺的发展是有很大帮助的。

明代最早涉及欧洲发射药配方东传的记载来自于《筹海图编》,在其中的第13卷谈到鸟嘴铳时有这样的记载,“鸟铳之制自西番流入中国,其来远矣,然造者多未尽其妙,嘉靖二十七年都御史朱纨遣都指挥卢镗破双屿,获番酋善铳者,命义士马宪制器,李槐制药,因得其传而造作比西番尤精绝云”。可见明人当时不仅学习如何制造鸟铳,还对葡萄牙人的火药进行了仿制,得到了很大的收获,质量不亚于葡萄牙人。同时,在同时代的抗倭名将戚继光赫赫有名的兵书《纪效新书》中,记载了一个鸟铳发射药的配方,此配方极有可能是明人同葡萄牙人的火药配方融合后的产物。

明朝已经获得了与欧洲的枪炮使用的发射药相差无几的配方,两者的组配比率应当是相近的。那么清代的火药配方又如何呢?

清代前期的火药配制技艺,是继承明代的发展成果而来。事实上,满人对火药、火器的制造技艺很早就开始琢磨了。据明人赵士祯的《神器谱》记载,“臣自东援之后,因闻建虏奴尔哈赤于万历九年,穷三站抢去茶客龚五,凭以制造火器,以貂皮、人参易我硝黄、犁铁套。虏用年前宁夏叛卒并沙湃,抢去川兵制造火器。”可见,满人并不排斥火器,反倒是想方设法地搞到懂火器制造技艺的人才,用貂皮和人参交换以取得硫磺这一火药的重要原料。不过,虽然满人学习火器的积极性很高,但最初只能掌握一些初级火器的制造方法。

null

萨尔浒之战

除了自食其力外,后金军在辽东一连串的征战中,也缴获了大量的明军火器。在萨尔浒之役,三路明军全军覆没,阵亡45870余人,明军散落在战场上的2万余件大小火器也为后金所得。萨尔浒惨败后,后金军在辽东势如破竹,连克辽东70余城,又有更多的明军火器落入后金手中,后金将这些缴获的火器大量装备自己的军队并在作战时使用。因此,明人徐光启叹道,“连次丧失中外大小之铳,悉为奴有,我之长技,与贼共之,而多寡之数且不若彼远矣。”

目前,对入关前清朝火药配方的记载还暂未发现,记载主要集中在入关后。如《武备志略》、《大清会典事例》、《大清会典》、《筹海初集》、《皇朝兵制考略》等等。具体数据如下表所示。

《纪效新书》75.75%、10.6%、13.65%。(分别为硝石、硫磺、木炭的比例,下同

《武备志》大型火炮用火药71.4%、14.3%、14.3%

《武备志》火绳枪用火药75.75%、10.6%、13.6%

《武备志》火门用火药63.5%、14.3%、22.2%

《西法神机》大型火炮用火药70%、12.6%、17.4%

《西法神机》火绳枪用火药81.1%、7.1%、11.8%

《西法神机》火门用火药79.2%、9.4%、11.4%

《武备志略》71.4%、14.28%、14.28%

《大清会典事例》80%、10%、10%

《钦定工部军需则例》73.8%、13.1%、13.1%

《大清会典》80%、10%、10%

《筹海初集》80%、10%、10%

《皇朝兵制考略》76.2%、10.7%、13.1%

现代黑火药(75%±1)%、(10±1)%、(15±1)%

可以发现,虽然在明清的兵书等记载中硝、硫磺、木炭不是8:1:1的比例,但为何清代在实际制作时常常会变成8:1:1的比例呢?这是因为纸面的配方和实际生产准备原材料的配方是有一定差异的,一是工匠在制作习惯上倾向于增加硝石的含量,提高火药的威力,清代沿袭了明代的火药制作工艺,对硝石、硫磺、木炭的特性也是有相当的了解的,工匠们无疑明白硝的增加有助于火药的快速燃烧及分解,会提高火器的威力和射程。

二是在实际生产过程中,硝的提取煮炼工艺存在着相当程度的损耗问题,为了减少制作过程中的损耗,只能多添加硝以保证最后产品接近理想配比,江苏巡抚程橘采1842年给朝廷上的奏折就曾提到,“仿照前任福建水师提督陈阶平奏订通行之案,认真制造备用,不特提煮硝斤折耗较大,即磺炭二项亦须拣炼精良,因之物料人工均有增益(《鸦片战争档案史料》)。”

三则在火药的储藏过程中,在与空气长时间接触后受潮或者被水淋湿后,都须加硝重新舂磨才可使用。清《火药略说》中说,“如火药储放日久,收藏不密,经受风湿,硝气走拽,或为雨水淋浸,则不可复用于军营,必须再为舂磨,加足纯硝,仍如法配置,方可合用。”所以,在生产时略提高硝的含量,就能让士兵无需将时间较长的火药桶开封后还得重新加工,否则经过长久存储的火药硝被耗去,必然威力不足。

此时的欧洲虽然接触火药的制造技艺比较晚,但发展很快,其火药配方逐步发展成熟。如1635年,英国人公布了其使用的标准火药配方是,硝石75%、硫黄12.5%、炭12.5%。这个比例比起黑火药最佳的组配比率相差已经很小了。到了19世纪初,英国化学家歇夫列里在1825年经过多次计算后,得出了黑火药的最佳化学反应方程式,据此得出了硝、硫、炭的最佳组配比率74.84%、11.84%、11.32%为最佳的火药配方,按这个比率生产的火药放出的热量最大,上升的温度最高,杀伤力最强。英国根据这一化学反应方程式,配制了75%、:10%:15%的枪用发射火药和78%:8%:14%的炮用发射火药,这两个配方被确定为标准的火药配方。欧洲人依据化学理论的推导,计算出最合适的火药组配比率的方法是缺乏化学知识的明清无法做到的。