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可以看出，在努尔哈赤起兵八年后，火器与战车在八旗军中的比例已经很高了。由此可见，虽然很多人认为八旗是骑射立国，但他们首先倚重的是重装步兵突击，后来很快转为依托火器与战车。八旗甚至规定“遇敌若无盾车，切勿出战”，并有因未携带盾车就贸然投入作战而获罪的记载。
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努尔哈赤死后，继位的天聪汗皇太极更加倚重火器。他以满人勋贵佟养性为指挥官，以汉人为兵丁组建炮兵营，同时大力仿制红夷大炮，最终于天聪五年正月仿制成八旗第一门红夷大炮。至此，八旗军通过收编以及仿制，拥有了红夷大炮之类的重型火炮，并且凭此创立了车营战术，拥有了野战条件下正面击败明军火器车营的实力。而这种实力将在1631年的大凌河之战中体现出来。
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不过，要说大凌河之战，就要先把时间退回到崇祯二年，也就是后金天聪三年（公元1629年）十月。当时皇太极以喀喇沁台吉布尔葛为向导，出沈阳，经都尔鼻（辽宁彰武），进入科尔沁，至青城扎营，打算迂回入边，突袭北京。大贝勒代善和三贝勒莽古尔泰都不同意这次远征，但皇太极硬是以一己之力促成了远征。八旗军于二十四日到达老河，皇太极“各授以计，分兵前进”。然后八旗军从喜峰口突入塞内，连下数城，逼近北京。明将袁崇焕得知后立刻星夜驰援京城，同时急调大同总兵满桂兵马五千、宣府总兵侯世禄兵马两千，前往救援北京。
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不过，由于此前袁崇焕擅杀毛文龙，导致崇祯对其疑心极大，且当时谣言四起，关于袁崇焕通敌的言论不绝于耳，加之崇祯本身就是一个疑心病很重的人，这一切都导致崇祯宁可相信蒙古将领满桂也不相信袁崇焕，最后直接将袁崇焕逮捕下狱。
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◎复原操演中的后金红夷大炮
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可在这个当口抓走一军主帅，直接导致了明军的再次崩溃，名将祖大寿更是直接东走山海关。此后，剩余明军被迫以区区数千精锐与八旗主力野战，导致蒙古将领满桂于永定城外战死。
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当时八旗诸将争请攻城，但皇太极认为明王朝“疆域尚强，非旦夕可溃者，得之易，守之难，不若简兵练旅，以待天命可也”，撤军东返。在这种情况下，明廷被迫启用了已逾古稀之年的大学士孙承宗。之后明军反攻，夺回了被八旗占领的永平四城，守城的贝勒阿敏逃跑。
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崇祯四年（天聪五年，公元1631年）正月，永平四城夺回后不久，孙承宗便东出巡关，准备重新整备关外防务。经过崇祯批准，他决定先修筑大凌河城（大凌河中左千户所），以连接松山、杏山、锦州等城。因此，总兵祖大寿、何可刚等率领十余名副将正式前去动工重建。
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皇太极知道后表示：“坐视汉人开疆拓土，修建城郭，缮治甲兵，使得完备，我等岂能安处耶？”同时声称明帝国的精锐皆在此城。七月二十日，皇太极率领八旗部队从沈阳出发，八月一日，臣服于后金的蒙古部落领兵前来会合，驻扎于旧辽河。
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八旗军会合了蒙古人之后，兵分两路，一路由贝勒德格类、阿济格、岳拖率兵两万，经过义州驻扎在锦州和大凌河之间；一路由皇太极亲自率领，走白土杨，趋广宁大道。两军约定六日会于大凌河城。
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由于大凌河七月中旬才开始重建，辽东巡抚丘禾嘉又擅自做主同时修复右屯城，分散了人力物力，此时大凌河城仅修复了一半。大凌河城中原有官兵一万六千零二人，后派出买战马和镇守宁远二千二百人，所以战兵只剩一万三千八百零二人，另外有夫役商贾一万多人，总人数不超过三万。
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如前文所述，八旗军此时已经拥有了大量火器，甚至拥有了红夷大炮，因此不会像过去那样面对明军的炮火被动挨轰或靠前面的死士用命来填。皇太极决定采取围点打援战术，八旗军开始围城并环城挖掘壕沟。据记载，该壕沟周长三十里，城与壕之间有三里。壕沟深一丈，宽一丈，壕外砌墙，高一丈，墙上有垛口。八旗军又于墙内五丈处掘壕，壕沟宽五尺，深七尺五寸。八旗各个军营外也挖掘壕沟，深五尺，宽五尺。八旗军的这一系列动作截断了大凌河内外的交通。另外，此次围城，部分蒙古部队作为八旗的后备队也参与其中，不过他们没有参与挖壕，而是利用其机动性强的特点扫荡明军侦骑和截断通讯。
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城中明军发觉皇太极的意图后，也曾派遣百余骑兵出击，试图破坏八旗军的土木作业。但出击的明军被皇太极派遣的八旗精锐巴喇牙（此时已改名为护军）击败，都司王延祚被俘。壕沟挖好后，皇太极命令佟养性率领汉军将火炮布置在通往锦州的道路上，以阻击明军来援。
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面对八旗如此严密的防守，明军也惊叹：“逆奴围凌，连挖四壕，湾曲难行，器备全全，计最狡矣！故虽善战如祖大寿，无怪其不能透其围！”
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八月十六日，锦州派兵两千来援。二十六日，丘禾嘉与吴襄、宋伟合兵六千开往大凌河，在长山（大凌河城东南）与八旗军接触，败回。九月十六日，皇太极决定亲自出击锦州，断绝明军对大凌河的支援。他先下令让一百名八旗军诱敌，自己率主力埋伏在小凌河岸边。七千明军贸然出击，被诱入埋伏圈。见到明军中计，皇太极亲自带领巴牙喇冲锋，击败了该部明军，然后乘机进军至锦州城下，大批明兵被逼入城壕。在这场战斗中，多铎坠马差点战死，可见战斗之激烈。
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此战之后，皇太极继续设计，命一部分八旗军伪装成锦州援军，引诱祖大寿出战，自己则率领巴牙喇再次埋伏起来。祖大寿中计后出城遇伏，最后仓皇退回城内。皇太极下令将抓到的明军俘虏集体屠杀。
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战后，大凌河城内可谓一片愁云惨淡。城中粮草将尽，连原有的七千战马都几乎倒毙殆尽，只有七十匹可以骑乘。军民死者过半，幸存者只能以马肉为食。虽然如此，明军依旧决定死守，不肯投降，期待着朝廷的援兵。
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二十四日，明军援兵终于到来。监军张春会同吴襄、宋伟等战将百余员，率领四万步骑渡过小凌河，列车营与八旗对峙。二十七日，明军拔营向大凌河城推进，在距城池十五里处的长山与八旗交战。皇太极准备在明军战车到位前冲垮对手，但这次和以往不同，明军一开始便摆出了车营，所以没有像萨尔浒之战时那样措手不及，也没有像浑河最后关头那样寡不敌众，双方可谓是真正的面对面较量。明兵岿然不动，齐发枪炮，声震天地，铅子如雹，矢如雨霞，直接击退了八旗左翼的攻势。于是皇太极命令火炮营行动，用大炮和火箭摧毁了明军的东部车阵，右翼八旗一拥而入，先前遇挫的左翼也随后跟进。此时明军中的吴襄见势不妙，直接率部逃跑。但张春则重新集结剩余部众与八旗军缠斗（“其余少半之敌，复聚列阵”）。最后，被逼无奈的明军只能火攻。女真人记述道：“时有黑云起，且风向我军，明兵趁风纵火，火燃甚炽，将逼我阵。”但有时候运气也是战争决胜的条件之一，当时“天忽雨，反风向西，火灭，明军反被火燎”。战至此时，其实战局基本已定，但明军依旧鏖战不已。皇太极投入最后的盾车部队，“列行营兵车盾于前，护军、蒙古兵及厮卒列于后，于是营兵推战车近敌，纵马兵发矢冲击”，依靠多兵种配合，八旗军最终击败了明军。
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可以说，八旗军在大凌河取得胜利最重要的原因就是重用汉人投降过来的炮兵。当时八旗军给汉军“一等炮手赏银八十两，二等炮手赏银五十两”——要知道，明军的选锋兵一月收入也不过二两银子——同时对管理的军官也给予厚赏：“管红衣炮甲喇章京各赏牛一头、妇女二口”。八旗军依靠缴获和模仿制造的火器，成立炮兵营，与盾车配合，最终打破了屡冲不破的明军车营。
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此战中明军一开始就摆出了车营，在一段时间里让八旗军束手无策。可以想见，萨尔浒之战后的一系列会战中，如果明军能够正确运用火器与战车，或许就不会接连惨败了。但是历史没有如果，通过之前的一系列会战胜利，八旗军已经积累起了能够正面击破明军火器车营的力量。
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其实，车营的主要力量来自于投射火力——火器，这一直是明帝国最为倚重和擅长的。但是，明帝国在内外交困之下，一直不能真正发挥其作战效能。相反，八旗军作为一支新兴的武装力量，虽然野蛮残忍，但骁勇善战；后金作为一个新兴的政权，虽然以劫掠和屠杀为手段，但能保证其高效运转。最终，后金八旗从不同方面建立了对明帝国的军事优势，甚至在火器数量上都占据了优势。
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大凌河血战的结局其实正揭示了这一点。此战正式宣告明军已全面失去军事优势。此战后，明帝国边防线的全面溃败就只是时间问题了。
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