中国古代武器之连弩设计原理 连弩图片模型介绍

连弩，又称为“诸葛弩”，相传是诸葛亮所制，可连续发射弩箭。

简介

由于连弩用箭没有箭羽，使铁箭在远距离飞行时会失去平衡而翻滚，且木制箭杆的制作要求精度高，人工制作难度大，不易大量制造使用。明朝以后，由于火器迅速发展，弩便不再受重视。

介绍

连弩又称“诸葛弩”,相传为诸葛亮所制“元戎”，商周时期，人们在弓的基础上发展出了弩，秦以后人们开始制造并广泛使用齐发弩，它可以一齐发射数支箭(已出土有三支箭槽的弩机)。

众所周知弩是古代士兵作战时所持的兵器，而连发弩据史书记载是三国时期，诸葛亮发明，曰：损益连弩谓之元戎，以铁为矢，矢长八寸，一弩十矢俱发。但因其图本和实物早以失传，以至于是否存在过这种兵器都是一个谜。它创造性地发展了一弓一箭的结构将“连发”变为现实。连弩再现了一千七百年前古代兵器形态，为中华民族的传统智慧提供了佐证。损益连弩实物已收藏于武侯祠博物馆。

功能缺点

全铁的箭加装羽毛困难，无羽的铁箭在远距离飞行时会失去平衡而翻滚，达不到远射武器的作用。木制箭杆的制作要求精度高，人工制作难度大，不易大量制造使用。由于当时的技术条件限制使诸葛亮及其后人没能解决“矢”存在的问题，导致连弩的实用性大大降低，加之损益连弩机关互动要求精度高，在野外使用时部件受阴雨等天气的影响易变形从而使连弩发射机关失灵，而被军事部门冷落，直至消失。人们对它深奥玄妙的组合，神奇的功能、独特的箭矢记载下了“神弩之功，一何微妙”“损益连弩，谓之元戎，以铁为矢，矢长八寸，一弩十矢俱发。”

功能数据

容箭量10支，矢长八寸(古尺)，弩长65厘米，弓臂拉力150斤。

射程：铁矢50米(连弩射程依据弓臂力量大小不等而改变)，普矢(无羽箭《玉海》曰：矢谓之飞枪)120米，单发精确射击30米全中靶，连发快射6秒钟射完十箭。

衰退原因

由于弩的发射过程比较费时，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”。

制造者

诸葛亮(181234年)，三国时杰出政治家、军事家、战略家、散文家、外交家。字孔明，号卧龙。诸葛亮于汉灵帝光和四年出生于琅邪阳都(今山东沂南县)的一个官吏之家。诸葛氏是琅邪的望族，先祖诸葛丰曾在西汉元帝时做过司隶校尉(卫戍京师的长官)。诸葛亮父亲诸葛圭，字君贡，东汉末年做过泰山郡丞。诸葛亮3岁母亲张氏病逝，诸葛亮8岁丧父，与弟弟诸葛均一起跟随由袁术任命为豫章太守的叔父诸葛玄到豫章赴任。东汉朝廷派朱皓取代了诸葛玄职务，诸葛玄就去投奔老朋友荆州牧刘表。

建安二年，诸葛玄病逝。诸葛亮和弟妹失去了生活依靠，便移居南阳隐居乡间耕种，维持生计。建安四年，19岁的诸葛亮与友人徐庶等从师于水镜先生司马徽。

后为了消除诸葛亮隐居地一事留下的历史纷争，清代在河南南阳做知府的湖北襄阳人顾嘉蘅写到：“功在朝廷，原不分先主后主;名高天上，何须辨襄阳南阳。”

连弩

弓与弩的发展

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，射击的连续性则依靠几组射手的轮番。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。

有人怀疑，为什么元戎弩的威力这么强?可以穿透复数部队，甚至对躲在城门后面的部队也能造成伤害，“元戎弩”的威力，在冷兵器时代对人的杀伤力可以说是所有武器之最，没有一个重装骑兵的盔甲可以挡得住一箭。中国古代重装骑兵不发达，有很大的原因跟弩的大量使用有关系。当然，培养一个重装骑兵的花费，也是原因之一。

但也正因为它的威力强大，所以并不是一个士兵就能掌控发动。基本上，“元戎弩”是从“连弩”改良而来，而“连弩”又是从“弩”改进而成。弩是一种用机械发射的弓，最早出现在战国时期。到了汉代，弩已经可以连续发射所以称为“连弩”。诸葛亮把连弩改良，设计了能连续发射十枝箭的兵器，叫做“损益连弩”，又叫“元戎”。损益连弩的箭用铁制成，发射速度快，威力强大，人们称之为“摧山弩”，意思是弩强得能把山摧毁。但是“元戎弩”重达200多公斤，别说搬运困难，甚至箭矢要上弓都是用双脚把弦蹬开，才能把箭矢安装上去。基本上多作为守城武器或是埋伏用，还有一个可能就是搭配“八阵图”里面的阵行。

但是“元戎弩”的发射方法跟普通的“齐发连弩”有所不同。“齐发连弩”是一次发射完毕所有上膛的箭矢后，就必须重新安装箭矢一次。是“元戎弩”已有现代机关枪的雏形，拥有自动上膛的功能，当然至于具体操作如何，已经失传，不过西晋镇南将军刘弘曾经看过“元戎弩”的威力，并说出一句话：“神弩之功，一何微妙!”可以证明“元戎弩”的发射方法绝对跟刘弘司空见惯早已使用数百年的“齐发连弩”大有不同。否则他不会发出这种赞叹。

出现背景

在三国鼎立的期间里，蜀汉的军事科技技术反而是三国之冠。正由于蜀汉一直处于劣势，形势逼迫蜀汉必须要造出精良、先进的武器以抵御、战胜较强大的敌人。很多种武器跟工具都是基于这些原因而被发明制造出来的，如之前提到诸葛亮发明的“元戎弩”就是一例。还有一种“侧竹弓弩”，吴国人很喜欢蜀汉的侧竹弓弩，但不会制作，后来当知道俘获的蜀汉将领孟干、爨熊、李松三人会制作后，就立即令他们制作。可见，侧竹弓弩也是蜀汉有而孙吴、曹魏没有的先进射击武器之一。

还有一种是所谓的“神刀”。诸葛亮曾令蒲元造军刀、斩杀若水刍，号称“神刀”。据《诸葛亮别传》载，诸葛亮曾令造军刀三千口，取成都江水淬火，这棹刀“以竹密纳铁珠满中，举刀断之，应手虚落，若落水刍，称绝当世”。

至于弩兵的战术，其实在三国也曾大量被运用过，诸葛亮在第六次北伐撤退时，已预料到司马懿会派兵追击，故以弩兵设下埋伏，果然张郃中计，死于弩箭齐发，事实上，为什么每次诸葛亮每次北伐失败几乎都没成功撤退，其实也是因为由于蜀兵拥有三国里面最强大的弩兵。正如同，曹魏的精锐之师是骑兵，而孙吴则是水军，蜀汉是弩兵，弩兵的威力，正好是骑兵的克星，让后来曹魏要追击蜀汉的军队都必须小心翼翼。

诸葛亮著名的八阵图，实际上就是步、弩、车、骑四个兵种相结合的混合军阵。利用战车结成以若干小方阵为单元的大方阵，步兵弩兵交错其中，阵前部设铁蒺藜，拒马，鹿砦等障碍物，当敌骑兵集团冲锋时，便利用弩兵依托战车射杀敌军;敌军靠近时则由长枪兵依托战车抵挡;敌军冲入阵内，因战车的阻碍和限制，兵力必然被分割，则乘机依托小方阵，以各种长短兵器夹击，各个击破。

而在界桥之战时，袁绍也曾经以大量弩兵大破公孙瓒名震一时的白马骑兵。从此公孙瓒一蹶不振，最后终被袁绍所灭。

甚至，织田信长所发明的铁炮“三段”，中国古代弩兵战术早已运用其中。在汉朝就有了将士兵分为“上弩”“进弩”“发弩”等组轮番发射的多列式发射的战术，能有效的保持火力的持续。这原理跟铁炮三段是一样。

历史

中国古代

连弩最早出自战国时代，而在西汉连弩已用于实战。属于大型的床子弩类的，有《墨子·备高临》记载的连弩车，在《淮南子·氾论训》中也有有关连弩的记述。

三国时期诸葛亮极大改进了连弩的设计，所以连弩也被后人称为诸葛连弩或诸葛弩。明代的诸葛弩，一次能连续发射十支箭，是一种具有代表性的连发式连弩。由于连弩发射准确、杀伤力大、打击范围大，在战场上对于冲锋陷阵的军事将领威胁极大，所以也被称为“元戎弩”。

但《天工开物》一书则叙述诸葛弩的工艺是相当精巧，但是射击的力道却相当的弱，射程最多到二十余步，适合做为一般民家防备盗窃的武器，而非战争中使用的兵器。

《武备志》也提到：“东南方的居民喜爱使用这种武器，但是这种武器力道轻以致于不容易伤害到人。”、“这种连弩就算弱小的男子或是居家的妇人都可以拿着来守城，一只连弩可以连续发射十枝箭矢，箭头的地方涂上猎杀老虎用的毒药，一旦命中人或马，只要造成伤口马上就会中毒死亡，机型便捷轻巧就算遇到骑兵也可以拿着连弩对抗，但是弩箭的力道不强，一定要靠毒药才能发挥杀伤力。”

古代文物

在中国人民革命军事博物馆举办的《制胜之道孙子兵法暨中国古代军事精品文物展》中，展出了一件湖北荆州市博物馆提供的战国楚墓出土的木制连弩，这应是一件残件，矢匣和弩臂组合保存完好，通长只有27.8、高17.2、宽5.4厘米，因在地下沉睡了2000余年，木质被碳化得黑黢黢的，其貌不扬，并不十分引人注目。但就目前所知，它是中国也是世界上最早的独一无二的能一次发射出两支箭的连发弩实物，是中国古代兵器史和机械思想史上一个十分重要的发明，是一件堪称国宝的古代科技文物。

正因为连弩在中国古代兵器史和科技史上具有十分重要史料价值，引起许多学者的研究兴趣，在弩的形制、用途等方面还存在不同的见解。其中最大的谜团是关于弩弓的问题，由于连弩、弩用19支短箭和两件磬状木构件一起放在椁的头箱的一件竹笥内，而没有发现弓和弦乃至其腐朽的痕迹。因此有的专家认为，磬状木构件就是弓，并取名为“短木弓”，按照这种猜想复原的连弩也能实现射击的基本功能，不过其基本前提是所用弓弦要有足够的弹性，因为所谓短木弓只有7厘米长，而且是硬木做成的，仅仅起有张弦的作用，箭支射出的所有动力都是由弦的弹性势能转化而来的，因此复原实验时最大射程只能达到25米左右。如果按照这样的技术路线，它的技术源流来自古老“逐肉”(打鸟)的“弹弓”，因此有人怀疑其是否具有实际作战功能。

专家论证

在这次展览中同时展出了连弩的另一种复原件，其中最主要的技术思想是弩必须具备能提供足够大弹性势能的弓。持这种观点的专家认为，就像在该墓葬中没有发现弦的遗存一样，不能因为墓葬中没有弓的遗存就能完全否定弓的存在。楚地多竹，专家推测连弩可能用竹为弓干，而竹极易腐蚀，比木材的保存条件要苛刻得很多。除了这种推测之外，这种论点似乎能得到更多证据的支持。

文献学依据

弩在中国的起源可以追溯到史前时代，《古史考》记有“黄帝作弩”的传说，《吴越春秋》记载了楚琴氏“横弓着臂，施机设枢”，不仅说弩是南方楚人的发明，而且说明了弩的最大的技术特点是有臂的弓，它是由弓发展而来的。据《考工记》等记载，中国古代做弦的材料多用动物皮筋和丝麻等，弹性并不强，其强大的弹射力主要来源于弓干本身，因此在春秋战国时期出现了用多种材料做成的复合弓干，以增强射出箭支的杀伤力。磬状木构件不具备弓的基本功能，因而称其为“短木弓”是不准确的。

考古学依据

在考古发掘的战国中、晚期墓葬中，出土了不少至今保存完好的弩，如湖南长沙扫把塘138号墓出土的弩，弩臂为木制，弩机青铜铸造，弩弓为竹制，因已干缩，复原长度约120～130厘米。此外，汉代画像石等图像资料也表明弩均有长弓，因弓干张力十分巨大，除了有用手臂开弓的“擘张弩”之外，还出现了依靠足和腰部力量开弓的“蹶张弩”、“腰引弩”，强弩的射程可达600步之外。战国早期《墨子》记载的“连弩之车”，有人甚至认为它是用类似绞盘的机构开弓的大型攻守城武器。

技术源流依据

连弩之名虽然见诸于《墨子》等先秦文献，在江陵战国楚墓连弩实物出土之前，人们对先秦文献中连弩的形制只能停留在猜测的层面上。根据《三国志》等史籍的记载，诸葛亮曾“损益连弩”，称为“元戎弩”，能做到“十矢俱发”，就是说诸葛亮对连弩作了一些技术改进，能连续发射10支箭。诸葛亮的“元戎弩”在明代宋应星《天工开物》、茅元仪《武备志》等文献载有详细的构造图，现代学者也成功进行了复原研究。它虽然是一种单矢连弩，但在形制和所谓连发原理方面与战国连弩十分一致，其实现“连发”(实际上只能减少装箭支的时间)均是由箭匣装置依靠短矢的重力而完成的。据诸葛连弩有弩弓，可以推知它的技术“母本”战国连弩也应该是有弩弓的。至于同时出土的两件磬状木构件，专家推测它是通过绳子系在活动木臂的孔中，用于勾弦，其功用类似后世扣弦的“扳指”，只不过连弩不用拇指勾弦，而是用二指以下的三只手指拉动活动木臂完成上弦动作，成人三指的宽度正好也是7厘米左右。因此，这件复原件可能更接近于历史的真实。它用竹片做成弓，弦用的是弹性较小的尼龙绳，但有效射程仍可达40米左右，而且箭支的穿透力很强，具有很大的杀伤力。

史书记载

孙子兵法

《孙子兵法·势篇》

“善战者，其势险，其节短。势如彍弩，节如发机。”速胜是孙子兵法的重要的作战思想之一，他在这里用弩来作比喻，说对敌进攻要创造出如张满弓的待发弩那样险峻的态势，所谓“箭在弦上，千钧一发”;而指挥出击要像扣发弩机那样迅速有效，所谓“一触即发”。春秋战国时期弩已是一种先进的远射武器，但随着骑兵作战的日益频繁，两军对阵时，弩每进行一次有效射击要完成拉弦、上箭、瞄准、射击等一连串动作，往往3箭之后，敌人骑兵已冲到跟前，不得不开展白刃战。连弩就是为了提高弩射击速度的技术发明，其关键技术是发明了类似后世机枪子弹夹一样的矢匣，短箭能自动落入发射箭槽，连发10次之后才需要重新装箭，这样就减少了装箭支的时间。另外，战国连弩，一次能射出两支箭，也使创伤敌人的几率增加了一倍。与战国连弩同时出土了多件实用兵器，而连弩单独放在头箱中，可见墓主人生前对这件武器十分钟爱，其尺寸较小，可能不是一件作战武器，大概是墓主人用于防身的。

汉书记载

《汉书》

记载了连弩是对匈奴作战中的重要兵器，汉武帝天汉二年(公元前99年)，李陵率军与匈奴作战，发连弩射单于，单于落马而逃。三国时期，诸葛连弩也是实战武器。大概因其结构较为复杂，技术含量较高，在后世战争中几乎淹没无闻，至明代宋应星认为其已只是一种非军用武器了。