火药生产的初步发展和火药性能的改进
宋代初期的火药使用尽管在初始阶段，但是由于有了固定的火药配方，有了规范的火药制造工艺和方法，宋、金两代火药生产很快发展起来。北宋都城汴京建立了广备攻城作，隶属于军器监，内分十目，即“所谓火药、青窑、猛火油、金、货、大小木、大小炉、皮座、麻作、窑子作是也。”其中火药作就是火药制造厂，其制造火药的工艺、方法及有关规定，制造工匠“俾各诵其文”，“禁其传”，不准泄露和传授制造机密。
到南宋时期，火药及火器制作得到飞速发展。南宋高宗时期，据《至大金陵新志》记载，因建康府的火药生产迅速，生产量大，必须“改筑炮药库”。据《可斋续稿后集》记载，宋理宗宝佑五年（1257年），蒙古兵进攻广西。宋朝廷派大臣李曾伯去静江（今广西桂林）调查备战情况。李向朝廷的报告中记到静江由于承平日久，军备空虚，与荆淮相比，相差甚远，“荆淮之铁火炮懂数十万只。臣在荆州，一月制造一二千只，如拨付襄郢，皆一二万”这些都说明，南宋时期火药火器生产规模庞大，生产数量惊人。
火炮的发明
这里所说的火炮，是指中国古代一种口径和重量都较大的射击火器。明代丘浚《大学衍义补》对于炮的定义为：“今炮之制，用铜或铁为具，如筒状，中实一药，而以石子赛其口，旁通一线，用火发之。”。
史料中最早记录的“火炮”为寿春府（今安徽寿县）的“突火枪”。突火枪以巨竹为筒，里头再装上火药，安上“子窠”；火药点着后，期初发出火焰，火焰尽后期，子窠发出，并发出像炮一样的声音，远闻一百五十余步。
根据史料记载，宋金时代，随着燃烧性火器的发展，爆炸性火器也开始出现并且用于实战，下面介绍几种实战中大规模使用的爆炸性火器。
霹雳炮：宋钦宗康靖元年（1126年），金兵围攻汴京，宋军“夜发霹雳炮以击贼，军皆惊呼”。这种霹雳炮就是我国真正意义上最早的爆炸性火器。
铁火炮：宋宁宗嘉定十四年（1221年），金兵围攻蕲州，向城中大量发射铁火炮。据史料记载这种“铁火炮”：“其形如瓠状而口小，用生铁铸成，厚有二寸，震动城壁”，“其声大如霹雳”。
震天雷：金哀宗天兴元年（1232年），金兵固守南京（今河南开封），想攻城的蒙古兵发射“震天雷”。《金史》记载：“守城之具有火炮名‘震天雷’者，铁罐盛药，以火点之，炮起火发，其声如雷，闻百里外，所爇围半亩智商，火点著甲铁皆透。”
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宋金时代
在宋金时代，随着火药生产的发展和新的火器的不断涌现，火器的生产和制造也迅速发展起来。宋王朝十分重视火器的制造。在北宋都城汴京，广备攻城作中的“火作”实际上就是制造火器的工厂。除了汴京以外，建康，荆州，蕲州等军事重地都设有火器制造场。
根据《三朝北盟会编》记载，北宋末年，开封的兵器库中还积藏着赵匡胤平定南唐时制造的“火箭二万只”及“金汁、火炮样”。
宋理宗宝祐五年（1257年），宋臣李曾伯到静江府（今广西桂林）调查火器贮备情况，他在给朝廷的走着中说：“荆、淮之铁火炮动十数万只”，但是静江府“见在铁火炮大小只有八十五只而已，如火箭则止有九十五只，火枪则止有一百五十筒，据此不足为千百人一番出军之用”。通过李曾伯的奏折可以看出宋代荆、淮等地的火器贮备数量非常巨大。
宋金时代，除了城塞攻守战，水战中也开始使用火器。宋高宗建炎三年（1129年），检查御史林元平为了防止敌人对福建、广东沿海的扰乱，向朝廷建议建造三种不同规格的船，“上等船面阔二丈四尺以上，中等面阔二丈以上，下等面阔一丈八尺以上`...船合用望斗、箭隔、铁撞、硬弹、石炮、火炮、火箭及兵器等”。可见为了在水战中取得更大的优势，这些战船都装备了诸如火箭，火炮等火器。
同时在野作战时，火器也被大规模的运用。宋宁宗开禧三年（1207年），金兵攻击襄阳府。一天夜里，宋人赵淳趁天黑雨大，派一千多名士卒偷袭金营，宋军向金兵发射火箭、霹雳炮、火炮，打死打伤金兵二三千，马匹八九百。
边疆防守战中也开始使用火器。宋真宗咸平五年（1002年），刘永锡向朝廷进献所制手炮，真宗赵恒命令“沿边造之以充用”。但是，在实际中，野战和边疆防守战中使用火器的战例记载十分稀少，可能是在这两类战争中，使用火器甚少的缘故
元代
元代关于火药使用的记载甚少，但我们可以从一些史料中间接看出元朝火药火器的发展情况。
其一，关于“炮祸”。元世祖至元十七年( 1280年) ,扬州炮库因库房管理人员碾制硫磺不慎引起炮库爆炸，周密《癸辛杂识.炮祸》详细记载了这次特大恶性爆炸事故:“维扬炮库之变为尤酷....碾硫之际，光焰倏起，大声如山崩海啸，倾城骇忍....远至百里外,屋瓦皆震....事定按视，则守兵百人皆糜碎无余，楹栋悉寸裂，或为炮风扇至十余里外。平地皆成坑谷，至深丈余。四比居民二百余家,悉罹奇祸，此亦非常之变也。”
其二,关于烟花诗。元代大书画家赵孟频(宋宝祐二年至元至抬二年,1254~1322年)观看燃放的烟花后，曾写过一首著名的《赠放烟火者》的烟花诗。诗云:“人间巧艺夺天工，炼药燃灯清昼同。柳絮飞残铺地白,桃花落尽满阶红。纷纷灿烂如星陨,爐爐喧尷似火攻。后夜再翻花上锦，不愁零乱向东风。”
其三,关于铁炮和“铜将军”诗。元人张宪《玉笥集》中有一首《铁炮行》诗,描述铁炮发射爆炸的情形,诗日:“黑龙随卵大如斗，卵破龙飞雷兔走。先腾阳燧电火红,霹房一声混沌剖。”
元末诗人杨维桢有一首《铜将军》诗，描述元末农民起义领袖张士诚的弟弟张士信被”铜将军”发射的炮弹炸死的情景,诗日:“铜将军，无目视，有准。无耳听，.....铜将军，天假手.疾雷击，粉碎千金身。斩奴蔓，拔祸根，烈火三日烧碧云。”
元代的火炮完成了由竹制（或木制，纸制）管形火器到金属管形火器的过渡，出现了我国历史上最早的金属管形火器。以下为两个示例。
陈列于北京中国历史博物馆内的元至顺三年(1332年)火炮。铜制,炮重6. 94公斤，长35.3厘米，口径10.5厘米，炮身下部有一引火孔，尾底径7.7厘米，尾部两侧各有一个2厘米的方孔，炮筒中部盖面镌刻有“至顺三年二月吉日绥边讨寇军第三佰号马山”三行铭文。有人对其形制进行考证，认为这种火炮是装置在木架上发射的。木架的形状像一条长板凳，将炮管嵌装上去，然后在炮身尾部的两个方孔中穿一根铁栓，使炮管和木架牢固地结合成一体。这根铁栓既起木架和炮筒的联结作用，又起火炮的耳轴作用。发射时，根据所射击的目标距离远近，在炮筒下加垫木楔，构成不同的射角，以射击不同距离的目标。
元代稍晚的碗口筒炮。据报告者称,这尊铜炮是1961年从河北张家口市发现的，炮身盖面镌刻有“X”记号,通长38.5厘米，炮口内径12厘米。报告者断定为元代遗物,现藏河北省博物馆。从其外形上看，似乎是介于至顺三年碗口铜炮和明初大碗口简炮之间的-类碗口筒炮。
火炮于元朝的工艺升级
火炮在元朝经由竹制（木制或纸制）的炮管迭代到了金属炮管，这是我国兵器发展史上的突出成就，更是火器发展史上的重大进步。金属管形火器不仅坚固耐用，连续发射不易烧毁，更重要的是这类火器能够承受的膛压更大，因而火药爆炸里的加大也不至于炸毁炮管，可加大火药装填量，增加射程，使杀伤威力大幅增加。随着元代科学技术尤其是金属冶炼和铸造技术的发展，以及当时频繁发生的战争的需要，金属管形火器便迅速发展起来。
元代金属管形火器的品种比较齐全,从目前见于报道的几尊金属管形火器的资料来看,元代金属管形火器已有小、中、大之分了。小型火铳如西安铜手铳,重量仅一公斤多,长度仅26厘米,不装柄可以装入衣袋或藏于袖中。中型火铳如至正十一年铜铳,重量4.75公斤,长度43厘米多,后銎装柄后可单兵使用。较大型的如至顺三年铜炮,炮口内径10.5厘米,重量约7公斤,长度35厘米多,需要安装在特制的长木板凳上才能发射,因此,或许可以说它就是世界上最古老的火炮。
元代金属管形火器的形制在不断改进,其铸造工艺逐步提高。火铳是由前膛、药室、尾銎三部分组成。这三部分的造型都符合一定的科学技术原理,并反映了当时人们的科学技术水平:如为了加大膛内承受的压力,镜身外沿加铸了圆箍;为了使铳体内多装火药,药室外凸成椭圆形;为了便于手持发射,尾銎中空利于装手柄。
关于元代金属管形火器的生产制造，迄今为止，这方面还未发现有关的史料文字记载。单从至顺三年铜炮上铭文中的“第三佰号”来看，元代金属管形火器的生产制造量也不会太少。“第三佰号”为这种火炮的数量顺序编号，这表明，至顺三年这一种同怕，元政府至少生产制造了三百尊。
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文中观点多为引用刘旭老师的《中国古代火药火器史》
炮之一物，亦或沉声静气、孤舟浮水，亦或山崩海啸，倾城骇恐。
北京田园民风，火炮行业翘楚。
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