火药武器的出现反过来推动了火药的研究和大规模生产。北宋以熟悉法令典故而著称的宰相曾公亮等编写的军事著作《武经总要》（公元年）里，不仅描述了多种火药武器，还记下了当时的三种火药配方：制毒药烟球用焰硝三十两，硫黄十五两，木炭五两，外加巴豆、违规词语、狼毒、草乌头、黄蜡、竹茹、麻茹、小油、桐油、沥青等；制蒺藜火球用焰硝四十两，硫黄二十两，木炭五两，外加竹茹、麻茹、小油、桐油、沥青、黄蜡、干漆等；制火炮用焰硝四十两，硫黄十四两，木炭十四两，外加竹茹、麻茹、清油、桐油、黄蜡、干漆、砒黄、黄丹、定粉、浓油等。
由火药的这三种配方，我们可以看到，主要的成分明确是硝、硫、炭。而硝的比重已大大增加，它比硫和炭的总和还要多得多。这已经接近后来黑火药中硝占百分之七十五的配方。其他配料含量都很少，分别起、爆炸、放毒和制造烟幕等作用。可见当时火药的配方已经很复杂了。
上面说的火炮就是大的火药包。蒺藜火球也是火药包，里面除装火药外，还装有带刺的铁蒺藜，火药包一炸，铁蒺藜就飞散出来，阻塞道路，防止骑兵前进。毒药烟球有点像雏型的毒气弹，里面装的违规词语、巴豆之类毒物，在后成烟四散，能使敌方中毒而削弱战斗力。
在宋代，民族矛盾、阶级矛盾都十分尖锐，战争接连不断，这就促使火药和火药武器有更快的发展。据记载，当时的军器监规模宏大，分工比较细，雇用工人曾经达到四万多人。监下分有火药作、青窑作、猛火油作、火作（生产火箭、火炮、火蒺藜等）等十一个大作坊。而火药的生产放在第一位，可见火药、火器在兵器中的地位。史料中还记下了“同日出弩火药箭七千支，弓火药箭一方支，蒺藜炮三千支，皮火炮二万支”，清楚地表明了当时火器生产的规模。
这一阶段的火药武器主要利用了火药的性能。随着硝的提炼，硫黄的加工，火药质量的提高，促进了火药武器的发展，逐步过渡到利用火药的爆炸性能。蒺藜火球虽然能爆炸，但是爆炸九还是很小的。到了北宋末年，人们创造了“霹雳炮”、“震天雷”等爆炸力比较强的武器。霹雳炮一炸，声如霹雳，杀伤力比较大。宋钦宗靖康元年（公元1126年），李纲（1083―1140）就是用霹雳炮击退金兵对开封的围攻的。震天雷是种铁火炮，它比较先进，是因为它的外壳已经不再是级或布壳、皮壳，而是铁壳。铁壳的强度比纸、布、皮大得多。点燃火药以后，蓄积在炮里的气体压力就大，爆炸威力就强。《金史》中描述说：“火药发作，声如雷震，热力达半亩之上。人与牛皮皆碎进无迹，甲铁皆透。”火药性能利用的转化标志着火药的成熟阶段已经到来。
宋代多次爆发的大规模农民起义也直接推动了火药武器的发展。许多起义军自己制造武器，有很多创造。
在宋元之际，曾经出现一种利用火药喷射气体产生的反作用力而把箭头射向敌方的火药箭，这和现代火箭的发射原理是一致的。由于多种原因，当时没有能够大力发展，到了明代，这类火药箭多起来了。明代的著名军事著作《武备志》中，就有不少这样的火箭图。如飞刀箭、飞枪箭、燕尾箭等，这些都已经不是普通的箭头。又如同时发射十枝箭的“火弯流星箭”，发射三十二枝箭的“一窝蜂”，发射四十九枝箭的“四十九矢飞廉箭”，发射一百枝箭的“百矢弧箭”、“百虎齐奔箭”等。它们大都是把箭装在筒里，把药线连在一个总线上，点燃总线以后，传到各箭，就一齐射出去。
在《武备志》里还记载了原理就像现在我们过节放的鞭炮“二踢脚”、“灯炮”那样，有一定爆炸或破坏力的雏型飞弹如“飞空击贼震天雷炮”、“神火飞鸦”等。
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