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北宋因為長期和遼國、西夏作戰，因此對武器研究極為重視，尤其對火器的研究。

最早火器是用來助燃，漸漸發現它的爆炸特性後，便不斷改變配方和火藥工藝，以促進爆炸威力，各種名稱兇猛的雷由此誕生、霹靂火雷、蒺藜雷、震天雷等等。

但早期受工藝的限制，只能做紙火雷，爆炸威力太弱，就算在敵軍身邊爆炸都傷不了敵人，於是各種補丁就出來，摻入鐵釘、鐵片、鐵蒺藜或者毒藥、猛火油等等。

那時點火也是一件麻煩事，火器營計程車兵都會帶一隻爐子，裡面燒煤，插幾根條鐵條，給火器點火時隨手抽出一根燒得通紅的鐵條烙之。

但宋朝的工匠確實厲害，不斷改進火藥配方，繼紙火雷後，木殼火雷和陶殼火雷也相繼研製出來，但這種火雷本身的衝擊威力還是不夠，只能靠摻入的淬毒鐵釘爆炸四射發揮威力。

到北宋後期，火藥配方已經和後世的黑火藥很接近了，但細度和均勻程度還是不夠，使火藥燃燒速度不夠快，無法瞬間產生大量氣體，宋軍的鐵殼火雷始終無法突破。

很多偉大的發明往往是在最危急的時候誕生，靖康元年，汴梁被金兵包圍，在這最危急的時候，鐵殼火雷終於研製成功，聲響傳百里，半畝內人畜皆為齏粉，當然有點誇張，畢竟是黑火藥，也就爆炸周圍十幾個人被迸射的鐵片炸死炸傷。

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