中国古代火箭

生物科学2023-02-03 07:11:54百科

中国古代火箭

火箭是中国古代劳动人民的一项创造。中国是最早发明火箭的国家。火箭这个名称在古代典籍中最早出现在三国时期(公元220~265年)。兵家曾在多次战役中用过火箭火攻之法。当时使用的只是箭杆前部绑有易燃物,点燃后以弓弩射出的普通箭,即“燃烧箭”。原始火药出现后火箭迅速用于军事和娱乐活动。唐末宋初(公元10世纪)已经有火药用于火箭的文字记载。北宋的军官冯继升、岳义方、唐福等曾向朝廷献过火箭和火箭法。曾公亮(公元998~1078年)等在 《武经总要》中对火药箭作过简略说明并绘出火药鞭箭的图(图1)。这时的火箭只是用火药取代早期火箭用的易燃物,并由弓弩射出,还不是靠自身喷气推进的真正的火箭。它和后来《武备志》记载的弓射火柘榴箭在原理上相同。

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10~13世纪,宋、金、元之间的战事频繁。军事需要推动了火药和火药武器的迅速发展。北宋的兵工厂已把火药制造放在第一位。火药的配方有所改进,制造工艺渐趋成熟。火药的燃烧速度和爆发力增强了,生产规模也不断扩大。继利用燃烧作用的火药武器之后,12世纪已有利用喷射作用和爆炸作用的火药武器。1121年金兵在战争中使用了铁火炮,又称震天雷炮。1132年,出现了用巨竹制成的名为火枪的管形火器。1161年宋、金采石战役中使用了霹雳炮。1232年,守卫汴京(今开封)的金兵曾用飞火枪和震天雷炮来抵抗元兵的进攻。火枪或飞火枪是能使火药在药筒内慢慢燃烧,向前喷射烟和火的武器。它用16层纸卷成枪筒,长约2尺,筒内充填柳炭(灰)、铁滓、磁末、硫磺、砒霜等物,用绳把筒绑在枪端,使用时点燃筒内的装药,向前喷射烟火,原理上和现代的火焰喷射器相似,还不是真正的火箭,但有的学者认为飞火枪是一种原始的火箭武器。震天雷炮的威力较大,在13世纪用得较多,1274年和1281年元世祖进兵日本时也曾用过。

火药的另一应用是炮仗和花炮。在南宋孝宗年代时(1163~1189年)已经出现真正的烟火。当时有炮仗或爆竹,利用火药的爆炸作用工作,如“高升”(俗称“双响”或“二踢脚”)利用火药一次爆炸的反作用推力升到空中,然后再引爆另一部分发出声响。还有花炮,就是利用火药缓慢燃烧作用和向上喷火的“花”或“花筒”。进而又出现“地老鼠”和“走线流星”,这两种烟火玩具都利用自身喷气的反作用力向前推进,可以看成是最早靠自身喷气推进的真正火箭的雏型。从原理上看,把火枪或飞火枪所用的药筒平放地面或放在拉紧的铜丝上,就成了“地老鼠”或“走线流星”。倒置时点燃就能一飞冲天。在药筒上捆一根细竹竿,称为“起火”。“起火”在南宋时叫“流星”,俗名“旗花”。“起火”在战时用作信号,平时是庆祝喜庆节日的一种烟火。“起火”前端加一个箭头,尾端装上箭羽,便成了喷气推进的火箭。明代茅元仪编著的《武备志》刊有靠喷气推进的火箭的图形(图2)。对于喷气推进的中国火箭的产生年代尚存在不同的看法,较多的学者认为不晚于12世纪。

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到元、明时代,“起火”已在民间盛行,火箭武器在战争中也有发展。一方面,火箭的样式增多,箭头有刀形、枪形、剑形、燕尾形等,名为飞刀箭、飞枪箭、飞剑箭和燕尾剑。还用多个药筒绑在同一箭杆上以增大射程和威力,如二虎追羊箭。另一方面的发展是多箭齐射,少的 2~3支,多的100支齐射,如五虎出穴箭、七筒箭、九龙箭、四十九矢飞廉箭、百矢弧箭、百虎齐奔箭等。箭杆长1.6~2.9尺,药筒长3~5寸,射程约有200~400步。“一窝蜂”火箭(图3)用木桶贮藏,内放32支神机箭,箭杆长4尺2寸,药筒长4寸,用一根总药线连接32支箭的引线,配置在地下。使用时点燃总线,箭如一窝蜂般飞出地面,毁伤敌方的人马。

图3 “一窝蜂”火箭

在这个时期,火箭获得较广泛的应用。传说在14世纪末,中国的万户在坐椅背后安装47支当时最大的火箭,两手各持大风筝。他让人把自己捆在椅子上,再用火同时点燃火箭。万户试图借助火箭的推力和风筝的升力升空。万户的勇敢尝试虽遭失败,但他是世界上第一个试验利用火箭的力量飞行的人。为纪念这位传奇式的人物,月球表面东方海附近的一个环形山以万户命名。

明将戚继光(1528~1587年)抗击倭寇入侵时,火箭已是常用的武器。戚继光火箭有大、小两种。大的用纸筒盛火药,用荆木做箭杆,药筒粗2寸,长7寸,箭杆粗6~7分,长5尺以上。全箭重2斤多,能远射300步。

在明代史籍中记载有多种火箭武器。重要的有:

(1)震天雷炮:外形呈球形,用篾编造,直径3寸5分。中间有一纸卷的筒,长3寸,筒内装推动震天雷炮飞行的送药,筒外装发药,药线和送药的药线相连,外面糊以十几层纸,两面各装翅膀。攻城时顺风点燃引线,炮飞入城。送药烧完后即引燃发药爆炸。震天雷炮(图4)靠自身的送药推进,原理与现代火箭弹相似,实为原始的火箭弹。

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(2)神火飞鸦:用细竹篾或芦苇编织成像乌鸦身体外形的篓子,形如鸡,重一斤许。外面用棉纸封固,内充火药。鸦身前后分别装有头、尾。用裱纸做成翅膀,牢固地钉在鸦身两侧(图5)。鸦身下面倾斜安装4枝大起火,对称地插入鸦身的两侧,每侧2枝。从鸦背上开一孔,用4根各1尺的药线插入孔内,与鸦身内的火药相连,药线的另一端分别和4枝起火的药筒底部相连,再把4枝起火的引线扭结在一起。使用时点燃引线,利用起火的推力使神火飞鸦升到空中,可飞行100多丈的距离。神火飞鸦将落地时,鸦身内的火药点燃爆炸,借以焚烧陆地的营寨或水面的船只。神火飞鸦在原理上也和火箭弹相同,但性能比震天雷炮更佳。

(3)“飞空砂筒”火箭:火箭箭身前端两侧各绑一个药筒。一个筒口向前,另一个筒口向后。筒口向后的药筒前面放有爆竹,长7寸,直径7分。爆竹的引线与药筒底部连通,爆竹外裹3~5层纸,前面装细砂,以纸封糊严密。使用时利用筒口向后的药筒将火箭射出,钉在敌方营塞的帐篷上。药筒内的火药烧完后就引燃爆竹,细砂喷出伤人双目。然后筒口向前的药筒点燃,将火箭送回,这种火箭体现了火箭回收的设计思想(图6)。

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(4)火龙出水:在薄竹筒前后端装木制龙头和龙尾,筒内装火箭数枝。引线全都扭结在一起,从龙头下的孔中引出。龙身下前后各装两枝大起火,其引线也扭结在一起,前面两枝起火的药筒底部和从龙头引出的引线连通(图7)。使用时点燃龙身下的4枝大起火,将龙身射向天空。用于水战时犹如水面上出现的火龙。起火的药筒烧完后,火箭即从龙腹内点燃飞出,射向敌人。这种火箭在原理上已同现代的两级火箭相似。

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此外,还有一种名为“万人敌”的武器(图8),是用粘土做成的中空扁圆柱体,内部装满火药和毒剂,四周开有小孔,外面用木框架固定,可用作守城的武器。使用时点燃引线,从城上抛下,靠小孔中喷射的气流旋转飞行,喷出的毒烟和火焰可杀伤敌人。这是一种利用反作用喷气原理的武器。中国古代的火箭约在13世纪传入阿拉伯国家,经阿拉伯人传入欧洲。(见彩图)

火龙出水 一窝蜂 原始火箭 图 虎头木牌 震天雷 神火飞鸦
参考书目
  1. 刘仙洲著:《中国机械工程发明史》第一编,科学出版社,北京,1962。
  2. 冯家升著:《火药的发明和西传》,上海人民出版社,上海,1958。

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