中国古代火箭

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中国古代一种依靠自身向后喷射火药燃气的反作用力飞向目标的兵器。“火箭”一词,最早见于《三国志·魏明帝纪》注引《魏略》。魏明帝太和二年(228),诸葛亮出兵攻打陈仓(今陕西宝鸡市东),魏守将郝昭“以火箭逆射其云梯,梯然,梯上人皆烧死”。但那时的所谓“火箭”,只是在箭杆靠近箭头处绑缚浸满油脂的麻布等易燃物,点燃后用弓弩发射出去,用以纵火。火药发明后,上述易燃物由燃烧性能更好的火药所取代,出现了火药箭。这种“火箭”曾在军队中长期使用。靠火药燃气反作用力飞行的火箭问世后,仍沿用这一名称,但其含义已根本不同。

北宋后期,民间流行的能高飞的“流星”(或称“起火”)已利用了火药燃气的反作用力。按其工作原理,“流星”之类烟火就是用于玩赏的火箭。南宋时期,不迟于12世纪中叶,这一技术开始用于军事,出现了最早的军用火箭。早期的火箭是在普通的箭杆上绑一个火药筒,发射时用引线点燃火药,火药燃气从尾部喷出,产生反作用力推动火箭前进(图1)。 它以火药筒作发动机,以箭杆作箭身,用翎和箭尾上的配重铁块稳定飞行姿态,以箭头为战斗部。其构造虽简单,但组成部分却很完整,是现代火箭的雏形。此外,当时有些称为“雷”或“砲”的武器,如南宋绍兴三十一年(1161),宋金采石之战所用的带着火光升空的“霹雳砲”,实际上也是一种火箭。到明朝初年,火箭技术迅速提高,发展成种类繁多的火箭武器,广泛用于战场,被称为“军中利器”。许多中外文献对中国古代火箭均有记述,尤以明朝焦王撰《火龙神器阵法》(成书于1412年)和茅元仪撰《武备志》(1621年初刊)最为详细,对各种火箭的制作、使用与维护方法,火药配方与用量,以及飞行与杀伤性能等均有记述,并有大量附图。

中国古代火箭 多火药筒并联火箭

一支火箭装有 2个同时工作的火药筒的“二虎追羊箭”和装有 4个火药筒的“神火飞鸦”等,是最早的多火药筒并联火箭。据《火龙神器阵法》记载,“神火飞鸦”是用细竹篾、细芦、棉纸做成鸦状,腹内装满火药,身下斜钉4支火箭,使用时,同时点燃4支火箭,“飞远百余丈”(约320米)。多火药筒并联推进,可增大射程或增加投送重量,但也会因各火药筒推力大小不等,点火先后不一而导致飞行失败。实现多火药筒并联飞行,是火箭技术的一大进步。

有翼火箭 

除“神火飞鸦”外,《武备志》记载的“飞空击贼震天雷砲”,也是有翼火箭。它是用竹篾编造,中间装一火药筒,其余部分装满火药,两旁各安风翅一扇,“如攻城,顺风点信,直飞入城”。火箭加翼,不仅可改善飞行稳定性,而且使火箭具有一定滑行能力,从而可借助风力增大飞行高度和距离。

多级火箭

《火龙神器阵法》记载了一种名为“火龙出水”的火箭(图2):用5尺(约合1.55米)长的毛竹去节削薄作龙身,前后装上木制龙头龙尾,头尾两侧各装火箭一支,龙腹内装火箭数支。发射时,先点燃头尾两侧的4支火箭,推动火龙前进。待4支火箭燃烧将完时,连接的引线引燃龙腹内的火箭,向龙口飞出,继续飞向目标。“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”。这是最早见于史书记载的多级火箭。

火龙出水 多发齐射火箭

《武备志》记载了十几种多发齐射火箭。其中,有一次发射20支的“火龙箭”,一次发射32支的“一窝蜂”(图3),一次发射100支的“百虎齐奔箭”等。这些火箭,都是装在一个筒形容器内,把各支火箭的药线连在一根总线上。作战时常并架数十桶至百桶,“总线一燃,众矢齐发,势若雷霆之击,莫敢当其锋者”。据《明实录》记载,建文二年(1400),燕王朱棣与建文帝战于白沟河,曾使用过“一窝蜂”。实行多发齐射,增加射击密度,迄今仍是提高无控火箭杀伤威力的基本途径。

“一窝蜂”复原模型

中国古代火箭技术的发展,不仅表现为创制了种类繁多的火箭武器,而且表现为不断改进火箭的火药筒、战斗部和发射装置。

最初的火药筒制作简单,用多层油纸、麻布等做成筒状,筒内装满火药,前端封死,后端留有小孔,从中引出引火线。到明朝时,制造火药筒的经验已相当丰富。戚继光在《练兵实纪·杂集》中记述:火药筒的火药要装得密实;中间要钻孔,增大火药的燃烧面;孔要钻直,否则火箭飞出会偏斜;孔深要适宜,太浅则燃烧面小,产生燃气少,火箭飞得慢甚至中途坠地,太深会把药筒前端烧穿;孔径以能容纳 3根引火线为好,火箭可飞得急而平。这些经验,即使用现代火箭制造原理来衡量也是正确的。

早期火箭的战斗部就是一般的箭头,或代之以刀、矛(枪)、剑,强者可射穿铠甲,射程可达五百步(约合775米)。有时在箭头上涂敷毒药,以增强杀伤效果。“神火飞鸦”则在鸦身内装满火药,发射后“将坠地方着鸦身,火光遍野”。“飞空击贼震天雷砲”的战斗部也是火药,“待送药尽燃,至发药碎爆,烟飞雾障,迷目钻孔”。火箭战斗部从用冷兵器实施个体杀伤,发展到用火药作群体杀伤和破阵攻城,是火箭武器杀伤威力的重大进步。

火箭的发射装置,早期是叉形架,后来出现竹筒导向器。明赵士桢进一步发明了“火箭溜”,形状类似短枪,火箭在其滑槽上发射,能更好地控制方向。多发齐射火箭是通过火箭桶(筒、柜)上下二层格板给单支火箭定位定向,并可利用上大下小的格板调节火力范围。齐射方向,则通过手控火箭筒,或将它架设一定角度来实现。戚继光军作战时,曾将火箭柜固定在车上,提高了机动能力,并用火箭车布成车阵,颇似现代火箭炮的发射方式。发射装置和发射方式的改善,使火箭的射向、射程和火力范围得到较好的控制,从而提高了作战威力。

火箭技术在中国古代不仅被广泛用于军事,明朝初年,还有人作了火箭载人飞行的最初尝试。据说约在14世纪末,中国人万虎在一把坐椅的背后,装上47个当时最大的火箭,并把自己捆在椅子前边,两手各拿着一个大风筝,然后叫仆人同时把这些火箭点燃。其目的是想借助火箭向前推进的力量加上风筝上升的力量飞向前方。尽管这次试验没有成功,但万虎已被公认为世界上第一个试图利用火箭来飞行的人。

火箭起源于中国,是中国古代重大发明之一。中国古代火箭技术的发展,不仅为古代战争提供了先进武器,而且具有重大的科学价值。