说到鸦片战争，中国人总是认为英国人是“洋枪洋炮”，中国人是“大刀阔斧”，但仔细看，中国人也用红色野蛮人的大炮。代际差异不像后来的战争那样明显。在这场战争中，中英两国都使用了后膛步枪和黑火药，英国军工还没有完全进入机器生产时代。但是，两国在战争中的枪械性能却大相径庭。这种战绩差异，本质上反映了中英在火炮技术上的差距。
这幅画描绘了第一次鸦片战争期间英国武装轮船“复仇女神”号在珠江上击中一艘清军军舰并引发爆炸的场景。第一次鸦片战争中，中英两国都使用了后膛步枪和黑火药，但两国枪械在战争中的表现却大相径庭
纸上谈兵
1840 年的英国炮兵通过拿破仑战争和多次殖民战争取得了长足的进步。弗里德里希·恩格斯盛赞英军炮兵，称：“英军炮兵很快成为装备最精良、装备最精良的炮兵。新成立的骑兵炮兵备受推崇，迅速表现出勇气、速度和准确的动作。”恩格斯确实是炮兵专家，因为他本人曾在柏林的炮兵部队服役。恩格斯还称赞英国的火炮：“英国的烟火和火药比其他国家要好，英国空炸管的精确度是无与伦比的。” “不久前英国火炮的一项重要发明是弹片（一种装满弹珠并在飞行中爆炸的空心子弹），因此，霰弹枪的有效射程与球形实心子弹一样远。”可见当时英国的火炮是欧洲的一流火炮。
1840年，到达广东海域的英军包括战舰16艘，火炮540门，运输船等，各类舰艇共计67艘。虎门炮台被英军围攻两天。每个堡垒总共缴获或摧毁了460支枪。比如威远炮台就有110门炮：107门铁炮。内置，包含一门 68 磅（约 31 公斤）加农炮，一门 42 磅（约 19 公斤）加农炮，以及 3 个2、24、12 磅（约 15、@) >11、5kg) 炮弹；还有4门青铜枪，是1627年葡萄牙人制造的，包括两门长330厘米、口径270毫米的枪。如果单纯考虑火炮的内径，清军的武器在表面上似乎不亚于英军。由于远洋舰艇受排水量吨位的限制，通常不会携带过多的重型大炮，比如英国旗舰“梅尔维尔”号。在配置的74门（梅尔维尔）火炮中，最大的是一门32磅的大炮，共28门；有28门18磅的大炮，其余的是12-32磅的卡伦炮（直径接近榴弹炮和迫击炮，但是像大炮一样使用扁平）。至于英国东印度公司的武装轮船“女王”号，虽然有一艘68磅的卡隆，但只有一艘。
火炮数量为460对540。虽然清军不如英军多，但在纸面上还是值得一战的。但实战的结果却令人震惊。英军首先用桨轮登陆下横荡岛，并在岛上的制高点建立野战炮兵阵地，但清军没有采取行动。一个晚上之后，岛上的英国人用迫击炮击中了梯级。随后，英军舰艇摧毁了大量堡垒，清军开始逃亡。海军上将关天培坚守炮台，与登陆的英军肉搏，最终战死。英国登陆前后只用了两天时间。在这场战斗中，英军炮火充分发挥了火力，摧毁了清军的战斗意志。虎门炮台之战充分体现了中英炮兵的火力差距。
大炮铸造工艺的世代差异
此时，应该从技术角度对中英火炮进行系统比较，以找出这场战争失败的直接原因。首先，在火炮工艺上，中欧火炮走出了两条不同的技术路径。总之，虽然清代仍采用铸造法制枪，但相对于以往欧洲或晚明的泥模、木芯泥模工艺，已有所改进。以前，每次生产火炮都需要一套新的模具，需要大量的重复性工作，无法保证量产火炮的性能。鸦片战争期间，1841年，浙江省巡抚龚振林提议用铁模（即铁扇）铸造铁炮。龚镇林还着有《铸炮铁模图》一书，于1842年出版，分发到沿海各地。
然而，当时中国的大部分火炮仍然是用传统的泥模铸造的。模具由泥制成，并用炭火烘烤。如果没有完全干燥，里面还有水分，浇注时枪膛内外容易出现水泡。 1835年，鸦片战争爆发前，清廷先后在广东虎门各炮台新增59门8000斤、6000斤的大炮。然而，当广东海军上将关天培当场引爆10门火炮，打伤两名士兵。 几年后，六十多岁的关天培守卫虎门炮台，被英军炮弹击溃。
描绘第二次定海海战的绘画，左起：英国战列舰 HMS Columbine、HMS Willisley、HMS Cruiser 和 HMS Frygison
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以英国为代表的欧洲火炮走上了技术路线。 18世纪初，广泛采用西方传统的由芯铸造枪管，外空心铸造的工艺。其实和清代铸枪是同一技术水平。唯一的优点是用于加工桶的液压钻孔机是在欧洲使用的。早些时候，加工精度应该有一些优势。但随着 1765 年瓦特改进型蒸汽机的出现，工业革命带来了一系列技术进步，扩大了差距。清朝还在改造铸造工艺时，英国工程师约翰·威尔金森（John Wilkinson）发明了桶式镗床。随后的几十年，移动车床、全金属车床等工业化运营平台相继出现。从此，英国人开始尝试一种新工艺：首先将整体延性较好的铸铁铸成实心圆柱体，再用车床加工成实心圆柱体。枪管的形状，然后用钻孔机直接从实心铁柱上钻孔枪管，并继续用钻孔机扩大口径，大大提高了大炮的加工精度。这些机器的应用提高了西方火炮的加工精度，整体铸造的火炮也避免了传统工艺无法避免的砂眼问题。同时，得益于加工精度的提高，炮弹与枪管的连接更加紧密，增加了火炮的射程。著名的瓦特式蒸汽机出现于1765年，它的汽缸必须保证蒸汽泄漏保持在低水平，同时还要与活塞紧密配合，活塞实际上就是通过这个工艺加工而成的。
约翰·威尔金森于1774年发明的枪管镗孔机（模型），采用精密镗孔的新技术，准确地说，是一种能够对大炮进行精密加工的钻孔机，制造出了高精度的枪膛，所以炮膛内部光滑平直，管壁较薄，使炮弹与炮膛结合更紧密，提高了火炮的射程
冶炼过程中的差距
除了加工技术的进步，英国工业革命带来了钢铁产量的激增，英国火炮使用的铸铁材料也比清代火炮好。
HMS Victory 的 32 磅大炮（复制品）。参与鸦片战争的英国旗舰“梅尔维尔”号也装备了28门32磅炮。由于英国工业革命带来的钢铁产量飙升，英国大炮使用的铸铁材料比清代的要好
清代的大炮大部分还是用生铁铸造的，所以比较脆弱。为了保证火炮的强度，必须增加枪管的厚度。但是，中国还有一个独特的解决方案，那就是复合结构工艺。枪管由两种甚至三种铜和铁制成。由多种材料制成，一般为铁芯铜体。复合层枪体的强度远高于相同壁厚的单层铸铁枪，可以克服单层铸铁枪在使用过程中易开裂、易爆的缺陷。该技术出现于明朝晚期，清军在入关前铸造的大炮就采用了该技术。西方和印度虽然有类似的技术，但他们原来的复合铁炮不如中国，所以没有进一步发展。可悲的是，已经是 1840 年了，工业革命已经进行了几十年，英国直接跳到了下一个时代。
化学过程中的差距
鸦片战争期间，中英两国都使用黑火药武器，但质量却大相径庭。清朝的海防火炮比英国海军火炮更重，应该射程更远，但在实战中，由于火药质量差，经常被英国火炮远距离吊装。需要注意的是，枪支的威力首先是由火药决定的。英国火药的质量远远优于中国本土火药。 1825年，化学家Chevlieri经过多次实验，发现了黑火药的化学反应方程式：
2KNO3+3C+S→K2S+N2↑+3CO2↑
根据这个等式中国有什么炮弹，英国配制的火炮推进剂中硝酸盐、硫磺和木炭的比例分别为 75%、10% 和 15%，火炮推进剂的比例分别为 78%、8% 和 14%。火药。英国以现代科学指导军械制造，使用蒸汽机等机械进行生产。
中国火药起源于炼丹道士的偶然发现。制造过程充满了玄学。古人提到火药的制造过程，常称其为“捶打”。工人感觉，很写意。根据嘉庆《大会条例》，雍正三年（1725））制造的火药计算为“每万斤火药8000斤，硫磺1500斤，硫磺15斤。 12两硫磺，6斤4两宽胶。烘药每100斤，用硝酸83斤，硝酸128分，硫磺1万斤，725分。”光椒是牛皮制成的明胶，用来增加粘性，使火药粉末制成颗粒。但一般硝酸盐含量过高。鸦片战争期间，广东海军上将关天培使用的火药配方为80%硝酸盐，10%硫磺，10%木炭。英国人缴获中国火药，往往当场直接销毁，扔入海中。
鸦片战争后，中国人意识到了英国火药的优势。 1843年，福建海军上将陈洁平写信要求仿制西方火药。他“从各种渠道买了一小包一炮火药，用霰弹枪试了试，居然有240弓。”这把枪还是原来的枪，但用的是西方的火药。范围大大提高。陈洁平制备的硝石、硫磺、木炭的比例大致为76:11:13。原物料全部使用，稍微提高比例有了很大的进步。道光帝命陈洁平的方子到处宣扬。
广州市南沙区上横荡炮台遗址
被遗忘的子弹
此外，英军火炮的炮架和炮架都比较轻，机动容易，射击角度容易调整，这也让恩格斯赞不绝口，“至于火炮武器的创新，仅限于炮架。结构上的改进。单尾炮架和带弹药箱的前车厢，后来被欧洲大陆大多数国家采用”，欧洲大部分地区采用了英国的炮架和弹药箱。中国大炮的框架是用粗杂的木头做的，“笨拙难，不能随心所欲地转动”。魏源的《海国图志》）来自北京宣武门正午炮（中午发射，方便市民掌握时间，有资料说正午炮是退役的克虏伯大炮，从照片上看不出来），清代的火炮炮座厚实，轮子笨重，仿佛用的是牛车的轮子。关天培把守的靖远炮台重炮俯仰角太大，对被轮船拉到上游并在附近开火的英军舰艇根本无能为力。伤害。
此外，英国的炮弹比中国的要多样化得多。因为中国火炮的铸造水平不高，虽然全炮的重量不小，但管壁太厚，导致炮弹比较轻小，一般3-10斤，较大的16-17斤那些，导致炮弹击中英国军舰。 ，有时直接“回击”。英军最大的实心子弹为68磅（约60磅）。看到这样的贝壳，清朝官员都惊呆了。
英军也有盛开的炸弹，给中国人民留下了特别深刻的印象。林则徐曾下令试射“爆弹炮”，“一旦发射，火力所能及的地方，子弹就会爆炸。” “它可以横击一两百步，子弹就会被炸成铁片，里面储存的铁脊会爆炸。一个个都能横冲直撞，刺穿肌肉，当他们钻出来的时候。”遇到物体，一枪可以打几十枪。” （林则徐的《轰炸大炮》，出自《海与国图》） 林则徐模仿的其实是英军的开花弹，但是这些开花弹能不能按时引爆，效果最大还是有很多的运气。 道光帝诏书中提到：“空心大炮若爆破，一击命中，未必有用。如果大炮从枪口出来，它就会在空中爆炸，而且无法确定它会打到哪里。就像英义一样擅长飞行。可见这些爆弹的效果在使用机械引信之前是值得怀疑的。
英国海军还有用于切断敌舰桅杆和电缆的链式射弹（中国人称之为蝴蝶射弹）。成为可以击倒风帆和细长桅杆的旋转链条。这种贝壳是被关天培发现后仿制的。英军缴获后，认为清军的链甲弹质量不错。
火炮系统的优势
中国制造优秀的军械并非不可能，但优秀官员的个人努力很难抵消军械制度的弊端。从英国炮兵使用Congreve Rockets的经验可以看出，亚洲国家在枪械上并不缺乏创新，但经历过工业革命的欧洲掌握了优秀的加工技术和弹道学，往往可以胜过蓝图。蓝色，将亚洲的创意融入到自己的装备系统中，这也是英国火炮系统的优势所在。 Congreve Rocket 是一种非常独特且有效的武器，具有深厚的印度血统。早些时候，英军在印度南部与迈索尔作战时，被当地军队使用的火箭炮摧毁。胜利后，英国人将迈索尔火箭作为战利品带回了国内。炮兵军官孔格里夫改进后，用铁皮代替了原来的纸皮，成为威力强大的武器。这种武器射速快，射程远，机动灵活。虽然精度极差，但大量的火箭齐射威力足以将城市夷为平地。 1807 年，皇家海军向丹麦哥本哈根发射了 2,500 枚火箭，使这座城市着火了。在 1812 年的美英战争中，英国的 Congreve 火箭再次展现了威力。
1814 年 9 月 14 日，英国人猛攻麦克亨利堡，发射了无数火箭，像白昼一样照亮了夜空。一位亲眼目睹战斗的年轻美国律师写下了“火箭在发光，炸弹在爆炸，他们都是见证人，国旗是安全的”这句诗句，后来成为美国国歌的歌词。鸦片战争期间，英军在广州城外发射火箭弹。 “城外连日来的火箭炮声，四方台上的炮声，日日夜夜，如雷霆万钧。” 1842年，清军反攻宁波，守城的英军“蹲守街头、楼房、房屋、屋顶，火箭炮，两边下雨”，清军损失惨重。其间，广东著名儒家陈立写了《大炮歌谣》，宣传禁烟。民谣说：“请不要惧怕大炮，一百炮之后死多少人？怕鸦片烟的人可以杀死亿万人。你知道，身体被大炮分裂，你不知道吃香烟会导致你的胃受苦。你知道火箭摧毁了这个行业，你不知道你把所有的钱都花在了买香烟上。 “请不要害怕”证明了大炮和火箭必须害怕。将其与鸦片等社会公害相提并论，并坦言“轰炸四肢，火箭摧毁工业”足以证明英国枪械的威力已经深入中国人的心中。
另外，中国人注意到英国大炮在瞄准时使用象限来测量大炮的角度。这表明英国炮兵巧妙地运用了弹道学知识，其来源是几何学和物理学。对于英国火炮来说，瞄准和射击已经成为一个物理和几何应用问题。它只需要测量距离等参数并调整方位角和角度即可实现精确瞄准。明末引进的西方“枪规”（象限仪），早已不实用。大多数火炮上的瞄准装置是一块铁板，从上到下钻了三个孔中国有什么炮弹，三个孔代表三种不同的距离。魏源通过观察研究认为，“从100英尺左右到100英尺左右，有一个阶梯式的增高，以弥补跌倒的高度偏移。比如打到七八英尺的时候和一百英尺，做一个象限，把它插入枪口，如上一段所述。1度，到50英尺，8英尺7英寸和4分钟，到100英尺，1英尺7英尺，四寸八分，攻击很准”，逐渐恢复了使用象限的火炮瞄准技术。
清乾隆青铜鎏金枪象限，现藏于故宫博物院
另外，英国的炮兵战术非常娴熟。魏渊发现：“十里之内，蛮夷船袭我，从远处举起桅杆，用望远镜测量”，观察清军的部署。清军炮台布置在海边。英军查明细节后，英军“先是用大炮和导弹轰炸了要塞，让我军士兵目瞪口呆”。清军生机勃勃，要塞内的清军可以轻松撤退。但与此同时，英军“分兵出炮台后部，让我在陆上和水上受到敌人的攻击”，或派海军陆战队扫荡炮台后部，或派军舰前往轰炸撤退的队伍。手中，“虎门、厦门、定海、上海、宝山输了同样的局面。”每年花费巨资的海防炮台，在工业革命后的强舰和锋利的枪炮面前，一下子变成了装饰品。
（参考文献：刘洪良：《第一次鸦片战争期间中英炮兵技术比较》，《清史研究》，2006年第3期；黄以农：《赤蛮炮兵与明清》战争》；魏源：《海国图》；毛海建：《天朝覆灭》；刘旭：《中国古代火药火器史》；故宫博物院：《清宫兵器》 )
