弹道学的兴起

到15世纪，开始出现带耳轴的身管炮。耳轴是装在身管平衡点上的短轴，火炮围绕耳轴上下起落。很明显，由于炮手通过耳轴能够迅速而方便地改变武器的射程，因此他们对火炮越来越感兴趣。大致与此同时，意大利数学家尼考尔·塔泰格列(1499-1577)在其著作《新科学》中提出了有关弹道呈弯曲形状的理论。后来，伽利略(1564-1642)又得出了弹丸的飞行轨迹呈抛物线形的结论。这样，他们两人都有力地揭示了当时许多炮手持有的弹丸在垂直落地之前作直线运动的观点是错误的观点。再晚一些，英国数学家兼工程师本杰明·罗宾斯(1707-1751)发明了供测定弹丸初速用的弹道摆。这种仪器尽管目前已经被电子测速仪所取代，但在测定火炮后坐能量时仍有一定的用途。罗宾斯还认为，如果能使弹丸在穿越空气时旋转，将能提高弹丸飞行的稳定性。遗憾的是在他在世之时，由于受工艺条件的限制，当时还不能生产线膛炮。因此，他的理论当时没有得到验证。但是，弹道学的应用毕竟已经开始了；而且早在这之前，炮兵武器战术应用的新概念也已经付诸实践。

最早出现的测量装置叫做“弹道摆”，由英国科学家本杰明·罗宾斯在1742发明，主要原理是利用动量守恒定律来求得速度。弹道摆有两种，其中之一就是下面这个：

事先称出枪和子弹的重量，然后把枪水平挂起来，击发，记下枪向上摆的高度，可以换算出枪在击发时获得的速度，从而进一步算出子弹的速度。这方法的好处是比较简单，但是相对比较粗糙（得用眼去瞅枪摆了多高），而且严格的讲，最后测到的也不是“初速”，而是子弹出膛时的真实速度。另一方面，此装置只能测枪，不能测炮（把大炮吊起来的话……）。所以现在基本不使用这种装置了。

另一种弹道摆也叫做“冲击摆”，就是下面这个：

它的原理依然是动量守恒，不同的是变成了让子弹直接撞击一个连接在摆杆上的摆锤，摆锤吸收了子弹的全部动能，获得一定速度并向上摆动，然后通过摆动的最大角度来反算子弹在撞击时的速度。

这种装置的优点是结构简单价格低廉，现在仍然可用于测量某些低速弹丸的初速。但它还是有不能测量高速或大口径弹丸的问题，因为速度太高会打穿摆锤，自然也就测不准了，至于大口径弹丸，可以想象一下得做个多么巨大的摆才行……。所以早期的火炮大都不知道初速是多少，实战中只能靠调节装药量的多少来估计射程。

其实，测速最简单的思路就是用距离除以时间了（这个应该是学渣们也懂的……），这种方法用在测量枪炮弹丸的初速上就被叫“区截法”。于是，只要量出一段合适的距离（一般在两米以内），两端放上能计时的感应装置，测出弹丸飞越这一距离所用的时间，速度不就求出来了吗？就像下面这样……

不过，学霸们可能会觉得有什么地方不对……要测的是一点的速度啊，这样求出来的不就成这一段上的平均速度了吗？好吧，这样的办法其实也只能测出平均速度……不过由于这段距离比较短，速度变化近似是线性的（中点处的量等于两端的量相加除2），可以认为这个平均速度就是这段距离中点处的速度，算是间接测量到了一个“点”的速度。