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炭粉末混合而成的火藥被稱為黑火藥或者叫褐色火藥。這種混合物極易燃燒，而且燒起來相當激烈。如果火藥在密閉的容器內燃燒就會發生爆炸。火藥燃燒時能產生大量的氣體（氮氣、二氧化碳）和熱量。原來體積很小的固體的火藥，體積突然膨脹，猛增至幾千倍，這時容器就會爆炸。這就是火藥的爆炸效能。利用火藥燃燒和爆炸的效能可以製造各種各樣的火器。北宋時期使用的那些用途不同的火藥兵器都是利用黑火藥燃燒爆炸的原理製造的。蒺藜火球、毒藥煙球是爆炸威力比較小的火器。到了北宋末年爆炸威力比較大的火器向“霹靂炮”、“震天雷”也出現了。這類火器主要是用於攻堅或守城。公元1126年，李綱守開封時，就是用霹靂炮擊退金兵的圍攻。金與北宋的戰爭使火炮進一步得到改進，震天雷是一種鐵火器，是鐵殼類的爆炸性兵器。元軍攻打金的南京（今河南開封）時金兵守城時就用了這種武器。《金史》對震天雷有這樣的描述：“火藥發作，聲如雷震，熱力達半畝之上，人與牛皮皆碎並無跡，甲鐵皆透”。這樣的描述可能有一點誇張，但是這是對火藥威力的一個真實寫照。
火器的發展有賴於火藥的研究和生產。《武經總要》中記錄了三個火藥配方。唐代火藥含硫、硝的含量相同，是1比1，宋代為1比2，甚至接近1比3。已與後世黑火藥中硝佔四分之三的配方相近。火藥中加入少量輔助性配料，是為了達到易燃、易爆、放毒和製造煙幕等效果。火藥是在製造和使用過程中不斷改進和發展的。
1044年曾公亮主編的《武經總要》一書中介紹了三種火藥配方，以不同的輔料，達到易燃、易爆、放毒和製造煙幕的不同目的。
宋代由於戰爭不斷，對火器的需求日益增加，宋神宗時設定了軍器監，統管全國的軍器製造。軍器監僱傭工人四萬多人，監下分十大作坊，生產火藥和火藥武器各為一個作坊，並佔有很重要的地位。史書上記載了當時的生產規模：“同日出弩火藥箭七千支，弓火藥箭一萬支，蒺藜炮三千支，皮火炮二萬支”。這些都促進了火藥和火藥兵器的發展。
南宋時出現了管狀火器，公元1132年陳規發明了火槍。火槍是由長竹竿作成，先把火藥裝在竹竿內，作戰時點燃火藥噴向敵軍。陳規守安德時就用了“長竹竿火槍二十餘條”。公元1259年，壽春地區有人制成了突火槍，突火槍是用粗竹筒作的，這種管狀火器與火槍不同的是，火槍只能噴射火焰燒人，而突火槍內裝有“子巢”，火藥點燃後產生強大的氣體壓力，把“子巢”射出去。“子巢”就是原始的子彈。突火槍開創了管狀火器發射彈丸的先聲。現代槍炮就是由管狀火器逐步發展起來的。所以管狀火器的發明是武器史上的又一大飛躍。
突火槍又被稱為突火筒，可能它是由竹筒製造的而得此名。《永樂大典》所引的《行軍須知》一書中提到，在宋代守城時曾用過火筒，用以殺傷登上城頭的敵人。到了元明之際，這種用竹筒製造的原始管狀火器改用銅或鐵，鑄成大炮，稱為“火銃”。
1332年的銅火銃，是世界上現存最早的有銘文的管狀火器實物。
明代
明代在作戰火器方面，發明了多種“多發火箭”，如同時發射10支箭的“火弩流星箭”；發射32支箭的“一窩蜂”；最多可發射100支箭的“百虎齊奔箭”等。明燕王朱棣（即後來的明成祖）與建文帝戰於白溝河，就曾使用了“一窩蜂”。這是世界上最早的多發齊射火箭，堪稱是現代多管火箭炮的鼻祖。尤其值得提出的是，當時水戰中使用的一種叫“火龍出水”的火器。據“武備志”記載，這種火器可以在距離水面三、四尺高處飛行，遠達兩三里。這種火箭用竹木製成，在龍形的外殼上縛四支大“起火”，腹內藏數支小火箭，大“起火”點燃後推動箭體飛行，“如火龍出於水面。”火藥燃盡後點燃腹內小火箭，從龍口射出。擊中目標將使敵方“人船俱焚。”這是世界上最早的二級火箭。另外，該書還記載了“神火飛鴉”等具有一定爆炸和燃燒效能的雛形飛彈。“神火飛鴉”用細竹篾綿紙紮糊成烏鴉形，內裝火藥，由四支火箭推進，它是世界上最早的多火藥筒並聯火箭，它與今天的大型捆綁式運載火箭的工作原理很相近。
火箭的發展，使人產生了利用火箭的推力飛上天空的願望。根據史書的記載14世紀末，明朝的一位勇敢者萬戶坐在裝有47個當時最大的火箭的椅子上，雙手各持一個大風箏，試圖藉助火箭的推力和風箏的升力實現飛行的夢想。儘管這是一次失敗的嘗試，但萬戶被譽為利用火箭飛行的第一人。為了
