明朝军事技术变革与欧洲军事革命相互呼应，素为中外学者所关注，相关讨论甚至超越学术范围，成为公众话题。明朝军事技术变革，以火器为重点，以欧化为特征，即明末焦勖《火攻挈要》所论:“世之论兵法者，咸称火器，论火攻者，咸慕西洋，此言固为定论。”而在火器变革之外，明朝军事技术变革还涉及陆上军事工程和水上战船 (主要指海防战船) ，三者共同构筑了“欧洲军事革命图景的中国映像”。欧洲影响下的明朝军事技术变革研究，长期聚焦于佛郎机、鸟铳、红衣大炮等欧式火器，研究成果汗牛充栋。而军事工程与海防战船的技术变革研究，久未引进“欧洲因素”作为观察变量。
佛郎机引入与炮击战术初显
正德嘉靖之交，佛郎机入明，与发熕、鸟铳等成为舰载火器的主流，将中国传统碗口铳和手铳排挤到次要地位。至万历朝，神飞炮、百子铳和威远炮等又相继装配海防战船，舰炮数量增加，威力增强，向重炮方向发展。船舶方面，则引入东南亚蜈蚣船专以架设佛郎机，普遍使用东南亚叭喇唬船，发明桅杆帮接技术。炮击战术初显威力。
战船装备新式舰炮
第一轮战船变革引进和创制多种新式舰炮，其中尤以佛郎机最为重要。佛郎机属于小型后膛火炮，母铳子铳组合使用，以铳架支撑，操纵灵活，发炮迅捷。早在正德十六年 (1521) ，佛郎机就已被仿造，装备广东海防战船，用于屯门海战 。嘉靖二十八年 (1549) 安南范子仪叛乱，俞大猷造船备战攻打安南，佛郎机已是战船的主要火炮，“大兵船一只，要用佛郎机铳二十门;中哨船一只，要用十二门;小哨一只，要用八门” 。此后，佛郎机在明后期舰炮中的主力地位日益巩固，而把明前期的碗口铳排挤到次要地位。
与此同时，佛郎机衍生出发熕、神飞炮等新式火炮。发熕属前膛炮，长管，圆鼓腹，带耳，铳身纹饰繁复，铳尾圆突。“每座约重五百斤，用铅子一百个，每个约重四斤。” 发熕体大，需用四轮铳车支撑转运，其铳车不起缓冲、消解后坐力作用。发熕固定安装于船首斗头位置，后坐力全为船身吸收，以致于“放时火力向前，船震动而倒缩，无不裂而沉者” 。
发熕为佛郎机的改进型，“其制出自西洋番国”，“嘉靖年，始得而传之，中国之人更运巧思，而变化之，扩而大之以为发熕。发熕者，乃大佛郎机也”。从形制推测，发熕应是佛郎机去掉母铳，保留子铳，适当加大加长子铳而成 。从对音推测，“发熕”为葡语的falc的音译，falc就是采用子母铳结构，依靠V形支架单杆支撑的回旋炮，也即佛郎机 。
发熕体重力威，性能远在碗口铳和佛郎机之上，因而大受明军水师青睐。嘉靖年间，发熕即已遍装闽粤战船，福船、广船“所恃者有二，发矿 (熕) 、佛郎机” 。嘉靖三十九年 (1560) 成书的《纪效新书》 (18卷本) 记载“福船应备器械数目”，内含“大发熕一门”，已有法定意味。而海沧、苍山等中型福船，仅备大佛郎机和鸟铳 。万历七年 (1579) 成书的《苍梧总督军门志》存《战船操演布列图》，显示发熕作为标准的船首炮，似已成为当时大型战船的标配 。
然而，发熕笨重，加之其发射震损船体，不利水战，限制了其在大型战船的装备和使用 。至隆庆万历朝，部分发熕由于“载放无法，置之不用” ，隆庆四年 (1570) 福建漳州水战之器，“惟佛郎机、鸟嘴铳。若发熕、大将军，则未可轻用” 。另外，部分发熕从大型战船转移至专门小型战船之上。
神飞炮是一种采用子母铳制的大型后膛炮，有准星照门，是佛郎机的“增强版”。神飞炮最早见于戚继光万历十二年 (1584) 成书的《纪效新书》 (14卷本) 。“神飞炮三号，母铳大者一千斤，次者八百斤，三号六百斤。子铳大者八十斤，其它两式依次减杀……水战则枕于舟舱，后用活机以便升降。遇坚阵巨船，照准一发，横击二三十丈，触之立成齑粉矣。” 神飞炮每门可达千斤之重，是佛郎机之中最大的一型。万历年间，每船装备神飞炮一二门不等，既有发熕的威力，又有佛郎机填装、发射快捷灵活的优点 。崇祯年间，东南战船“每一号船，可用神飞炮四门，佛郎机五门，百子炮九门” 。
威远炮是在大将军炮基础上去除铁箍后的大型前膛炮，高二尺八寸，有准星和照门，威力极大。万历二十九年 (1601) ，浙江提议增造威远炮，一号一百四十四座，二号二百六十二座，用以装备福船之外的草撇、苍、罾、铁、渔、沙、哨、军民唬船 。这样不管兵船大小，均配一门大型前膛火炮。
不过需要说明是，神飞炮和威远炮这两种大型火炮，似乎仅装备于万历年间受倭寇潜在威胁比较大，距离朝鲜、日本较近的江浙沿海战船，并未普及到整个东南沿海。而且，目前亦不见其在海战中发挥作用的文献证据。
百子铳是介于佛郎机和手铳之间的小型火炮，虽重不能手擎，但可以就地支撑，灵活摆动，调整发射方向与角度。其兼具明朝传统火器和欧洲火器的双重特征:支撑百子铳的四足铳床与支撑碗口铳的铳床类似，这代表着其传统特征 ;单杆V形支架支撑百子铳，放时执尾牵挽，望准照星的使用方法，显然是受了欧洲舰载回旋炮的影响。
百子铳应用于战船，最早见载于《苍梧总督军门志》 。其发射炮子比大佛郎机的炮子还大，“大铅子，每位备二十四出，每出一丸，每丸重三十两，共一百四十四丸，共计重二百七十斤。小铁子，每位备二十四出，每出五十丸，每丸重五钱，共七千二百丸，共计二百二十五斤” 。但百子铳体轻，每架重二十五斤 或四十五斤 ，所以百子铳只能伤人，不能破船，“船厚，不能洞，便中伤单人，不能覆贼全舟” 。百子铳一出现，就展现出体轻灵活，打击精确，适宜舟战的优点，被誉为“舟师第一利器” 。
嘉靖万历年间的这波舰炮更新，至万历抗倭援朝战争时达到高潮，以佛郎机炮的引入和仿制为中心;发熕、百子铳属于佛郎机的“改进型”，其中发熕重量在五百斤左右或更多;神飞炮则属于佛郎机的“增强版”，达千斤之重;威远炮是传统陆地火炮的改进。舰炮种类增加，威力增大，使用重炮的趋势增强。
引入东南亚战船与创制帮接船桅
火炮变革引起了船舶变革，其中尤以引进蜈蚣船、叭喇唬船最为突出。蜈蚣船是葡萄牙人在东南亚征用的快速多桨帆船，被误为葡萄牙船。其构件当中有特殊的“架铳将军柱”，便于架设佛郎机。从嘉靖四年 (1525) 起，南京龙江造船厂先后制造四艘蜈蚣船，“专以架佛郎机铳”，然未及实战应用就在嘉靖十三年被裁撤了 。
叭喇唬船与蜈蚣船类似，也是一种东南亚的快速桨帆船。“叭喇唬船制造，起于番夷海贼”，“夷人出哨海上，多用此船” 。官军仿制“始自浙中” ，嘉靖三十七年 (1558) ，浙江舟山之战，总兵俞大猷手中就有叭喇唬船 )。叭喇唬船被引入东南海防战船体系之后，一直到明末都是海防战船的重要辅助船型。
除引入以上两种特殊船型外，明朝战船出现了帮接桅杆。通常，战船船体不大，桅杆短粗，极少拼接延长桅杆，也不使用牵拉固定桅杆的稳索。但大规模造船运动，木材消耗严重，长大桅木稀缺，价格高企，个别桅杆采用帮接技术。早在嘉靖十六年 (1537) ，陈侃使琉球封舟，“大桅原非一木，以五小木攒之，束以铁环” 。隆庆年间，为剿灭海盗曾一本，福建造船也有帮接船桅之议:“照得各州县制造巨舰陆续告完，惟合用大桅间有申请欲行帮接。本院因未经见，难以主裁节，会各镇道多方采访，有称往年封夷大船，用桅长至十七八丈者，大抵亦用帮接。今巨舰大桅，必须与船相称，若拘执一根成材，恐难寻觅。”
万历三十四年 (1606) ，夏子阳使琉球，造封舟，时因“地方大材砍锯略尽”，议用合桅 。至崇祯朝桅杆帮接更为常见，《天工开物》记载桅杆使用端直杉木，“长不足则接，其表铁箍逐寸包围” 。桅杆帮接，其强度必然减弱，为了增强桅杆强度，船舶也偶尔装配稳索。崇祯十年 (1637) ，珠江口明朝水师战船就使用稳索 。此时，帮接船桅，使用稳索的技术已经司空见惯。
炮击战术威力初显
明初至正德年间，战船武器装备，火器与冷兵器平分秋色。“神机、碗口”作为常规火器，普遍装备于各类战船之上，数量随海战需要增减。碗口铳腹浅管短，铳口开敞呈碗状，铳腹填装火药，铳口填装炮弹，或石或铁，封堵严实，采用铳床发射，炮弹获得的加速度小，相应的威力也小。碗口铳的重量不大，“洪武五年水军左卫进字四十二号大碗口筒”，重15.75千克 (自铭二十六斤) ，口径110毫米，全长365毫米 。菲律宾巴拉望岛东北莱纳 (Lena) 沉船，为弘治年间的一艘中国商船，其出水铜碗口铳5件，体型亦不大 。作为舰载远射火炮的碗口铳，与手铳大小相配，混合使用，威力有限。水战主要依赖投掷类火器焚烧敌船、冲犁、跳舷接战等战术。“海中战法，攻船为上，若以我大船犁敌小船，触之无不坏者。”“恃火器。火器之中，亦惟火毬、火药桶，投之入贼舟，即时焚毁而至妙也。” )嘉靖初年，中葡海战“ (葡萄牙的) 主要威胁不是来自炮火，而是来自敌人的试图强制登船” 。
嘉靖朝以后，发熕、佛郎机、百子铳、神飞炮、威远炮、鸟铳等火器的引入，相较原有的碗口铳和手铳，显著增强了战船火力，舰炮有向重炮发展的趋势，导致海战在原有的冲犁、火攻之外，又明确把“炮击之法”作为一种主要战法。水军斗船，“其制胜者有三:一用大船犁小船，而用火药瓶烧之，取胜者。一用大炮击碎其船，而取胜者。一用火箭，烧其篷帆，而取胜者” 。而且，铳炮的作用变得比较突出，“海寇所恃，全在于铳，吾亦以铳为应。中军大船之前，仍用次等船载佛郎机大铳数架以镇之。两翼中船之前，亦用再次船载铜将军大铳数十架以列之。其小船亦各载鸟铳、铅筒数百，以备于四面” 。
不过从战争实践来看，虽然装备以上诸种火器，但海战战术的重要性次序，仍是以火烧船，以船冲犁最重要，海战以冲沉贼船为首功，而斩级擒俘则次之 。而以炮伤人，以炮毁船的情况，并不多见。隆庆三年 (1569) ，闽广剿灭海盗曾一本诸次海战，可略窥不同战术应用之大概。是年五月，枳林澳一战，官军冲击贼船六十余只，贼尸焚溺浮海者不下二千余数，显然是冲犁和火焚战术的结果 。六月，官军在南澳备草百石，设火船于港口，举火焚毁贼船十一只，最终剿灭曾一本，官军和曾一本所持发熕、佛郎机等器似乎并未发挥多大作用 。