17世纪
欧洲火器研制者发明火药包 火药包是于16世纪由欧洲火器研制者发明的。粒状火药使用后，虽然提高了威力，但是仍然没有解决火药装填复杂的问题。因为粒状火药制成后仍然处于散装的状态，火枪兵与炮兵在行军时，只能将火药盛装在木桶中与枪炮一起随军机动。到战场后，要将火药桶从车上卸下。发射的时候，装填火药的士兵要用小铲将散装火药装入枪炮的药室中，再装入枪炮的弹丸和紧塞具，且要向点火孔内装填散装火药。因此，整个装填过程不但琐复杂和缓慢费时，而且每次装填火药量还会出现误差，以致影响火炮发射的安全和射击精度。同时散装火药在发射后还会在炮膛内留下许多残渣，每次发射后，士兵都必须用较长的刷子刷擦炮膛，炮膛擦净后才能开始进行第二发炮弹及火药的装填和发射动作。大约在1600年，欧洲的枪炮开始使用火药包，即用粗麻口袋装填定量的火药，再装入火炮中，从而大大缩短了装填时间，并且由于装填火药的定量一致而保证了枪炮发射的安全和精度。
清廷建立八旗军系统的军事手工业 八旗军系统的军事手工业是于17世纪由清廷所建立的。清廷在顺治初年于京城不少地方建造收储八旗军火药的厂房。其中，镶黄、正白、镶白、正蓝四旗在镶黄旗教场空地上各建造35间火炮厂房，正黄、正红工旗在德胜门内各建造30间火炮厂房；镶红、镶蓝二旗在阜成门内各建造23间火炮厂房，镶黄、正黄二旗在西直门之北安民厂建造12间火药厂房，镶白、正白、镶红、正红、镶蓝、正蓝六旗在天坛后建造20间火药厂房，交民厂还建造了收储火炮的厂房；右安门内的濯灵厂建造了收储火药、烘药与铅子的厂房，崇文门内东侧的盔甲厂与安定门内的缘儿胡同局建造了收储火炮与军器的厂房，西什库中的戊字库与丁字库建造了收储弓、刀、箭、弦、鸟枪、硝、硫等军器的厂房。康熙三十四年（1685年），在北京城九门上建造了不少收储各厂、各库火器的厂房。乾隆三十年，为改善硝、硫、火药的储存条件，将原搭建的席棚一律改建成砖瓦房。乾隆三十五年，将盔甲厂、缘儿胡同收储的77门旧铁炮，交营造司存储库内，以便熔铸新炮。
明代的火药研制者提出了硝、硫、碳的火攻特性理论 硝、硫、碳的火攻特性理论是于17世纪由明代的火药研制者提出来的。何汝宾在《兵录·火攻药性》中说，“硝性主直（直发者以硝为主），硫性主横（横发者以硫为主），灰性主火（火各不同，以灰为主，有磐灰、柳灰、杉灰、本灰、梓灰、胡灰之异）。性直者主远击，硝九而硫一。性横者主爆击，硝七而疏三。”《武编前集·火》与《武备志·火药赋》也提及硝性竖而硫性横。所谓的硝性主直、能直击的现象，是说火药中的硝在点燃后能产生巨大的气体推力，将弹丸射至远方命中目标，所以硝是火药能够直击即射远的关键。所谓的硫性主横、能爆击的现象，是说火药中的硫黄在点燃后能迅速炸烈进爆，所以硫黄是火药能够爆击即爆炸的关键。所谓的灰性主燃、能喷发火焰的现象，是火药中的炭粉在点燃后能迅速燃烧、喷射火焰，所以炭粉是火药能够燃烧的因素。
约17世纪
明代工匠修筑障墙、战墙、关城、墙台、陷马坑、卫城、碉楼和墩台 除主墙建筑的艰巨和技术上的创新外，慕田峪长城还创建了新型的障墙和战墙。障墙的建筑技术，在慕田峪段长城有突出的体现。当时的设计者，在城墙相对高差变换明显之处，建筑垂直于主墙面的障墙，使主墙面上形成多道横隔墙，宛如一道道屏障，屏蔽关城，以加强关城的防御层次。一般而言，障墙高2～3米，其一端与城墙相依，另一端距城墙约1米，仅容1人通过。障墙上设有射孔。作战时，若敌兵攻入前一道障墙，守备后一道障墙的士兵还可凭墙抵御，使每一道障墙都成为城墙上的坚固阵地。攻城敌军每前进一段，都要付出一定的代价。
战墙是在主墙外侧4～5米处有利地形上，利用山石垒砌的外墙。有些地方还筑有几道重叠的战墙。其形式因地而异，在平缓之处较为高厚，在陡峻之地一般高约2.5米。在墙上开有三排0.3米见方并配置交错的射孔，可供士兵用站、蹲、卧三种姿势射击墙外之敌，减少了射击死角，提高了火力密度。战墙上每隔50～100米留有砖石砌筑的小门，供官兵出入。相邻两道战墙的结合部，采取前后错开、两端重叠的布局，错开距离约0.5米，重叠部分15～20米，这种布局方式加强了防御作用。类似的战墙在其他地方也有构筑。天津黄崖关长城博物馆收藏的文献记载：长城在蓟县的东南方向上，从河北省遵化县马兰关，过黄庄关，经前干洞，黄土梁大松顶出蓟县县界，与北京平谷县将军关的长城相连接。在蓟县境内61华里的长城中，于前干洞、小平安、车道峪、常州等地段长城主城墙的外侧，共筑有战墙6 319米。这些战墙实际上是主城墙的前沿阵地，加大了主城墙的防御纵深，既消减了攻城敌军的有生力量，又迟滞了敌军的进攻，为主城墙的守军创造了歼敌的条件。
长城沿线的许多要隘大多建有关城，它们经过历代的修建和改建，成为长城防线上的支撑点，具有重要的战略和战术价值。其在山海关、居庸关和嘉峪关最为突出。朱元璋建明以后，为了同北方蒙古族进行军事斗争，也把重点放在这三个重要关城的修筑上。山海关是辽东段长城和蓟镇段长城的连接点，隋唐时期有临渝宫、临渝关等名称。洪武十四年（1381年），朱元璋派徐达率部修筑。正统至弘治年间又有扩建，使山海关与其两侧附近的长城构成坚固的防御区域。山海关以长城为东城墙，与南、西、北三面城墙一起围成一座关城。经测量，东墙长1 350米，南、西、北三面墙长分别为1 087.5米、1 290米、636米，周长4 363.5米，比《临榆县志》记载的“周八里一百三十七步四”稍长。城墙内用土筑，外用砖包，高14米，顶收厚7米，底墙厚度各不相等。四面各开一门，上建双层城楼，楼上开设箭窗，四门都筑有瓮城，现仅存东门（天下第一关）一座瓮城。周围有烟墩和边堡。在明万历、崇祯年间，又在山海关外东、西两面建筑罗城。南面2千米外有南翼城（又名南新城、南营子），北面有北翼城（又名北新城、北营子），城东2千米外的欢喜岭上有周长614米的威远城，关城至渤海边构成具有大纵深的坚固防御区域。居庸关设自秦朝，之后又几经增修。关城坐落在燕山支脉军都山的一条深谷隘路中，自东南向西北曲折延伸，长达25千米。两旁山岭夹峙，南北两口之间筑有三道重关，经明初改建后成为保卫北平（今北京）北部安全的口门。居庸关位居三关之中，是三关的主关。关城周长500米，城墙用城砖和条石砌筑，高10.5米，底墙壁厚11.5米，顶部壁厚9.5米，南北各开一道城门，门外都有瓮城。居庸关关城隘口为八达岭，地势险峻，居高临下，岭外为开阔平川。弘治十八年（1505年），在岭口增筑一座小城，墙高7.5米，厚4米，面积约280平方米，东连灰口岭，西接白关口，有“一夫当关，万夫莫开”的“天险”之称。居庸关关城南路隘口为南口镇，筑有堡城，是隘路的最后一道设防阵地。除上述三道关外，还在八达岭北2千米处建筑一座岔道城作为前卫城。岔道城有南、西、北三门，城南与南山相连，城西北的山口两侧筑有墩台，城北高地上筑有一段带形城墙作掩护。这些建筑前后策应，使居庸关成为长城沿线一处前卫阵地。
墙台又称城台，是倚城墙建筑的一种实心台，类似于宋代的马面战棚，每隔300～500米一座。通常来说，它呈正方形，正面突出城墙外侧2～3米，高于城墙1.5～1.7米。河西城墙的墙台高出城墙3～4米，墙台顶部筑有女墙和垛口，垛墙壁上开有望孔和射眼。墙台上建有简易铺房，供守城士兵巡守、营宿和避风躲雨之用；还储有各种兵器、信号器材，以及可供守军一月之用的粮食和饮水。每座墙台平时有守兵4人，战时可增至14人，有简易梯子可供上下。嘉峪关北的明墙上有七座敌台，台高16米，底长14米，宽13米，高大雄壮。
为了加强重要关口及其两侧长城的防御，通常还在距关口一定距离的通道上，设置挡马墙和陷马坑。挡马墙的高度一般以能阻挡敌军战马跨越为度，大多作多层次的布设，以阻滞敌骑的驰突。而陷马坑大多挖在宽旷的平坦地形上，如梅花形交错分布，坑内密植铁签、尖刃，以刺戮落坑战马的马蹄，坑面上多有伪装，使敌不辨真假落入坑内。此外，有的还在阵地前方较远处种植灌木林或密植木桩，阻碍敌骑的突冲。
卫城是沿海的大型军事工程，可视为“沿海长城”的关城，是控制重要海口的据点。一般而言，明朝前期建筑的沿海卫城较多，其中威海卫城具有一定的代表性。威海卫地处山东半岛东北部，与辽东半岛南端的金州卫隔海相望，是雄踞渤海口门的锁钥，也是明初楼患频繁的地区之一。永乐元年（1403年），明廷在清川城的旧址上扩建方形威海城，周长1 020米，高9米，城根壁厚6米，四面各开一门。城基以条石垒筑，上砌城墙，城墙上有女墙、垛口和马面战棚。城门两侧和城墙拐角处筑有登城的兵马道。城外有宽5米、深2.6米的护城河环绕。城池面敌的高地，筑有大型统炮架，上安统炮。附近筑有瞭望台和烽垠台。
碉楼也称碉堡，福建、浙江和南直隶（今江苏）一带多有建筑。大多呈梯台形，通常分两层，墙高4米，底部2.5～3米见方，顶部1.5米见方，四周有垛墙和垛口，四面墙开有上下两层射孔，底层四面只有一面开门供士兵出入。碉楼内空间较小，供3～4名士兵值班守哨所用。若与邻近各碉楼互相联系策应，可发挥联络、守备作用。
约1603年
日本出现大型铁炮工场——国友铁炮锻冶 国友铁炮锻冶位于江州坂田郡国友村（今日本滋贺县长滨市国友町），在室町幕府时期（1338—1597年）已是锻冶于工业中心，是日本最古老的传统特色最明显的手工业组织，到江户幕府时代便成为直属幕府管辖的铁炮工场。在国友铁炮锻冶有一个著名的铁匠——国友善兵卫，是美浓关的刀工志津三郎兼氏之后。约天文十二年（1543年）八月，种子岛的时尧将一支葡制火绳枪送给岛津义久，岛津义久又将其献给足利义晴将军。足利义晴欲要仿制此枪，找到了江州国友锻冶的优秀工匠国友善兵卫、藤九左门卫、兵卫四郎、助太夫等4人，命他们造枪。4人便以葡式火绳枪为样本，在工匠次郎的帮助下，制成枪尾的闭锁螺栓，于天文十三年八月十二日成功地制成了2支火绳枪。织田信长（1534—1582）为当时尾张国（今日本爱知县名古屋一带）的名将，他以勇武闻名，精通各种武器使用之法。他预见到火绳枪将成为未来战场上最重要、最具威力的武器，于是他在天文十八年（1549年），便制造能发射30克重弹丸的火绳枪500支，使火绳枪出现了划时代的发展。织田信长本人也同火绳枪技师桥本一巴练习射击技术，组织火绳枪队，推广火绳枪与冷兵器并用的战术，并制定新条规，将国友铁炮锻冶完全控制在自己手中，使火绳枪的制造技术秘不外传。1560—1582年之间，织田信长利用火绳枪的优势，在日本称雄一时。
1618年
唐顺之撰写的《武编》刊行 《武编》是继北宋《武经总要》之后，在明代后期成书年代较早的一部综合性兵书。其对古代军事技术记载较多，多为《武经总要》以后的内容，具有鲜明的时代特色。其对军事技术问题的论述，侧重于对传统火药理论，以及诸多火器的形制构造与使用方法的阐述，其中相当一部分内容被其后问世的兵书所转录，也有一些内容为其他兵书所不载，具有补缺的作用。《武编》系唐顺之所辑。唐顺之（1507—1560）是明代散文家，字应德，一字义修，号荆川，武进（今属江苏常州）人，嘉靖八年（1529年）会试第一，官翰林编修，后调兵部主事。当时倭寇屡犯沿海，唐顺之以兵部郎中督师浙江，曾亲率兵船于崇明破倭寇于海上。升右佥都御史，巡抚凤阳，嘉靖三十九年至通州（今南通）去世。崇祯时追谥襄文。学者称之为“荆川先生”。有《荆川先生文集》《广右战功录》等十多种著作传世。《武编》辑于嘉靖年间，在作者生前并未刊行，只有抄本传世，为秣陵（今属江苏南京）焦澹园收藏。至万历四十六年（1618年），才开始由武林徐象枟曼山馆雕版印行，清代有木活字本、抄本传世。《武编》体例与《武经总要》相似，分前、后两集，各6卷。《武编》前集主要辑录有关兵法理论方面的资料，内容包括将帅选拔、士伍训练、行军作战、攻防守备、计谋方略、营制营规、阵法阵图、武器装备、人马医护等等；后集全部是用兵实践，其体例与《武经总要·后集》略同，系从古代史籍中撷取有关治军和用兵的故事，以为借鉴。军事技术内容分散于各卷之中，以前集卷五最为集中。《武编》虽然对兵法理论阐述不多，但是《武编》前集卷五、卷六对军事技术理论的阐述，却开了明代后期兵书的先河。前集卷五主要论述各种火器、冷兵器的制造与使用方法，大致反映了从《武经总要》刊印之后，至嘉靖三十九年唐顺之逝世之前，各种火器、冷兵器以及战车、战船的发展情况。前集卷六主要记述了战车、战船的形制构造及作战布阵之法，列举了多种战车、战船之名。为了抗倭作战，书中还列举了“太仓往日本针路”“太武回太仓针路”“日本往太仓针路”“太仓往日本针路”。所谓针路，就是当时通过罗盘针指示方向的航海水路。此外，本书还论述了军需、矿产、解救药毒等问题。本书在编纂上也有一些不足之处，如类名重复过多，甚至在同一卷中类名有重复，像后集卷六就有两个类目是“水”，一个讲水攻，一个讲水源，若将其改为“水攻”和“水源”，既能准确具体地表达类目意义，又能避免类目重复。
《武编》书影
1620年
法国人H.洛林编写《军事器械和军用及娱乐用烟火大全》 《军事器械和军用及娱乐用烟火大全》是于1620年由法国人H.洛林（Hanzelet Lorrain，1596—1647）编写的。1620年，H.洛林在法文本《军事器械和军用及娱乐用烟火大全》中，论述了在水战中使用的纵火箭与火箭。在法王路易十四（Loui ⅩⅣ，1638—1715，1643—1715年在位）和路易十五世（LouisⅩⅤ，1710—1774，1715—1774在位）重视下，法国人的烟火技术居于欧洲的首位。
克尼利厄斯·戴博尔发明潜水艇 荷兰发明家克尼利厄斯·戴博尔（Cornelius Drebbel，1572—1633）于1620年制造出人类历史上第一艘人力驱动的潜水艇。戴博尔的设计来源于1578年英国数学家威廉·伯恩（William Bourne，1535—1582）的《发明与设计》一书中关于压载水舱潜水器的描述。戴博尔制造的潜水艇为一艘双面有橹的划艇，由羊皮囊制成，利用涂有油脂的皮革外包来实现防水功能，由4名划手来提供动力，可下潜3～5米。戴博尔前后设计出多种型号的潜水艇，并在詹姆斯一世面前进行演示，其中最大的一种潜水艇可载员16名，能够潜入水中近3个小时。戴博尔所发明的潜水艇虽然激起了人们的兴趣却并未能引起人们的足够重视，并未投入军事实践中。
潜水艇
1625年
G.保希试制准雷酸汞火药 准雷酸汞火药由意大利军事技术家G.保希（Guiliano Bassi）于1625年所制。保希使用锑（Sb）或水银（汞，Hg）同硝酸起化学反应，其生成的沉淀物可以用来制造烈性火药。他的一种配方是用130～195毫克的金属粉末，同硝酸反应后的沉淀物，再加入氯化铵，同酒石混合成固体。用这种方法制成的火药已具有近代雷酸汞火药的性能，其威力远大于黑色火药，甚至用锤子一击就会爆炸。保希的配方被称为雷酸金炸药。
1627年
明代工匠创制守城武器“万人敌”“万人敌”是中国明代的一种用于抛掷、能够旋转喷射的燃烧性火器，多用于守城作战。宋应星的《天工开物》（1637年）记载，“万人敌”约发明于明天启七年（1627年）。“万人敌”是把中空的泥团晾干，四面留有小孔，装进火药，并掺入毒火、神火等药料，压实，在小孔中安装药线，外面以木框围护，以防摔碎。在敌人攻城时，点燃药线，抛掷城外，火焰四面喷射，并使其不断旋转，烧灼敌军。清毛霦的《平叛记》记载，明崇祯五年（1632年）莱州之战：“亭午寇丞復缒五十人下城，用万人敌烧寨，与贼相持良久。”火药配方为“硝一斤，黄三两二钱，灰二两八钱”。万人敌制作简易，有一定的杀伤力，在边远的小城域邑里没有火炮守城时，即可随时制作使用，因此宋应星也将其誉为“守城第一器”。
万人敌
古斯塔夫·阿道夫使用蒙皮炮 蒙皮炮又称皮革炮，是17世纪初欧洲的一款带有实验性质的轻型火炮，瑞典国王古斯塔夫·阿道夫二世（Gustav Ⅱ Adolf，1594—1632）将其融入自己的战术体系中，并在30年战争（1618—1648年）中取得了良好效果。古斯塔夫为了提高火炮在战场上的机动性，于1627年采纳了奥地利人范·瓦布伦特（Von Wurmbrant）制作的蒙皮炮。蒙皮炮实际上是一个用绳子和皮革包扎着的轻锻铁管或铜管，这种设计使得火炮的质量及成本大幅度降低，只需2～3名士兵便可操作，主要发射霰弹或葡萄弹，也可发射1.4千克重的炮弹。古斯塔夫将这种蒙皮炮布置于步兵团中以增大步兵火力，因而蒙皮炮又被称为“团属炮”（regimental cannon）。蒙皮炮也成为当时唯一能够与步兵实现协同作战的火炮。虽然蒙皮炮在实战中体现出了良好的机动性与火力，但由于其炮管质地脆弱，无法承受长时间的发射，即使经过冷却之后，炮管也会由于先前的使用而产生变形，从而影响精度，因此蒙皮炮的使用寿命较低，因此在30年战争后期，蒙皮炮逐渐被经过改良的轻型铸铁炮取代。
蒙皮炮
蒙皮炮炮口
1631年
后金军队制造“天佑助威大将军”炮 “天佑助威大将军”是清军入关前给自制的红衣大炮的称呼。红衣大炮原名红夷大炮，最远射程可达10千米，是明朝天启年间从葡萄牙人购得的英制加农炮。崇祯四年（1631年）正月，后金在沈阳利用俘虏过来的工匠刘汉，成功仿制了西洋大炮，定名为“天佑助威大将军”。他们还创造了“失蜡法”，化铸铁为铸钢，对火炮的不同部位进行复杂的退火、淬火处理，使铸炮工艺领先于明朝。由于夷字犯上满洲人的忌讳，红夷大炮便更名为“红衣大炮”。皇太极在八旗军设置新营“重军”（ujenchooha，乌真超哈），后来佟养性任总兵官，曹振彦任教官，开始运用炮兵战术。乾隆间担任《续文献通考》纂修官的钱载，曾据过眼典籍中的相关记述作《天助威大将军歌》，其中有云：“天聪四年二月，师凯旋，特诏铁官范巨炮，春正二日，黄白青气冲霄，开出应兴符。”由此可知“红衣大炮”在天聪五年正月二日熔铁浇模初成。崇祯十二年（1639年），清军拥有60门自制的红衣大炮，在松锦之战发挥极大战力，连破明军据守的塔山、杏山二城。顺治元年（1645年）十二月，清军进击潼关，李自成的大顺军列阵迎战，清军因主力及大炮尚未到达，坚守不战，次年正月，以“红衣大炮”重创李自成的大顺军，李自成至湖北通山县被害。金国初铸之“天佑助威大将军”炮现已不存，然其形制仍可见于《炮图集》中，该书以“大红衣炮”名之，称：“铸铁为之，前后丰，底圆而浅，重自三千斤至五千斤，长自七尺七寸五分至一丈五寸，中锲云螭，隆起八道，旁为双耳，面镌‘天佑助威大将军，天聪五年正月二日造’，用火药自四斤至八斤，铁子自八斤至十六斤，载以三轮车，辕长有九尺八寸至一丈二尺，当轴两辕上处，有月牙窝以承炮耳。”该炮重1 800～3 000千克，长248～336厘米，其所用的4～8千克球形铁弹，合直径为1 017～1 315厘米，形制近似于欧洲各国所用的半蛇铳（dem-i culverin）和大蛇铳（culverin）。
红衣大炮
古斯塔夫使用整装式炮弹 整装式炮弹是瑞典国王古斯塔夫在30年战争中对已有火炮弹药进行改良的成果。在此以前火炮所射炮弹的弹丸是与发射火药分开装运与装模的。古斯塔夫为了提高火炮的射击速度，便率先将弹丸与发射火药整装在一起：发射火药装填于弹筒内，弹丸装在子弹筒的头部，二整装一起成为炮弹。经过改革后的炮弹，不但简化了发射手续，缩短了发射过程，提高了射速，而且每发炮弹的装药量相同，提高了命中精度。1631年9月17日，古斯塔夫率领军队在布列敦费尔德战役中，使用了纸筒形的榴霰弹，弹筒内装满了弹丸与金属破片，击中目标爆炸后，弹丸广为散布，增大了杀敌面积。
1632年
孙元化撰写《西法神机》 《西法神机》是明末关于西洋火炮制造与使用的一部理论专著，由明代孙元化撰。书中所说的西洋大炮，主要是指16—17世纪欧洲的英国、荷兰、意大利等一些国家制造的早期加农炮。孙元化，明末将领与军事技术家，字初阳，号火东，嘉定（今属上海）人，出生年不详。《明史·徐从治传》后附有其小传，称其“善西洋炮法，盖得之徐光启云”。清乾隆《嘉定县志》则说他“天资异敏，好奇略，师从上海徐光启，受西学，精火器”，有《经武全书》《西法神机》等著作传世。《西法神机》成书于崇祯五年，系依据副本刊印的古香草堂刻本，分上、下两卷，上卷7节，下卷5节，3万余字，34幅附图。中国科学院图书馆藏有此书。《西法神机》与此前的兵书不同，它的理论大多是通过数学计算进行表述的。研制火药与火器必须明理识性。孙元化所说的理和性，实质上是指制造火器与配制火药所用原料的物理和化学特性。在孙元化的理解里，制造火器与弹药时，必须“推物理之妙”，合事物之性。精于理者不但能了解弹药与铳车的特性，而且能按照这些特性，采用“合理”的方法进行制造。制造枪炮时要选用精良的铜铁，若错用质量粗疏的铜铁，虽然从外表上看不出它们的罅隙之处，但是只要使用猛烈的火药一试，炮管就会炸裂。如果不按规定程序和工艺要求配制火药，那么就配制不出性能良好的火药。该书用定量计算确定火炮设计的最佳方案。《西法神机》用数计算的方法，论述了以火炮口径的尺寸为基数，按一定的比例倍数设计火炮其他各部分的方法，认为按这种方法设计的火炮，其口径、长度和质量，既能保证所需要的杀伤威力，又不致因炮身过重而影响在战场上的机动。该书用定量计算确定弹重与装药量的关系。孙元化指出，弹重与装药量之间要有一定的比例关系：凡弹重0.5～4千克者，弹重与装药的质量相等；弹重4.5～8.5千克者，装药量为弹重的4/5；弹重9～14千克者，装药量为弹重的3/4；弹重在13.5千克以上者，装药量为弹重的2/3。按照上述比例制造的炮弹，装填在口径适宜的火炮中，其命中和致远的效果较好。孙元化在《西法神机》中运用数学计算的方法，论述火药、火炮制造与使用诸方面的问题，反映了明代的科学家和军事技术家，在指导火器研制与使用的理论基础方面，已经从经验描述与定性研究的旧轨，转向定量与定性研究相结合的新轨，这是明代科学家与军事技术家所取得的最重要的突破性成果。
《西法神机》书影
1637年
“海上大君主”号大型风帆舰
英国制成“海上大君主”号大型风帆舰 “海上大君主”号大型风帆舰是于1637年（一说1635年）在英国制成、詹姆斯的继任查理一世时期所建的英海军中第一艘有3层统长甲板的大型战舰，又有“海上统治者”和“海上霸王”号等名号。1636年1月开始设计，1月16日在伍利奇船厂建造，1637年10月下水，总造价超过4万英镑（其中一半是付给造船匠的工钱）。主设计师佩特本想该舰只需装备90门大炮，查理一世却硬要把炮数增加到104门（共重153吨），使之成为当时最大的战舰。“海上大君主”号战舰，是英国继17世纪初所建造的“伟大的哈雷”号后又一艘大型战舰。其排水量1 700吨；舰体长53米，吃水深6.1米，竖3桅。有三层甲板，分层安置舰炮：上层甲板上共安28门1.4千克（3磅）和2.7千克（6磅）轻型加农炮和半加农炮，其中两侧共安装20门鸭式短管炮，舰首和舰尾共安装8门半加农炮；中甲板上共安装30门8.2千克（18磅）和8.6千克（19磅）蛇式加农炮和鸭式短管炮，舰首安装6门蛇式加农炮；底甲板上共安装30门19千克（42磅）和14.5千克（32磅）重型火炮；前甲板上安装8门半加农炮和鸭式短管炮，中部甲板上安8门半加农炮和鸭式短管炮，以及6门轻型火炮，后甲板上安装2门轻型火炮；此外还有20门辅助炮。以上共有舰炮124门（一说100门）。在内河执行任务时只安100门火炮，以免军舰承载过重而不利于机动。该舰有11只锚，每只锚重2吨。水兵800多人，最大的炮弹净重27千克（60磅），一次齐射的炮弹重达1吨。该舰曾先后参加了对抗荷兰、法国海军的六七次海战，连续使用了60余年，最后，意外地被法国海军击毁于查塔姆（Chatham）海域。
1644年
清朝成立濯灵厂火药局 濯灵厂火药局又称管理火药局，设于顺治元年（1644年）的右安门内。厂内设石碾200盘，每盘置药15千克为1台。每台碾3日者以备军需，碾1日者以备演放枪炮。预储军需火药以15万千克为率，随用随备。根据当时的规定，八旗兵试演枪炮及盛京驻防部队每年操演所需军用火药，可以从西什库支取硝石、硫黄。后来又规定，内务府配制火药所用的硝石、硫黄也从该库中的广积库领取。康熙三十一年（1692年），经朝廷批准，八旗兵试演枪炮所用的火药，可直接从濯灵厂领取。同年，朝廷规定濯灵厂每年要制造演放火药（即发射火药）10余万千克、烘药（浸泡火绳与火门火药）1 000～1 500千克，备储军需火药15万千克、烘药2 000千克。如逢运用之年，随用随补。为了能够统一储存与管理北京城内驻军的火药，朝廷又将当年新建的火药库用于存放在京八旗中营、东营、西营各旧火药库的火药，并且由濯灵厂统一储存与管理。为了保证制成的火药能始终保持干燥待用的状态，濯灵火药厂于乾隆十八年（1753年）建造5间木仓式库房，将置于用荆条编织的油篓中之火药贮于本仓中，以免荆条脆朽而导致火药失灵。濯灵厂是工部直接管理与控制的火药厂，规模当数全国第一，所制火药数量多、质量好、储藏严密，为北京与盛京驻军最大的火药供应基地。
1650年
西米诺维茨撰写《大炮技术》 《大炮技术》是于1650年由波兰皇家炮兵司令西米诺维茨（Caristoph Siemienowicz）撰写的，是波兰火箭学首屈一指的著作。C.希米诺维茨在《大炮技术》一书中，对火箭技术作了探讨，论述了火箭的构造、各种火箭发射架，还有他本人设计的火箭等。
1659年
清廷建立盛京工部系统的军事手工业 盛京工部设于顺治十六年（1659年），下统左司、右司和银库。右司稽查火药库制造火药之事，所造之火药供盛京本城、外接及黑龙江等处驻军所用。乾隆四十五年（1780年），清廷决定将黑龙江火药制造所并入盛京火药库。除配制火药外，右司还负责铅子制造之事。
1665年
战列舰
战列舰应用于第二次英荷战争中 战列舰（battleship）是一种以大口径舰炮为主要战斗武器的大型水面战斗舰艇。它于18世纪60年代开始发展，至第二次世界大战中末期逐渐式微，一直是各主要海权国家的主力舰种之一，曾一度被称为主力舰。由于战列舰上装备有威力巨大的大口径舰炮和厚重装甲，具有强大攻击力和防护力，所以，战列舰曾经是海军编队的战斗核心，是水面战斗舰艇编队主力。这种战舰在海战中彻底改变了过去接舷战斗的战术，主要采用多艘舰列成单纵队战列线进行炮战，由此而得名“战列舰”。二战以后战列舰的战略地位被航空母舰和核潜艇所取代，再也不是舰队中的主力，因此这样的称呼方式也相对失去了意义。战列舰曾经是人类有史以来创造出的最庞大、最复杂的武器系统之一，在其极盛时期——20世纪初到第二次世界大战，战列舰是唯一具备远程打击手段的战略武器平台，因此受到各海军强国的重视。战列舰在相当长一段时间内是名副其实的海上霸主。正是凭借了当时的巨型风帆战列舰的威力，英国击败了素有“海上马车夫”之称的海上强国荷兰，夺取了制海权，开始称霸海洋。人们将战列舰称为18世纪人类最杰出的发明之一，历史学家们则将其描绘成“魔鬼的武库”。可以说，当时的战列舰武器完备，具有空前的作战能力，是人们已知的武器中效力最大的一种。进入19世纪，钢铁用到了军舰上，机器成了军舰的动力源，新型钢质战列舰更是将以“大炮巨舰”为主旋律的战列舰推上了世纪高峰，战列舰成为不可一世的象征。应该说，直到第二次世界大战初期，战列舰一直是发达国家海军舰队的基础。战列舰之所以获得如此迅速发展，得益于一位名叫马汉的美国海军军官，他在1890年第一次世界大战前撰写的《制海权对历史的影响》一书曾备受各国海军推崇。在书中他宣扬了这样一个观点：谁取得了制海权，谁就能夺得世界霸权，而谁要取得制海权，就要拥有强大的海上武力，就要建造装有大口径火炮的重型战舰。在这一思想的指导下，各海军强国开始了一场建造重型战舰的狂热竞赛。
1670年
欧洲人瓦杜茨创制三排正三棱柱式多管枪 三排正三棱柱式多管枪创制于1670年，因其创制人之名瓦杜茨（Vaduz）而被称为瓦杜茨（Vaduz）。它属于大风琴式多管枪，其典型制品系在列支敦士登（Liechtenstein，初为公爵的姓氏，18世纪初便成为国名）亲王时制造，每面12支枪管。发射时，射手先射毕一面，再依次射完其他两面，每次装弹可发射36发，提离了射速和发射威力。
1674年
清代前期火器研制家戴梓发明连珠火铳 连珠火铳是一种连扳连射式单发燧发枪。康熙十三年（1674年）六月，25岁的戴梓（1649—1727）在杭州随康亲王杰书出征时，“为王陈天下大势并向王献连珠火铳法”，在攻克江山时立了功。在还师北京后他受到康熙皇帝的召见，授翰林院侍讲。光绪十六年（1890年）李恒编撰《国朝香献类证初编》时，便在卷120中说戴梓向康亲王进献了“连珠火铳法”，后来便成为《清史稿》记载此事的源本。《清史稿》记载连珠火铳：“形如琵琶，火药铅丸，皆贮于铳脊。以机轮开闭。其机有二，相衔如牡牝，扳一机则火药铅丸自落筒中。第二机随之并动，石激火出而铳发，凡二十八发，乃重贮白。”从这一描述中可知，射手在扳动此铳的第一枪机时装填了弹药，在此第二枪机随之而动，将弹丸射出，依此再扳再射，可连续28次，发射28弹。可见这是一种连扳连射的单发燧发枪。这种枪的最大优点在于简化了装填手续，每装填一次可连扳连射28发弹丸，提高了发射速度。因此，这是一种由单装、单发向多装、单发、连射过渡的新式单兵枪。可惜这种枪在当时并未得到重视，更未进行批量制造和使用，当然也谈不上继续改造和提高，不久便失传了。此外，由于这种武器的复杂程度已经超出了当时的工业水平，造价也比已经很贵的鸟枪高，因此无法装备军队，致使这一重大发明没有被推广和采用，只得“藏器”于家。
枪 机
1676年
清朝制神威无敌大将军炮 神威无敌大将军炮铸于康熙十五年（1676年），共造52门：铜炮8门，每门重1 137千克，通长25.6米，口径0.3米，膛径0.12米，铁弹丸重4千克，装火药2千克；铁炮24门，每门重806千克，长2.53米，口径0.28米，膛径0.11米，铁弹丸重3千克，用火药1.5千克；另有木镶炮20门。均属于前装红衣炮，炮管前细后粗，底如覆笠，并有多道固箍增强炮管强度。前有准星，后有照门，并有一对炮耳，尾部有一球状炮钮，瞄准时可以灵活调整发射角度。每门大炮均配备三轮炮车，增强了作战的机动性。齐齐哈尔市曾发现1门清军在收复雅克萨之战中用于攻城的神威无敌大将军炮，全长248厘米，炮口外径275毫米，炮膛内径110毫米。炮膛内残留1枚铸铁球形弹丸，直径90毫米，重2.7千克。实测数据与文款记载大致相同。炮身用满、汉两种文字刻有“神威无敌大将军”“大康熙十五年三月二日造”等字样。
神威无敌大将军炮
1685年
清朝工匠创制奇炮 奇炮制于康熙二十四年，以铸铁为炮管，通底。炮身全长1.85米，重15千克，安有瞄准装置。后加木柄，微曲而稍低，可以开合，以纳子炮。每门奇炮附4个子炮，可轮流装填与发射。在炮管中部，向两侧各横出一个炮耳，通过铁盘可将炮管安于三脚架上进行发射。手握瓜形柄端，可以方便地调整射击方向和角度。北京故宫博物院藏有一门奇炮，炮管长180厘米，口径27厘米。子炮呈锥形，长14厘米，口径28厘米，重0.73千克。子炮装入膛内后，合上木柄，用铁钮固定，用火绳点火发射。奇炮属于母炮系列，但从膛底装入子炮，用木柄、铁钮闭合，闭气性能较好。
威远大将军炮
1687年
清朝工匠创制威远大将军 威远大将军是于1687年由清朝工匠所创制的。冲天炮在《清朝文献通考》卷194《兵考十六·军器·火器》有详细的记载：冲天炮制于康熙二十六年，共5门，钦定名为“威远大将军”，炮长70厘米、重143～125千克，铁弹重15千克，中虚如穴，两耳有环。它采用先点着炮弹的供药捻、再速点火门烘药捻的双点火法进行发射，用药1斤可射200～250步，用药0.56千克可射300步，用药1.5千克可射1～1.5千米，以45度角发射时射程最大。此记载除说明冲天炮创制的年代，以及康熙钦定的“威远大将军”之名外，还详细叙述了冲天炮的形制构造、长度、质量、装药与射程关系、装填火药的方法、45度射角的射程最大，以及“双点火法”的发射方法。
卡座式刺刀
沃邦创制卡座式刺刀 卡座式刺刀是将刺刀的刀身插入固定在滑膛枪枪头一侧金属套筒上的武器形制，从而使步枪能够像短矛一样进行近距离刺杀，又称套筒式刺刀、卡座式刺刀。早期滑膛枪装填速度缓慢，滑膛枪手难以抵御敌方骑兵、步兵的近距离攻击，因而16—17世纪的滑膛枪方阵一般都需要长矛手的掩护。17世纪初期，法国军队开始对滑膛枪进行改进，在枪口处插入一把长约1英尺（0.3米）的刺刀。早期的插入式刺刀源起于法国滑膛枪手在遭遇敌人时将折断的长矛插入枪管进行白刃格斗的尝试。在形制上，插入式刺刀是一把无护手、无握把的短剑，下端呈圆锥形，这种刺刀使滑膛枪手能够部分取代长矛兵的作用，增加了滑膛枪手的自保能力。插入式刺刀的弊端在于，装上这种刺刀的滑膛枪无法发挥其应有的齐射优势，且安装刺刀的过程也给了敌方骑兵很大的攻击空档。在17世纪80年代前后，法国著名军事工程学家沃邦对插入式刺刀进行了改进，在枪口外专门设计了用于安装刺刀的金属套筒，这种设计使滑膛枪手能够在安装了刺刀的情况下进行射击，保证了火力的连续性。到了17世纪末，卡座式刺刀被欧洲各国军队广泛采用。卡座式刺刀的出现使骑兵的正面攻击难以对步兵方阵造成威胁，同时也使滑膛枪兵彻底取代了长矛手在战场上的作用。
1689年
清朝工匠创制武成永固大将军炮 武成永固大将军炮制于康熙二十八年（1689年），共61门。比利时传教士南怀仁奉命为清廷铸造火炮，武成永固大将军炮便是其中最优秀的炮式之一。《清会典图》卷100《武备十一·枪炮三》载有其图式与说明。《钦定大清会典图·武备》刊有南怀仁设计此炮图样，与端门西广场陈列的武成永固大将军炮相似，炮身前细后粗，有八道宽箍，每道宽箍由数道细箍组成。中国国家博物馆收藏了一门铜铸武成永固大将军炮，近几年在北京天安门内端门与午门之间的广场上展出。其实测数据如下：炮身全长约为362厘米，膛深约为330厘米，炮口内径约为15.5厘米，炮口外径约为46.15厘米，炮尾旁用满、汉文铭刻：“大清康熙二十八年铸造武成永固大将军。用药十斤，生铁炮子二十斤，星高六分三厘。制法官南怀仁，监造官佛保、硕思泰，作官王之臣，匠役李文德、颜四”等字。炮身至今保存完好，安置于两轮车上，炮身铜质精良，铸工精致，装饰华丽，是到目前为止明末清初所铸火炮中的最佳制品。从铭文“制法官南怀仁”可知，此炮的构造系南怀仁生前所设计，在他死后两年铸成，是南怀仁为清廷设计火炮中的巅峰之作，也是融当时中西铸炮技术于一炉的制品。铭文所记载的形制构造当是这61门武成永固大将军炮的共同特点。该炮属前装式火炮，即火药与弹丸由炮口直接装入，采用火绳点火，炮管内无膛线，为滑膛火炮。此炮的实测数据与《清会典图》所记略有不同，“星高六分三厘”大于记载的“四分九厘”，炮身长（362厘米）大于记载的“一丈一尺一寸”（约为356.2厘米）。
武成永固大将军炮
欧洲出版的《火器时代》 《火器时代》详述了枪械制造的流程和火药成品的加工。如火药制成后还要进行多道加工，才能得到有效保护并保证运输中的安全。首先要用水压式机械将火药压成坚固而均匀的药块，使之具有一定的密实性和几何形状；其次要用机械式造粒缸将火药块制成大小均匀的火药粒，并分别筛选适用于不同火器。1689年，德意志奥格斯堡出版物中绘制了一张筛选火药图：前面的工人用小靶子提翻火药，后面的2名工人正在筛选火药，之后再将筛过的火药粒放在40～60℃的烘干室内烘干，使火药保持良好待用的干燥状态；最后用石墨制成的磨光机将药粒表面磨光，除去气孔，降低吸湿性，以延长火药的贮存期。
1690年
清朝工匠创制子母炮 子母炮又称子母铳，是一种具有母铳子铳结构式的单兵射击火器，属轻型火炮，改进自明朝的佛朗机炮。大致在嘉靖四十年装备明军使用。何良臣在《阵纪·技用》中提到了子母炮，说它“妙在悚虏之马，惊虏之营，乱虏之伍，夺虏之气”。子炮外形为一个空心圆筒，里面事先装好炮弹（这里是霰弹）和火药，类似现在的定装弹。战斗时，先将一个子炮装入室中，发射后退出空子炮，再换装第2个。由于可以轮流换装子炮，不需要像其他火炮那样分别装火药和炮弹，所以射速非常高。空子炮还可以重新装填，以供下次使用。由于子母铳铁形体大小和战斗作用与鸟铳相似，因而何汝宾在《兵录·子母铳》中称其为子母鸟铳，其母毓管、口径大小、龙头形扳机、铳床等主要构件，以及装药用的锡鳖（用锡熔铸的一种鳖形贮药罐）、装发药用的药筒、皮带等附件，大致都与鸟铳的同类构件和附件相同。康熙二十九年（1690年）清廷铸造了两种铁质子母炮。一种长约1.77米，重47.5千克；子炮5门，各重4千克；装药110克，铁子250克。另一种长约1.93米，重42.5千克。炮的尾部装有木柄，柄的后部向下弯曲，并以铁索连于炮架。此炮装备在四足木架上，足上安有铁轮，可推可挽。使用时将子炮放入母炮后腹开口处，用铁闩固定，然后点燃子炮，弹头从母炮口飞出。上述两种子母炮，起初使用实心弹丸和小弹子，到康熙五十六年（1717年）以后，改用爆炸弹，命中率高，杀伤力大。在康熙帝亲征准噶尔部叛乱战争中，仅以三发坠其营而大获全胜。
子母炮
1693年
清廷建立内务府系统下属的火器制造机构 内务府系统的火器研发机构包括养心殿造办处和内务府造办处。它原是清初在紫禁城内设立的制造器用品的机构，自康熙三十二年（1693年）开始设立铸炉处与炮枪处等制造枪炮的作坊。其中，御鸟枪处负责保管由造办处制造的御用枪炮，随时领用。遇有呈送的新型鸟枪，则由本处试射。内火药库是保管御用火药的机构，主要负责配造与收发火药、铅丸与铁砂。它所用硝、硫、麻秸、茼麻、油单、皮匣、柳枝炭等物，分别从工部、武备院、奉宾苑（掌皇家苑囿之事的部门）领取。
1695年
清朝工匠创制制胜将军炮 制胜将军炮制于康熙三十四年，共48门，有两种：第一种有46门，炮重250千克、长5尺，有4道箍，弹重1.5千克，用药0.75千克，星高5分，铭有“大清康熙三十四年景山内御制制胜将军……总监造御前一等待卫海清监造官员外郎巳福寿笔帖式硕思泰噶尔图匠役李文德颜四”等字；第二种有2门，各重180千克，长5尺，用铁弹1千克、火药0.5千克。制胜将军与神威将军炮都是适用于野战的长管直射炮。
制胜将军炮