第一次鸦片战争，清军与英军的作战方式主要是海陆炮战，双方都使用前装滑膛炮和黑火药。虎门要塞各炮台共有460门炮，1840年到达广东海面的英国军舰16艘，炮540门。单从纸面上看，清军尚可一战。而且，当时英国的军事工业也还未完全进入机器生产的时代。
然而，林则徐在《会奏穿鼻尖沙嘴迭次轰击夷船情形折》中，还讲英夷船坚炮利。英军的炮有多厉害？与清军的炮有什么不一样？分析一下火炮的几项关键技术就明白差距在哪里了。
林则徐虎门销烟
一、材料技术
英国的火炮材质一般采用灰口铁，脆性低、耐热、吸震性强、导热率高。中国火炮用的是白口铁，各方面都明显差于灰口铁。由于导热率低，中国的火炮发射后，冷却时间慢，重新装填炮弹的间隔时间被拉长，发射的频率就远低于英国火炮。打起仗来，经常是英军发射了十发炮弹，清军才刚发射五六发。
二、制炮技术
18世纪末期开始, 当清朝还在改进铸模工艺的时候，欧洲开始采用了一种实心钻膛技术。1775年， 47岁的英国人威尔金森在他父亲的工厂里经过不断努力，终于以新的精密镗孔加工技术制造出了具有罕见精度的炮筒镗床。这种镗床连气密要求高的蒸汽汽缸都能加工。
约翰威尔金森1774 年发明的炮筒镗孔机（模型）
先用延展性较好的铸铁整体铸成实心圆柱，用车床将其加工成炮管形状，再用钻床直接从实心铁柱上钻出炮管，继续使用镗床扩大口径。极大地提高了大炮加工精度。
采用这种工艺制作的炮膛，能够承受更高的膛压，身管也可以做得更长；内部光洁平直，炮弹和炮膛接合更紧密，提高了火炮的射程。同时，整体铸造的火炮也避免了传统铸模工艺无法避免的砂眼等问题。
三、倍径技术
倍径技术是指火炮口径与炮身的关系。中国明朝末期引进的红衣大炮时也引进了倍径技术，与模铸技术、造弹技术、腊准技术(弹道学知识)、筑台技术等火器制造和使用技术一起成为西方传华火器技术的核心要素。
明朝灭亡后，郑成功一直在东南沿海坚持抗清战争，其于永历九年(1655)铸造的永历铜炮是按照西方传华火器倍径技术设计的一种攻城炮。这种结合中外铸炮技术特点的铜炮,由于铳口与铳身倍径比例合理，炮身长,因而射程和威力都较大，适合于陆地和海上的各种战争，在郑成功的对外作战中起到了很大的作用。
英国皇家海军“胜利”号战舰配备的32 磅弹加农炮（复制品）
清朝时，传教士南怀仁于康熙十三年(1674)担任钦天监监正，并奉命铸炮。康熙朝所造的大小铜炮 、铁炮多达905门,其中半数以上是在南怀仁主导下制造的。这些火炮，在康熙朝平定三番、统一台湾、抗击沙俄侵略中，都发挥了决定性的作用。
此时的中国火器技术与西方的差距是在逐渐缩小的，但由于明朝的灭亡以及清康熙之后对火器技术的自我封闭，使得与西方火器技术差距重新拉大，导致鸦片战争的惨败，使国家受辱民族受难。
四、火药技术
恩格斯曾赞扬英国炮兵道：“英国的烟火剂和火药比其他各国都好，而英国的空炸信管的准确性也是无与伦比的”。
清军的岸防大炮比英军舰炮更重，理应射程更远，但实战中却往往被英军舰炮在清军大炮射程外远距离吊打，一个重要原因就在于英国火药的品质远远优于中国土产火药。
约在15世纪的前五十年的某一时期，欧洲人发现如果把粉末火药加入液体混合之后干燥成饼状，再破碎成颗粒，可以让火药的威力变得更加强大。最早的关于这种新技术的记载大约出现在1407年，甚至有可能在 1372年的英格兰。
颗粒黑火药
中世纪的炮手和火枪手发现如果膛内的火药装填得太紧，火药就会因为缺乏氧气而无法成功地燃烧；如果装填得太松，又会减小火器的威力。碎粒黑火药的出现，首先就方便了弹药的装填，其次，是增加了发射威力，据当时测算，2磅碎粒黑火药的威力至少相当于3磅粉未黑火药的威力。
再一个就是碎粒黑火药运输起来也更方便。粉末黑火药在运输颠簸过程中，混合的原料粉末成分会逐渐互相分离。如果长途运输的话，到了战场火药恐怕就已报废。而碎粒黑火药就没有这种缺陷。
最后，将黑火药做成粒状，其表面积与体积之比更小，因此，火药中的硝从空气中吸收的潮气更少。所以碎粒黑火药还耐储藏。
火炮填装颗粒黑火药
15世纪末，工匠们开始将药饼挤过筛子，以得到形状规则的火药颗粒。和外形不规则的碎粒火药颗粒相比，其颗粒更小、外表更光滑，这就是真正的颗粒火药。
经过三百多年的火药制作工艺改进，再加上1825年，化学家歇夫列里在经过多次实验后，发现了黑火药的化学反应方程式：2KNO3+3C+S→K2S+N2↑+3CO2↑。根据这一方程式，英国配制了硝、硫、炭的比率为78%、8%、14%的炮用发射火药。由于使用了成份比例适当的颗粒黑火药，就大大提高了英舰火炮的威力。
五、炮弹技术
相比清军泥模铸的炮弹，英军铸铁弹采用蜡模铸造，重量、大小不等的定装球形实心弹形制规整，与炮膛间的游隙值自然降低，可提高炮弹的初速和杀伤力。另外，英军还使用链弹、霰弹、爆炸弹和康格里夫火箭等。
康格里夫火箭
长期以来，大型战列舰凭借着机动和火力的优势可以毫无顾忌地穿行于岸炮的火线之内，即便挨上几炮也不至于伤筋动骨。但是直布罗陀的英国炮手们创造性地将实心弹在炉子中加热，然后用钳子夹着捣入炮膛发射。
这种被加热到高温“炽热弹”，发射到木质风帆战舰上，击穿舰体，其碎片可使战船迅速燃烧，失去战斗力。因此，英舰可以毫不费力地击沉清军的近岸巡海船。
英舰在珠江击中清军战船引起爆炸
六、射击技术
当时的国人注意到英国火炮瞄准时用象限仪测量火炮射角，这表明英国的炮兵射击熟练运用了弹道学知识。对于英国炮兵而言，只需要测定距离等参数，对照射表，即可调整方位、角度，实现精确瞄准。
此时，明末引进的西洋“铳规”（象限仪）早已无人会用，大部分火炮上的瞄准装置就是一块从上而下钻了三个孔的铁板，三个孔代表三个不同距离。
英军登陆
英人的炮兵战术十分纯熟。魏源发现：“夷船攻我则于十里内外，遥升高桅，用远镜测量”，观察清军布防情况。由于清军炮台临海布置，一旦被英军探明底细，英军就使用大量爆破弹，用高仰角打进炮台内，大量杀伤清军有生力量。
同时，或派出陆战队抄掠炮台后路，或派军舰轰击溃退队伍，经过这样的海陆夹攻，战场主动权完全掌握在英军手中，“虎门、厦门、定海、上海、宝山失事情形，如出一辙”。
数百年耗费巨资的大清海防炮台，面对英军的坚船利炮，一下子都成了摆设。
清军炮台奋勇抵抗
从以上几个方面的分析来看，同样是前装滑膛炮，同样采用黑火药。然而，英军舰炮的优势、新火炮射击技术和作战方式的采用，是英夷“炮利”的秘密之所在，也是其侵略得逞的重要原因。
在“炮利”方面，英军的优势是全方位，是科学主义对经验主义的优势，是机器生产方式对手工生产方式的优势，是先进的生产方式对落后的生产方式的优势。
这充分说明了“落后就要挨打”这一真理！
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