炼丹时偶然发明了火药
南宋至元代,火箭武器还在创制和发展的初级阶段,文献记载较为零散,而且不成体系。明代是传统火箭武器迅速发展和普及应用的关键时期,并且系统记录了一大批火攻专著,系统记录了传统火箭的种类、结构、制造和使用方法,并绘有说明图,代表了当时世界上最为先进的火箭技术成就。明代广泛用于水陆攻守作战火箭,其名目多达几十种,大约可分为单火箭、有翼火箭、集束火箭、多级火箭等。
单火箭
单火箭
在箭杆上绑上靠火药燃烧喷射气体推进的火药筒,就发明了单火箭。但火箭的杀伤元素仍然是箭镞,但其飞行动力不是来自弓弩的机械弹射力而是火药筒燃烧气体的反作用力,所以能够瞄准固定目标并按规定设计行程飞行,这是人类科学史上一项十分了不起的发明,它奠定了现代火箭和导弹武器的科学基础,并最终使人类实现了探索太空的飞天梦想。
《火龙经》记载了单火箭的构造和制作、发射方法。云:"俱用小竹,杆长四尺二寸,铁镞长四尺五寸,上涂毒药。有捏明火者。翎后钉铁坠,长四分。前绑纸筒起火,油蔽混放。时有穿龙形架,或装竹木桶,或架各火箱,取其便也。"这是一种较为轻便的火箭,射程约为400步(300米)左右。关键是在箭羽后安装有铁坠,能够起到一定的平衡作用,可见当时对火箭在飞行时产生的空气动力学问题,已经积累了十分有益的实践经验。
有翼火箭
神火飞鸦
火箭加翼,不仅改善了飞行的稳定性,而且可以使火箭具有一定的滑翔能力,以增加飞行高度和距离。如《火龙经》等火攻书所载"神火飞鸦",用细竹篾、细芦、绵纸等糊成乌鸦状,腹内装满火药,身下绑有4支火箭,使用时同时点燃,飞行距离可达百余丈,将坠地时,引燃鸦腹内爆药,杀伤敌方。《武备志》还有一种"飞空击贼震天雷砲",与此类事,也是一种有翼火箭弹。英国科学家李约瑟认为,有翼火箭于唐宋时代出现的"火禽"一类的纵火武器有着密切的技术联系,而明代火攻书中的神火飞鸦等火器是人类文明中最早关于有翼火箭发明的记录。从第二次世界大战中德国创制的V-2火箭开始,箭翅在现代火箭设计中十分常见,而其技术源头可以追溯到中国明代的"神火飞鸦"。
多级火箭
以多个火药筒串联的方式,分级接力推进,可增加火箭的射程。武备志》载文大意为:"用茅竹五尺,去节,并用铁刀刮薄。前后各装上一个木制的龙头、龙尾。龙头的口部向上,龙腹内装神机火箭数枝,把火箭的药线总连在一起,由龙头下部一个孔中引出。又在龙身下而前后各倾斜装着两个大火箭筒,把它们的药线也总连在一起,更把龙腹内装神机火匍的总药线连在前边两个火箭简的底部,'水战'可离水三四尺燃火,即飞水面二三里去远,如火龙出于江面。筒药将完,腹内火箭飞出,人船俱焚。"这种火箭发射时,先点燃火龙尾两侧的4支火箭,推动火龙前进。待其燃烧将尽时,连接的引线引燃龙腹内的二级火箭,有龙口射出,继续飞向目标,其射程可远达2-3里(约1000-1500米)。多级火箭是人类飞离地球探索太空的技术基础。
多发齐射火箭
《明史》记载:"天顺八年(1464),延绥参将房能言麓川破贼,用九龙箭。一线燃则九箭齐发。请颁式各边。"这是世界上较早用于实战的集束发射火箭,可以加大火力覆盖面,提高杀伤威力。此后,明廷迅速在边防卫所推广这种新式火器,使集束火箭得到很大发展。《火龙经》、《武备志》等火攻书记载了十几种多发齐射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桶至百桶"总线一燃,众矢齐发,若雷霆之击,莫敢当其锋者",其最远射程可达700余步(500米)。实行多发齐射,增加发射密度,迄今仍是提高无控火箭武器杀伤威力的重要途径。