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同日，原属刘綎的康应干所部步兵已经完成布阵，驻于富察旷野处。后金军代善部注意到康应干部明军仅持狼筅、长枪，披藤甲，火器较少；而朝鲜兵身披纸甲，着柳条盔，已经将枪炮层层排列。因此后金军先行攻击火器较少的明军。双方接战时突然刮起大风，明军释放火器造成的烟雾被吹回了本阵，后金军则利用明军视线不明的时机，大举冲入明军阵中，击败了明军，康应干仅以身免。
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取胜的后金军面对已经布置好拒马和火器的朝鲜军队，却颇费了一番周折。后金军先攻击的是朝鲜军的左营，结果被拒马所阻，并连遭朝鲜火器杀伤。随后后金军以马群在前，铁骑在后，以兵器驱马。马群撞开拒马，后金军才最终击败了朝鲜军。
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五日，随着驻扎山上的原刘綎部数千浙军残军被后金数百骑扫荡无遗，明军四路大军中的三路已经全部溃败。
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至于南路的明军李如柏部，在出鸦鹘关后，行军缓慢，至虎栏关就按兵不动。虽然经略杨镐在得知杜松和马林两军溃败后即命刘綎和李如柏回师，但刘綎还没得知撤军的消息就被后金击溃了，而李如柏一直观望不前，虽被少数后金部队骚扰，但仍能保存实力退回防线。
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据辽东监军陈王廷记载，萨尔浒之战，明军共阵亡文武官员三百一十余名，损失士兵四万五千八百七十余名、马骡四万八千六百余匹、战车一千余辆，不可谓不惨重。明廷战后总结道：战略上，各路明军准备都极不充分，并且没能很好地执行分进合击的战略，导致被各个击破。战术上，明军因为各种因素，没能发挥出战车的优势，虽然杜松、刘綎部都打得非常顽强，却依旧没能阻挡八旗军的猛攻。万历四十八年（公元1620年）二月，户科给事中官应震上奏指出，杜松的败因是没有利用好车营，并且轻率冒进。同年三月，湖广襄阳府推官何栋如也认为：当时明军中有名将称号的大多只是悍将，只会凭着武勇率领家丁们猛冲猛打；至于纪律执行、战前谋划等方面都非常薄弱，也就更谈不上运用和指挥火器战车作战的能力了。
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另外，当时不少人也指出：明军训练普遍不足，实际战斗能力和车营预设差距很大。就算有演练，也只是按图索骥，都是知其然而不知其所以然。比如问及旌旗、进退、法令，“问之兵，兵不知其故也，问之将，将亦不知其故也”。总之，萨尔浒之战新败后，明帝国朝中关于边防之讨论日益激烈，其焦点主要集中于京营与辽镇的战车应用。之前京营的车营制度一直维持俞大猷所建立的车制和营制，现在遭逢大败，朝臣为谋远虑，有了更新车制、营制的想法。而萨尔浒之战，关外明军精锐损失四万五千多人，开原铁岭之役中，明军也是损兵折将。因此，如何重建辽镇武装力量也成了朝廷的当务之急。
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万历四十七年七月，锦衣卫都指挥使张懋中奏请京营设立新制战车及战车营。张懋中希望将京营和边镇原有的武刚车、辎重车和双轮车改造成名为“铁冲”的单轮轻战车，以五百辆为一战车营，每车配属六人。“前列遮牌，上施铳炮，山川险夷通行无碍。每车六人，二人拥挽，二人持钩镰，为左右翼，二人司火药。”张懋中的京营改造计划规模虽大，但内容较空洞，并不比先前的京营车制和营制严谨，只是抓住了战车小型化的潮流，所以这一大规模改造计划最后并没有得到朝廷的青睐。
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万历四十七年八月，浙江杭州右卫经历程继怡奏请改良炮车及战术。程继怡的改良主要是利用炮车的高度差来解决同高度炮车在轮放时必须移动车体的问题。这样炮车就可以在不移动的情况下轮流发射。
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除文臣请造战车外，武将也在请造战车。如万历四十八年五月，广西把总李自用上奏请造鹿角车、遁形车和枪车。
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《武备志·军资乘·阵练制》里记载有遁形车和枪车。遁形车是把原先战车上所绘的惊吓马匹用的猛兽立体化，以增强对抗骑兵的效果，有虎车和象车两种。枪车则是以防护力取胜的一种战车。《武备志》所记载的三种枪车中，第一种仅车前有刀枪防护，第二种车头和车旁均有刀枪防护，第三种“塞门架器车”则符合李自用“其制如门刀”的说法。所谓“门刀”，即是指《武经总要》中的“塞门刀车”。这些新式战车的出现，反映出将领们对于提升战车防御力的迫切希望。
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◎程继怡炮车示意图
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巡视京营工科给事中范济世等则认为，比起改革战车和车营，让明军出城操演更为重要。他提出，京营应该给营中六将各在城外划出一片区域，各配以战兵五千或一万，在各自区域里操演，使军士熟知“地之险易，人之勇怯，时时摆列战车，演放火炮”。六月底到任的京营总督泰宁侯陈良弼也支持范济世的观点。他首先主张让京营战车拥有固定的演习区域，又主张要补齐京营所缺的八百余辆武刚车。
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明帝国的第一次军事改革是由楚党领袖、户科给事中官应震提出的。官应震提出要改革武举，提高应考内容的合理性。以往武举考试只设策论及弓马武艺考核，官应震要求增加“营阵、地雷、火药、战车等项”，以便让考试的内容与实际需求相符合。官应震还提出，要将在武举考试中发现的优秀人才直接派往边镇效力，以增强边防力量。官应震改革武举的建议很快得到批准，并开始由兵部实行。
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明军开原、铁岭之败后，熊廷弼被任命为兵部右侍郎兼都察院右佥都御史，经略辽东。万历皇帝特别给他赐剑一口，“将帅以下不用命者，先斩后奏”。到任后，熊廷弼一针见血地指出，辽东军的弱点首先是兵力分散，其次是家丁部队和一般士卒之间待遇差距过大，最后是训练严重不足。
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◎虎车 ◎象车 因此，熊廷弼针对当地的实际情况，提出了一系列具有实践性的军事措施：第一，针对八旗军暂时还不能正面攻破明军砖石堡垒的现状，下令强化堡垒战术。第二，针对辽东土地肥沃的情况，建议开始屯田，同时做好坚壁清野的准备。第三，下令于关内征调明军精锐。第四，严明军法，斩杀临阵脱逃的裨将刘迂节、王捷、王文鼎。最后，针对明军野战处于弱势的现状，提出八旗军“死兵在前，披重甲，锐兵在后，乘其胜”的战法只有火器配合车营才能对付，并开始增强车营。
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熊廷弼打算在辽东建立配置三四千辆战车的部队，并想从中央和地方政府仓库中调拨四千五百门大炮，重建辽东部队的战力。另外，针对辽东工匠不足，无法大规模普及战车和火器的现实，熊廷弼还奏请朝廷调拨一两千名木匠到辽东打造战车和粮车。
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然而当时明帝国经济崩溃，欠饷不发已是常态，光九边的“京运”和“民运”两项饷银就“欠饷四十四万有奇”，更没有财力支撑熊廷弼的宏大计划。
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虽然由于财政、人事等各方面的原因，熊廷弼的方略没能完美地实行，但他针对明军弱点进行的改革初见成效。在其担任辽东巡抚期内，努尔哈赤一直不敢发动大规模战争，使得辽东军民感叹“数十万生灵皆廷弼一人所留”。
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在熊廷弼的努力下，辽东局势开始稳定。可惜的是，一直在明廷造成内耗的党争再次出现了。万历四十八年五月，八旗军进攻蒲河，明军战损七百人。熊廷弼的政敌，吏科给事中姚宗文无视熊廷弼麾下贺世贤等将领也有斩敌俘敌的功劳，大肆倾轧诽谤熊廷弼，称其“出关一年有余，诸事没有规划；尚方宝剑在手，只是供自己作威作福；拥兵十万，不能斩将擒王”。时值万历皇帝驾崩，天启皇帝继位，最终熊廷弼被迫去职。
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萨尔浒之战对明军的影响极为重大。明军自此不敢再轻视后金军的实力，开始在辽东镇大造战车并改良战车战术。但是，一直困扰着明帝国的党争内耗和财政崩溃依然阻碍着明边防实力的恢复。与此同时，后金也开始研究如何应对明军的车营战术，并积极地寻求火器和相关技术。大明与后金开始走向新一轮的较量。
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◎努尔哈赤所用宝剑