火药的革命
火药是人类掌握的第一种爆炸物,是中国古代的四大发明之一,而且被认为是对人类历史所起作用最大的发明,是我国人民对世界文明的一个伟大贡献。
我国最早的火药是在公元9世纪后半期唐末宋初问世的。当时发明的火药,现在叫黑色火药,是硝石、硫黄和木炭三种粉末的混合物。很早以前,古人们就对这三种物质就有了一定认识。早在新石器时代人们在烧制陶器时就认识了木炭,把它当做燃料。商周时期,人们在冶金中广泛使用木炭。木炭灰分比木柴少,强度高,是比木柴更好的燃料。硫黄天然存在,很早人们就开采它。在生活和生产中经常接触到硫黄,如温泉会释放出硫黄的气味,冶炼金属时,逸出的二氧化硫刺鼻难闻,这些都会给人留下印象。古人掌握最早的硝可能是墙角和屋根下的土硝,硝的化学性质很活泼能与很多物质发生反应,它的颜色和其他一些盐类区别不大,在使用中容易搞错,在实践中人们掌握了一些识别硝石的方法。
硝石和硫黄一度被作为重要的药材,在汉代的《神农本草经》中,硝石被列为上品中的第六位,认为它能治20多种病。硫黄被列为中品药的第三位,也能治10多种病。这样人们对硝石和硫黄的研究就更为重视。虽然人们对硝石、硫黄、木炭的性质有了一定的认识,但是硝石、硫黄、木炭按一定比例放在一起制成火药还是炼丹家的功劳。在炼丹过程中,炼丹家很注重硫黄,因为硫黄是能够制服金属的奇异物质,它可以和水银化合生成硫化汞,还可以和铜铁等金属化合。硫黄性质活泼,容易着火。为了控制硫黄,炼丹家把硫黄和其他物质一起加热形成化合物,来改变它容易着火的性质,这种方法称为“伏火法”。在进行硫黄“伏火”的种种实验中,发现当硫黄、木炭和硝石一起加热时,极易发生激烈的燃烧。由于硫黄和硝石在我国古医书上被列为治病的药物,所以把它们和木炭的混合物称为“火药”,意思是会着火的药。
火药不能解决长生不老的问题,又容易着火,炼丹家对它并不感兴趣。于是,火药的配方由炼丹家转到军事家手里,就成为中国古代四大发明之一的火药。在火药发明之前,古代军事家常用火攻这一战术克敌制胜。在火攻中常使用“火箭”,即在箭头上附着易燃的油脂、松香、硫黄等,点燃后射向敌方。但由于这种燃烧火力小,容易扑灭,所以火药出现后,人们就用火药代替上述易燃物,制成的火箭燃烧就猛烈多了。有时在火药中加上巴豆、砒霜等有毒物质,燃烧后生成的烟四处飞散,相当于“毒气弹”。但这些都只是利用火药的燃烧性能。随着火药武器的发展,逐步过渡到利用火药的爆炸性能。北宋时用于击退金兵的所谓的“霹雳炮”、“震天雷”等,就是以铁壳作为外壳,由于强度比纸、布、皮大得多,点燃后能使炮内的气体压力增大到一定程度再爆炸,所以威力强,杀伤力大。从利用火药的燃烧性能到利用火药的爆炸性能,这一转化标志着火药使用的成熟阶段的到来。
火药武器是通过战争传到阿拉伯国家的。公元1260年,元世祖的军队在与叙利亚作战中被击溃,阿拉伯人缴获了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火药武器,从而掌握了火药武器的制造和使用。后来,阿拉伯人与欧洲的一些国家进行了长期的战争,战争中阿拉伯人使用了火药兵器。在与阿拉伯国家的战争中,欧洲人逐步掌握了制造火药和火药兵器的技术。此后的数百年里,随着无烟火药、双基火药、雷管、TNT等的出现,枪炮、火箭、炸弹、导弹陆续诞生了。
原子弹出现前,威力最大的火药是被称为“旋风炸药”的黑索今,它是德国人亨宁于1899年发明的,但直到第二次世界大战才由美国和加拿大大量生产。如今,炸药在国民经济中被广泛应用于实施各种爆破作业,工业发达国家的炸药的年消耗量甚至在和平时期也达数十万吨。
康格里夫火箭显神威
17世纪,英国入侵印度。结果不可一世的英军在迈索尔(南印度土邦,即今日的卡纳塔克邦)战争中连续吃了几场败仗,迈索尔军打败英军的杀手锏是当地自制的火箭。虽然迈索尔火箭的命中率很低,但是大量使用仍能给敌人造成很大的伤亡,特别适合对付目标较大的骑兵。迈索尔火箭的战绩震动了英国,于是很多英国科学家开始了火箭武器的研究,但真正获得成功的唯有威廉·康格里夫。
威廉·康格里夫是英国肯特郡人,毕业于剑桥大学法学系,曾在英国皇家炮兵部队服过兵役。1801年,康格里夫倾其所有搜集了伦敦市面上几乎所有的大号火箭,开始了火箭武器的研制工作。康格里夫从来没有去过印度,他关于印度迈索尔火箭的所有知识全部来自其他人的相关著述和日记。凭着这些只言片语的记载,康格里夫对手头的几枚火箭进行了改装,试射之后,发现这些火箭的最大射程只有500~600码,仅及迈索尔火箭的一半。康格里夫明白,如果不对迈索尔火箭的实物进行研究的话,自己很难有所突破。四下打听之后,康格里夫得知在肯特郡伍尔维治皇家兵工厂的实验室里保存着几枚缴获的迈索尔火箭。于是,康格里夫通过担任兵工厂主计长的父亲威廉·康格里夫中将向政府提出了研究这些火箭和使用兵工厂实验室的申请。他的申请得到了查塔姆伯爵的批准。没过多久,康格里夫就在迈索尔火箭的基础上研制出了一种新型火箭。这种新型火箭长4.5英寸,直径3.5英寸,导向杆长16英尺。火箭箭身是由薄铁皮卷成的细长圆柱体,火箭头部为圆锥形整流罩。导向杆由铜环或铁环固定在箭身的一侧。康格里夫设计了专用的火箭发射架,可以根据需要调整射角。第一枚新型火箭的最大射程为1500码,康格里夫很快就将其增大到了2000码。当时的英国正在进行一场反对拿破仑的艰苦战争,因此任何具有军事价值的发明创造都不会被军队放过,康格里夫的火箭很快就有了用武之地。
1805年11月18日,英国海军上将史密斯的舰队使用康格里夫研制的火箭攻击了法国北部的布伦港。当时,英军发射了约200枚火箭,但受到天气的影响,这些火箭只摧毁了3栋房屋。尽管初次上阵的表现不佳,但康格里夫仍然对自己的火箭充满了信心。经过他的不懈努力,火箭的最大射程在1806年被提高到了3000码。1806年10月8日,为了摧毁布伦港内的法国舰队,18艘临时改装的火箭发射艇驶进了布伦湾,在30分钟内发射了200枚火箭。火箭没有给法国舰队造成多大的损失,却严重破坏了布伦镇。此后,康格里夫改进了火箭发射船的设计,安装了倾斜的火箭发射槽,从而研究出了专门执行火箭发射任务的新型火箭发射船。这种火箭发射船刚一问世,立即就成为了皇家海军的制式装备。
康格里夫火箭第一次被英国陆军使用是在1807年的哥本哈根之战。英军此战是为了俘获丹麦海军的舰队,以免为拿破仑所利用。为此,英国派出了一支包括25艘战列舰、40艘巡洋舰、若干艘小舰和370艘运输船的庞大舰队。康格里夫亲自出马,带着火箭参加了这次远征。由于丹麦人用沉船阻塞了进入哥本哈根的水道,同时有鉴于1801年哥本哈根之战的教训,英国舰队没有冒险从海上正面突入港湾。可是,英国陆军在韦德贝克和克耶登陆,从背后包围了哥本哈根。尽管如此,丹麦人依然顽强的保卫着自己的首都,坚决不肯投降。在这种情况下,英军决定以一场猛烈的炮击来摧垮守城军民的意志。炮击任务由登陆部队的炮队执行,原本准备从海上发射的火箭改为从炮兵阵地上发射。在威廉·康格里夫的指挥下,大批火箭从船上被卸了下来。除了几次极短暂的停歇外,炮击从1807年9月2日一直持续到9月4日。在哥本哈根城内瓦砾遍地、死伤枕籍的情况下,丹麦政府不得已向英军屈服,交出了舰队。这三天里,英军一共向哥本哈根发射了4万枚火箭,在空中嘶嘶作响的火箭吓得人们心惊胆战,而它们在哥本哈根点燃的熊熊大火对迫降丹麦人起了关键性作用。
哥本哈根的成功使康格里夫信心倍增,他发现火箭的陆战价值,从此萌发了用火箭取代陆军大炮的想法。不久后,英国陆军组建了两个火箭连。这两个连隶属于骑乘炮兵部队,官兵的装束打扮因而与骑乘炮兵一模一样。火箭连很快就出现在了欧洲大陆的战场上。在1813年10月中旬进行的莱比锡会战中,康格里夫火箭大显神威。会战中,英国火箭连集中火力攻击了一个约有2500人的法军纵队,一下子就让这个纵队溃败了。在1815年6月17日的滑铁卢战场上,火箭连使用火箭和6磅炮支援友邻部队,一颗颗火箭弹越过战线,正中法军的装备马车,拿破仑就这样在滑铁卢战役中惨败而归。
尽管康格里夫火箭在战场上屡建功勋,但在拿破仑战争之后,它们很快就从英国陆军的武库中消失了。1816年,已经徒有虚名的火箭军团被正式解散。康格里夫对此感到非常失望,因为他多年以来一直致力于用火箭取代陆军的大炮。为此,他在自己的多部著作中指出了火箭的优点。这时,康格里夫火箭的最大射程已达3000码,而10英寸臼炮的最大射程只有2000码。况且,康格里夫火箭具有很高的机动性,即使是单兵也能携带。相比之下,10英寸臼炮堪称陆军现役“最笨重的武器装备”。此外,从经济的角度来看,火箭的优势也很明显。虽然1枚32磅火箭与1发10英寸炮弹的造价相差无几,一枚32磅火箭价值1镑1先令11便士,1发10英寸炮弹价值1镑2先令7便士。但是,火箭发射架的造价显然要比大炮低得多。尽管如此,英国陆军最后还是放弃了火箭,主要原因是康格里夫火箭精度低、性能欠稳定。实际上,康格里夫并非不知道火箭的这些缺陷,事实上,他一直在努力的进行改进工作。1813年,他对火箭的设计作出了重大修改,火箭箭身从圆柱体变成了圆台,但仍保留着圆锥形整流罩。火箭头部直径6.4英寸、尾部直径4.5英寸。导向杆不再被固定在箭身的一侧,而是出现在了火箭的中轴线上,由3或4爪叉形物固定在火箭底部。这种“中心线导向杆”的设计的确改善了火箭的稳定性,提高了命中率,但终究无法改变康格里夫火箭被陆军淘汰的命运。
虽然康格里夫火箭最终退出了战场,但火箭技术的发展并没有停止。它的出现为现代火箭的诞生奏响了序曲。
康格里夫火箭的出现,在欧洲引发了各国制造火箭的高潮,推动了火箭技术的发展。19世纪后期,随着火炮技术的飞速发展,火炮变得更加灵活,射速更快,射程更远,威力更大,近代火箭逐渐退出战场,用于海上救援,照明及人工驱雹,但火箭技术的发展并没有停止,在此基础上产生了导弹和运载火箭。
鸦片战争中的英国火箭
中国在宋代就已经可以制造用火药推进飞行的火箭,这种火箭大约在元代或明代传入了印度,很快被印度人仿造和改进。从16世纪到18世纪,印度的火箭技术有了极大的发展,火箭的威力和射程都大大增加了。1805年,英国的威廉·康格里夫在印度火箭的基础上研制出了实用性更高的康格里夫火箭。起初,康格里夫火箭主要以尾焰燃烧杀伤敌人,后来又配备了爆破弹头。因为火箭相对于19世纪初期的火炮具有射速快,射程远,机动灵活等特点,也正是这些特点使康格里夫火箭在新式火炮出现之前大出风头。
1840年和1856年,英国侵略者向古老封建的中国发动了两次侵略战争。由于这两次战争是英国强行向中国倾销鸦片引起的,所以历史上叫做鸦片战争。在这两次战争中,英军都使用了康格里夫火箭。
1839年6月,林则徐主持在虎门海滩销毁收缴的鸦片。“虎门销烟”的消息传到英国以后,英国政府决定武装侵华。1839年9月,中英在九龙发生冲突,英军首先开炮,第一次鸦片战争开始。1841年1月,英军攻陷广州沙角、大角炮台。在这场战斗中,英军“复仇神”号蒸汽船用火箭击中了一艘沙船的火药库,引发了沙船大爆炸。之后,英军的一艘蒸汽船向虎门南面的炮台发射了火箭。1841年2月,英军攻陷虎门炮台。此次战斗中,英军出动了三艘火箭舢板配合“皇后”号汽船作为前锋参加了战斗。
1841年5月,奉命“进剿”英军的皇侄奕山与英军稍一交兵就大败而归,英军随即反攻。25日,英军经激战夺取了广州城北的炮台,战斗中,英军登陆部队的火箭使炮台燃起大火。次日,英军包围了广州城,从被占领的炮台上发射火箭,焚烧了东炮台附近的民房。英军的攻势把终日养尊处优的奕山吓破了胆,为了保命,他连忙与英方签订了《广州和约》。29日,三元里人民自发组织抗英,将英军包围。30日,英军用火箭攻击民团,人民虽然伤亡很大,但仍然奋勇前进,表现出极大的爱国勇气,英军被迫撤退。由于英国关于通商的要求并未得到满足,于是在8月12日北上,先后攻占了厦门和舟山群岛。1841年10月1日,英军攻陷定海。定海县知县舒恭寿在城墙上指挥战斗时因被火箭掠过而跌落城下摔断了脚,醒来后认为城破是自己的失职,于是服毒自杀,幸而被仆人救活,后来又投入奕经幕下参加了抗英战斗。定海沦陷后不久,镇海和宁波也相继失守,两江总督裕谦自杀殉国。在这几次战斗中,英军在登陆以及攻城的时候均使用了大量的火箭。1841年12月27日,英军劫掠余姚,“火箭火枪齐发如雨”。