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第一次鸦片战争时期敌我双方武器弹药技术水平、装备数量、操作技术对比
我给你出个主意吧！你看看电影《林则徐》，里面说的还比较详细点。比如招募渔民做兵勇了，比如铸造重型大炮，再比如设置各种障碍等。
电影比较老，质量不是怎么好，优酷上也有。
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一、中英双方火炮的设计思想及种类方面
鸦片战争前后，清军火炮大多是以重量作为衡量其性能优劣的依据，这远远没有以炮身与口径比例搭配为主要性能参数科学合理。当然，“模数”的设计思想，部分火器制.造者也将之视为标准来对待。即以口径的尺寸为基数，按一定比例倍数设计火炮的各个部分。此时，除中央统一制.造以红夷炮型为主导的前装滑膛、以火绳点火的火炮外，沿海各省制.造了大批火炮。如广东省自军兴以来，铸炮1000余位，其中尤以佛山制.造的生铁炮最具代表性。全国总计，数量不下5500余位。炮重有数百斤至3万余斤的，炮管有长至4.44米的。这些火炮，虽名号众多， 大多依红夷炮制式，设计和制.造技术未有改进，不仅与同时期英国先进火炮不能相比，而且有些技术较明末清初亦有萎缩。不过，清军方面购买和仿制了大批夷炮。史载：“林则徐至去岁至粤……购西洋各国夷炮200余位。”
现据《鸦片战争档案史料》所记，战争之际，清军火炮的大致分类，按照主导的类型分为：红夷炮、子母炮、抬炮三类；按照制.造的国度和时间顺序分为：旧式火炮、新铸的火炮、购买的葡萄牙式或英国式加农炮、仿制的英国夷炮四类；按照长度和重量可分为：长管滑膛重炮和身管较短的轻型滑膛炮。前者就是明末清初的红夷炮原型。后者包括神威将军、神功将军、劈山炮、子母炮、奇炮、竹炮、九节炮等，这种炮品种最多，其中除子母炮和奇炮是后膛装填弹药的佛郎机炮型外，其余属于红夷炮的发展型。
二、中英双方火炮的材质方面
火炮所用钢铁或铜的质量，主要表现在对冶炼材料的选择和冶炼方法的研究方面。中国从唐代到明代，是古代钢铁技术全面发展和定型的时期，以“生铁冶炼--生铁炒炼熟铁--生、熟铁合炼成钢”为主干的钢铁工业体系趋于定型。明代以来，中国火炮铸造材料，小者多用铜，大者多用铸铁。明代中叶到第一次鸦片战争之时，中国传统钢铁技术继续缓慢发展。但是，因为没有发生工业革M，手工生产的能力非机器生产所能相比，故其钢铁产量极低。
到1840年前后，年产铁约2万吨，仅是英国的1／40。 二是火炮大多由液态的生铁铸造，此必然导致火炮质地脆硬，演放时很容易炸裂，自伤炮手。
战争前后，清军小范围开始用熟铁或黄铜锻造火炮，江苏候补知府黄冕对清军火炮材质评价到：“水陆战炮重笨，扛炮受子无多。宜改制以小受大之轻炮，方能利用也……今日欲反其弊，必须讲究炮制，使能以小胜大，其轻受重，以短及远，简便灵动，庶出一炮抵数炮之用……因又讲究小炮，可容大弹之法。不用铸造而用打造，不用生铁而用熟铁，方能使炮身薄而炮膛宽。缘生铁铸成，每多蜂窝涩体，不能光滑，难以铲磨，故弹子施放，不能迅利。至熟铁则不可铸，而但可打造。其打造之法，用铁条烧熔百炼，逐渐旋转成圆，每五斤熟铁，方能炼成一斤，坚钢光滑无比……炮愈轻，工愈精，力愈大。铁经百炼，永无铸造之炸裂。施用灵活，尤胜巨炮之笨重。”
欧洲从“18世纪后期，由于木材资源短缺，锻铁费用上涨，形成了严重问题。为适应需要，就采取了所谓搅炼工艺，就是用长长的钢棒将反射炉中的金属溶液加以搅拌。炉子用焦碳燃烧，这样，不仅使炉面溶液，而且全炉的溶液都能接触空气，从而使脱碳更加彻底，成为可锻铸铁。用搅炼法生产的锻铁，质量不如炭铁，但价格便宜得多。1829年又前进了一步，即应用鼓风炉本身余气进行预热鼓风，这种发明使得在消耗同等燃料的情况下，搅炼熟铁产量增加到3倍。还有一种改进是“湿”搅炼法，即在炉膛铺以含有氧化铁的小块炉渣，它与金属中的碳素相化合，在表层之下产生CO，形成加速脱炭进程泡沸搅动。1806年英国铁产量为25万吨，到1850年英国每年可产250万吨，铸铁和锻铁的产量都有增长。
自古以来，炼钢的方法几乎并无根本性改变，仍然是小规模的个体作坊产品。英国所用的基本材料是优质的价格相等的瑞典条形铁，结果钢的费用等于锻铁费用的5倍。
18世纪以来，各国都大规模扩建海军，因为铁的成本只及铜的1╱5，所以铁炮逐渐替代了青铜炮，成为各国战舰的标准装备。不过，欧洲包括英国在内的炼钢法，直到19世纪中叶再无显著改进，加上钢材本身的缺陷，制.造重型军械时使用这种钢材继续受到限制。因此，“直到19世纪中叶以前，除了海军重炮外，青铜炮和黄铜炮始终以优势压倒了铸铁炮。”
三、中英双方火炮的铸造工艺方面
战争时期，清军造炮工艺并不十分落后，且有英军所没有的铁模铸炮法和复合层结构的造炮工艺。清朝沿海及内陆的一些省份，旧式火炮、新造的火炮和仿制的夷炮，除少部分是用英军所没有的铁模铸炮法制成，大多仍是生铁和青铜冶铸而成。只是用液态的生铁或青铜铸造的火炮质量差，加工难，容易炸裂。锻造的熟铁炮或黄铜炮斤两少且比例小。而英军火炮主要由青铜炮、黄铜炮和铸铁炮组成，且大多数火炮可以用熟铁或黄铜锻造，尔后用车床刀具加工，精度提高不少。
鸦片战争之际，机械工程专家福建泉州人丁拱辰（1800-1875），参考西洋炮的构造，在广州铸成了性能良好的铁炮。于1841年编成《演炮图说》，1842年《演炮图说》受到两广总督祁、靖逆将军奕山的重视。同年，清朝政F下令推广《演炮图说》所述方法。丁此时在阅读西洋炮学的基础上的铸炮之法，其实和明末以来中国原有的红夷大炮的泥范整体模铸法差不多：即以炮模口径为基数，用泥先制成外模和内模，用起吊装置将外模吊套于轴心合一的内模之外，两模之间的空隙，便是炮管的厚度。然后用青铜或钢铁溶液浇注其中，冷却后，除去内外模，最后再用各种配件加工成完整的火炮。此法铸造的火炮缺陷有：泥模在用炭火烘烤时，经常是外干内湿，浇铸时水分蒸成潮气，致使所铸火炮常有蜂窝状孔穴，发射时容易炸裂；功效非常之低；不能对炮膛进行深入的加工，致使炮弹射出后，弹道紊乱，降低了射击精度；大多数人并不懂得身管与口径比例、火门位置在火药燃烧中的实际意义，绝大多数火门开得太前、太大。在炮膛游隙方面，战争之时，火炮因“弹不圆正，口不直顺”，常只能采用内径的1／10至1／5为游隙，此水平连明末的水准均达不到。
鉴于此，浙江嘉兴县丞龚振麟痛感中国泥模整体铸造法的不切实用和烦琐，而立志改革。于1841年发明了早于欧洲30多年的铁模铸炮法，铁模可多次使用，不用清洗炮膛，消除了泥模铸炮多蜂窝易炸膛的缺陷，缩短了铸炮周期，降低了铸炮费用，并写成《铸炮铁模图说》，1842年被印发沿海各省参用。至1841年9月浙东之战前夕，已铸成120多门新型火炮，时人称其为：“至去冬以来，浙江铸炮，益工益巧，光滑灵动，不下西洋。”
欧洲火炮铸造从16世纪以来一直采用泥范整体模铸法，在给实心火炮上钻孔的实践据说开始于1713年，在英国伍利奇的皇家枪炮铸造厂，泥范整体模铸法一直延续到1770年以后。大约在此以后，英国的铁器制.造者威尔金森（1729-1808）开发出一种改进了的给火炮钻膛的机器。随后，1794年英国机械师莫兹利（1771-1831）发明了车床上的移动刀架，1797年制成了安放在铁底座上带有移动刀架的车床。19世纪20至30年代，英国发明了全金属车床、自动调节车床、牛头刨床等一系列工作母机，到19世纪40年代时，达到了用工作母机制.造机械的领先水平。如在制.造火炮方面，利用车床先将火炮铸成实心圆柱金属铸件，然后用一种配用超长钻头的大型钻床钻出一个孔，接着到锤床上将这个孔逐步锤削成型，加工成火炮。此法可使炮身较模铸法更加均匀、对称、光洁，各种尺寸比例和火门的设计较合理，射击精确度高。既提高了铸炮的精度，又节省工时，坚实耐用。
战争前后，英军火炮铸造除了传统的泥模整体模铸法、失蜡法外，已开始大规模采用车床切削铸造法。《海国图志》对英军火炮工艺称赞云：“西人铸炮，其铁皆经百炼熔净。先用蜡制成一炮，丝毫无异，次用泥封密阴干。铸时用火烘模开孔，泄出蜡油，然后将铁灌入，四五日后，始开模取出置于荒野人迹不到处。将炮实满火药，用长心引火绳一点，各人尽远避藏迹，一经炮响腾越空中，跌落不坏以不炸裂为度，便无后患。其铸法合度，多以引门上长方形为表，或安头上或尾后，或头尾皆安，亦合度数。”在炮膛游隙方面，19世纪中叶，欧洲因机械制.造精密度的提高，火炮所用的游隙值更减少到内径的1／42，如此，只要装填较少的火药就可达到较高的速度，且同时提高发射的准确性，再者，由于用药量的减少，管壁即使变薄亦不致于膛炸，连带也使得火炮的机动性大增。
五、中英双方火药的质量方面
鸦片战争前后，中英黑色有烟火药处于同一发展阶段。但是，清军制.造的火药，以手工作坊或工场生产为主，无法提纯硝和硫，亦无其它先进的工艺设备进行粉碎和拌和，只靠石碾等工艺，硝、硫、炭比例中含硝量过高，容易发潮，难以久贮，爆炸效力低。战争之际，清军火药（黑火药）比例配比有了进一步的改进，基本上达到英军的水准。福建水师提督陈阶平、福建监生丁拱辰对西洋火药制作之法颇有研究，他们配置的火药，尽管还是手工操作的方法，但是由于对原料选炼的严格，硝、硫、炭的组配比率比较得当，所制火药可以与英军火药相匹敌。
在火药的配比方面，道光二十年九月十四日陈阶平奏：“奴才督造加工火药，于六月初二日竣工。初四日有英夷兵船闯入厦门。初五日，官兵即以新药轰击。该夷不防内地火药如此猛利，猝遭创毙多命，立时惊窜。嗣准督臣咨知厦门新药得力，现饬省局续拨硝两万斤、磺三千斤，委解前来。接手赶紧配置，连新陈火药有两万余斤，仍形短绌。现在咨催督抚添购硝磺，多贮火药，为有备无患。奴才愚昧识浅，图报念切。伏思沿海防夷，处处加工制.造火药，多铸万斤火药，自可击沉夷船，重用火攻，歼灭逆夷，以除后患。谨将加工造药、续提硝斤各条进呈御览。可否仰乞天恩，敕下各直省，一体照式制.造。俾使英夷丧胆，不敢再来窥伺。”九月十四日道光皇帝谕令：“陈阶平奏加工制.造火药，并将煮炼硝斤各条开单呈览。福建制.造火药，现经该提督督造加工，轰击颇为得力。著各直省一体照单如式制.造，以资利用。”这里，陈所配置的火药比率是牙硝8斤，磺粉1斤2两，炭粉1斤6两，三者的比率大致是：76（128）∶10.7 （18）∶13.3。
在火炮的装药量方面，清军规定每百斤炮重配火药四两。《海国图志》中云：“凡中西大小炮位，自五百斤至五千斤止。每百斤用营制火药四两，而炮弹用薄棉先裹，外加红布包缝周密……如夷炮四千斤，乃四千磅，实重三千斤，用药七斤八两。中有身短而口大者，则加用十分子二亦无妨。惟演放时听声用药，临演之际，预用红布袋，每包二斤或三斤，可以写明，用时送入炮腹逐包椿实，用引门锥，用力插看，以实为度。”
以上看出，清军已有性能不次于英军的火药，除福建省外，其它一些省份也曾制.造使用。如道光二十一年五月二十三日署江苏巡抚程矞采奏报：“火药一项，臣在省严饬营员，照上年钦颁前任福建提督陈阶平所奏提硝舂炼各法，加工制出一万余斤，眼同点放。试之于手掌而掌不热，试之于纸而纸不燃，已解至上海局，妥为受贮。”但由于清朝社会制度方面的弊端，致使清军在许多战争中仍然使用质量粗劣的火药与英军作战。如1841年1月7日的大角、沙角之战，《英军在华作战记》中云：中国“火药库是普通式的建筑之一，里面存着几千磅粗火药，装在木桶或泥罐中，我们全部投之于海。因为虽然中国火药的成分几乎和我们的相同，却是一种粗劣的东西。”接着英军进犯虎门、广州，导致“逆夷炮无虚发，我炮虽发无准，火药半杂泥沙，轰击不能致远。”
19世纪初英国的火药制.造工业，已经居于世界各国的领先地位，火药生产如提纯、粉碎、拌和、压制、烘干等工艺已进入近代工厂的机械化生产阶段。其主要特点是：采用物理和化学方法，以先进的工业设备，提炼纯度的硝和硫；以蒸汽机带动转鼓式装置，进行药料的粉碎和药料的混合拌和；用水压式机械，将配置的火药放在碾磨上，压成坚固而均匀的颗粒，使火药具有一定的几何形状和密实性；使用机械式造粒缸，将火药块成大小均匀的火药粒；对制成的粒状火药，放在烘干室内，用蒸汽加热器烘干，使之保持良好待发的干燥状态；用石墨制成的摩光机，将药粒的表面磨光，除去气孔，降低吸湿性，以延长火药的贮藏期。这些先进的工艺，保证了英军火药的优良品质。
在火药的配比方面，英国化学家歇夫列里在1825年经过多次实验后，提出了黑色火药的最佳化学反应方程式：2KNO[,3]＋3C＋S→K[,2]S↓＋N[,2]↑＋3CO[, 2]↑。据此，在理论上，硝、硫、炭的组配比率以74.84％、11.84％、11.32％为最佳火药配方。英国按照这一方程式，配制了硝、硫、炭的比率为75％、10％、15％的枪用发射火药，以及组配比率为78％、8％、14％的炮用发射火药。在火炮装药量方面，恩格斯的《炮兵》著作里云：“现在，英国野战炮兵几乎完全由9磅炮组成，这种炮的长度为口径的17倍，重量按炮弹重1磅、炮重11／2英担计算，装药量是炮弹重量的1／3。”
六、中英双方火炮的射程方面
火炮的射程可分最大射程和有效射程两种。战争之时，中英火炮分类众多，其弹药装填量、铅子大小不同，作战要达到的目的各异，发射时又分仰、平、倒三法，其射程自然差异悬殊。不过，此时的中英火炮一则都是17世纪以来欧洲普遍采用的重型前装滑膛炮，炮弹出膛，飞行路线摇摆不定，不易致远；二则当时炮身和炮弹的机械制.造技术尚无规格化，与此后所用的后装线装炮相比，无论从形制上还是从制.造工艺上都要简单得多。这种基本的技术原理决定了鸦片战争时期中英火炮的射程，不可能有决定性的进步和提高。
以虎门大炮为例，该炮台建设的关键时代是1835～1839年，由关天培主持。林则徐主粤之前，虎门炮台上就架有行商购买的洋炮，林主粤期间，曾向澳门葡萄牙当局订购了200余门铜制或铁制大炮。道光十五年二月二十二日关天培上折：“虎门海口……以沙角、大角两炮台为第一重门户，南山、镇远、横档三处炮台为第二重门户，大虎炮台为第三重门户，层层控制，本属得宜，因大角、沙角两炮台，中隔海面，一千数百丈，本在大洋之中，遥遥相望，现在山脚又涨有船涂，船只经由离台甚远，两边炮火均不能得力。惟镇远、横档两炮台，南北斜峙，南山炮台在镇远以东，形如品字，错综布置，中隔水面止三百余丈，形势犹紧联络，当饬署参将佘清等在横档试放大炮，炮子正及海面中泓，实为扼要……但五千斤以下炮位，炮子及远自一百余丈至二百、三百丈不等，力量尚薄，必须六千斤以上大炮，方能致远摧坚。”二十九日，关天培折：“本提都率同署参将佘清、署守备陈魁伦，亲勘得大角、沙角两炮台，系东西斜峙，丈量口宽一千一百一十三丈夫，潮水退定中泓，量深四丈二尺，两傍水深自三丈余至二丈三尺止，全系泥底，试演三千斤大炮，炮子仅及中流，强弩之末，无济于事，是第一重门户，炮火已不得力。”
关天培的《筹海初集》，成书于1836年前后，是他写给清廷的奏章文集，是他镇守虎门各炮台的实战经验总结。故关在这里所说的第一层门户中3000斤大炮556丈（注：清代1尺＝今公制32厘米，556余丈＝今公制3.56华里）最大射程的方面的数据（此处很可能是夷炮），应该是非常可信的。关对第二重门户中所说的摧远致坚，可理解为有效射程。据此以观，既然旧式6000斤以下炮位最大射程为300丈，那么6000斤以上重炮的有效射程当为300丈以上，因此，认定当时重型火炮的有效射程最大在1000米以上，应该是没有疑问的。
鉴于以上鸦片战争档案史料和分析，战争前夕，中国购买的重型夷炮的最大射程在4华里之内，有效射程约为二三华里左右。而中国原有的旧式重型火炮的射程应小于这个数据。
清军新铸重炮的射程，以红夷炮为例。战争前后，清军在沿海、内陆各省铸造了大小不等的红夷炮型火炮，分1000～8000斤乃至万斤以上等多种。道光二十一年五月二十二日江西巡抚钱宝琛奏：“奉两广总督饬令赶造土模三十具，现已遵式陆续先铸成三千斤铜炮二十尊，一体打磨光滑，造齐炮架。会同营员将炮运至空阔处所，于相距里许竖立两层皮靶，连日演试。每炮一位，用火药一百二十两加铅子一百八十两，响声俱属洪亮，其子透过皮靶仍行三里有余，堪以摧坚致远。”十月十九日，钦差僧格林沁等奏报：“赴海口炮台，演放炮位……当选得长两丈余废船一只呈验。奴才等随令于海河距炮台六七里外上流安放，装载柴草，当将炮座对准船只，逐加演试。其过火出炮均及灵捷，远可抵船，甚或过之。”《海国图志》中云：“世俗传闻之说，谓大炮响若霹雳，声震三百里，弹子可击三四十里，一遭轰击，山崩地裂，屋宇被击，坍塌平地，此皆未经演试之谈。殊不知炮响大小一样，极大者声震五十里，大小炮皆发里许……所以夷人交锋，如在一里之内，不甚开炮。必在相距五六十丈及八十丈之内，彼始开炮，十可中七八也。若至一里之远，弹子多坠，无力难准，虽可加高相补，究是无力。”“用炮远近疑释”条中又云：“向闻大炮击远二三十里，姑之不信，意者或有十里，其弹子弯者不计，直者想有六七里可用。”
从上述几则档案史料看出，清军新铸的巨炮的最大射程可达7～8华里。
战争时期，英军的重型火炮，其有效射程在3华里左右，最大射程9华里之内。看来英舰重型炮的射程不一定大于清军海岸重型炮的射程。道光二十一年二月十九日钦差大臣裕谦奏：“英逆所恃惟船与炮……至于数千斤之大炮，夷船虽能任载，而只可施于深水外洋，不能施于近岸之内洋。盖内洋水浅，近岸又必有明沙暗礁为之拦护，若放此数千斤之大炮，船必倒退，一经搁浅，船底着实，立刻震裂。故在内洋施放，亦止一二千斤及数百斤之炮，不过口门窄而后身宽，多受火药，且施放灵熟，较官炮略远一二里，然亦止及数里之内，实无远及十余里之事。”
七、中英双方舰炮的品质方面
首先、清军水师的木质舰船小、易腐蚀、航速慢、笨拙、在航率低。战争之时，清军水师最大的船只是福建横洋棱船和广东米艇。横洋棱船长为8.2丈（27.3米），宽为2.6丈（8.7米）；广东米艇长9.5丈（31.7米），宽2.06丈（6.8米）。(54) 船首一般没有保护装置，不能撞击；靠人力划桨并配以少量小型风帆航行，航速慢，经不起风浪颠簸。战船为双桅纵帆，尚未采用转舵装置，继续使用那种依靠7～8人在甲板上大幅度用力转舵的方法。造船工艺落后，与英军军舰相比，战船虽小，但相当笨拙。船体容易腐朽，需要经常修缮，九年以后已基本上不能再用。
其次，清军战船，由于过于简陋，不能负载过重，一般只能配置数百斤至1000斤重的火炮，且装备大多还是旧式枪炮和各种传统的燃烧性火器。鸦片战争前，福建外海水师战船以同安棱船为主，最大的集字号配备重量不超过2000斤的火炮8门，炮位均安在舱面，炮手无所遮蔽，易受火力杀伤。广东外海水师有少量被称为“体势壮阔，安炮最多，俨若炮台”的红单船，其实长仅10丈余，宽2丈左右，只载官兵80人，配备数百斤至1000斤火炮20～30门。另一种可勉强在外洋作战的大号米艇，每船设官兵65名，配备近千斤至二三千斤火炮12门，另有火箭、喷桶、火罐等火器。但这种米艇，全省只有51艘，堪用者仅2／3。中国战船因为质量低劣，几百斤至1000多斤重的铁铸火炮，其射程只有300多米。(55) 道光二十年七月初六日闽浙总督邓廷桢云：“夷船以全条番木，用大铜钉合而成之，内外夹以横板，船旁船底包以铜片，其大者可安炮三层，而船身不虞震裂，其炮洞安于舱底，夷兵在舱内施放，藏身既固，运转迹灵。内地师船，广东名为‘米艇'，船身较大，福建名为‘同安梭船'，以集成字号为极大，然皆不敌夷船十分之五，向以杉板为之，惟桅舵木坚致，船之大者配炮不过八门，重不过二千余斤，若再加多，则船身吃重，恐其震损。且炮位安于舱面炮兵无所障蔽，易于吃亏。此向来造船部定则例如此，其病不尽在偷工减料，是所谓势不均而力不敌者，非兵之势不敌，而舰炮之力实不相敌也”。
英军战舰高大、抗腐性强、抗沉性好。道光二十二年七月二十日，参赞大臣齐慎奏：“大夷船，长三十二丈五尺，头尾宽三丈，船身吃水一丈，出水一丈六尺，周身内外均用白铁包裹，惟底用铜包。船身内有三层，其留一层炮眼者，一面炮眼十八个，每眼安大小炮二尊，一船共安大小炮七十二尊。”船体装有纵帆设备的高大船楼淘汰了，军舰降低了重心，航行更安全了。
其次，英舰机动性和航速远在清军水师之上。鸦片战争时，英国的战列舰全部依靠风帆。各种海船、军舰的舵柄已经用缆绳与装在后甲板上的舵轮连接起来，改变了过去那种靠人力在整个甲板宽的地方大幅度转舵的笨拙方法，从而提高了军舰的机动性，节省了舵手人数。船首部纵向三角帆和桅杆之间的支索帆比仅仅采用横帆航行起来更能吃风。横帆因增加了翼帆，使驱动力得到加强。有两桅或三桅，悬挂十余面帆，能利用各种风向航行。满帆时，一艘大型帆船可以挂起36面帆，以10节的航速破浪前进（注：10节＝37.04华里）。19世纪30年代出现的蒸气动力铁壳明轮船，已开始装备海军。如“复仇神号”战船，尽管吨位小，安炮少，在西方正式海战中难期得力，但因航速快、机动性强、吃水浅等特点，在中国沿海和内河横行肆虐。
再次，英军舰队以其强大的海军和火炮数，横行于中国东南沿海，决定了战争的时间、地点和规模。当时英国战舰大体上标准化为6个“等级”。头3个等级属于3桅横帆大战舰：1级有3层甲板，共配备100或100门以上火炮；2极也有3层甲板，共配备约90门炮；3级也就是作战舰队中的载重炮，有两层甲板，共配备64至74门炮；4级是按折中方案建造的，配备有50门炮（两层甲板），称为巡洋舰，有时也用在海军作战队列中。参加鸦片战争的3艘战列舰麦尔威厘号、威厘士厘号、伯兰汉号炮位数都是74门。迄至1840年6月22日，英军舰16艘，载炮540门。迄至1842年英军进犯长江前夕和过程中，英军的增援使海军拥有军舰25艘，载炮668门，轮船14艘，载炮56门。
八、中英双方火炮的机动性、射击精度和射速方面
战争之时，中国火炮的主要问题是侵彻力不够和命中精度不高。侵彻力不够主要是因为许多火药不好；命中精度不高，原因则比较复杂，主要是火炮缺乏可以灵活转动的炮架。至于双方火炮的射击精度，英军已对弹道学作过初步研究，瞄准器具也已具备，使之射击精度大大提高。清军火炮射击，士兵大多凭经验。这使得双方火炮的命中率差距甚大。至于双方火炮的射速，它历来因程序复杂而发射缓慢，东西方皆然。
以火炮的机动性而言，战争前后，清军对炮车、炮架不甚重视，许多火炮没有炮架，一些炮架只能调整高低夹角而不能左右活转，限制了射击范围。道光二十二年十月一日，靖逆将军奕山等奏：“查从前旧式炮架笨滞坚涩，旋转不能如意，且系寻常杂木，木性松脆，一经炮发震动，榫缝开裂，既难取准，又不能再行施放。况从前所用炮位数百斤及一千斤上下者居多。”当然，清军随后曾对炮架也做了一些改进。如丁拱辰于1840年设计了火炮的滑车、绞架和旋转活动炮架，它们在广东被用于陆上炮台和兵船。1841年龚振麟在镇海铸炮局督造火炮时，制成磨盘形枢机式炮架和四两炮车。
在火炮的射击精度方面，战争期间，清军一则以海岸巨炮对付海上舰炮，射击精度很差。二则明末以来的测量火炮发射角的铳规，士兵大多不会使用。三则使用这样的瞄准法，“旧法测视数端，有用锡片钻三空，安在炮尾上面窥之者。有用木板二片各开两空，前后悬葫芦者。有或悬垂珠，分安前后，二形相切，对线演放者。此二式谓之星斗，仅可以定偏正，而不可以定高低。惟有用竹管窥者，不拘定对靶，能知变通，上中下转移，斯可权用。”《英军在华作战记》对虎门炮战中的清军火炮的描述：“我军发现这些炮台中的许多大炮都装有瞄准器，瞄准器是笔直的金属片，钻着三个孔眼，用以射不同的距离。炮口装药的填塞料也完全是模仿我们的而造的。”当然，清军在战争后期，也在学习明末从西洋引进的铳规仪器（此时叫象限仪），试图提高火炮的射击精度。
此外，火炮的射速。清军火炮装填程序复杂，费时多，射速慢，如果第一发不中，则第二发已因敌舰远去而鞭长莫及。火炮每分钟可能达到1～2发，但炮管无法承受持续射击，隔一段时间就需休息以冷却，故每小时平均只可能发射8发，每天通常不超过100发，且铁炮在射击600发，铜炮约100发后，就已不太堪用。(66) 战争之后的林则徐对此深有体会，他在1842年8月被谴戍伊犁行次兰州时，回忆中英双方火炮射速的差别：“彼之大炮，远及10里内外，若我炮不能及彼，彼炮先以及我，是器不良也。彼之放炮，若内地之放排枪，连声不断，我放一炮后，须辗转移时，再放一炮，是技不熟也。”
英军火炮的机动性。
铁芯铜体火炮与双层体铁炮哪个更好
铁芯铜体火炮是以生铁为炮芯、铸铜为炮体铸造而成的火炮。所谓双层体铁炮，是以熟铁为炮芯、生铁为炮体铸造而成的火炮。这两种火炮都是明清时期在仿制葡萄牙红夷大炮时，利用中国传统工艺发明的早期“复合材料”红夷大炮。
这两种“复合材料”火炮的综合性能，据一些史家讲，都比纯生铁炮、纯铸铜炮和纯熟铁炮更好、更先进（本人并不完全认同）。纯生铁炮材料硬而脆，易炸膛，需要设计较厚炮壁，这样生铁炮又大又笨重；纯铸铜炮则材料成本太高、重量太大，通常制成小炮；而纯熟铁（或低碳钢）炮则受当时冶金和加工工艺限制，无法铸造而成，只能手工锻制，成本更高、制造周期更长，通常无法制成太大的火炮。为回避三种材料的劣势，发挥其优势，“复合材料”火炮应运而生。
如果要在这两种“复合材料”火炮之间比较性能优劣，那么双层体铁炮显然要比铁芯铜体火炮更好。
以硬而脆的材料为炮芯、以塑性好的材料为炮体，这是一种不合理的材料安排。合理的材料安排应该是制作铜芯铁体炮，使硬而脆的生铁不直接承受火药的冲击。但是当时的冶金工艺水平无法完成铜芯铁体炮的铸造。当时铸造“复合材料”大炮，需先铸炮芯，再在炮芯外铸成炮体，利用炮体材料冷却后的收缩性严密包紧炮芯，使之成为一体。如果先铸炮体再铸炮芯，则炮芯材料无论是铜是铁，都会因冷却收缩而与炮体内径形成间隙，使铸造失败。但是如果先铸造铜芯、再铸铁炮体，那么，由于铸铁的熔点远高于铜，熔融的铁水会熔化铜芯，使铸造失败。为此，只能采取先铸铁芯、再铸铜体的办法。这是当时工艺条件下不得已的选择。
正是为解决铁芯铜体炮不合理材料安排的问题，才出现了熟铁炮芯、生铁炮体的双层体铁炮。这种形式的“复合材料”火炮才更合理，其综合性能肯定比任何单一材料大炮以及铁芯铜体炮更好。
但是，正如上文所言，熟铁炮芯制作成本太大。从冶金方面讲，明朝大部地区采用煤炼铁工艺已是不可逆转的现实。当时大概只有福建出产的闽铁是采用传统的木炭炼铁工艺，所炼出的熟铁质量全国最好。这是因为福建森林密布，木炭资源丰富，经得起巨量的木炭消耗。但闽铁产量仍然太少，根本无法满足整个明朝的需求。明朝其它地区由于森林资源不足，木炭太少，只能采用煤炼铁工艺，而煤炼铁工艺冶出的是生铁。先不谈这种生铁的硫磷等杂质的含量过高导致生铁脆而易裂的问题，将生铁通过炒铁法炒成熟铁这一过程使熟铁的获得成本大幅升高就是一个很大问题。十斤生铁才能获得一斤熟铁，这意味着一个熟铁炮芯的生铁消耗量相当于十个生铁大炮。而且，将熟铁锻成炮芯需要大量锻工和锻造工时，又使成本升高、周期加长。以明朝当时窘迫的财政能力和对造炮数量和速度的急迫需求，低成本生铁大炮的生产数量尚且无法满足需求，双层体铁炮试造之后只能束之高阁，无法大量生产。
双层体铁炮虽好，仍属古代工艺产品。当欧洲建成大型钢铁厂后，性成优越、成本合理的铸钢问世。铸钢大炮开始淘汰所有古代生铁、熟铁、铸铜以及“复合材料”大炮。随着合金钢的出现，造炮钢材和工艺进入高速发展期。如今，火炮所需钢材仍属于材料科学领域的前沿，仍需不断研究探索。
清初的火炮改铁铸为铜铸，难道这里面有什么说法？
自从唐末发明火器以来，这种热兵器就成了战场上的利器，无论是攻城拔寨，还是野战破阵，都能够见到火器的身影，军前号令一下，顿时火光四射，电闪雷鸣般扑向敌军，令对方心惊胆战，军心动摇。宋代以来，以火器破敌的著名战例有很多，如宋金胶州湾海战，南宋水师就是以“霹雳炮”和“猛火油柜”等火器大败金国水师，使其不敢南下灭宋。
宋金胶州湾海战
而后来的蒙古大军除了以骑射闻名天下之外，其装备的火器更是克敌制胜的关键法宝，也正是这个时候，西征欧洲的蒙古大军将火器带到了欧洲，使其在西方得以迅速发展，此时的火器尤其是火炮大多是铜铸的。
之后西方的火器制造水平开始赶超中国，直至明朝中后期，欧洲的火器制造水平已经超过中国，当明朝官员查看葡萄牙沉船上卸下的几门被称为“佛郎机”的火炮时，发出了由衷的赞叹，并经过大量仿制将其装备明军，在日后的万历三大征等战役中发挥了重要的作用，而明末从荷兰引进的红衣大炮更成为明清双方攻城破寨的主力，受到了当时统治者的重视。
值得国人骄傲的是，此时在一项铸炮的关键技术上，中国还是领先西方多数国家的，那就是用铁铸火炮，当时无论是葡萄牙人还是荷兰人都是使用的铜铸火炮，但凡要用铁铸炮都要请中国的工匠来帮忙，所以当时仿制的红衣大炮，样式尺寸源于西方，而用铁铸炮的技术则源于中国本土。
可是令人奇怪的是，清朝统一中国后，铸炮的技术却出现了倒退，由以前的用铁铸炮退回到用铜铸炮的时代，这其中到底有怎样的隐情呢，下面我们来一一探究。
红衣大炮
一、铁铸火炮的工艺不成熟，安全性差。
明清铸造火炮的工艺主要有以下几种：①传统的泥型铸造法；②明末从欧洲引进的木模铸炮法；③后金利用被俘明朝工匠发明的“失蜡法”；④鸦片战争时期，浙江嘉兴县令龚振麟发明的铁模铸炮法 。
但从现存的古代大炮来看，大部分还是采用传统的泥型铸造法铸造的，这种方法简单来讲就是用泥制造泥炮，烘干后分段翻制出两开或多瓣的泥型 ，经过精细的雕刻和反复的烘干后，将炮身的铸型装配好，再将熔化的铁水浇注入铸型 ，制成大炮。
这种铸炮方法虽然有很多优点如制得的炮管壁薄，重量轻，造价低廉等，但缺陷也很大，由于使用泥膜制造，炮身经常会出现凹凸不平甚至凹坑，再加上早期中国炼钢多使用煤炭，北方的煤炭含硫较高，高温下，硫与金属在空气中发生化学反应，生成新的硫化物，使得炼成的钢铁杂质较多，延展性较差，脆性较高，导致当时铸造的铁炮都有一个普遍的致命缺陷——容易炸膛。
后来虽然经过历代工匠的努力，发明了铁芯铜身炮，但这种铸炮方法工艺复杂，应用受限，不便推广，所以当时的铁质火炮安全性较差，从而限制了铁炮的铸造。
清朝火炮
二、统治者的忽视与限制及吏治的腐败，导致火炮制造水平下降，质量降低。
清朝统一天下后，火器制造便出现了停滞，这里面有他们对于传统的弓马骑射的追求，也有太平日久，武备不修的恶果，更有统治者对民间持有火器的忌惮，使得火器制造得不到朝廷的重视，导致鸦片战争前，清朝制造火炮一直沿用明末的方法，质量又有所下降。
嘉庆四年（1799年），清廷改造了160门明朝留下的神枢炮，改造完毕后颇为引以为傲，将这些火炮命名为得胜炮，可是实验后发现，经过改造的得胜炮射程还不到百步，比原来的神枢炮射程还近，实在是让人哭笑不得。
嘉庆十四年大将军炮
而道光二十年（1840年）三月三日的一份《澳门新闻纸》，更用轻蔑的语气点评清朝铁炮：“中国只知道用铁铸成炮身，不知道做炮膛，且铸成炮身……全无科学分寸，所以施放不能有准头……大约不能为害人物。”可见清朝铁炮制造方法的低劣。
另外，吏治腐败更是导致铁炮制造质量下降的重要原因。清朝时，制造火炮等武器的物料价格和手工价都依据官定价格，如果超出则由制造者自掏腰包，可是清朝自建国以来，物价和工价一直在上涨，可是官价却不能适时变动，导致制造铁炮实际的价格要远高于官定价格，制造方如要谋利一般都会采取偷工减料的方式，这样制造的铁炮质量更差，可靠性更低。
鸦片战争前夕，关天培为更新虎门炮台的装备，新造大炮四十门。在检验新炮性能时，竟然有10门炸膛，经查看后，关天培发现新铸的铁炮“碎铁渣滓过多，膛内高低不平，更有孔眼”，其中有一孔洞，能“贮水四碗”，可见火炮质量之低劣，后来关天培的牺牲与这些低劣的大炮有很大关系。
三、当时铜铸火炮的性能在某些方面有优势
由于以上的原因，使得清朝早期的铁炮质量较差，安全没有保障，朝廷不得不另寻办法铸造火炮。于是就想起重新以铜为原料铸造火炮。与铁质火炮相比，铜炮的理论寿命虽然略低，且较铁炮更重，但却有很多优点。
第一、从材料的冶炼上，铜元素要比铁元素更稳定，使得在冶炼过程中，不容易与其他物质发生化学反应而生成杂质，使得冶炼的铜纯度更高。第二、铜的延展性比铁更好，不像低纯度的钢铁那样脆性太强，不易破裂。
这两个优点使得铜铸火炮的安全性要远高于铁质火炮，降低了炸膛的概率，即使同样有炮身凹凸不平的问题，当时铜铸火炮的使用次数和寿命实际上还是要高于铁质火炮，使得清朝的火炮很多都改为铜铸。像在雅克萨之战中立下赫赫战功的武成永固大将军炮就是一门铜炮。
武成永固大将军炮
综合以上几点原因和各方面的实际情况来看，清初的火炮之所以改铁铸为铜铸其实是一种无奈，虽然在火器发展史上是一种倒退，但却也是出于对现实的考虑。可是这种方式铸造的大炮只能停留在明末的水平，鸦片战争中，英军用工业革命的新技术制造的大炮轻松战胜了清朝的古董火炮，使得清朝天朝上国的美梦出现了裂痕，猛醒之余，清廷上下开始引进西方的技术，发展近代的工业，尤其是军事工业。
著名的洋务运动就此开始，一批批近代的军工企业诞生如江南制造总局，金陵制造局，福州船政局，天津机器局......这些军工企业成为了中国近代军事工业的开端，仿制出了当时世界上很多先进的武器如克虏伯大炮，阿姆斯特朗大炮，马克沁机枪等，但是在量产时由于清朝上下早已腐朽到了极点，导致使用先进技术制造的武器仍然质量低劣，气的李鸿章坚决拒绝国产武器，坚持进口外国武器，这真是一种可悲的讽刺啊！
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