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弩(战争兵器)

弩是古代的一种冷兵器,是古代兵车战法中的重要组成部分。是步兵有效克制骑兵的一种武器。 弩也被称作“窝弓”、“十字弓”。古代用来射箭的一种兵器。它是一种装有臂的弓,主要由弩臂、弩弓、弓弦和弩机等部分组成。虽然弩的装填时间比弓长很多,但是它比弓的射程更远,杀伤力更强,命中率更高,对使用者的要求也比较低,是古代一种大威力的远距离杀伤武器。强弩的射程可达600米,特大型床弩的射程可达千米。按张弦的方法不同,可分为臂张弩、踏张弩和腰张弩等,还有能数箭齐射或连射的连弩和装有数把弩弓的床弩。

弩是一种致命的武器,之所以被普遍使用,是因为不需要太多的训练就可以操作,即使是新兵也能够很快地成为用弩高手,而且命中率奇高,足以杀死一个花了一辈子时间来接受战斗训练的装甲骑士。某些时候(尤其是以骑士为对象),弩弓被认为是一种不正当的武器,因为它只需要很少的技巧即可操作。英国的理查一世(狮心王理查)就曾经两次被弩箭射中,并在第二次伤重不治。如此一个伟大人物竟然死在一个普通或低等的士兵之手,对于贵族来说简直骇人,为此,在十二世纪时,教皇就曾尝试以残忍为理由禁止弩的使用。

汉刘熙《释名释兵》:「弩,怒也,有执怒也。其柄曰臂,似人臂也。钩弦者曰牙,似齿牙也。牙外曰郭,为牙之规郭也。下曰县刀,其形然也。含括之口曰机,言如机之巧也,亦言如门户之枢机开阖有节也。」

弩的结构可以分为三个部分:臂、弓、机。“臂”一般为木制;“弓”横于臂前部;“机”装在臂偏后的地方。弩最重要的部分是“机”,弩机一般为铜制,装在弩“郭”(匣状)内,前方是用于挂弦的“牙”(挂钩),“牙”后连有“望山”(用于瞄准的准星);西汉开始弩的“望山”上刻有刻度,作用相当于现代枪械上的表尺,便于按目标距离调整弩发射的角度,提高射击的命中率。在铜郭的下方有"悬刀"(即扳机),用于发射箭矢。当弩发射时先张开弦,将其持于弩机的"牙"上,将箭矢装于"臂"上的箭槽内,通过"望山"进行瞄准后,扳动"悬刀"使"牙"下缩,弦脱钩,利用张开的弓弦急速回弹形成的动能,高速将箭射出。

弩弓一般使用多层竹、木片胶制的复合弓,形似扁担,所以俗称“弩担”。它的前部有一横贯的容弓孔,以便固定弓,使弩弓不会左右移动,木臂正面有一个放置箭簇的沟形矢道,使发射的箭能直线前进。木臂的后部有一个匣,称为弩机;匣内前面有挂弦的钩,钩的后面装有瞄准器,称为“望山”;匣的下面装有“悬刀”(扳机)。发射时,先将箭矢放在矢道上,把弓弦向后拉,挂在钩上,瞄准目标后,一扣扳机,就将箭射出。

在弩上的弓是横置的,藉由扣动板机将绷紧的弓弦放开来射出弩箭。重新拉紧弓弦时,须将弩弓的前端置于地面再用脚踩住,然后用双手或藉曲柄的辅助把弓弦往后拉紧。由弩所发射出的方镞箭或弩箭,射程比一般的箭来得短。方镞箭可以在飞行时保持平稳,并且带有一个尖锐的金属箭头。

西方弩兵通常会携带一块大盾牌上战场,好在拉弩弓时有所防护,这种盾牌十分高大,并附有木制的支撑物。一队弩兵可以用盾牌设立出一道盾墙,让他们可以俯身在盾牌后面拉紧弩弓弦,在射击时,便只有弩和头盔会露出盾墙。由于西方的弩机结构相比中国的效用差,弩的射程近,上弦时间长,威力甚至不及弓箭。如果他们在开放的地区遇上比较具威力的长弓兵,通常会被迫撤退。

中国古代装有张弦机构(弩臂和弩机),可以延时发射的弓。射手使用时,将张弦装箭和纵弦发射分解为两个单独动作,无须在用力张弦的同时瞄准,比弓的命中率显著提高;还可借助臂力之外的其他动力(如足踏)张弦,能达到比弓更远的射程(图1战国弩复原示意图)。

弩的关键部件是弩机,从为数众多的出土铜制弩机可以看出其结构:弩机铜郭内的机件有望山(瞄准器)、悬刀(扳机)、钩心和两个将各部件组合成为整体的键。张弦装箭时,手拉望山,牙上升,钩心被带起,其下齿卡住悬刀刻口,这样,就可以用牙扣住弓弦,将箭置于弩臂上方的箭槽内,使箭栝顶在两牙之间的弦上,通过望山瞄准目标往后扳动悬刀,牙下缩,箭即随弦的回弹而射出。

制弩工序在明《武备志》中有详细的记载:“弩身用枣木红赤者为上,棠梨木红赤者次之....弩身长一尺六寸三分”“弩弦用皮胶者一遇雨露则胶溶皮软.....小棕索不怕雨鼠且耐久”

根据它的弦/弓比,就可以断定它是复合材料制成的。单体木弩的弓的形状类似一段圆弧,弦/弓比大于0.9,而神臂弓的弦/弓比小于0.8,如果是单体木弩,只有在快拉满的时候,才能达到这样的弦/弓比。神父卡茨提到过这一点,但是,他先假定神臂弓是木弩,因此判断弓长的记录有误,这是不正确的。

另一方面,神臂弓的弓长100cm,单体木弩在尺寸如此小巧的前提下,不可能这般强劲。因为单位质量山桑木的储能,不过复合材料的三分之一。神臂弓这样轻巧,又如此强劲,弩弓材料一定非同一般,而在中国,复合弓、弩的制作从商晚期代就开始了,在中国古代一直大行其道,用在神臂弓上是很正常的事情。

一是射程远。“弩”张开弦时需要的力比弓大,所以它比弓射程更远。

二是可以瞄准目标,命中率高。“弩”其实就是强化的弓箭,可以瞄准目标等到需要时再发射,有利于捕捉射击时机,命中率比弓高。

三是可以同时发射几枝甚至几十支箭,战斗威力强。所以,弩比弓更实用。

“弩”的缺点是弩机很笨重,所以适合由步兵携带或制成弩车。

古代的车兵都装备有“弓”和“ 弩”,是步兵主力,有利于攻坚、设伏、厄守、突围、相持等战法。

战国时期有四弩:夹弩、瘦弩、唐弩和大弩。夹弩、瘦弩较轻便,发射速度快,多用於攻守城垒;唐弩、大弩是强弩,射程虽远,但发射速度较慢,多用於车战和野战。

《战国策韩策一》:「天下强弓劲弩,皆自韩出,溪子、少府、时力、距来,皆射六百步外。」许慎注《淮南子 真篇》:南方溪子蛮夷柘弩,皆善材。韩有溪子弩。」少府,官府名,少府所造之弩。时力,作之得时,力倍於常,故名时力。距来,当为「距黍,《荀子性恶篇》:「繁弱、钜黍,古之良弓也。」

《汉书艺文志兵书略》:《望远连弩射法具》十五篇。

汉代的弩,有用双臂拉开的「擘张弩」,和用脚踏的「蹶张弩」两种。

诸葛亮在蜀时,曾制造一种连弩,称为元戎,弩箭用铁制,长八寸,将十枝箭放在一个弩槽里,扣一次板机,就可由箭孔向外射出一枝,弩槽中的箭随即又落下一枝入箭膛上,再上弦,又可继续射出。(武术论集P164)

晋代的弩较汉代大,有「万钧神弩」之号。如晋安帝义熙六年十二月(公元410)刘裕用万钧神弩,连破卢循。

宋神宗熙宁元年(公元一0六八),李宏发明踏张弩,名叫神臂弓,《宋史》说:「身长三尺二寸,弦长二尺五寸,箭木羽长数寸,射三百四十余步,入榆木半箭。」具有射程远,重量轻的优点,所以一直流传到明代。

北宋时,床弩盛行,《武经典要》载有双弓的双弓床弩、大合蝉弩、斗子弩和三弓的手射弩、三弓弩。明代末年,弩渐衰落,清朝军队已经不用为战斗武器了。

几种著名的弩:

一、汉代的大黄弩,汉代的弩强度按石来计算,分一石至十石,(大约引满一石弩需27-30公斤的力量)其中十石弩最强又被称为黄肩弩,大黄力弩。只有十分强壮的人才能使用,史记中“李广列传”中就有李广持大黄弩射敌将的记载。据后世的考证估算,它的射程能达到四百米左右。

二、诸葛连弩:三国时诸葛亮制作了一种连弩,称作元戎弩,一次能发射十支箭,火力很强,但是体积、重量偏大,单兵无法使用,主要用来防守城池和营塞;并且与当时的强弩相比这种连弩射程较短,杀伤力较低作战时一般与蹶张弩配合使用。后来大发明家马钧对其进行了改进,改成了一种五矢连弩,使其体积、重量大大减轻,成为一种单兵武器,但是因为生产很复杂,所用的箭矢也必须特制,所以没大量生产,后失传。

三、神臂弩,北宋神宗时发明,弓身长三尺三,弦长二尺五,射程远达三百四十多步;威力强大,矢可入榆木半杆。号称威力强于汉代大黄,其他器械都及不上,成为宋军弩手的制式兵器之一。

四、豆+寸子弩,这是一种强力的连弩,是宋代三弓床弩的一种。一次可以发射十余支箭(古代火箭炮?)射到千步远。(射程最大的冷兵器)张开弦需用七十五至一百余人用绳索绞动借用机械的力量,是一种威力极大的武器。

五、连弩车,战国时就有连弩车,该弩属于弩炮的一种,置于车上,可进可退。车上驾十二石大弩,每弩一发七矢,中矢为主矢略大,两边各三矢略小,可射七百步,中处墙倒城摧,势不可挡。大概可以算古代的火箭炮。

六、最大的弩-秦弩,秦代弩的种类得到了长足的发展,秦俑坑发现的弩弓遗迹多达数百处。从完整的弩弓遗迹判断至少应有三种不同形制的弩,弩弓为木质均已腐朽,朽木残长130至140厘米,弩臂也已腐朽,末端安有青铜弩机,弩机通高16.5厘米,望山高5.5厘米。这是秦俑坑发现数量较多的一种弩。同时在一号俑坑还发现一种形制特殊的弩,它是在残长64厘米的弩臂上重叠了一根木条,在弩臂上还夹有铜饰件。显然这些装置都是为了增强弩臂的承受强度,说明它是一种张力更强,射程更远的禁弩。在二号俑坑还发现一处特大型号的铜镞,每支重量达100克。较其它铜镞一倍。这不仅是秦俑坑也是兵器史上发现型号最大的铜镞。使用这种铜镞的必然是一种张力更大,杀伤力更强的弩。弩出土时装在用麻布制作的弩衣内,木质部分虽已腐朽,但青铜弩机出土后仍然活动自如,表明秦代弩机的制作工艺达到相当高的水平。

弩亦弓属,相传为黄帝所造,亦名窝弓、其发矢不仗人力,而用机括,力强而及远,较弓为烈,猎人恒设置丛莽阊,使虎豹等误践其机而中矢,于此可见其力之强也。惟弩之形式,与弓略异,弓背之中,横置一臂,发矢之机,即置于是,发时先架弦于机,此处名弩牙,然后捩其弩鼻,牙与此处本一木,不过方向相异,此上则彼下,此下则彼上,有如捕鼠器之机括然,故一捩弩鼻,牙与此处本一本,牙即脱弦,而弦激矢出矣。弩之大小不同,名亦各异,小者以手攀捩,其大者须用足踏,盖非手之力足以胜任也。其名则有神臂弩,花装弩,穿镫弩等,大概皆以其用法不同而异名。至弩之造,依然如是也,大概此等名目,皆出于唐宋之间,固非古代所定之名称也。弩之功用较弓箭为巨,及火器兴,弓弩之位置遂一落千丈,以至今日,非但习此者少,并其名称及形式而忘之矣。惟北方多山林,毒蛇猛兽时出为民害,山居者犹多设窝弓以自卫。猎户以猎兽为生,火烧之外,亦借窝弓以设伏,一旦火烧失效,亦有以弩杀兽者。故弩箭虽不见用于战争,而山陕口外之人,尤多习此者,自卫谋生,两利之道也;至若南方之人,孱弱素蓍,今虽稍注意武事,而此道则无复能之者矣。

弩的出现应不晚于商周时期,春秋时期弩成为一种常见的兵器在使用。《孙子兵法.作战》中即已将弩和甲盾等一起列为重要的作战物资。到战国时期弩更是广泛的运用于军事之中也从战国早期的擘张弩(即用臂力开的弩,),《孙膑兵法》中称这种弩“发于肩膺之间,杀人百步之外”;发展到战国晚期出现的蹶张弩:如韩魏的十二石弩(射六百步)等,这些弩因为必须使用更强的力量才能张开,就要求“弩机”更坚固,开始在“弩机”外加装“铜郭”强化机糟。这一时期弩在战争中运用的更普遍,如韩国的精兵就被称为“披坚甲,持劲督”(弩的一种叫法);魏选武卒,考核的要求之一就是要能够挽十二石弩。

至今已发现的最早的较完整的弩,是河南省洛阳市中州路出土的战国中期的弩。这件弩制作得相当考究,弩机为铜质,木质弩臂末端装有错银的铜弩踵,前端装错银的蛇头状铜承弓器。根据考古发掘出土的以骨、蚌制作的原始悬刀和中华人民共和国建立前鄂伦春、纳西、苗族等少数民族使用的木弩的形制推测,原始的弩应远较此弩质朴,所以在战国以前弩还应有一个较长的发展过程。这在古文献中也有一些旁证,如《礼记缁衣篇》引《太甲》说:“若虞机张,往省括于厥度则释。”《韩非子说林篇》说:“羿执鞅持杆,操弓关机。”两处所提到的“机”,都宜解释为弩机。所记之事的年代都在商周以前,说明中国发明原始木弩的时间应不晚于商周时期。

春秋晚期,实战中开始重视用弩,《孙子兵法》中已提到“矢弩”的作用。到战国时,《孙膑兵法》所记述的阵法中,有一种叫“劲弩趋发”,说明弩在实战中的地位更加重要。公元前 341年,在著名的马陵之战中,孙膑就是以“万弩俱发”的突击攻势,战胜了轻敌而怠惫的庞涓的大部队。当时所用的弩是以臂力张弦的擘张弩,所装的弓比一般弓小,弩箭也相应地短些。《孙膑兵法》中称这种弩“发于肩膺之间,杀人百步之外”,射程并不很远。至战国晚期,出现了性能更好的以足踏张弦的蹶张弩。如《战国策韩策》称韩国的武卒就是“披坚甲,□劲弩”。此类劲弩装有粗壮的弓,要用相当大的力量才能张开弦,因而要求弩机更加坚固。战国中期的弩机,虽然悬刀、钩、牙等已用铜制,但无铜郭,弩机直接装在木质弩臂上,承受不了太大的张力。战国晚期的弩机外增铜郭,强化了机槽,这一部件就是适应蹶张的需要而产生的。战国弩机的望山尚无刻度,西汉时出现了带刻度的望山 (见彩图西汉青铜弩机(河北满城刘胜墓出土)),它的作用近似近代步枪上的表尺,射者依目标的远近,通过望山控制镞端的高低,找出适当的发射角,以便准确地命中目标。

春秋后期,在我国南方出了一个擅长用弩的大师陈音,他曾向越王勾践讲述了一个关于弩产生的美妙传说。他说:“弩是由弓产生的,弓是由弹弓产生的。而弹弓是远古的一个孝子创造出来的。当时人们的生活很简朴,饿了就猎食鸟兽,渴了就饮雾露泉水,人死之后,用白茅草缠裹,抛在荒野之外了事。有一个孝子,不忍心看到死去的父母的遗体被鸟兽残食,就做了一把弹弓,守护着父母的遗体,杜绝了鸟兽的侵害。后来有人把这件事编成歌唱道:“断竹续竹,飞土逐害。”以后神农黄帝把木棍弯曲制成弓,把树枝削尖作成箭。凭弓矢之利,以威天下。继黄帝之后,楚国有个孤儿弧父,年幼无依,用弓箭狩猎糊口,慢慢练成了百发百中的神技。弧父把射艺传给了羿,羿又传艺给逢蒙,逢蒙传给了楚国琴氏。琴氏改进了弓,在弓干上加木臂,设机枢,制成威力更大的远射武器弩。

弩和弓相比,有哪些优越性呢?第一是加大了张力。弓必须用双臂拉张,射手一手控弓,一手拉弦,这样它的张力不可能超过人的臂力。而弩则不同,不但可以双臂拉,还可以脚蹬弓背,用腰乃至全身的力量拉张,当时称这种拉弩弓的办法为“蹶张”。到后来,甚至出现了把几张强弩装在床架上,用几个人,十几个人同时拉弦的车张弩,可以想见,这样的弩,不论射程,还是杀伤力,都比弓强了许多。第二,用弓射箭时,弓箭手双手拉弓,眼睛必须同时瞄准。但双手拉弓不可能持久,眼睛瞄准也就仓促。用弩时,则可事先把弩弓拉开,敷上箭,什么时候对准了目标,什么时候扳机发射,加上弩机上设有专门的瞄准器望山,可以射得更准。第三,利用集中作战,先把弩张好,选择有利时机,一声令下,全体弩手同时发射,使敌人猝不及防。这种战法,是驷马战车的克星。

弩具有这许多优越性,就在于在弓上装了一个木臂,木臂上装置了机括。通过机括控制弓弦发射。我国最早的弩,大概在原始社会晚期就产生了。在我国新石器时代的遗址中,常常出土一种六厘米长短的条形骨、角、蚌片,几乎相同的是在其一端都开一个或两个小圆孔,有人认为这就是最原始的弩的机括扳片。

到了春秋时期,已出现了装有青铜机括的弩了。弩机包括悬刀、牙、牛等构件,比原始社会的骨、角扳片复杂多了。

保存较好的一件弩,是湖南长沙扫把塘一三八号战国楚墓中出土的,特别是弩臂等木质构件保存至今十分难得,这件弩全长约五十二厘米。弩臂是用两段硬木接拼成的,前面承弓处内凹,下端向上伸出,刚好含托着弩弓。弩臂前部稍宽,两侧还加衬了薄木片。距侧板后侧二厘米处两侧各有一个小耳,通过承弓处和小耳,可以把弩弓牢固地捆缚在弩臂上。弩臂的上平面刻矢槽。弩臂中段两侧有供手握的凹窝。弩机槽开在弩臂的后段,内装青铜弩机,弩机的牙、牛悬刀等构件,由枢装牢。机槽下还设一个半环护板,与后尾的小木柱相连,它的作用有点近似现代步枪扳机的护环,便于手扣扳机,又可在张弩后保护悬刀不被碰触。弩臂通体刷褐漆。弩弓出土时已断成几截,是用竹材制作的,中部由两层复合,用绸绢、丝绳层层包缠,再髹黑漆,全长约一百三十厘米。与这件弩一起还出土了一束竹杆弩箭,箭长六十三厘米。

秦始皇陵一号铜车马车厢前阑左侧的那具铜弩和整辆铜车马一样,虽是给秦始皇陪葬的模型明器,但制作精巧,完全仿照当时的实用弩。这具弩的弩臂像腰身修长的瑞兽,前端是兽头,张口衔住弩弓的弓,上面平滑,铸出矢糟,弩臂后部设机槽,内装弩机,下面保护悬刀的护板像瑞兽盘回的短尾。弩臂通体彩绘卷云纹,通长三十九点二厘米,弩弓也全是铜制的。部又宽又粗,渊箫部分渐细,长七十点二厘米。弓弦是由多股铜丝绞成的,两端盘成环扣,套在两端箫上。另有一条较细的铜绳穿过弩臂,拴系在弩弓弓渊与箫的相接处。经测算,铜车马是按一比二的比例制作的,若将铜弩复原成实用弩,弩臂长七十八点四厘米,弩弓长一百四十点四厘米。

铜弩斜置在车厢前阑左侧,弩弓向下,弓部由两件焊死在车厢上的银质“承弓器”紧紧卡住。这样,站在车厢左侧的射手,只要俯下身,就可以握住弓弦,尽全身之力张弩了。同出的六十六支弩箭,绝大部分的箭镞呈三棱锥形,只有四支箭镞呈前粗后细的圆柱形。这些箭总长三十五点二至三十五点四厘米,复原后长七十厘米左右。从秦始皇陵一号铜车马上的铜弩,我们可以看到春秋战国时期铜弩在战车上的装配情况。特别是那两件“承弓器”,是战车上装配远射武器弩的关键。据文献记载,战国末年,就产生蹶张强弩了。韩国的溪子、少庥时力、距来三种强弩,射程达六百步,洞腑穿心,可惜没有见到实物出土。

在先秦,还有一种连发弩,一九八六年湖北江陵秦家咀四十七号战国楚墓出土了一件,长仅二十七点八厘米,但结构复杂,性能也比普通弩优越许多,这种弩一次可装二十支箭,连续发射十次,每次射出两支箭,射程达二十至二十五米,我们不妨称它作双矢并射连发弩。这件双矢并射连发弩包括弩臂、活动木臂、储矢匣、弩弓四大部分。

到了西汉时因为跟北方匈奴长时间交战,作为汉军步兵对抗匈奴骑兵的利器,弩进一步得到了发展。在“望山”上开始出现用于测距瞄准的刻度,提高了弩的命中率。并且开始有了连弩的记载:“因发连弩射单于,单于下走”(《资治通鉴》卷21)。到了东汉时期开始有腰引弩(后又作腰开弩)这是单人能拉开的最强弩“力弱者用蹶张,力雄者仍用腰张”(《武备志》)并且在三国时期诸葛制作了著名的“元戎弩”史载这种连弩“以铁为矢,矢长八寸,一弩十矢俱发”(《魏氏春秋》)同足踏的蹶张弩配合使用有很强的杀伤力。后来大发明家马钧又对其进行了改进使之成为一种单人即可使用的一弩五矢的更实用的兵器。

腰引弩的图形见于山东省济宁武氏祠画像石中。《晋书马隆传》称当时简试勇士所用腰引弩的强度为三十六钧(约合九石)。明朝的《武备志》称之为腰开弩,“力弱者用蹶张,力雄者仍用腰开”。可见它是单人使用的弹射力最大的弩。

装有连射机构的连弩始见于东汉班固撰《汉书李陵传》:“发连弩射单于。”三国时期,诸葛亮改制的连弩,大量装备蜀国部队,“一弩十矢俱发”(西晋陈寿撰《三国志诸葛亮传》注),威力很强。

弩是一种冷兵器时代重要的远程武器,它从弓发展而来,但比弓威力更强,射程更远, 在我国数千年的古代战争中被大量运用,直到火器的出现。汉朝弩的强度以“石”来计算。张弓引满一石的弩相当提起一石(约30千克)重物所用的力。据汉简和古文献记载,汉弩分一、三、四、五、六、七、八、十石诸种。汉弩的强度都要经过严格校验,在居延汉简中曾发现过检验已受损伤的弩的强度的记录,其中十石弩又称为大黄弩、黄肩弩或大黄力弩,强度最大。参据《梦溪笔谈》所记的宋朝一种蹶张的“偏架弩”估算,汉朝强弩的射程可达400米左右。汉朝名将李广于公元前121年与匈奴作战时,在众寡悬殊的情况下,以大黄弩射杀对方将领而扭转战局。汉朝郡国还组成了以弩手为主的步兵兵团“材官”,其指挥员的官号有的就称“强弩将军”。

由于弩的发射比较费时,而且持弩的士兵又不便兼用其他武器,所以弩手常在其他士兵掩护下编成“上弩”、“进弩”、“发弩”等组,轮番连续发射。在“守隘塞口”中,更能发挥其威力。至南北朝以后骑兵大规模纵横驰骋之时,由于强弩不便在马背上使用,遂逐渐衰落。明朝以后,由于火器迅速发展,弩不再受重视。《天工开物》中甚至认为弩是“守营兵器,不利行阵”。

到了十六国南北朝时期骑兵在战场上称雄,弩不便于骑兵在马上使用,而且当时讲究使用重甲骑兵,所以进一步向威力强,射程远,使用机械力量的床弩发展。到宋朝时为了对抗北方游牧民族的骑兵,宋军大量的使用弓弩手作战,弩成为北宋步兵的主要武器。宋军除了单兵使用的神臂弩,宋军着重制造床弩如:二弓床弩,三弓八牛床弩,豆+寸子弩等。

明代又有人将以改良为诸葛弩,但实际上这种弩的射程极短且威力低落,未曾实际用于战场上。随着火器的应用,弩渐渐衰落。在中国到清朝年间,军队已经不再使用弩作为战斗武器了。

虽然古代的中国人便已开始使用弩,不过公元900年的欧洲似乎是自行创造出弩。它的射程不错,威力则超过弓,但需要花费较多的时间来作射击准备,平均每一个弩兵可以在一分钟内作出两次射击。

传统的武器装备在现代反恐中也可发挥不可替代的作用。反恐队员手持强力弩弓已经站在人体靶位的前方,一声令下,将每个靶位上分别代表头部和心脏的气球立即击碎。据了解,反恐突击队员使用的强力弩弓可穿透15厘米厚的树木,主要用于隐蔽突击作战、解救人质,是特战队员有效的攻击性武器。

据考古验证我国弩的出现应不晚于商周时期,春秋时期弩即以成为一种常见的兵器在使用。 《孙子兵法》中即已将弩和甲盾等一起列为重要的作战物资。(孙子兵法-作战)到战国时期弩更是广泛的运用于军事之中也从战国早期的擘张弩,(即用臂力开的弩,《孙膑兵法》中称这种弩“发于肩膺之间,杀人百步之外”)发展到战国晚期出现的蹶张 弩,如韩魏的十二石弩(射六百步)等,这些弩因为必须使用更强的力量才能张开,就 要求“弩机”更坚固,开始在“弩机”外加装“铜郭”强化机糟。这一时期弩在战争中运用的更普遍,如韩国的精兵就被称为“披坚甲,持劲督”(弩的一种叫法)魏选武卒 ,考核的要求之一就是要能够挽十二石弩.到了西汉时因为跟北方匈奴长时间交战,作为汉军步兵对抗匈奴骑兵的利器,弩进一步

得到了发展。在“望山”上开始出现用于测距瞄准的刻度,提高了弩的命中率。并且开 始有了连弩的记载:“因发连弩射单于,单于下走”。(《资治通鉴》卷21)到了东 汉时期开始有腰引弩(后又作腰开弩)这是单人能拉开的最强弩“力弱者用蹶张,力雄 者仍用腰张”(《武备志》)并且在三国时期诸葛制作了著名的“元戎弩”史载这种连 弩“以铁为矢,矢长八寸,一弩十矢俱发”(《魏氏春秋》)同足踏的蹶张弩配合使用 有很强的杀伤力。后来大发明家马钧又对其进行了改进使之成为一种单人即可使用的一 弩五矢的更实用的兵器。 到了十六国南北朝时期骑兵在战场上称雄,弩不便于骑兵在马上使用,而且当时讲究使 用重甲骑兵,所以进一步向威力强,射程远,使用机械力量的床弩发展。到宋朝时为了 对抗北方游牧民族的骑兵,宋军大量的使用弓弩手作战,弩成为北宋步兵的主要武器, 宋军除了单兵使用的神臂弓(虽然叫弓但是是一种弩)宋军着重制造床弩如:二弓床弩 ,三弓八牛床弩,豆+寸子弩等。 至明以后由于火器的迅速发展,佛朗机,鸟铳、红夷大炮等火器大量的装备部队,弩的 作用进一步下降,不再受到重视,直至被淘汰。

大约在3万年以前,我国就发明了弓箭,这是机械方面最早的一项发明;说明人类开始使用复合工具,弓是利用人在拉弦过程中积累起来的力量,以瞬间爆发的形式将箭弹射出去,这说明人类已经具备了机械储存力量的知识。正如恩格斯所说:“弓箭对于蒙昧时代,正如铁剑对于野蛮时代和火器对于文明时代一样,乃是决定性的武器。”弓和箭是使用时间最长的古老兵器,弓箭可以远射,原始人有了弓箭,就比较容易获得猎物,也可以制服那些凶猛的野兽了。后来,部落之间发生战争,弓箭就成了重要的兵器。最早的弓是用单片的木头或者竹子做的弓背,用动物的筋制成弓弦;箭是一头削尖了的木棍或竹竿。

春秋时期出现弩,控制射击的弩机已是比较灵巧的机械装置。弩弓的发射原理是相同的,比弓箭射得远,杀伤力强,并克服了拉弓时体力受限制而不能持久得弱点。到汉代,弩机的加工精度和表面光洁度已达到相当高的水平。汉弩有一石至十石等八种规格,这些规格的形成表明机械制造标准在汉代已初步确立。弩机上留下了作工、锻工、磨工等的名字。宋应星(1587~1644(?))的《天工开物》在卷十五《佳兵篇》中记述了测试弓弦弹力大小的方法:“凡试弓力,以足踏弦就地,秤钩搭挂弓腰,弦满之时,推移秤锤所压,则知多少”,方法十分巧妙。该书在我国失传300年,于1926年才由日本找回翻印本。

商代的铜箭头已颇阴毒,凸脊、叁角形扁翼,当箭头刺入身体后,两翼的倒刺会牢牢钩住合拢的伤口难以拔出,血槽就像吸血蝠般抽出敌人的血液。时至战国, 新兴的叁棱翼样式更使箭即便拔出伤口也更难愈合,并且相应的血槽增至六个。

秦代箭头则提高了致人中毒的铅含量,同时与某些秦剑一样,飞越时代的表面氧 化铬技术也使某些箭头历久常锋。但铜材较难得,秦代已经尝试用铁制作箭头铤部,而随着西汉炼钢业的发达,全铁制的箭头也问世了。早期铁箭头采用铸造,显然是舍不得铜箭头样式的惨毒,不过随即就发觉其锋利尚不及后者,于是只得改用锻制。锻制的缺点是浇铸而成的复杂造型必须舍弃,改为如铁剑的四棱剑身那般易于打造,但优点更为显着,锻制将使其比前辈坚韧得多。铜箭退出舞台,其开始与结束都在东汉。第一种锻制铁箭树立了宋代以前铁箭的基本特征扁平四棱形,这是利于锻制的样式。从魏晋到隋唐,铁箭的分类很简单,发展路线也就是使箭头更硬更长,足以穿透日益精良的铁甲,撕裂敌人的肌肉和骨骼。

对铁箭种类的细化又是始于宋代,这真是个颇有意思的时代,军政软弱的同时,军事技术却在突飞猛进的发展。宋代有值得钦佩的耐性对每种武器精雕细琢,而箭的样式也因之精细化,像铁脊箭、锥箭等,造型都已脱离扁平四棱形的单调,变得更为专业。南宋拉开了火器时代的帷幕,对金、元的连绵战争迅速使火器走向成熟,成为主宰战场命运的力量。不过在火器的射速和命中率还只适合火力覆 盖的情况下,箭之序列的壮大会持续到明代,并继续创立出更多令人目眩的种类和造型。

射是周代时的‘六艺’之一,也是古代最强大的攻击手段之一。早时的贵族,如果家中生下男孩,都要向天地四方射出六箭,以示男子所要征服的世界,足见其在人们心中的地位。东周时期复合技术的普及大大增加了弓身可储存的势能,使人在生理结构容许的拉程内,能将更多力量转化给弓身,射出更快更远之箭。

古人超常的膂力令人惊诧,精锐射手竟能拉开70公斤的强弓,估计有效射程应在50-70米之间,最远射程更是数倍之多。当然这其中也离不开始于商代的扳指的功 劳。扳指这项不起眼的发明,却令拉动强弓硬弩得以可行,避免因疼痛降低射速,甚至割伤手指。扳指对射手的意义如此重大,以至骑射起家的清朝王公贵族们,竟最终使其异化成为一种首饰。弓是以轻便、快速为特点的,这令其在清中期前始终占据着骑兵远射兵器序列的主力地位,而当火器的发展淘汰了强弩时,弓也仍能扬己所长与火器平分秋色了400年。

弩在军事领域的发展得益于复合弓和铜弩机的发明,否则凭其较短的拉程,是无法与弓的杀伤力较长短的。强弩的特点是又远又准,有时间从容瞄准,但上弦比较费力耗时。根据这些特点,强弩通常被用于防御和伏击,射击的连续性则依*几组射手的轮番。不过也有特例,比如唐代骑兵的车轮讨敌战术。战国时强弩成了战车的心腹大患,远程打击的强大杀伤力令战车坚固的盾甲也黯然失色。但强并不是当时弩的唯一发展方向,足够轻巧的弩在简化射击步骤以提高射速方面另有优势,于是出现了带有箭匣和活动臂的迷你连弩,这可视为诸葛弩的前身。

西汉对强弩的发展影响深远。不但在秦代增大望山的基础上,又添刻度,使弩拥 有了稳定的弹道参照,且随着铜弩廓取代木弩廓,弩身对拉力的承受力也大大增强了。划船器般上弦的腰引弩最高拉力可达 370公斤,简直到了不可思议的程度,有效射程超过 500米,可惜由于实用性不如臂张和踏张,汉代以后就很少使用了。到了叁国时期,诸葛亮为了对抗魏国的强大骑兵,便制成了俗称诸葛弩的元戎,元戎之名得自春秋时一种主将战车,后代指将军之意。元戎最诱人之处在于机巧而非实用,虽昙花一现,但拉臂上弦便能快射10支毒箭的巧妙设计,却成了被当代人津津乐道的古代传奇。

剽悍的草原之风,终于为南北朝召唤出巨大的强弩之王床弩。这种弩战国亦出现过,当时称为‘连弩’,应是取多张弩联合一体之意,可惜后代一度失传。此时的床弩用多头牛力绞轴上弦,威力已大大强于战国人力绞轴的连弩,发射以皮或铁叶为羽的巨大标枪,主要用于攻守城时撞毁楼台、攻城器、城墙等,其宋代极者的最远射程超过 1.5公里,是古代世界射程最远的冷兵器。

赋予床弩以机动性的是唐代,用牛牵拉的车弩不但大大提高了部署灵活性和生存机会,更锦上添花的将绞绳与车轴钩连,行进就可上弦,大为提高了效率。车弩装置 1张拉力 860公斤的巨弩,有 7个发射槽,最远射程超过1公里,中间槽所用的箭有1米多长。

弩在宋代得到大发展,偏重步兵的宋庭将其视作对抗北方骑兵民族的利器。弩手多用踏张弩,采用叁组轮射的迭射法,而‘神臂弓’的发明,使宋军的有效射程可至 370米。床弩则从两弩至四弩,从小型至巨型,种类繁多,两床和叁床弓还能在弦上绑一个装有数十支普通箭的铁兜子,使床弩拥有了杀伤人马的功能。许是善于骑射的元朝过于武断,竟干净利落的手起刀落,将弩留在了前朝,于是弩从宋代的极盛一跌而至元代的极衰,随着火器的继续发展,也就再没机会翻身了。

三国的弩箭部队

先登死士

“绍令义以八百兵为先登,强弩千张夹承之,绍自以步兵数万结阵於后。义久在凉州,晓习羌斗,兵皆骁锐。”界桥之战,这八百“先登”在袁绍大将义(不要看不起被演义忽视的他,他在前期的表现比所谓的“河间四将”还抢眼,后来因为居功自傲,被袁绍杀死)率领下竟然击败公孙瓒的“万余”骑,其中还包括精锐的“白马义从”! “瓒见其兵少,便放骑欲陵陷之。义兵皆伏下不动,未至数十步,乃同时俱起,扬尘大叫,直前冲突,强弩雷发,所中必倒”,史书中写很明白,这八百人“晓习羌斗”,也就是熟悉“骑斗”,在公孙瓒骑兵冲来时他们躲在“下”,“未至数十步”时一起冲出,用千张“强弩”射垮了公孙瓒纵横北地的“控弦”。汉武帝时,李广之孙李陵率部卒五千,“皆荆楚勇士奇材剑客”,深入匈奴腹地,与相当于自己十六倍的匈奴主力骑兵相遇,结果他们硬生生坚持了十天,转战千里,杀敌数万!但最后李陵箭尽被擒,被俘前他曾说:给我的士兵每人三支箭,我们就可以坚持到汉朝边境。可惜他们一只箭也没有了!据说他们一共射出五十万支箭!从中可见“强弩”对缺少重甲的“控弦”的杀伤力可以用“恐怖”来形容。 附带说一下曾经被袁绍寄予厚望的张“大戟士”面对被义击败的2千骑兵时,根本没有还手之力,最后还是义来救了袁绍 。义先登轻骑兵的克星。

现代的弓弩由于制作的工艺和材料的不同,比古代的弓弩要强很多,关键就在于弓弩的弩体和弩片,都比古代的先进,在设计上,吸收了现代武器枪的优点,改进了弹道,所以比古代的弓弩更强。

与狙击步枪相比,弩具有无声无光的隐蔽优势;与弓箭相比,弩的穿透力强,射程远,精确度高。 由于反恐和执行特殊任务的需要,从2003年起成为中国武警反恐队员的“神秘武器”。

熙宁元年,始命入内副都知张若水、西上阁门使李评料简弓弩而增修之。若水进所造神臂弓,实李宏所献,盖弩类也。以为身,檀为,铁为登子枪头,铜为马面牙发,麻绳扎丝为弦。弓之身三尺有二寸,弦长二尺有五寸,箭木羽长数寸,射三百四十余步,入榆木半。

熙宁中,李定献偏架弩,似弓而施镫。以镫距地而张之,射三百步,能洞重扎,谓之“神臂弓”,最为利器。李定本党项羌酋,自投归朝廷,官至防团而死,诸子皆以骁勇雄于西边。

其余如《宋会要辑稿》《文献通考》《曲洧旧闻》《容斋三笔》等史料中,神臂弓的射程作“二百四十步”,如《容斋三笔》卷十六《神臂弓》

神臂弓出于弩遗法,古未有也。熙宁元年,民李宏始献之入内,副都知张若水方受旨料简弓弩,取以进。其法以桑木为身,檀为,铁为蹬子枪头,铜为马面牙发,麻绳扎丝为弦。弓之身三尺有二寸,弦长二尺有五寸,箭木羽长数寸,射二百四十余步,入榆木半。

由于宋史是元人根据宋代的文献、档案编纂的,因此,现在人多数认为宋史中的“三百四十步”是“二百四十步”之讹。问题在于,沈括曾亲自参与武器制作的管理,他的记载,分量非同一般。我们后面还会见到,后期的神臂弓,拉力大大缩小,而沈括接触的是早期的神臂弓,洪迈却是南宋人士,对神臂弓的变化并未提及,因此,对早期的神臂弓,他未必明了。那么,神臂弓的射程到底是三百四十步还是二百四十步呢?

根据这些史料,毫无疑问,神臂弓的尺寸非常紧凑,同时性能极为强悍。按宋制,二百四十步合三百七十米,三百四十步合五百二十米。人们经常拿它和西方五百年后出现的长弓相比,长弓什么性能?拉力范围大约35~80kgf,70 kgf拉力,0.58米的做功距离,已经接近长弓的极限了,大仰角射击,使用60g的箭,最大射程不过240米,在西方,长弓的威名经久不衰,但和神臂弓相比,就差距太大。神臂弓的制作工艺早已失传,难免让人们着迷、疑惑、怀疑,很多人根本不相信它有如此强劲,又如此小巧,认为这些记载“看上去象神话”,因为弩的射击仰角很小,所以240步的射程也根本不信。那么,按当时的技术水平,神臂弓能够达到这样的性能水平吗?它大概是个什么样子的?

意大利旅行家马可波罗到达中国旅行考察后则说,在1227年,成吉思汗亲率大军攻西夏的城池(今宁夏海原县西夏南牟会行都城池)时,被西夏将领用带毒的箭头射中而亡。后来这支西夏的铁箭头被蒙古皇帝忽必烈确定为“苏勒锭”(即成吉思汗灵魂吸附物之一)并保存了下来。至清代(公元1634年),元代(“北元”)最后一个皇帝林丹汗,也是最后一个保存“成吉思汗苏勒锭”的皇帝。在满清的重兵压力之下,率众从察哈尔土篾本土西迁至青海,途经“海喇都”(今宁夏海原县城),将“苏勒锭”藏匿到“海喇都”附近的蒙古堡庙内。不料林丹汗于公元1634年在青海西拉他拉因病去世,“苏勒锭”的藏匿处,又成为一个世界性的“谜”。

任何一种弓、弩,当然都能45度左右的初仰角射击,以获得最大射程,但弓弩的实际使用方式并非如此。因此,要讨论射程,必须在限定初仰角的前提下进行。

从前面的史料中我们可以看到,“二百四十步”,“三百四十步”,“三百步”这些测试的记录,都有相同点:结果不同,但都很远;但最关键的是,目标尺寸都不大。二百四十步合三百七十米,已经非常遥远了,要命中“榆木”、“重札”,非瞄准不可,不可能大仰角射击,除非这些目标有十米以上的高度,以及相近级别的宽度。

神臂弓的瞄准方式和前代的弩有所不同。更早的弩,箭比较长,就位后箭头伸出弩臂,弩手根据目标的距离,以及自身的经验,在望山上选择适当高度的位置,和簇尖、目标成三点一线。神臂弓的弩箭很短,仅数寸长,按6~8寸计算,就是19~25cm,不可能伸出弩臂,因此必然用箭槽前端口代替簇尖瞄准。这肯定是一个进步,因为同一种箭的长度也会有微小的差别。这样,最大仰角就由望山高度和望山到弩臂前端的距离确定。

从战国到秦代的弩,望山高度较小,但一直在逐步增加,从最低的3.5cm到兵马俑出土弩机的6cm。进入汉代以后,望山高度大幅度增加,根据这一时期的出土文物,达到9~13cm。三国、两晋时代也保持着这样的尺寸。这样,我们可以推测,神臂弓的望山高度大约10cm多一点。

踏张弩的规格多样,但有一点比较稳定,就是开弩时的最终提拉高度,合理的范围大约80~85cm,这样的高度能够比较充分地发挥人的潜能。模拟一下开弩的动作就能发现这一点。

起始高度呢?脚蹬(踏环)大约20cm,弩弓的纵向尺寸也大致相当或略大一点,考虑两者的尺寸有重叠部分,因此,开弩时的起始高度可以降低到40cm甚至35 cm。

这样,神臂弓的做功距离大约40~45cm,最多可以达到50cm,我相信克敌弓就接近50cm。根据《容斋三笔》,克敌弓是神臂弓的改进型,增加了尺寸,更加强劲。

我们可以大致估算,40~45cm左右的做功距离的构成。弦的张角变化大约提供一半多,弦长80cm,一半为40cm,开弩过程结束,假定两侧弦的张角为90度,则纵向移动距离28cm。其余的部分由弓的变形获得。

80~85的总距离,扣除脚蹬的大约20cm,望山到弩臂前端的距离大致为60~65cm。因此,最大初仰角大约为10度,对应10.6~11.5cm的望山高度,这正是典型的望山高度。

这是争议比较大的地方。 按宋史记载 (政和)三年,诏:“马甲曩用黑髹漆,今易以朱。”是岁,姚古奏更定军器,曩时甲二副,今拆造三副;曩时手刀太重,今皆令轻便易用;曩时神臂弓二石三斗,今一石四斗。从之,悉下诸路改造。

二石三斗是拉力?我们看看宋代弩的考核标准。wdg2000汇总了宋史中的有关记录;

康定元年,帝御便殿阅诸军阵法。议者谓诸军止教坐作进退,虽整肃可观,然临敌难用,请自今遣官阅阵毕,令解镫以弓弩射。营置弓三等,自一石至八斗;弩四等,自二石八斗至二石五斗,以次阅习。诏行之陕西、河东、河北路。"

(庆历)六年,诏诸军夏三月毋教弓弩,止习短兵。又诏:“以春秋大教弓射一石四斗、 弩三石八斗、枪刀手胜三人者,立为武艺出众格。中者,本营阙阶级即以次补。”"

至和元年,诏:“诸军选将校,武艺钧,以射亲为上。”韩琦又言:“奉诏,军士弩四石二斗并弓箭、枪手应旧规选中者,即给挺补守阙押官,然则排连旧制为虚文矣。请三路兵遇春秋大教,武技出众者优给赏物,免本营他役,候阶级阙,如旧制选补。”奏可。"

乾道中,诏弓箭手元射一石四斗力升加三斗,元射一石力升加五斗,弩手元射四石力升加五斗,元射两石七斗力升加八斗,进秩推赏有差。"

淳熙间,立枪手及射铁帘格。...诏中垛帘弓箭手一石二斗力十箭,弩手四石力八箭,依格进两秩,各赐钱百缗;弓箭手一石力十箭以上,弩手三石力八箭,各进两秩。"

(绍熙)二年,枢密院言:“殿、步司诸军弓箭手,带甲六十步射,一石二斗力,箭十 二,六箭中垛为本等。弩手,带甲百步射,四石力,箭十二,五箭中垛为本等。

再看《梦溪笔谈》中的记载

钧石之石,五权之名,石重百二十斤。后人以一斛为一石,自汉已如此,“饮酒一石不乱”是也。挽蹶弓弩,古人以钧石率之。今人乃以粳米一斛之重为一石。凡石者,以九十二斤半为法,乃汉秤三百四十一斤也。今之武卒蹶弩,有及九石者,计其力乃古之二十五石,比魏之武卒,人当二人有余;弓有挽三石者,乃古之三十四钧,比颜高之弓,人当五人有余。此皆近教养所成。以至击刺驰射,皆尽夷夏之术;器仗铠胄,极今古之工巧。武备之盛,前世未有其比。

可见宋代弩的拉力非常惊人,考核标准很高,多数在4石左右。1宋斤为633g,按《梦溪笔谈》中的记载,测试弓弩拉力,1石按92.5宋斤计。王增瑜先生在《宋朝兵制初探》中讨论过这个问题。韩琦曾说“今之试武艺,弓弩惟务斗力多,而不求所射疏密,…,乃军中之戏”,批评开弩只求力大,不求准确,训练不求实艺;《梦溪笔谈》中的记载也说明宋代弓弩的拉力惊人,蹶弩记录达到9石(沈括这里换算可能出了错误,‘乃汉称三百四十一斤也’,只能是120宋斤的‘石’,后面的几个‘石’,都应为120宋斤,这里不多讨论),沈括自己也很自豪。看来还真是如此,并非史料夸大。

神臂弓素以强劲著称,不可能只有2石3斗拉力,尤其是后期降到1石4斗,更不可能。1石4斗才82公斤,以踏张弩的标准衡量,实在太弱,按临敌不过三发考虑,我们这些泡网的人当中,年龄小一点的,相当一部分都拉得动。

那么,结论只有一个,测试拉力时,用2个。如果按常规,重物挂在弦上,则2并列或上下设钩,上钩挂弦,下钩挂另一,这样,拉力为4石6斗,约合269公斤。这确实太强,后期降低到二石八斗(164 kg)就是很自然的事情了,直到由于抗金作战的需要,出现更加强劲的神劲弓和克敌弓,但拉力恐怕也就是大致恢复到早期神臂弓的水平。

为什么要两个?强壮的弩兵可以开4石6斗的强弩,但两个测试者未必能挑得动270公斤的重,分成两个,就比较容易操作,这是我的看法。

两个还可以有另外的作用。箭上有木羽,所以弩臂上的箭槽是很浅的,深度必定小于箭杆半径,箭槽有一点导向作用,但不强。神臂弓很精确,为此,弩弓两端的平衡非常重要,在弓的双耳上挂,可以确定弩弓两侧是否平衡。

神臂弓的箭很短,数寸而已,1宋寸为3.12cm,按6~8寸计算,就是19~25cm。

根据这样的长度,截面积也必定相应减小,箭的长/截面直径比和普通的箭相当或略粗壮一点是合理的,如果和普通的箭一样粗,则空气阻力太大,速度衰减很快,射程也会大大缩短。因此,神臂弓的箭一定比较轻。

4石6斗拉力,40cm的做功距离,这样的复合弓,大约可以使20g/22g/24g的箭分别获得140 ~150 m/s的初速度。我计算过16~26g的箭的各种情况,不考虑更轻的箭是因为弩的能量转换效率太低,不考虑更重的箭是因为初速度低,又要减少迎风面积以减少阻力,要达到预定的重量,箭需要几乎全部由金属组成,再增加重量就达不到了,因为箭的长度应在6~8寸,不应超过9寸。后面我们会看到计算的例子。

4石6斗,这么大的拉力,麻绳制作的弦直径应达到1cm左右。那么,箭这么细,怎么配合呢?可以增加木制尾部的直径,但这样会大大增加飞行阻力,不行。个人认为,垂直尾羽是关键,弦是推动尾羽而推动箭的。从弩臂上端面计,垂直尾羽的高度只要达到8、9mm,弦释放后,就可以顺利推动箭飞出。

回头看来,“箭木羽长数寸”,简短的几个字,内涵却实在太丰富了。

这是一个不可缺少的过程。根据箭的质量、初速度、仰角,和假定的空气阻力系数,可以得到箭的速度和行程与时间的关系,就可以判断能否达到预定的射程。我们来看一下,神臂弓是否能达到520米的射程,需要什么条件。

空气阻力依据通常的模型计算,和速度的平方成正比。

由于初仰角只有10度,因此可以对问题进行简化。在飞行的前半段重力有微小的减速作用,而在后半段有微小的加速作用,从分析射程的角度,两者作用都很小,大小相近,方向相反,相互抵消,因此可以忽略。这样,问题就大大简化了。

总行程呢?初仰角10度,射程520米,那么,总行程必定略小于520/cos(10°)=528米。我们就保守一点,让箭飞行528米。

箭的飞行可以理解成有空气阻力的仰角为10度的直线运动和自由落体运动的组合。自由落体的行程为520*tan(10°)=91.4米。保守地考虑,则飞行过程需要在4.32秒内完成,否则没达到520米的射程箭就掉到地上了(实际时间可以稍微长一点,因为这里箭的落体过程中没有考虑空气阻力,也没有考虑水平尾羽的滑翔作用,虽然这些作用都很微弱)。

剩下的计算就很容易了,通过一个最简单的微分方程,就可以得到需要的结果,下表是一个例子。

箭重20g,初速度150m/s,阻力系数 1.50E-5,则速度和时间的关系为

时间 0 1 2 3 4 4.32

速度 150 135 122 112 103 101

4.32秒后的行程528.1米。阻力系数要通过二分法一类的方法,反复试算得到,几次就可以了。

假定弩箭头部冠的尺寸和箭杆直径的比例与普通箭相同,根据阻力系数,可以知道箭的直径大约4.9mm,木制的尾部至少应有5cm长,则箭长大约18cm或略多一点。

因为箭比较细,我个人倾向于簇尖没有这样的冠,而是类似于卷笔刀削过的铅笔。这样,箭杆比上面的结果还要粗一点。

末速度100.9m/s!,有这样的速度,末动能与前面提到的长弓相比,大了近一倍,‘入榆木半’当然没有问题,穿甲能力强多了!

再看一个例子

箭重22g,初速度145m/s,阻力系数 1.39E-5,则速度和时间的关系为

时间 0 1 2 3 4 4.32

速度 145 133 123 114 106 104

4.32秒后的行程527.8米。箭的直径4.7mm,箭的总长约20mm。

例子3

箭重24g,初速度140m/s,阻力系数 1.21E-5,则结果为

时间 0 1 2 3 4 4.32

速度 140 131 123 116 109 107

4.32秒后的行程527.9米。箭的直径4.4mm,箭的总长约24mm。

因此,箭轻一点,细一点,20~24 g,直径4.4~4.7mm(头部无冠的话,还要粗一些,大约5mm吧),就可以达到520米的射程。这样的比例正常吗?我们把长度放大两倍,54~72cm,直径也相应放大,则为14.7~13.2mm,是很粗壮的。这么细的箭,有杀伤力吗?根据其动能,300步洞重札没有问题,而且,为了追求使用效率,神臂弓的实际使用距离不超过200米,末速度很快,命中目标就是洞穿,铠甲根本没用,杀伤力还是很大。由于计算有些保守,做功距离又考虑40cm,如果是45cm,则初速度更高一点,考虑这些因素,箭的直径还可以略微大一点。

如果射程是240步,那么,要达到300步,22g的箭,仰角要15度,根本没法瞄准,而且末速度不过66m/s,这样的动能,不能“洞重札”。即使考虑望山高度只支持9.5度的最大初仰角,射程240步,那么,达到300步,仰角也需要14.4度,末速度小于70m/s,动能仍然不够。前面提到,沈括管理过武器的生产,他亲眼见证过早期的神臂弓,他的描述当然分量极重。因此我相信,340步的射程是早期神臂弓的最大射程。

(政和)三年,诏:“马甲曩用黑髹漆,今易以朱。”是岁,姚古奏更定军器,曩时甲二副,今拆造三副;曩时手刀太重,今皆令轻便易用;曩时神臂弓二石三斗,今一石四斗。从之,悉下诸路改造。

可见,神臂弓在后期经过改动,拉力大大减小。这和神臂弓拉力太大不无关系,作为军队中配备相当数量的武器,4石6斗拉力确实太强,不便使用。我们可以猜测,240步是拉力减少以后神臂弓的射程。那么,就验算一下。

2石8斗拉力,22g的箭,弩弓变轻,能量转换效率有所提高,初速度应在110~120m/s之间,取115m/s,10度仰角,阻力系数1.39E-5,则射程就在240步左右!反过来,射程240步,则可计算出初速度为116m/s。吻合得相当好。

这样轻的箭,悲观的看法是弩的能量转换效率太低,不可能获得假定的性能,但看看长弓和鞑靼弓,那么大尺寸,箭重不过60g左右,神臂弓要紧凑得多,不仅弓长较短,从弓/弦比看,弓的弯曲程度比较大,不可能是非常粗壮的,弓的断面尺寸较小,因此,完全可以使用较轻的箭而不至于效率下降过多。

从储能的角度看,4.6石/0.40米做功距离,和700N/0.58米做功距离相比,做功几乎大了2倍,但由于弓的储能密度差距很大,两者的质量应大体相当;弩弦更粗,但长弓的弦很长,拉满后张角较大,弦需要有所增强,因此,两者质量差别也不是特别大。综合评价,由于箭重得多,长弓的能量转换效率高一些,但神臂弓的设计,技术含量还是高得多。用轻而细的箭,弩的能量转换效率低一些,但箭的飞行效率高,动能损失慢,轨迹也更稳定,击中目标后虽然创口较小,但考虑洞穿目标,杀伤力还是很大。这是综合考虑了各种因素的杰出设计。

神臂弓的弩弓,到底是什么结构?现在人们依然能看到聚元号制作的复合弓,但尺寸较大,是竹片作胎,拉力一般不超过百磅。神臂弓的弓长才1米,实在太紧凑了。难道是多层桑木叠合,相邻的两层间都粘有牛筋?已经不得而知了。但愿在不久的将来,我们能看到复制的、参数和性能符合史料记载的神臂弓。。。

早期射程340步,拉力4石6斗,后期射程240步,拉力2石8斗;做功距离40cm或略大一点,箭轻而细,大约22g,箭杆直径5mm或略大一点…这些就是我对神臂弓的看法。需要指出的是,很多内容都是猜测,欢迎拍砖。这里要感谢Laminin、wdg2000、羽陵,当然还有神甫卡茨,很多的想法都来源于他们或他们提供的资料。

1、 除非你确定你跟目标之间没有任何其他人或动物阻挡,否则不要开瞄准,因为一旦箭离弦是不可能拉回来的。

2、在射箭前应检查每一支箭的箭杆和箭尾,受损的箭杆和箭尾都有可能导致意外发生。

3、 不要让臂长超过你的人拉你的弩,过度拉弓弦可能会拉坏副弓弦。判断一个人的臂长的最简单的办法是看他的身高,通常身高一样的话臂展也差不多,所以如果一个人比你高他的臂展自然也比你长。

4、不可以射太轻的箭,标准是至少5 grain 每磅, 如果箭太轻的话就跟空射一样会损伤弓,也可能产生危险。

5、禁止空射,空射就是在没有搭箭的情况下放手弓弦,空射会直接损伤弓片,有可能导致弓片裂纹,还会打弯轮轴,严重的话可能会伤到射手。

6、 每一次用过你的弩后都要仔细检测一下,注意有没有螺丝松动,弩弦有没有起毛等等

7、 直到直指目标的时候才开弓, 如果不小心放手的话是很危险的,即使斜飞出去的箭射到任何人或动物仍是致命的,所以绝对不能把拉开的弓对准任何人!!

8、 不要用撒放器拉开没放箭的弩,如果撒放器故障的话就会导致空放。

9、 一定要专业维修人员修理你的弩,

10、不要自己拆卸弩的主要部件,因为大部分部件都承受很大的压力,乱拆卸可能让自己受伤或损坏有些部件,弓的装配非常严格,需要测量工具调试组装。注意不要让刀子,剪刀之类的利器和烟头碰到弓弦,因为紧绷的弓弦稍微用力就会被割断。

2015年3月19日,秦始皇帝陵博物院表示,自2009年开始的兵马俑一号坑第三次发掘,新近有重大考古收获,首次发现最完整的一件弓弩,尤其是弓弩上“檠”发现更为重要,此前见诸于史书,并未见过实物。

在一号坑的考古发掘中清理出一件完整弓弩,其弓弦、弓背、弩机等均轮廓鲜明、保存较好。其中,弓背弯曲长度145厘米,弓弦长度在120厘米至130厘米之间,表面光滑圆润,非编织物。据推测,弦的材质可能是动物的筋。青铜弩机埋在土里,尚未完全清理出土。考古人员根据此发现,绘制出弓弩的复原图。

此次出土的弓弩。第一次明确了檠木的使用方法,以及弓弩的保存方法。

在以往的考古发掘中,弓弩常有发现,但对其结构的认识,众说纷纭。有学者认为“檠”是弩的辅助杆,有观点称为“韬”的撑木。

此次发现的弓弩实物明确显示,檠木上有三个小孔,通过这三个小孔用绳将檠与弓缚绑在一起,在用一个短的撑木支撑,形成三角形,将弓固定,使弓在松弛的状态下保持不变形。

也就是说,秦代武士作战时,需要将弓弩上“檠”取下来,弯弓射箭;平时则用“檠”将将弓固定,防止变形 [1]


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