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新世纪河蟹战士
18世纪的后几十年，英国海军实现了两个重大的技术革新，一是用铜板覆盖船底，二是采用了大口径的卡龙炮。在1778年出现的卡龙炮，是本杰明·罗宾斯、约翰·穆勒等火炮理论家的思想的实践。罗宾斯在他出版于1747年的小册子里建议把所有18磅以下口径的舰炮更换成重量相同的口径更大的火炮。他指出大部分海上战斗都发生在近距离，此时火炮的破坏力会随着炮弹的尺寸不成比例的增加。同时他建议把此种火炮的发射药的重量减为炮弹重量的三分之一。而皇家陆军军官学校的教授穆勒认为应该制造更轻更短的火炮，火炮的游隙也要缩减为炮弹直径的24分之一。
到了1778年，卡龙公司造出了第一门卡龙炮，并于当年秋天进行了测试，穆勒和罗宾斯两人的设想变为现实。关于卡龙炮的设计者目前还存在争议，海军史学者将之归功于罗伯特·梅尔维尔将军，此人是一个对火炮感兴趣的步兵军官。海军史学家罗伯特森认为，罗宾斯关于海军火炮的观点影响了梅尔维尔，使他设计出了卡龙炮。到18世纪后期，英国在火炮铸造方面已经取得了重大进步。此时的火炮不再像过去那样直接铸造出中空的炮身，而是先铸造出圆柱形的实心炮体，然后再用镗孔机钻出炮膛。卧式镗床、砂模铸炮、灰口铸铁等技术的应用，提升了火炮的可靠性和精确度，也提高了生产效率。这些新技术的应用，也为卡龙炮的出现奠定了基础。
卡龙炮在当时是一种非常独特的火炮类型。它的倍径接近于榴弹炮和臼炮，然而使用方法却是像加农炮一样平射。它只有单个炮耳，炮钮上带有圆环，炮口部位没有外扩，反而內缩。它的口径巨大，甚至可以达到64磅，但是重量比同等口径的加农炮要轻很多。下图为拿破仑战争时期各种口径的卡龙炮的重量和射程：
即使是口径最大的64磅卡龙炮，其重量也只有36英担，相比之下口径远小于前者的32磅加农炮，重量最轻的也有39英担，最早的可达到56英担。而且卡龙炮的装药量也很少，32磅卡龙炮的发射药只有2磅8盎司，而32磅加农炮（56英担重）的发射药却达到了8磅。
而且由于卡龙公司的卧式镗床在镗孔时精度很高，卡龙炮的游隙也比普通的火炮小一些。对比卡龙炮和普通火炮的炮膛直径，可以发现磅位制下口径相同的卡龙炮和加农炮，前者的直径要略小于后者。游隙的减小减少了火炮发射时的火药燃气外泄，同时使炮弹在膛内的运动更稳定，减少了炮管缩短所带来的初速和准确度上的损失。值得一提的是，瓦特的第一台蒸汽机的气缸就是在卡龙公司铸造、生产的。
不过由于游隙太小，炮弹的装填变的更不方便了。为了方便炮手把弹药塞进炮膛，卡龙炮炮口部位的內膛直径有所增大，整个炮口部分呈现出“外缩内扩”的独特结构。
虽然卡龙炮炮身短、装药少，随之带来的是射程短、精度差，但是在海上这种缺陷并不明显。由于在风帆时代的海战中，200码这种很近的距离是正常的射程，卡龙炮的精度和射程完全可以满足这种距离的作战需要，而且其发射的大口径炮弹又破坏力十足。因此海战指导思想为近距离作战的皇家海军开始大量装备卡龙炮，用其代替小口径长炮。此举大大提升了英国战舰在近距离的火力。纳尔逊的旗舰“胜利号”上就装备了60磅口径的大型卡龙炮。图为“胜利号”上的68磅卡龙炮
一直到了19世纪40年代，皇家海军依然在大量装备卡龙炮。而装备了卡龙炮的英国战舰参加了第一次鸦片战争，并给当时的中国人留下了深刻的印象。以至于在清朝，出现了一种和卡龙炮外形非常相似，但又有所不同的火炮。
到第一次鸦片战争爆发时，卡龙炮已经在皇家海军中被使用了数十年。来华的英国舰队，从战列舰到纵帆船，基本上都装备了一定数量的卡龙炮。中英双方的交战方式以炮战为主，通常是清军用炮台巨炮对抗英军的舰炮。然而英国人船坚炮利，清军岸炮在和英军对射时屡屡处于下风，使清人大受震惊。清军火炮采用古老的泥模铸炮法，制作粗糙，质量较低劣。《海国图志·夷情备采》中记载，1840年4月4日澳门月报中,欧洲人对清朝铁炮制造技术评论到: “中国又铸有大炮, 每一门可抵我等大炮四十八门。 尚有许多大小不等炮火, 惟中国只 知铸成炮身, 不知做炮膛, 且炮身又多蜂眼, 所以时常炸裂。 ”清军为了防止铁炮炸裂，不得不加厚炮壁，甚至采用了复合材料技术（铁心铜体或熟铁-生铁复合），然而这样做也增大了火炮重量，使清军的岸炮更加笨重不堪。面对英军的精良火炮，清军的岸炮射程、精度都处于下风，且射速缓慢，射角调节也非常笨拙。清朝士人对此印象深刻，留下了许多关于英军火炮的记载，甚至还有关于西方火炮技术的专著。卡龙炮也出现在了清朝人的笔下。
鸦片战争后不久清朝铸造的铜体铁心炮及其上铭文，1860年该炮在大沽口炮台被英军俘获，1867年英国人为了研究其内部构造而将其剖开。该炮药室狭长，和文艺复兴时期的pedrero非常相似，可以发射榴弹。
卡龙炮重量轻，身管短、口径大、装药少、初速低、射程近、杀伤力大，安装在独特的滑轨炮架上，使用燧发炮机点火发射，可谓集英国先进的火炮技术之大成。，自然会引起清人的注意。福建晋江人丁拱辰 ( 1800- 1875) 1843年撰写的《演炮图说辑要》中对英军卡龙舰炮的记述: “此有表短炮, 火轮船所用 , 熟铁铸就, 重一千斤, 乃用熟铁炼净, 铸成坚实, 光滑恍若铜炮。 因其身轻质小, 故安船面, 不碍驶船, 然击远不及长炮四分之一, 弹发各有高低左右之偏, 身短故也, 此等短炮必用此架 (滑轨炮架) , 钩在船旁, 方不跳动 。 ”
《演炮图说辑要》插图，美国卡龙炮及其炮架。除了英国以外，美国人也使用过卡龙炮。
其实丁拱辰的这段描述也有错误，他仅凭自己的观察就认为卡龙炮是用熟铁铸成的。且不说熟铁根本就不能用来铸炮，只能用来锻造火炮，仅就遗留在中国境内的英国卡龙炮的金相分析来看，英军的卡龙炮依然是铸铁铸造的。
《鸦片战争时期英军卡龙舰炮与清朝铁模铸炮之间的关系探讨》一文中，两门鸦片战争时期的卡龙炮的金相组织，炮身样品组织均为展性铸铁、火门为灰口铸铁组织。对比同时期多为白口铸铁材质的清军铁炮，英军卡龙炮的材质显然优越许多。展性铸铁和灰口铸铁脆性比白口铸铁低，耐热疲劳性能也优于白口铸铁，因此这两种铸铁铸造而成的火炮更加坚固耐用，重量更轻。双方的火炮材质之所以会出现这种差距，是因为到鸦片战争时期, 英国早已使用近代高炉炼铁, 而清军炼铁炉仍为传统的瓶形土高炉。 土高炉的鼓风设备为传统的活塞式木风箱, 采用畜力或水力驱动, 风压不高, 风量不足, 造成炉温较低, 致使炼出的铁水含硅低, 浇注易生成白口铸铁。
除了丁拱辰以外，第一次鸦片战争结束多年后，1862年黄达权、王韬所撰的介绍西方火炮技术的专著《火器略说》也介绍了卡龙炮，并且更加详细。
书中的短薄单耳铁炮即为卡龙炮。
除此之外，《火器略说》还详细记载了各种口径的卡龙炮的各部尺寸和炮重。
有趣的是，《火器略说》中还记载了广东当地对卡龙炮的称呼：“短薄单耳铁炮多用于战舶, 体轻易举, 粤俗呼为瓦筒口 , 炮以形似得名。”
卡龙炮不仅出现在中国人的笔下，幕末的日本人也对这种火炮有一定的了解。竹内东白，竹内嘉永六年（1853年）出版的《泰西王氏铳谱》就介绍了卡龙炮，比《火器略说》详细许多。
幕末日本人把卡龙炮称作“加儿龙奈垤”，片假名写作カルロンナーデ（karuronnade).
实际上，在第一次鸦片战争中清方不止一次仿制过卡龙炮。参战的英国军官乌赫特朗尼（J.Ouchterlony)在1844年著的《对华作战记》中记载，1840年6月20日上海之战：”清军16门铜铸卡龙炮完全仿照英军发射18磅炮弹的卡龙炮的式样铸造，舰炮上浇铸了瞄准器，还有火门，钻了孔，和火石制成的枪机密切配合，在我们所看到的中国人使用的战争武器中，这些是最最合用的了。“而且根据英方记载，1841年，英军的双桅帆船”风鸢号“（Kite）在镇海附近倾覆，船上的两门12磅卡龙炮被清军缴获。巧合的是，日后因为铁模铸炮法而青史留名的浙江嘉兴县县丞龚振麟此时正在镇海炮局。这一事件直接导致了一种外形和卡龙炮非常相似的新型火炮出现在中国。
第一次鸦片战争爆发时，清朝的铸炮匠人们还在沿用17世纪从西方传入的铸炮方法，用泥模法铸造火炮。泥模法的本质就是先制成一个圆柱形的形芯，再制作一个外范。将形芯外范合体后再进行浇铸，最后再经过齐口、打磨、钻火门，一门火炮才算制成。泥模铸炮法沿用数百年，堪称成熟的铸炮技术，但缺点也很明显。一是外范和形芯用粘土制成，透气性低，很难干透，经过炭火烘烤经常外干内湿，浇铸时产生潮气，使所铸火炮经常有蜂窝状孔穴。故泥模铸炮经常出现残次品，《西法神机》中甚至有“铸百得一，即为国手”这种夸张的说法。二是由于火炮浇铸完成后需要将泥模打碎取出火炮，所以每铸一门火炮就要专门制作一个模具，且《海国图志》中曾记载泥模“非一月不能干透，若值冬令雨雪阴寒，晴霁绝少，则非三两月不能干透”，极其费时费力，而且难以实现火炮制造的标准化。三是铁水浇入模具时经常扰动形芯，使铸造出的火炮炮膛不在炮身的中轴线上，再加上清朝火炮后续的镗孔、打磨工艺粗糙，火炮的射击精度会很差。种种因素导致清朝的泥模炮不仅粗笨，而且多铸造缺陷，表面粗糙。
道光二十年（1840年）九月，两江总督蒙古镶黄旗人裕谦在浙江省城设立铸炮局，由嘉兴县丞龚振麟、余姚知县汪仲洋、镇海粮台鹿泽长主管铸炮之事。龚振麟精于泰西算法，在进入炮局之前就显示了自己的才能。英军进犯舟山时，龚振麟曾目击英国舰队中的轮船，于是仅凭印象就造出了一艘小型的人力轮船，在湖中试航成功后又造了一艘大型的人力轮船。后来龚振麟还和林则徐一起设计了岸炮使用的四轮磨盘炮架。进入炮局后，龚振麟感到传统的泥模铸炮法效率低下，费时费力，泥模不仅用过即废，且当时冬季将至，雨雪连绵，泥模更是难以干燥。于是龚振麟想出了一个一劳永逸的解决办法，就是以铁代土，先用泥型翻制铁范，再用铁范铸炮。结果是大获成功。
和泥模法相似，铁模法第一步也是制模。用粘土制成泥炮和分段的外模，然后再分段铸造铁模，每段铁模都分为两瓣（四千斤以上大炮要分为三瓣）。铸造火炮时，先用细稻壳灰混合细沙泥调水，粉刷铁模内壁，再用上等极细窑煤灰调水粉刷。将每段铁模两瓣相合如合瓦形，用铁箍箍紧烘热，再将每段铁模节节相续拼接在一起。之后便是和泥模铸炮一样用铁水浇铸。火炮制成后，就可以按瓣次序，“如脱笋壳状”剥取铁模。此时火炮还未冷却，处于红热状态，如果炮身上有不平之处，即可用工具直接平整。且取出形芯除净炮膛内的泥胚后，炮膛内“天然光滑”，不需要再镗孔或者打磨。
龚振麟在《铁模利效》中历数铁模炮的优点。泥模需要用舂得极熟的粘土制作，制成模具后还要用炭火慢慢烘透。一旦想拖延时间的工匠在官员督促下造出了残次品，工匠就会借口模具未干透或粘土未舂熟。而铁模就无这些弊端。铁模炮铸成后，拆去模具，炮身自然光滑干净，不需修饰。而破碎泥模会粘在炮身上，需要工匠细细凿洗修饰。且泥模炮在浇铸之后，需要冷却两三日才能除去模具，期间“镕汁浸润于膛心胎上”，导致炮膛内壁不够光滑，无论如何镟洗，还是难以令人满意。铁模炮在浇铸完成后就可拆去模具，内壁天然光滑，改善了火炮性能。此外铁模无需干燥，也没有水汽，不用担心铸造时出现蜂窝状结构，大大增强了火炮的安全性。
龚振麟还算了经济账。铁模铸炮在制得模具后，就不需要再制作模具，因此只需要铸炮工匠和制形芯的工匠。用工匠40人，每日可出炮三位，如果赶工，两天可出炮九位，阴雨天也不影响工期。龚振麟称一门铁模炮只需成本数千文，比泥模炮节省十余倍。且铁模可重复使用数百次依然完好如初。铸造时只需制作泥制的形芯，不管天气如何可以立即铸造火炮，两三天一门火炮即可制成。
铁模炮技术是在缺乏产业革命的条件下，龚振麟所做的大大提高铸炮效率的技术创新。英军军官A.Murray 1843年撰写的《从舟山到南京的远征》中对1841年10月9日镇海之战中清军使用的铁模炮做了描述：“我们刚占领这个城市（镇海），发现了一个巨大的火炮铸造厂，英国风鸢（Kite)号战舰在此海域颠覆，其上的两门卡龙炮被中国人作为模型来铸造他们的卡龙大炮，其外形十分相似，不过炮身上有中国特色的铭文。其制造水平为迄今为止发现最好的，虽然我不能断言它们铸造时的深奥技术，一些被俘获的火炮也制有铁环。炮模是分离的，可以交替铸同样的炮。在一个炮房，他们制造了许多炮架，其模样也是仿制我们的，做得非常好，可以旋转发射。在这里，我们还发现了两本书，谈论数学、天文、机械和炮术，显然是从耶稣会士传播而来。”可见龚振麟在制造铁模炮时模仿了卡龙炮的设计，甚至连炮架也一并模仿了。现存的铁模炮外形也和卡龙炮非常相似，这两种火炮之间的关系显而易见。
铁模炮大大提高了铸炮效率，和泥模炮相比提升了火炮质量。但铁模炮的缺陷也十分严重。由于铁模导热快，铸件冷凝快，导致容易得到白口铁。白口铁性脆，无法用机械镗孔，甚至也不能直接在炮身上钻火门。白口铁制的火炮在发射过程中会产生裂纹，反复使用甚至会炸裂。刘鸿亮曾对国内现存铁模炮中的三门做了金相检测，结果均为白口铸铁。铁模炮虽然性能比大部分本土的泥模炮优秀，但还是远不如英国的沙模炮。而且铁模炮的总产量并不高，在战争中作用有限。龚振麟个人的技术创新已经完全无法应对英国新技术的挑战，第一次鸦片战争后西方的火炮技术更是突飞猛进，清朝也于同治七年（1868年）采用了西方的砂型铸炮和实心钻膛技术。昙花一现的铁模铸炮技术最终湮没而无闻。
