明代的火箭
在中国古代文献的记载中,火箭的含义比较广泛,如点燃箭头,靠弓弩发射的竹箭也称为火箭。真正的火箭是在火药出现后才发明的。火药武器从唐末到宋初开始使用,但由于当时火药的配方和制作方法还处于初级阶段,所以还难以作为推进的燃料。随着火药配方和制造技术的进步,我国于12世纪初研制成功了固体火药,并把它用于制造火器和焰火烟花,在使用这些火器与烟花特别是手持使用时,人们感到火药燃烧会产生很强的后坐力,于是有人在这种启示下发明了新的火药玩具。大约12世纪末~13世纪初出现的玩具“穿天猴”,可以说是真正意义上利用反作用原理的火箭,将这种原理的火箭作为武器使用具有相当的杀伤力,所以在战争中也开始频繁地使用它。
从全局来看,中国古代火器主要是在封建社会后期的战争实践中发展和演变的。宋、元两代,大规模的战争持续不断,起初以步骑兵作战为主,随着战争的深入,江河舟师战、关隘争夺战、城池攻守战都异常激烈,促使燃烧火器、爆炸火器、射击火器相继创制,引信也随之发明,火器在战争中的地位和作用逐步上升。特别是管形火器的发明到金属管形射击火器的出现,意义深远,为后来一切枪炮的始祖。
到了明代,北部边疆对蒙古族的战争和东南沿海对倭寇的战争,都延续达200年左右,已经创始的各类火器在战争中不断改进,品种增多,质量提高,尤其是金属管形射击火器获得突出发展,各种形制的枪、炮逐步扩大生产和装备部队,形成中国古代火器发展的高潮。
明代,中国火箭发展进入了一个比较重要的时期,出现了很多种类的火箭,除了单级火箭,还发展了各种集束火箭、火箭弹和原始的多级火箭,史书中对各种火箭的制造、应用、配备和发射剂原料配比及加工制造等都作了详尽的叙述。在当时的水、步、骑兵中,火箭武器已作为必备的武器,甚至还有专门的火箭部队,有关火箭武器的使用、布阵、作战技术和管理也都有条例规定。明代的《武备志》中曾有过这些火箭的记载,其中就有战船使用的“火龙出水”(单级和二级火箭雏形)等火药武器。
《武备志》所记载的各种火箭:
明代的火箭虽然种类繁多,但发展主要体现在火箭样式的更新上,有关火箭的尺寸、规格、装药剂量、发射距离方面却少有讨论。而在火箭的稳定方面,仍然是传统的箭杆加羽毛方式,精度不能得到显著提高,这就使得火箭的尺寸和射程难以提高。进入清代,火箭虽然也有一定的发展,但其发展基本停留在原地。这主要是因为长时间的和平以及封建君主所推行的闭关锁国政策所影响,但从技术的发展来看,火箭技术的停滞还是缺少相应科学知识的指导。
综观中国古代火箭技术的发展过程,所走的基本是经验式的道路,没有对火药的燃烧机理、火箭的推进原理、箭羽的稳定原理等问题进行深入的研究,仍然局限于用阴阳五行说来解释爆炸原理,这就使得我国古代的火箭技术难以出现较大程度的改进。
人类有记载第一个尝试用火箭飞天的人就是中国明代的万户。美国火箭专家赫伯特·基姆(HerbertZim)在1945年出版的《火箭和喷气发动机》(RocketsandJets)一书中提到:“约14世纪晚期,有一名中国的官吏叫万户,他在一把座椅的背后,装上47枚当时可能买到的最大火箭。他把自己捆绑在椅子上面,两只手各拿一个大风筝。然后叫他的仆人同时点燃47枚火箭,想借火箭向前推进的力量,加上风筝上升的力量飞向前方。”不幸的是,火箭发生爆炸,万户为此献出了生命。但这种应用火药燃气向后喷射的反作用力以推进火箭的创想,却是现代火箭的起源。
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