步枪及其生产工艺的历史——上：从火绳枪到火帽枪

最早的火器：“铳”

火器或者说步枪的历史源远流长，最早可追溯至10世纪的中国。当时，人们巧妙地将装有火药和弹丸的竹管固定在长矛之上，从而创造出早期的火器。这些被称为“火枪”的便携武器，仅需一人操作，便在战场上展现出了惊人的威力。在1132年的德安（今湖北安陆）围攻战中，火枪首次作为震慑武器亮相，令敌人胆寒。

宋代突火枪

随着时间的推进，火器技术得到了进一步的发展。到了1259年，一种新型武器——突火枪，开始崭露头角。据《宋史》记载，这种突火枪采用粗大的竹管作为枪身，内部填充火药、弹丸和子弹。一旦点燃引信，火药便会猛烈爆炸，将弹丸和子弹射出，射程可达150步，即约230米之远。

随着火器技术的不断进步，人们对火药的配方也进行了改进。为了承受火药爆炸产生的巨大压力，原本使用竹、木或纸制成的枪管逐渐演化为金属材质。到了1276年，金属枪管已成为主流，无论是骑兵还是步兵，都能熟练使用这种新型火器。

元代手持炮

随着时间的推移，火器的威力得到了进一步提升。人们开始使用更加贴合枪管形状和大小的弹丸，以充分发挥火器的威力。这一改进使得火器具备了更加明显的特征：金属枪管、高硝含量的火药以及适当大小的弹丸。1287年，元朝的女真军队首次在战场上使用了手炮，成功镇压了由蒙古王子乃颜领导的叛乱。据元朝史料记载，手炮在战场上造成了巨大的破坏和混乱，使敌军陷入自相残杀的境地。到了1288年初，手炮更是成为了一种常见的武器，被李廷的“炮手”或“冲卒”广泛携带和使用。

手炮的工艺

这张照片展示的是在黑龙江出土的1288年的手炮，它代表了当时中国手炮的风格。该手炮重3.55千克（7.83磅），长34厘米（13.4英寸）。显然，它是采用青铜铸造技术制作的。当时手炮采用青铜制作的主要原因在于青铜铸造技术更为先进和成熟。相比之下，当时的铁铸造产品更为脆硬，在承受过高的膛压时，铁可能会碎裂成碎片。而青铜在面对高压时具有扩张性，降低了碎裂的风险。这些手炮的青铜铸造技术主要包括泥模铸造和失蜡铸造。

古代失蜡铸造法

火器的传播

1260年，蒙古帝国在叙利亚的军事征战中失利，阿拉伯军队缴获了包括火箭、毒火罐、火器和震天雷在内的火药武器，从而获得了火药武器的制造与使用技术。这一事件标志着阿拉伯人掌握了火药武器的核心技术。在随后阿拉伯人与部分欧洲国家的长期战争中，阿拉伯人使用了这些火药武器。在与阿拉伯国家的冲突中，欧洲人逐渐掌握了火药和火器的制造技术。另一种观点则认为，欧洲是通过丝绸之路的贸易往来，了解到了中国的火药和火器技术。

洛斯胡尔特枪

欧洲最早的火炮可靠证据可追溯至1326年，见于佛罗伦萨市的登记册中。至1338年，手炮在法国已得到广泛运用。图中展示的是一把14世纪中叶瑞典制造的手持火器，名为“洛斯胡尔特枪”，重量约为10公斤（22磅）。1346年，在克雷西战役中，一种名为“里波尔德金”或“风琴炮”的武器投入使用，该武器拥有大约12个炮管，呈扇形或平行排列，发射小型球形弹药。1364年，手炮首次出现在欧洲战场，这一年份得到了普遍认可。

手炮

火绳枪

欧洲最早的火绳枪雏形大约出现在1411年，而在奥斯曼帝国，它的出现则可追溯到1425年。这种早期的火器被称为火绳枪，实质上是一种装有蛇形杠杆用以夹持火绳的手炮。不过，它并未配备典型的“火绳机制”。

最早的火绳枪

首个“火绳机制”于1475年问世。典型的火绳枪装有一个称为蛇形杆的小曲杆，其末端夹持着慢燃火绳。当拉动杠杆（或后期模型的扳机）时，夹持器将燃烧的火绳移入火药池，点燃引火药。闪光随后通过点火孔点燃枪管中的主装药。释放杠杆或扳机时，弹簧加载的蛇形杆会复位以清空火药池。出于安全考虑，重新装填前需移除火绳。早期的火绳枪在枪托上固定有“S”形蛇形杆，通过操作使其进入火药池。

火绳枪相较于手炮的主要优势在于，射击全程中射手无需将手从枪上移开，从而显著提高了射击的准确性和稳定性。

16世纪的火绳枪

改进的另一方面在于射程的增大。火绳枪的枪管是由锻铁或钢手工锻造的。这种精湛的工艺使得人们能够使用更轻质的金属打造出更小口径、更长的枪管。这意味着火药的爆炸力可以作用在更小的弹丸上，并且作用时间更长，从而显著提升了火器的射程。

火绳枪有一个明显的缺陷——需要不断保持火绳的点燃状态。在潮湿的天气中，火绳很难被点燃并保持燃烧，这成为了一个主要难题。另一个问题在于装填火药时，点燃状态的火绳带来极大安全隐患。在发射前熄灭并重新点燃火绳，极大地减缓了重新装填的过程。

到了15世纪末，更先进的点火系统如转轮机构和燧发机构相继被发明出来。然而，由于火绳锁的成本效益较高，这种点火系统一直沿用至17世纪末甚至更晚。在中国，火绳枪的使用一直持续到18世纪初，而在台湾，1895年反抗日本侵略时仍可见到其身影。在16世纪和17世纪，火绳枪、转轮锁枪和燧发枪混合使用的情况相当普遍。

清洁火绳枪的工具

转轮锁

转轮锁，又称“玫瑰锁”，是由德国纽伦堡的约翰·基弗斯在1517年首次发明的。

转轮锁的工作原理与现代打火机相似。在转轮锁中，弹簧加载的钢轮通过与一块黄铁矿摩擦产生火花，这些火花随后点燃浸油的灯芯。具体而言，当触发机制被激活时，转轮开始旋转，与固定在其上方的黄铁矿产生摩擦，生成火花。这些火花点燃火药盘中的火药，火药再通过一条狭窄的通道点燃枪管内的主装药。黄铁矿被一只名为“锁舌”的弹簧加载臂固定住，放置在火药盘的上方。当扣动扳机时，火药盘盖打开，轮盘开始旋转，使黄铁矿与轮盘摩擦并产生火花。

转轮击发枪

燧发枪

燧发枪的先驱——快燃式枪机，于1570年发明。

1612年，法国的马林·勒布尔热瓦在亨利四世国王的指派下，于卢浮宫枪械店研制出了燧发枪。而标准的燧发枪则是在1630年问世。

燧发枪的工作原理基于其独特的机制，包括锁板、燧石和用于装填火药的小盘。当扳机被扣动时，击锤（即扳机后方的金属块）向前落下，使燧石与燧发盘撞击，产生火花。这些火花随即点燃小盘中的火药，产生的闪光通过一个小孔引燃枪管内的主装药。这一点火过程推动弹丸从枪械中射出。燧发枪以其简单而高效的点火方式，为当时的火器的应用推广做出了贡献。

燧发枪

轮盘锁和燧发锁均属于自动点火机制，它们的发明旨在解决火绳枪在潮湿天气下不可靠以及在装填火药时存在安全隐患的问题。轮盘锁采用了一种称为黄铁矿的材料，但这种材料过于脆弱容易损坏；而燧发锁则使用了更为坚硬且可靠的燧石。由于轮盘锁的结构更为复杂，成本也更高，因此，在17世纪，燧发锁逐渐在军事上取代了火绳枪，变得更为流行。

火绳枪与步枪（Musket）

Musket，专指早期步枪。

简而言之，火绳枪的枪管较短且轻便，而步枪的枪管则更长且重，能够发射更重的弹药。由于火绳枪使用的弹丸较轻，有时难以穿透铠甲。为了更有效地应对装甲骑兵的攻击，步枪应运而生。西班牙在1540年代引入步火枪，到了1570年代，步枪在欧洲得到了广泛普及。在16世纪初，火绳枪存在多种变种，其中最常见的类型长约1.07米，重约4.5千克，可发射43克的弹丸。到了16世纪，典型的步枪可能长达1.83米，重7.2至9千克，可发射57克的弹丸，需要枪托来确保射击精度。然而，随着技术的不断进步和铠甲的淘汰，到了17世纪，火绳枪与步枪之间的界限逐渐变得模糊。制造商通过创新，如减小枪托尺寸和缩短枪管长度，来尝试减轻步枪的重量。在三十年战争中，一只所谓的“真正”或“标准”步枪重约7.5千克，可发射约454克的弹丸，并且枪管厚度有所减少。到了英国内战时期，大多数长管火器都采用了约100厘米的枪管，可发射544克的弹丸，枪托的使用也逐渐减少。

雷汞击发（火帽）

雷汞击发系统的具体发明时间和发明者存在争议，但普遍认为该系统大约出现在19世纪20年代。该系统主要依赖的化合物是雷酸汞。爱德华·查尔斯·霍华德（Edward Charles Howard，1774-1816）在1800年被认为发现了雷酸盐。

雷汞击发系统是一个小型铜或黄铜圆柱体，一端封闭。在封闭端内，有少量的敏感爆炸物质，如雷酸汞。雷酸汞在1800年被发现，从19世纪中叶到20世纪初被广泛使用。

在步枪上，有一个锤和一个乳突（也被称为锥体）。乳突有一个空心通道，通向枪管的后部，火帽就放在乳突孔上。当扣动扳机时，锤被释放，撞击底火并使其压在乳突上（乳突作为砧座），击碎火帽，并引发内部的雷酸汞爆炸。这会产生火花，火花通过空心乳突进入枪管，点燃主火药。击发帽的大小因手枪、步枪和滑膛枪而异。

早期火帽发射结构

火帽的出现极大地缩短了从点火到子弹射出枪管的时间，并且几乎不受天气条件的影响。这一点火装置的发明也为从前装式枪械过渡到后装式枪械奠定了基石。

从19世纪20年代开始，英国、法国、俄罗斯和美国的武装部队纷纷开始将他们的滑膛枪升级为采用这种新的击发系统。然而，转向火帽击发的进程相对缓慢，英国军队在击发药发明约25年后的1842年，才为布朗贝斯滑膛枪采用击发锁机制。这一决策是在1834年伍尔维奇进行的全面政府测试之后做出的。而对于美国军队来说，最初引入的击发式枪械大约是1833年的击发式卡宾枪版本，它基于M1819霍尔步枪改进而来。