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崇祯皇帝朱由检目前研发的主要方向，还是将重心放在了火炮方面，而他也同样没有从现代带回来任何的模型，所以，他的研发基础，仅仅是最最老式的佛郎机炮了。
佛朗机炮（上为子铳，下为母铳）佛朗机炮由欧洲发明，明嘉靖元年（1522年）由葡萄牙共和国传入中国，按其国名称为“佛朗机”，成为中国明代中期火炮。嘉靖三年（1524年），明廷仿制成功第一批32门佛朗机，每门重约300斤，母铳长2.85尺，配有4个子铳。之后，明廷又陆续仿制出大小型号不同的各式佛朗机，装备北方及沿海军队。
佛朗机炮是一种早期的后填装滑膛加农炮。由母铳和子铳构成。母铳身管细长，口径较小，铳身配有准星、照门，能对远距离目标进行瞄准射击。铳身两侧有炮耳，可将铳身置于支架上，能俯仰调整射击角度。铳身后部较粗，开有长形孔槽，用以装填子铳。子铳类似小火铳，每一母铳备有5至9个子铳，可预先装填好弹药备用，战斗时轮流装入母铳发射，因而提高了发射速度。
佛朗机由欧洲发明，明嘉靖元年（1522年）由葡萄牙传入中国，按其国名称为“佛朗机”。嘉靖三年（1524年），明廷仿制成功第一批32门佛朗机，每门重约300斤，母铳长2.85尺，配有4个子铳。之后，明廷又陆续仿制出大小型号不同的各式佛朗机，装备北方及沿海军队。明朝嘉靖元年（1522年），时任广东巡检的何儒。在泊于此地的西班牙、葡萄牙商船上看到一种新式火炮，射程为2000尺，嘉靖三年（1524年），得其制法，“以铜为之。长五六尺，大者重千余斤，小者百五十斤，巨腹长颈，腹有修孔。以子铳五枚，贮药置腹中。发及百余丈。”造出了第一批这种武器。当时称为“佛朗机”，《明世宗实录》提到“中国之有佛朗机诸火器，盖自儒始也。”当时明朝称西班牙、葡萄牙为“佛朗机”，故以其国名称呼这种武器。
佛郎机炮是明正德年间（16世纪初）由西方传入的一种新式火炮，即短管加农炮。佛郎机。本是明代对葡萄牙人、西班牙人的统称。正德末年，白沙巡检何儒在来华的西班牙船上看到了西洋火炮，其性能优于当时中国的火炮，于是便动员船上中国籍的枪炮匠上岸，为我国仿造了第一批西洋火饱，名之曰佛郎机。
明叛王朱宸濠于正德十二年[1517年]三月开始私造佛郎机，这是中国最早仿制西洋炮的开端。嘉靖二年（1523年），明朝政府在南京进行仿制。称“大将军”。经过研制改造，制成大样、中样、小样三种，有铜铸。也有铁铸。大样佛郎机身长2.85米，重300公斤。《武备志》将仿制的佛郎机分为5号。其中3号和4号是属于轻型的。3号长四五尺，装铅子每个重5两9钱，用药6两。4号长二三尺，装铅子每个重3两，用药3两半。
1号和2号是属于重型的。1号长八九尺。装铅子每个重1斤，用药1斤。2号长六七尺。装铅子每个重10两，用药11两。各式佛郎机的射程。凡重在70斤以上的，可达五六里。1、2号佛郎机可用于水战。要塞型佛郎机炮重达1000斤，威力远超1、2号。
明代佛郎机炮是欧洲早期后装炮的发展型，但又不同于现代的后装炮。它前有准星，后有照门，可从照门孔内进行瞄准，有炮架，可以上下左右转动。腹部膨大，留有长口，炮身外面用木包住，并加以防炸裂的铁箍，另有子铳5个，在子铳内装填弹药，轮流安入腹部的长口内发射。（注：子铳又称提心炮，相当于火炮的药室部分，它是一种比母铳身管稍细的又一炮管，与母铳身管一起构成双重炮管。）因为采用子母铳分离方式，所以体重较轻，最轻者仅有150斤，重者达千斤。《明史》记载佛郎机炮：“铜为之、长五六尺，大者重干余斤。小者百五十斤，巨腹长颈，腹商修孔，以子铳五枚夕贮药置腹中，发及百余丈。”这种火炮的优点是以子铳预贮弹药，不必临时装填，可加快发射速度。缺点是身管较短，和红夷炮相比，不能有较远的射程。
欧洲资料，短加农炮射程在340至2000米之间，在六七百米时命中率最高。而中国因为罕遇欧洲那样强大的海上对手，所以仿制的船用佛郎机炮弹重量比较轻，千斤巨炮在射程上可以与红夷炮相比，达到两三千米。有史料记载红夷炮射程可达十里，即五千米，估计是设置在高城上的缘故，野战或海战很难达到。
17世纪上半叶，明朝天启年间（17”世纪20年代）从澳门葡萄牙人手上买来并仿制，这是一种前装滑膛炮，即欧洲的寇非林长炮，广泛用于当时英国与荷兰的战舰。《明史》记红夷炮之输入及其形制性能：“其后（指输入佛郎机炮以后），大西洋船至，夏得百炮，曰红夷。长二丈余，重者至三千斤，能洞裂石城，震数十里。”由此观之，红夷炮身管长度达二丈余，而佛郎机炮的身管却只有“五六尺”（见上述引文），前者约为后者的四倍，其射程之远，威力之大，便是理所当然的。同时，身管长大，其炮体重量亦必相应增大，否则难以保证炮身的结构强度，红夷炮重至三千斤，佛郎机炮最重只有千余斤，反之，炮体笨重是红夷炮又一特点，也是其缺点所在。但射程远威力大的优点却使它能够压倒佛郎机炮而后来居上，正如时人所谓：“今红夷铳法盛传中国，佛郎机又为常技矣。”显而易见，红夷大炮作为长身管、远射圈的重型火炮。与上述西方同时期的长炮是属于同一类型的。有效射程最大已达2000码，约1830米。
明军火炮发射的弹丸有三种：实心弹、霰弹、开花弹。
实心弹——这种炮弹内部没有火，药，由铁或者铅铸造而成，少量是用石块磨成球体。主要用于攻城洞穿城墙工事，射程远，但是对人员杀伤力不大，除非直接命中或靠击中其他物体，使之碎裂飞溅，造成间接人员杀伤。
霰弹——在当时是野战火炮的大威力弹种。由数斤铅铁小丸构成，也有装填碎石的，射击时一打一大片，以杀伤人员为主，但是霰弹有一个致命的弱点。就是射程近，有效杀伤约在三百米内（一说五百米内）。
开花弹——这是爆炸性弹丸的别称，内部装有火，药，因其炸开时弹片四射，犹如花朵绽放而得名。中国自南宋末期就出现了铁壳开花弹，其改进型曾被元军用于征讨日本之役。炮射开花弹在明代中后期得到广泛应用，如宁锦大捷。就是使用这种炮弹的成功范例。和佛郎机炮不同，明军的开花炮弹是自己研制的，公元1488一1505年。明人在传统爆炸性火器的基础上发明了被称为“毒火飞炮”、“击贼神击石榴炮”等早期爆炸弹，这一时间不晚于西方同期出现的开花弹，而且毒火飞炮还是化学弹头，“内置砒霜、毒，药，落地后爆炸。药物和铁壳碎片同时杀伤敌军。”其威力堪称当世独步，石榴炮是常规弹头。“形如石榴，碗口大小。内置火，药，配以特制慢燃火种，抛至敌阵，受震而爆。”东西方的开花弹有明显区别：西方开花弹是在铸铁弹体上开一个口，以木制的信管塞住，在信管内装上缓燃火，药来引爆；而明代的开花弹则是球体表面有一突出台体，台面中间有一圆型小孔，在小孔里插上药捻来引爆，设计比信管型尤为科学，其实无论“信管”还是“药捻”，都属于时间引信，是现代炮弹引信的始祖，这也证明了东西方是各自独立研制出开花弹的。
火绳枪就是靠燃烧的火绳来点燃火，药，故名火绳枪火绳枪在火器发展史上具有里程碑的意义，是现代步枪的直接原型。火绳枪的出现也改变了战争的形态，伴随着火绳枪的发展人类的战争从冷兵器进入到热兵器时代。
火绳枪的结构是，枪上有一金属弯钩，弯钩的一端固定在枪上，并可绕轴旋转，另一端夹持一燃烧的火绳，士兵发射时，用手将金属弯钩往火门里推压，使火绳点燃黑火，药，进而将枪膛内装的弹丸发射出去。由于火绳是一根麻绳或捻紧的布条，放在硝酸钾或其他盐类溶液中浸泡后晾干的，能缓慢燃烧，燃速大约每小时80毫米～120毫米，这样，士兵将金属弯钩压进火门后，便可单手或双手持枪，眼睛始终盯准目标。据史料记载，训练有素的射手每3分钟可发射2发子弹，长管枪射程大约100米～200米。
徐光启拿给崇祯皇帝朱由检看的，就是大明现在的主流火枪装备，火绳枪。
众所周知，火，药的发明是中国人为世界所作出的一项杰出贡献。自火，药从唐朝的炼丹炉中诞生时起就和战神结下了不解之缘。
公元10世纪末期，我国北宋的军事技术家和统兵将领根据以往炼丹家们在炼制丹药的过程中曾经使用过的火，药配方，经过调整和修正后，配制成最初的火，药并制成初级的火，药武器用于作战，开创了人类战争史上使用火器的新时代。到1259年(南宋开庆元年)，寿春府(今安徽寿县)火器研制者发明突火枪，这是人类历史上第一支单兵手持式竹制火枪。突火枪的创制，受到后世各国火器研制者的重视，被公认为是世界上最早的管形火器，堪称世界枪炮的鼻祖。
公元1206年，蒙古乞颜部首领铁木真在斡难河被拥立为蒙古大汗,尊称为成吉思汗。蒙古人崛起后不但在短时间内灭西夏、破西辽、亡金，还南下覆宋。在这一过程中,他们得到了火，药武器的制造和使用方法。而且成吉思汗及其子孙极力扩大对外用兵,东征西讨,南下南洋西攻欧陆,把初级管形火器辐射到欧亚两洲诸多国家和地区。尤其是1252年旭列兀所率之蒙古军攻入伊拉克和叙利亚境内,使当时初级火器的制造和使用方法传入了阿拉伯人的手中。直到100多年后,中国的火器制造技术才经由阿拉伯人传入欧洲并在欧洲得到长足的发展。
14世纪30年代，欧洲出现了第一种管形金属制火器。称之为火门枪。
欧洲最早的关于手持枪炮的记载是1364年，意大利佩鲁贾军火库的一份清单上记有“500门炮，一扎长，可持于手中；非常漂亮，能射穿任何甲胄”。而坦奈堡手持枪的出土。说明德国大约在14世纪70～80年代也已经制成了具有相当水平的金属管形火器。坦奈堡位于德国矿藏比较丰富的黑森州境内，规模不大，1399年被毁。1849年，有人在废墟中发掘出一支铜制手持枪。枪身长，口径17mm，质量1.24kg。现存于纽纶堡的日耳曼博物馆中。它同中国人民革命军事博物馆中收藏的一件元代至正11年（公元1351年）火枪，在形制结构上基本相似：都由前膛、药室和屋函构成，但木制手柄均已腐烂不存。“至正11年”火枪枪身长，口径30mm，质量4.75kg。两相比较。“至正11年”火枪的制作比较精致。坦奈堡手持枪的出土，是中国金属手持枪经由阿拉伯西传至欧洲的最有利的证据。但这种简单的手持火枪，既没有照门也没有准星，而且没有可以抵肩的枪托，仅能进行概略射击，它在战争中的作用恐怕仅仅是造成敌军的混乱而让己方步兵和骑兵有机可乘。
中国的火枪、阿拉伯的马达法、欧洲的火门枪都是用手持点火物引火发射,在战场上使用非常不便。大约在1450年左右，欧洲火器研究者便将其改进为半机械式的点火装置:在枪托的外侧或上部开一个凹槽,槽内装一根蛇形杆,杆的一端固定,另一端构成扳机，可以旋转,并有一个夹子夹住用硝酸钾浸泡过的能缓慢燃烧的火绳。枪管的后端装有一个火。药盘，发射时，扣动扳机。机头下压,燃着的火绳进入火，药盘点燃火，药,将弹丸或箭镞射出。而且还改进了枪托并加装了护木，使火枪可以抵肩射击。
到15世纪后半期，欧洲的火绳枪又有了相当的进步，1499年。在意大利那不勒斯市的一份清单上,记载了一种被称为“滑膛枪”的火绳枪。此名称来自意大利语“”（一种雀鹰），意思是此枪与“隼”和“鹰”一样威猛。其枪身较重。附有脚架。此枪在1521年的意大利恰拉比战役中首次使用。
——德国一名叫布莱尔的收藏家收藏了一支制作于1493～1519年的火绳枪，枪身长,口径30mm、柄长,全长,枪管为八棱形,护木前端装有一个固定用的卡笋。可以与三脚架连接,由2名射手进行发射。
16世纪西班牙的穆什克特火绳枪代表了当时欧洲火绳枪的先进水平。该枪口径23mm、质量10～11kg,全弹质量50g，最大射程250m,有效射程100m，采用机械式瞄准具，每分钟可发射2发。虽然枪很笨重，大多时候只能用叉形座来支撑发射，但射出的铅制弹丸威力极大，能在100m内击穿骑士所穿的重型胸甲（当时大多数武器在80m以外几乎不能造成任何伤害）。西班牙人就是用这种武器征服了庞大而落后的印加帝国。
同为16世纪，火枪传入日本，火枪在日本称为“铁炮”日本在欧洲火枪的基础上研发了“国友筒”与“三连筒”“堺筒”、“萨摩筒”等等。比较有效的火枪，由织田信长与德川家康对武田胜赖的战役中得到充分运用，使得日本真正认识了“铁炮”的威力，并且开始大批量生产“铁炮”。由于日本资源缺乏。所以丰臣秀吉下令，大规模开展和周围国家的贸易。资源问题也是丰臣秀吉侵朝的一个原因。
16世纪的日本正处于军阀混战时期，各地军阀对航海商业的发展采取支持态度，加之当时的欧洲探险家和商人想要在东方谋得最大利益，所以当时的日本就成了航海商业的发达国家。这也为外国火器传入日本提供了机会。
日本火绳枪是由葡萄牙人传入的，发生于日本天文12年（明嘉靖22年，1543年）8月25日，当时一只载有100多人的船，在九州南部的种子岛靠岸。船上有3名葡萄牙人，以及化名为明朝五峰的王直（后称静海王王直的大倭寇头目）。葡萄牙人带有一种火绳枪。其旁有一穴（即火门），系通火之路，装上火，药与小铅丸，用火绳点火。可将铅丸射出，击中目标，发射时发出火光与轰雷般的爆响。日本人时尧（地方军阀）见后视之为稀世之珍，将其称为铁炮。之后，又用重金将其购买，并派小臣条川小四郎向葡萄牙人学习火绳枪的使用及其火，药制作法，仿制了十几支。不久。日本的一些铁冶场便先后仿制出日本式的火绳枪。当时的倭寇还把这种火器用于对中国的掠夺活动中。
明朝嘉靖元年（1521年），明军在广东新会西草湾之战中，从缴获的2艘葡萄牙舰船中得到西洋火绳枪。1548年。又在缴捕侵扰我国沿海双屿的倭寇时，缴获了日本的火绳枪（铁炮）。明王朝的兵仗局，很重视仿制火绳枪，制成了鸟铳（鸟铳是明朝对新式火绳枪的称呼，因为枪口大小如鸟嘴，故称为鸟铳。又称鸟嘴铳）。
鸟铳的主要特点首先是铳管前端安有准心,后部装有照门，构成瞄准装置；其次是设计了弯形铳托。发射者可将脸部一侧贴近铳托瞄准射击;再次是铳管比较长，长度和口径的比值约为50：1～70：1之间。细长的铳管使火，药在膛内燃烧充分，产生较大推力，弹丸出膛后的初速较大，获得低伸弹道和较远的射程；最后则是发火机的不同，用火绳作为火源，扣动扳机点火，不但火源不易熄灭，而且提高了发射速度，增强了杀伤威力。