的確，正如題主所說的那樣，明代的火炮很讓人頭疼的一個問題就是炸膛，不過明代的華人可不是笨蛋，有了問題自然是會去考慮怎麼解決，所以其實到了明末階段，火炮炸膛的問題已經得到了改善。

明代火炮易出現炸膛現象，多是發生在明中期，當時明代的本土大炮受到頻發的戰爭以及葡萄牙人火炮的影響，開始了本土火炮大型化的趨勢，這些炮多是由明初的盞口炮、大銃和鐵炮演變而來，其中名聲最響亮的就要數大將軍炮。關於大將軍炮，先留存下來的文物數量很多，北到山海關，難道廣州廈門，都有過這些大傢伙的身影。出於用途不同，大將軍炮的大型規格也有不同。像北方面對女真和蒙古的大將軍炮長度多在1.4米左右，口徑在11—12cm之間。這些北方的大將軍炮有一個很大的特點，就是保留了明初火器突出的藥室。在南方，大將軍炮多用於沿海防倭寇或是各種海盜，因此炮身巨大。在廈門的胡裡山炮臺，就有一尊長達3米的大將軍炮，其上有九道大鐵箍，口徑在13cm左右。其外貌明顯的區別於傳統的中國火炮，而逐步向西方的加農炮靠近。

之所以明代的火炮容易炸膛，一個很大的原因是和中國的鋼鐵質量有關。由於華人尤其是北方地區領先世界的開始使用煤炭鍊鋼，而中國北方的煤炭又多硫，這就導致了在鋼鐵的冶煉過程中，煤炭中的硫由於高溫有部分硫化物和氧氣或者金屬反應，生成了新的硫化物，並摻雜在鋼鐵中，影響了鋼鐵的質地，導致鋼鐵變得過脆，不夠緊密，多氣孔，從而導致鋼鐵的韌性不夠，以至於在開炮時能承受的壓力小於火藥燃燒時產生的氣壓，最後導致炸膛。

為了解決問題，明代的工匠也是花了巨大的精力。一是從材質上入手，這裡有兩種手段，一種是銅鐵混合法，即鐵芯銅體。這個是利用了鐵和銅的熔點不同，銅的熔點比鐵的低的特點，在鐵胎上澆鑄青銅，這樣當銅凝固後，還可以透過熱脹冷縮，來壓緊裡面的鐵胎，這樣可以起到一個加固抗壓的作用，這樣的炮比純鐵炮耐用，比純銅炮便宜。

還有一種方法是熟鐵芯和生鐵外壁的結合，效果比銅鐵合用的炮還要好處許多。這些都足以說明，經過明代工匠的不懈努力，明朝不僅克服了火炮易炸膛的問題，還提高了鑄炮工藝。這一系列發明驚動了伊比利亞的官員，他們都想出自僱傭中國的炮匠，讓他們去印度的果阿傳授技術。

另一方面，為了解決火炮炸膛，明人還像西方學習了更為精準的物理學和數學，並學習了火炮鑄造的合理尺寸和規格，並用在了自產的紅夷大炮上。在明末1631年以前的登州府，明帝國的火炮工程一直在有序不紊的進行著，雖然吳橋兵變之後，明帝國自身的努力付之東流，但是這些鑄炮工藝卻是被後繼者清帝國很好的繼承了下來，並繼續在17世紀發光發熱。

參考文獻：《從丹藥到槍炮》——歐陽泰

《世界火器史》——王兆春

世界性的難題

其實在火炮炸膛這方面無需過分苛責明朝的軍事家們，因為這一災難性的事故曾困擾東西方的軍事家、學者和火炮技師長達數百年之久，是難以攻克的技術性難關，不少士兵、炮手乃至於官員貴族都曾淪為火炮炸膛之下的亡魂。多弗城堡的首席炮師，與火炮打了六十多年交道的埃爾德雷德在1646年出版的書中回憶：在1612年的一次火炮操演中，一門1600磅重的銅製獵隼炮當場炸裂，致命的碎片四散飛濺，一名倒黴的炮手被一塊重約1英擔的大碎片直接劈為兩段，立時斃命。慘烈的景象無疑給親眼目睹這一悲劇的埃爾德雷德留下了深刻的印象。

即便是18世紀的英軍也仍然受到火炮炸膛的困擾，1773年烏里治炮廠提交的監測報告顯示，有3門大炮在測試中炸裂，罪魁禍首是炮管壁上沒有及時清除的金屬廢渣。同樣為此感到頭疼的還有皇家海軍，1799年在系統的檢測了駐泊於普利茅斯港的軍艦上搭載的火炮之後，康格里夫爵士發現竟然有多達496門火炮存在著或多或少的質量問題。鑄造過程中的失誤，變質的火藥，清理不徹底的炮膛、平日疏於養護以及不合理的使用都是造成火炮質量下降的因素。

自16世紀下半葉就已成為火炮生產強國與主要火炮出口國的英國尚且被火炮質量問題搞得焦頭爛額，我們也就不難理解為何明軍的火炮質量會如此的不盡如人意了。與西方早期的火炮多以鍛打拼接的製造技術不同，中國自元代起就大量使用銅為原材料鑄造銃炮，明初出土的銃炮也以銅炮居多，夾雜少量鑄鐵炮。此時的火炮製造業尚處於初級階段，火炮形制大多粗陋，設計方面亦頗多不合理之處。炮身往往較粗短，不少銃炮的炮管呈直筒型，多透過增厚藥室壁或加橫箍的方法來增強炮身強度。

彼時火炮各處炮管壁厚度的增減並不參照一定的比例，而是全憑工匠的經驗來定，這就造成了每門火炮都有自己獨特的“個性”。而單純靠經驗增減管壁厚度的方法存在相當的風險，增厚不足則有炸裂之險，此外這種單純憑經驗而不以科學理論為指導的制炮方法幾乎貫穿了整個明王朝的跨度。只有在佛郎機炮傳入之後才有些改觀，但自產前裝火炮的設計製造仍嚴重滯後。及至萬曆年間（1573-1620）的大將軍炮雖然在長度和倍徑比上雖然比正德年間的大炮有了長足的進步（萬曆大將軍炮長1.43米，倍徑約12.7），但其設計仍然非常粗糙，藥室前方至炮口的炮膛仍舊是直筒狀，主要靠炮身上的橫箍增加強度。炮身的增長可能是受佛郎機炮的啟發，藥室和炮位部的厚度亦相應增大，然而這有限的提高並不足以扭轉明軍火炮製造技術方面的滯後，反倒因受藥量的提高而增大了火炮炸裂的機率。

明廷對於火炮製造的技術保密甚嚴，永樂年間即頒佈了“神槍、神炮，在外不許擅造。遇邊官奏討，工部奏行內府兵仗局鑄給”的禁令。這一禁令的頒佈無疑給民間及地方上的火器研發戴上了無形的枷鎖，炮匠以及火炮的製造技術集中於京師一地，技術的交流被人為阻斷，京師的匠戶門陷於閉門造車的困境。此外，僵化的匠役世襲制度也領技術的革新趨於停滯。至正統十四年（1449），朝廷才開始逐漸有限度的開放地方上自造火器的許可權。但古板的匠戶制度沒有絲毫改善，地位低下的匠戶們也沒有研發新技術的動力。

《火攻挈要》曾提到“鑄造大銃 ,長短、大小、厚薄尺量之制,著實慎重,未敢徒恃聰明,創意妄造,以致誤事。必依一定真傳,比照度數 ,推例其法”。這段記載明確的提到了火炮（尤其是重型火炮）的製造必須依照一定的比例來制定炮管的長度和炮身各處管壁的厚度，而炮管壁的厚度需以火炮口徑為參考，此外還需綜合考量火炮的用途、鑄炮的材料、炮彈的材質、火藥型別和配方等各方面，方能保證產品的質量。《火攻挈要》中的記載深受西方火炮鑄造理論的影響，而歐洲的火炮製造業長期處於競爭開放的環境中，各國之間的技術交流頻繁，在你追我趕的競爭環境中，火器火藥的製造技術突飛猛進，整體的大環境要遠高於封閉的明朝。

戚繼光將軍曾提到大小將軍等炮“每遇試放，多炸破傷人者，放之無法也。因用藥太多，土石築之，將藥築實，內無轉力，遂乃橫攻”。火藥的燃燒開始於顆粒的表面，在被點燃之前，顆粒的內部化學結構不會發生任何改變，因此為使火藥充分燃燒，火藥不能築實，且藥室內部應留有供空氣流通的空間，如此火藥堆內部的火藥顆粒才有充分燃燒的條件。而古人可能不識此知識，而將火藥填入過多，加之炮管被土石注滿，管壁又單薄，一經點燃，難免不發生事故。經過長期的觀察積累，明軍也總結出了相應的解決措施，即在藥室內留出一半的空間，使火藥有充足的燃燒空間，此舉不僅節省火藥且使安全性大為提高。

由於明朝傳統的鑄炮技術缺乏科學理論思想的指導，匠戶造炮多“創意妄造”，因此導致自產火炮質量低下，炮身短小、單薄，“頭重無耳，則轉動不活，尾薄體輕，裝藥太緊，即顛倒炸裂”。而17世紀初傳入明朝的西洋前裝大炮的設計和鑄造技術更為複雜，稍有不慎，即有炸損之虞。早在萬曆四十七年，黃克纘増僱傭一批善造火炮的福建籍工匠鑄造西式大炮，但這批工匠很可能沒有掌握鑄炮的核心技術，因此鑄炮的結果並不理想，銅炮外觀呈直不隆冬的大煙囪狀。投入遼東戰場的三門大銅炮有兩門當即炸裂，遼東經略袁應泰稱“內府解發銅炮雖多，放輒炸裂”。

傳統的空心泥模鑄炮法自18世紀40年代起方才逐漸讓位於更高效安全的新式鑄炮法，在此之前的數個世紀中，泥模空心鑄炮法都是鑄造前裝大炮的首選技術。而此項技術並非毫無缺點，事實上，它存在著諸多的限制因素以及人力難以掌控的不確定性：

泥模本身的製造耗時較長，泥模內還需摻入諸如沙土、毛髮、馬糞以及亞麻纖維等物，因此泥模的品質不但取決於工匠的技術也深受制作材料的質量和比例的影響。

泥模的滲透性亦嚴重影響火炮的品質，倘若多餘的氣泡和雜質無法滲出，則會在炮身上留下蜂窩結構，降低火炮的整體強度。

另一項常見且易引發膛炸的因素則是炮膛不直。此現象的出現多是由於鑄炮時炮芯沒有放直或銅水在灌入炮模時將炮芯衝斜，而導致火炮鑄成後炮膛歪斜，管壁厚薄不均。

歐洲所產整體鑄造的火炮多以青銅為原材料，因其質地堅韌，延展性高，熔點比鐵低，易於熔鍊，是比較理想的鑄炮金屬，因此也被西方人稱為“炮金屬”。青銅雖有種種優點，但因其具備良好的導熱性，因此在連續施放後，易積聚大量的熱量，造成炮管松垂，以至於炸膛。此外，作為一種合金，青銅中所含的錫熔點很低，在銅炮冷卻的過程中，滲出的錫結成白色的“錫點”。錫點脫落後會在炮管上留下孔洞，降低火炮的整體強度。有鑑於此，埃爾德雷德建議炮手們在40輪射擊後要讓火炮冷卻休息一個鐘頭，以免過度使用傷及火炮和周邊人員。

早在16世紀初，部分經驗豐富的炮手就根據不同的種類和特性的火炮做了總結，比如，裝填20磅火藥發射20磅重鐵彈的使徒炮每天約可發射30次，而裝填22磅火藥擊發20磅重鐵彈的寇菲林長炮每天的施放次數約為36次。可見時間越早，火炮的效能越低下，發射的頻率也相對較低。過度、不合理的使用火炮會大大提高炸膛的機率，這一點無論是在東西方都沒有差別。

除銅炮外，火炮也可以用鐵澆鑄。與青銅相比，鑄鐵較硬而脆，經反射爐加熱熔鍊後，可直接澆灌成型。由於韌性不足，鐵炮不得不加厚管壁來減少炸膛機率，但也由此導致火炮重量大增，不利於行軍和操作。中國鑄鐵的歷史極為悠久，自北宋之後，煤成為冶煉鐵礦的主要燃料，而煤炭往往含硫量較高，這就導致煉出的鐵質地太脆，難以承受火藥爆炸的威力。當然，這種情況多見於北方，南方鍊鐵則以木炭或竹炭為主，而南方出產的鐵品質也較好。趙士楨曾總結：“南方木炭，鍛鍊銃筒，不惟堅剛與北地大相懸絕，即色澤亦勝煤火成造之器”。明朝軍事家們雖已注意到以木炭熔鍊出的鐵質量較高，但由於那個時代自然科學知識的匱乏，他們尚不能就此現象做出科學的解釋，而僅能以陰陽五行理論中的五行全備之說來勉強解釋這一現象，可見此時理論知識的發展尚未追上技術的進步。

此外，鐵炮鑄成後所得產物依金相分析可得白口鐵、灰口鐵及韌性介於兩者之間的麻口鐵。白口鐵質硬而脆，無法承受較大的衝擊力，以白口鐵為主要成分的鐵炮崩裂的機率較大。但以明清兩朝所遺鐵炮實物來看，以灰口和麻口鐵者居多而白口鐵較少，因此這一因素雖然也是引發火炮炸膛的原因之一，但因數量稀少，所以影響不大。

對於火炮炸膛之事故,明軍亦有相關之應對措施，最常見的兩種方式為減少裝藥量和增厚炮管壁。此二者雖可在一定程度上減少炸膛的機率，但前者降低了火炮的威力和射程，後者則增大了火炮的重量和體積，不利行軍和操作。

最出名，技術含量最高的減少炸膛機率的應對措施則是製造複合金屬炮。複合炮是指以熟鐵打製炮膛，外壁則以生鐵或銅澆鑄而成。以熟鐵打製而成的炮膛較銅炮更耐磨損，輔之以銅或生鐵外壁則進一步增強了炮身強度。鐵價遠較銅價便宜，崇禎前期銅每斤約值八分銀，而品質最佳達到閩鐵則值一分二釐左右。但要取得品質上好的熟鐵並不容易，需將生鐵原料加稻草和黃土精煉，如此反覆十數火放能練成。據記載，每練成一斤熟鐵，需耗費生鐵5-7斤，可見原料費極高，而人工費及所耗工時亦非小數。以熟鐵鍛造炮膛一來花費較多，二來由於技術的原因，所造火炮的口徑往往不大，也許正是由於這兩種限制，存世的複合炮並不多，可見產量較低。

崇禎十五年，吳三桂造定遼大將軍鐵芯銅炮，炮長3.82米，口徑10.2釐米，外徑35釐米，重約2500公斤。此炮甚長大，以倍徑比來看，當屬寇菲林長炮。據同時代的英格蘭炮師埃爾德雷德記載，銅鑄15磅全寇菲林（whole culvering）長3.35米，口徑12.7釐米，重2083公斤。而口徑略大於定遼大將軍的半寇菲林（口徑11.4釐米），長則為3.05米，重僅1133公斤。作為一種野戰炮，其重量不及大將軍一半，彈重9磅（以大將軍口徑推算，其彈重至多在7.5磅左右）。可見，設計的不合理是制約明代火炮發展的一大阻礙，即便是那些走在時代前列，積極引入西式新技術的開明士大夫們也往往由於相關知識的匱乏或翻譯方面的誤差而存在認識方面的不足。

整體鑄造的西式前裝炮約產於15世紀後期，距傳入大明已有一百餘年的光陰，這百餘年間的實踐積累所造成的差距也絕非明末戰亂迭起，國事殘破的短短十餘年即可抹平的。在不改變保守封閉且不重視科學技術理論的大環境的情況下，僅靠引入少數會念經的洋和尚只能緩解一時的困窘，而無法徹底改變火器生產製造落後的客觀事實。何況即便在面臨危局之時，部分高居廟堂之上，遠離前線計程車大夫仍抱著“華夷之辨”的陳腐思想盲目拒絕引入外國先進火器技術。種種的因素疊加起來，造成了明軍火器製造使用技術落後，理論知識嚴重匱乏的現實。

還有一種方法是熟鐵芯和生鐵外壁的結合，效果比銅鐵合用的炮還要好處許多。這些都足以說明，經過明代工匠的不懈努力，明朝不僅克服了火炮易炸膛的問題，還提高了鑄炮工藝。這一系列發明驚動了伊比利亞的官員，他們都想出自僱傭中國的炮匠，讓他們去印度的果阿傳授技術。

另一方面，為了解決火炮炸膛，明人還像西方學習了更為精準的物理學和數學，並學習了火炮鑄造的合理尺寸和規格，並用在了自產的紅夷大炮上。在明末1631年以前的登州府，明帝國的火炮工程一直在有序不紊的進行著，雖然吳橋兵變之後，明帝國自身的努力付之東流，但是這些鑄炮工藝卻是被後繼者清帝國很好的繼承了下來，並繼續在17世紀發光發熱。|