北京保衛戰是明代初葉的戰爭中火器部隊表現最好的一役。 也先的野心不可謂不大， 其麾下的瓦剌大軍也不可謂不強悍。 剛經歷了主力覆滅， 皇帝被俘， 兵源緊缺的明軍能夠反敗為勝， 挽狂瀾於既倒， 扶大廈之將傾， 不得不歸功於于謙等優秀將領調度有方， 將當時還是“新兵種”的火器部隊之戰鬥力發揮得淋漓盡致。
軍事史上的範例
正統十四年（1449年）， 明英宗朱祁鎮率領近20萬（比較靠譜的數字）軍隊出征， 在土木堡遭瓦剌部領袖也先重創， 明軍全軍覆沒， 英宗本人也被俘虜。 也先的蒙古鐵騎一路南下， 直逼帝國的首都北京而來。 也先調集瓦剌大軍， 於10月4日進攻京城的門戶紫荊關， 守將韓青、孫祥堅守關隘， 力戰四日後殉國， 為北京換來了寶貴的備戰時間。 10月11日， 也先的部隊抵達盧溝橋， 北京保衛戰正式爆發。 在這場決定帝國命運的戰鬥中， 于謙的調度有方起到至關重要的作用。
撤離德勝門後， 也先又南下進攻西直門。 瓦剌軍忌憚城頭守軍的火器， 用計將守將孫鏜引出， 繼而包圍。 孫鏜突圍退至西直門下， 想要重新入城， 於謙堅決不許開打城門， 孫鏜只得抱定必死之心在城門下與數倍於己的瓦剌軍血戰， 於謙則令城上神機部隊以火炮、火銃協助孫鏜， 最終堅持到石亨率軍前來解圍。
彰義門血戰中， 神機營的火銃再度顯神威，
北京保衛戰是明代初葉的戰爭中火器部隊表現最好的一役。 也先的野心不可謂不大， 其麾下的瓦剌大軍也不可謂不強悍。 剛經歷了主力覆滅， 皇帝被俘， 兵源緊缺的明軍能夠反敗為勝， 挽狂瀾於既倒， 扶大廈之將傾， 不得不歸功於于謙等優秀將領調度有方， 將當時還是“新兵種”的火器部隊之戰鬥力發揮得淋漓盡致。 另一方面，從洪武時代到正統時代，明軍的火器運用一直處於一個發展階段，反觀蒙古諸部，這些年一直處於動盪的內戰，也先的瓦剌部本身也是分裂的產物之一，無論是戰術還是武器裝備，都在原地踏步。面對神統、火炮、神機箭等新式武器，以冷兵器為主的蒙古騎兵自然吃不消，失敗也在意料之中。
大敗象兵的明朝黑科技
到明英宗朱祁鎮在位的正統年間，火器發展進入了新的階段。首先是部隊裝備有所變化，在正統年間“總操神機營”的將領顧興祖總結出火器部隊在作戰中的缺陷，他認為“神機軍士為五軍週邊，遇敵至則先摧敵，慮恐敵出不意，或值風雨陰霾，槍銃火器倉卒難用，無他兵器可以拒抗”。因此，他提出“每隊前後添設刀牌”之建議，並被朝廷採納。從此，神機營在裝備火器的同時，也配置了相應的冷兵器。
其次是火器性能出現了更新。前文說過，明初火銃最大的缺陷在於“發莫能繼”，故而有沐英創造“三段擊”戰術。洪武二十一年（1388年），雲南麓川宣慰司思倫發舉兵30萬（號稱）反明，鎮守雲南的平西侯沐英聞訊後，即刻挑選驍騎3萬前往平亂。思倫發的部隊以象兵為前鋒，步騎兵隨其後，整支部隊頗為彪悍。沐英派遣300輕騎摸清敵人底細後，打算以火器應對之。不過明初的火銃有個很大的缺陷，就是“發莫能繼”，打一發之後需要花時間填充火藥，待裝好火藥，恐怕敵人的騎兵早已沖到眼前手起刀落了。針對這一缺陷，沐英給部隊下令：“置火銃、神機箭為三行，列陣中，俟象進，則前行銃具發；若不退，則次行繼之，又不退則三行繼之。”次日，思倫發的象兵氣勢洶洶的壓來，明軍中的火銃手則按順序依次發射，待第三行發射完畢時，第一行已填裝好火藥可以繼續發射，火力持續不斷。一輪輪射擊使敵軍的象兵紛紛落地，大象受到驚嚇，掉頭奔走，導致番兵自相踐踏，死傷無數。沐英見敵軍全隊混亂，下令“乘勝追擊，直搗其柵”，最終取勝。沐英的這一戰術在後來明軍遠征漠北時的戰鬥中屢試不爽。
到了正統年間，許多具有遠見的能臣武將也意識到這點。基於這些認識，明正統年間陸續發明了兩頭銅銃、十眼銃、五雷神機一類可連發的火炮火銃。據《武備志》載，十眼銃可以“十眼裝完，自口挨眼，番轉關故（放）”，五雷神機顧名思義，可以連放五發，“一銃放後，輪對星門再放”。
《明英宗實錄》中還記載了一位元叫師翱的火器發明師製造的新式火銃：“其銃柄上有活離線，頃刻之間可連放三銃，第一銃放藥箭七支，第二銃放鐵彈三四十個，第三銃藥箭彈子隨用，每銃可打三百步外。”從記載看來，師翱發明的連發火銃與後來的連發槍頗為相似，但因記載過於簡略，又無實物參考，無法做進一步探討。不過至少可以得知，在正統年間，明人已經針對火銃單發的缺陷進行改進，並邁出了關鍵的一步。
此外，正統年間的火器製造量比洪武、永樂年間大得多，中央造兵機構已無法滿足邊鎮的不同需要，在這樣的情況下，朝廷規定，若有特殊需要，經朝廷批准後，邊鎮可以自己製造火器。正是在火器事業蒸蒸日上的正統年間，明帝國遭遇了建國以來最大的一場浩劫，在這次危機中，火器與神機營力挽狂瀾，成為了拯救帝國的中流砥柱。
另一方面，從洪武時代到正統時代，明軍的火器運用一直處於一個發展階段，反觀蒙古諸部，這些年一直處於動盪的內戰，也先的瓦剌部本身也是分裂的產物之一，無論是戰術還是武器裝備，都在原地踏步。面對神統、火炮、神機箭等新式武器，以冷兵器為主的蒙古騎兵自然吃不消，失敗也在意料之中。大敗象兵的明朝黑科技
到明英宗朱祁鎮在位的正統年間，火器發展進入了新的階段。首先是部隊裝備有所變化，在正統年間“總操神機營”的將領顧興祖總結出火器部隊在作戰中的缺陷，他認為“神機軍士為五軍週邊，遇敵至則先摧敵，慮恐敵出不意，或值風雨陰霾，槍銃火器倉卒難用，無他兵器可以拒抗”。因此，他提出“每隊前後添設刀牌”之建議，並被朝廷採納。從此，神機營在裝備火器的同時，也配置了相應的冷兵器。
其次是火器性能出現了更新。前文說過，明初火銃最大的缺陷在於“發莫能繼”，故而有沐英創造“三段擊”戰術。洪武二十一年（1388年），雲南麓川宣慰司思倫發舉兵30萬（號稱）反明，鎮守雲南的平西侯沐英聞訊後，即刻挑選驍騎3萬前往平亂。思倫發的部隊以象兵為前鋒，步騎兵隨其後，整支部隊頗為彪悍。沐英派遣300輕騎摸清敵人底細後，打算以火器應對之。不過明初的火銃有個很大的缺陷，就是“發莫能繼”，打一發之後需要花時間填充火藥，待裝好火藥，恐怕敵人的騎兵早已沖到眼前手起刀落了。針對這一缺陷，沐英給部隊下令：“置火銃、神機箭為三行，列陣中，俟象進，則前行銃具發；若不退，則次行繼之，又不退則三行繼之。”次日，思倫發的象兵氣勢洶洶的壓來，明軍中的火銃手則按順序依次發射，待第三行發射完畢時，第一行已填裝好火藥可以繼續發射，火力持續不斷。一輪輪射擊使敵軍的象兵紛紛落地，大象受到驚嚇，掉頭奔走，導致番兵自相踐踏，死傷無數。沐英見敵軍全隊混亂，下令“乘勝追擊，直搗其柵”，最終取勝。沐英的這一戰術在後來明軍遠征漠北時的戰鬥中屢試不爽。
到了正統年間，許多具有遠見的能臣武將也意識到這點。基於這些認識，明正統年間陸續發明了兩頭銅銃、十眼銃、五雷神機一類可連發的火炮火銃。據《武備志》載，十眼銃可以“十眼裝完，自口挨眼，番轉關故（放）”，五雷神機顧名思義，可以連放五發，“一銃放後，輪對星門再放”。
《明英宗實錄》中還記載了一位元叫師翱的火器發明師製造的新式火銃：“其銃柄上有活離線，頃刻之間可連放三銃，第一銃放藥箭七支，第二銃放鐵彈三四十個，第三銃藥箭彈子隨用，每銃可打三百步外。”從記載看來，師翱發明的連發火銃與後來的連發槍頗為相似，但因記載過於簡略，又無實物參考，無法做進一步探討。不過至少可以得知，在正統年間，明人已經針對火銃單發的缺陷進行改進，並邁出了關鍵的一步。
此外，正統年間的火器製造量比洪武、永樂年間大得多，中央造兵機構已無法滿足邊鎮的不同需要，在這樣的情況下，朝廷規定，若有特殊需要，經朝廷批准後，邊鎮可以自己製造火器。正是在火器事業蒸蒸日上的正統年間，明帝國遭遇了建國以來最大的一場浩劫，在這次危機中，火器與神機營力挽狂瀾，成為了拯救帝國的中流砥柱。