冶铁技术、火药技术和市场竞争等因素,对欧洲火器的发展影响深远

引言

在之前的一些文章中,我为大家系统地介绍了战争对欧洲人提高火器技术和普及率的重要影响,但是欧洲的火器技术之所以能够后来者居上,超越中国和中东地区,可不止战争和社会环境这两个有利因素,之前的文章因为篇幅问题,我没有对其它影响欧洲火器技术发展的因素进行详细讲解,那么今天咱们就来继续探讨一下,欧洲火器技术在中世纪末期出现大发展的其它影响因素。

冶铁技术、火药技术和市场竞争等因素,对欧洲火器的发展影响深远

欧洲中世纪末期的士兵

市场竞争是欧洲火器技术大发展和应用推广的重要因素

除了战争的直接促进以外,在欧洲社会里,还存在一种重要因素——市场,它深深地影响着火器技术的发展,请一定不要小看市场因素对火器发展的促进作用,它对火器的性能和质量提升有着至关重要的帮助。

在中世纪末期的欧洲,火器很早就冲破了封建势力的“层层阻隔”,领主和宗教的限制都没能让火器和火药绝缘于平民阶层。事实上,领主和军事统帅们其军队士兵手里的火器,只有很少一部分是由他们的直属武器工坊制造,大多数情况下,他们的火器和火药都是订购于各个武器商或是铁匠铺,因此他们很难控制火器和火药技术的传播,以及在民间的流传。

冶铁技术、火药技术和市场竞争等因素,对欧洲火器的发展影响深远

欧洲中世纪末期的火炮

现代军事学家将1375年发生在英国亨特坤姆庄园的农民暴动视为一个意义重大的事件,因为当如此偏僻地方的少数平民(大约40人)都开始使用火门枪反抗领主时,就意味着火器走入了寻常百姓家,不再是什么神秘武器了。

在中世纪晚期时,火器变得很常见,并且它也只是一种比较危险的商品而已,它可以在市场上买卖。而为了拿到武器订单,武器商们会尽可能的提高武器质量和性能,好以此获得买主们的订单赚取金钱。

在这种情况下,经过市场残酷的优胜劣汰,欧洲地区千奇百怪的火器层出不穷,其中性能优秀的得到人们一致追捧,缺点明显的则很快被抛弃。因此,欧洲的火器技术发展的相当快速,武器更新换代也快,所以不难理解为什么火绳枪、簧轮枪和燧发枪等技术都是出自欧洲枪匠之手。

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欧洲的早期火器

硝石制取和冶铁技术的进步让欧洲火器技术得以迅速传播

欧洲火器技术的提高和传播还得益于中世纪末期欧洲手工业的发展,在1340年左右时,一种名为高炉冶铁的技术第一次出现在了今天的比利时,并在15世纪的前二十五年就传遍了周边的大部分低地地区。

这种名为高炉冶铁的技术不光能为板甲提供优质原材料,对火器发展也很重要,因为高炉可以大量生产出便宜和质量优质的铁,而铁是制作火器的重要原材料,因此盛产钢铁的低地地区就成了欧洲的火器生产中心,大量火炮、火门枪在这里的武器工坊生产出来,然后销往欧洲各地。

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华丽的板甲

当铁的价格大幅下降时,火器的制造成本也就大大降低了,这对各种火器的推广很重要,毕竟没有哪个士兵可以拒绝一件物美价廉的武器,并且这种武器还可以射穿骑士们的坚固板甲。

除了高炉冶铁技术的出现让铁的价格降低以外,14世纪末时,欧洲的火药制作技术也出现了重大突破,这种技术进步带来了革命性的影响,极大地推动了火药武器的发展,其中的代表就是硝田制硝法火药颗粒化技术。

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疑似硝田

这两种技术对欧洲火器的推广非常重要,尤其是硝田制硝法。因为当时的欧洲缺少硝石矿,而硝石恰恰是制造火药最重要的原材料!

要知道制作黑火药需要三种原料,分别是木炭、硝石和硫磺,其中硫磺占总重量的10%左右,木炭占15%左右,硝石占75%左右(最合适的黑火药粗略配比)。在这里面硝石占比最大,这意味着一旦缺少硝石,火药的数量就会大打折扣,价格自然攀升,这种情况非常不利于火药的生产和火器的传播使用。

在硝田制硝法出现之前,欧洲人获得硝石的渠道只有挖矿和进口两种,而欧洲尤其是西欧地区的硝石矿很少,并且以当时落后的挖矿技术很难开采,所以其成本较高,数量还少,为此欧洲人甚至不得不从别处进口硝石矿使用。

事实上硝石矿在世界上的分布很不平均,除了少数几个硝石大国,如智利、印度、中东地区外,其他国家的硝石矿都少的可怜。

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硝石矿

而有了硝田制硝法后,欧洲人就可以凭借一些非常容易获取的“原材料”,如人畜尿液来制造硝石。欧洲人很早就发现厕所、牲畜圈厩、床底下、老墙根等阴暗地方的表面会“长出”一片一片的青白色粉末状晶体。这种晶体便是硝(硝是硝酸钾的常用名)的结晶,而只需刮取这种晶体稍微提炼一下,再加上木炭、硫磺和少量的水(大约占总重量的8%)便能制成火药!

不过,这种“刮墙皮”所能获得的硝数量太少了,在火药的生产和制造上整体帮助不大,但是欧洲人在这一过程中逐渐发现了人畜的集硝特性(生物会把日常生活中吸入体内的硝通过粪便排出,而在硝化细菌的转换下就能形成硝酸钾)。当发现硝酸钾就存在于人畜的尿液里后,一种新技术应运而生,这便是硝田制硝法

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硝化细菌

第一个有记载的硝田出现在1388年,它开设于法兰克福。所谓的硝田制硝法其实很简单,就是准备一块田地,去除掉石头等杂物,然后挖掘一些地窖和坑洞,再往田地里埋入麦秸、落叶、烂布等物品,之后往挖好的地窖和坑洞中放入石灰和水,提高土地的温度,并保持温度恒定一段时间,创造一个适合硝化细菌生长繁殖的环境。

最后,往田地里浇灌人畜的尿液,这样等一段时间后(大概为10个月,一般春季收集硝土),在硝化细菌的转化下这块田地里就会出现大量的硝,这时再挖掘富含硝酸钾的硝土掺入草木灰(硝土、草木灰按3:1的配置)浸水冲泡,最后再熬煮硝水即可获得硝酸钾结晶。

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熬硝

挖硝土是有讲究的,硝土味道分为酸甜苦辣四种味道,入口辣的最好,其次是苦味,再是甜和酸味,不同品质的硝土需要不同的操作,但都可以用来熬硝,这种可控的人工制硝法对于缺少硝石矿和稳定硝石来源的欧洲人来说很重要。

而除了用硝田制取硝酸钾以外,欧洲人还会从别处挖掘硝土熬硝,如蝙蝠粪、鸽子粪、猪粪堆积的地方。在17世纪初,英国国王查理一世为了战争需要,大量搜集火药和制造火药的原材料,为此他甚至专门委派官员,把其控制区内的厕所、马厩里的表层土都挖走,以提炼硝酸钾,还命令全国厕所和马厩的地面,都不准铺设石板或木板,避免影响硝土的收集工作。

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白色的为硝土

硝田制硝等新技术的出现和应用对缺少大型硝石矿的欧洲各国君主来说很重要,因为这些技术的出现让硝石的价格下降,从而整体降低了火药的价格。

火药价格的下降,随之降低了火器的使用成本,这使得火炮越造越大,火门枪等早期火器也越来越频繁的出现在战场上,火药制造业和火器制造业都因此蓬勃发展,14世纪到15世纪的欧洲火药使用量逐年暴增就是对此最大的印证。14世纪中叶时,一座重要军事城堡里才只存储有10~50千克的火药用于作战,而这仅够15世纪的大口径火炮射击一次的用量!到15世纪中叶,为了满足一场战斗的需要,军队统帅通常需要准备上万公斤火药才行。

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欧洲早期火炮

火药颗粒化技术提高了火药的威力

在中世纪末期,除了火药成本下降这一个有利因素以外,还有一种火药技术对火器的发展和推广也起到了促进作用,那就是火药颗粒化(crumbled powder)技术,这种可以提高火药威力的技术在1400年左右时也出现在了欧洲,这是火药技术的一场革命,是火器史上的一个重要转折点。

在此之前,人们在使用火器时都是用粉末状的火药作为枪药(发射药),使用这种形态的火药作战时有许多缺点,比如运输不便、燃速不均匀、容易受潮等。

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颗粒化的黑火药

粉末状的黑火药在枪管内受力时很容易挤压在一起,这样在点火时会因缺氧而无法完全燃烧,这降低了火药的威力。早期枪手们为了解决这一问题,都会避免将火药装填的太紧,但太松也不行,因为这也会降低火药的威力。最好的操作就是在往枪膛里装火药时故意不装太满太紧,不过这虽然可以发挥出火药的威力,但对枪手的经验和技巧要求很高,普通人难以学会。

粉末状火药还容易受潮,这是因为当时的欧洲人为了增加硝酸钾的产量往往会在硝田内撒入许多石灰粉,这种操作虽然可以增加硝酸钾的产量,但是也大大增加了其内含的硝酸钙,而硝酸钙这种物质具有极强的吸潮性,使得硝很容易潮解,让火药无法正常使用,除非使用前先用阳光曝晒一遍。

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装载大炮

除此以外,粉末火药运输也不方便,因为粉末状火药在运输颠簸的过程中,自身重量不同的硫磺粉、木炭粉和硝石粉会相互分离开来,其中密度最大的硝石粉会居于火药桶的底层,最轻的木炭粉则会处于火药桶的表层,这必然会使得火药威力下降,甚至是根本点不着!在使用前,除非将火药全部倒出重新混合起来才行,但这在战争不紧急的时候还有时间操作,一旦发生紧急的战争则根本无法迅速取用。

为了能够保证火药的正常使用,当时的火枪手甚至会将硝石、硫磺和木炭粉分开携带,然后等到快要上战场前再将它们配制成火药。这在战场上是个很大的缺陷,突发的遭遇战、糟糕的天气都会给火药的临时配置带来很大的麻烦。

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火药

而颗粒化火药的技术则解决了这些问题,首先,颗粒化的火药在经过颠簸的运输后,虽然也会分层,最大的颗粒会跑到火药桶底层,最小的颗粒则跑到火药桶表层,但这不会影响火药的质量和使用。

其次,颗粒化火药的吸潮性也远小于粉末状火药,因为颗粒火药的表面积与体积之比更小,从空气中吸取的潮气也就更少。在大航海时代时,最好的颗粒火药还会使用石墨制的磨光机打磨掉火药粒上的气孔,以降低火药的吸湿性延长贮存期。

最后,因为颗粒火药都呈颗粒状,所以即使是受到压迫时,它们之间贴合的也并不紧密,不会像粉末状黑火药那样形成一个“整体”。颗粒火药之间留下的空隙,便于氧气为火药的燃烧起到助燃作用(便于火焰扩散),让燃速更均匀,提高火药燃烧的效率,不像粉末火药在射击时那样将相当一部分还未被点燃的火药被喷出枪管,因此其威力得到极大增加。

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欧洲士兵

自15世纪初时,欧洲人就认识到了颗粒火药的优点,当时的一些人甚至认为一磅颗粒火药的威力就相当于三磅粉末火药的威力,当然这里对威力进行了夸大,但也可见颗粒化技术对黑火药的威力提升。

颗粒火药威力的增加,意味着同等威力下,火药消耗量的减少,这进一步降低了火器的使用成本,从而让一些小型火器得以走入寻常百姓家,变得大众化。它有多普及呢?需要特别指出的是,这些制造简单的火器,即使是在穷乡僻壤也能见到!

并且,火药价格的降低,也让武器商们可以制造使用更多火药,以及威力、重量和口径更大的优秀火器,如一次射击就需要35克黑火药左右的重型火绳枪便是在这一时期开始涌现,可见火药成本的降低对火器普及和发展的促进作用。

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使用重型火绳枪的火枪手


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