公元1217年至1258年的近半个世纪中，蒙古人通过三次西征，先后征服了今咸海以西里海以北的钦察、花剌子摩和东起阿尔泰山西至阿姆河的西辽、畏兀儿，建立察合台汗国；鄂毕河上游以西至巴尔喀什湖的乃蛮旧地，建立窝阔台汗国；伏尔加河流域的梁赞、弗拉基米尔、莫斯科、基辅等公国，建立钦察汗国；两河流域的伊朗、阿富汗、叙利亚，建立伊利汗国，史称四大汗国。三次西征，第一次在1219-1224年、第二次是1236-1241年、第三次是1252年-1260年。从史料记载来看，直至1252年第三次西征出发时，蒙古军队使用的还是牵引式杠杆抛石机，但是在西征结束前，蒙古军已经掌握了制造配重式杠杆抛石机的技术。
蒙古第三次西征是由大汗蒙哥的弟弟孛儿只斤.旭烈兀率领，在1252年，12万大军兵锋指向西亚，大军里有一支由汉人组成的砲手、弩手、火焰喷射手千人队，是本次西征的攻坚手。旭烈兀的第一个目标是猖獗达二百年之久的恐怖杀手集团阿萨辛（Hashshashin）。阿萨辛是由伊斯兰教异端精神领袖哈桑·本·萨巴（al-Hasanb.al-Sabbah）所创立，他便是伊斯兰世界著名的“山中老人（金庸小说中也有这个人物的故事）”。阿萨辛作为伊斯兰一支重要的武装力量，在穆斯林抵抗基督教国家的十字军东征时起到了重要的作用。但阿萨辛的刺客企图刺杀蒙古大汗蒙哥，因此成为此次蒙古西征的首要打击目标。哈桑·本·萨巴的追随者在里海南岸厄尔布尔士山脉中建造了诸多堡垒，山势陡峭，高峰连绵，海拔多在3000米以上，然而这样险峻的地势也无法阻止蒙古大军。
1256年，蒙古军围攻阿拉木山谷的阿萨辛据点，旭烈兀利用外交手段降伏了多数的堡垒，仅有Lamiasar和Girdkuh两座城堡决定坚守，但是却无法阻止拥有火器的蒙古大军。穆斯林史料记载，蒙军所用的火器称为“Vasessernplisnaphte”，即火药罐或罐装火药，与“震天雷”同属一类。蒙古用抛石机将其投向堡垒，彻底粉碎了城堡的抵抗，阿萨辛派覆亡。旭烈兀在继续西征之前，将阿拉木山谷附近的堡垒全数摧毁，以防后患。
▲蒙古军队攻打Girdkuh堡，出自《HaytonofCorycus,Fleurdeshistoiresd'orient》
阿拉木之后，巴格达（蒙古称巴格达为“报达”）成了蒙古人的下一个目标。1257年冬，旭烈兀指挥三路蒙古大军包围了巴格达，第二年发动总攻。蒙古军用抛石机轰击巴格达，城门上的戍楼全都被炮火击毁。蒙古军日夜不停地向巴格达猛攻，战斗十分激烈。旭烈兀向城中射书信，离间敌人。不久，蒙古大军相继占领了巴格达多个城门。为了防止城中敌人逃走，旭烈兀下令在城墙上修建碉堡，架设抛石机，并派兵乘船在底格里斯河巡逻，防止城内的人逃走。阿拔斯末代君主、伊斯兰精神领袖哈里发穆斯塔西姆被迫出城投降，但却避免不了死亡的恶运。他被装在布袋中受蒙古骑兵纵马践踏而死，而巴格达城内二十万居民几乎被尽数屠杀。
▲蒙古攻破巴格达（报达）
旭烈兀是成吉思汗之子拖雷的第五子，与蒙哥（元太宗）、忽必烈（元世祖）和阿里不哥同为拖雷正妻唆鲁合贴尼所生。在攻下巴格达后，旭烈兀继续西进，攻打叙利亚。1259年7月，蒙古大汗蒙哥于进攻南宋四川钓鱼城时死去（传闻蒙哥督战时被宋军抛射的爆燃弹所伤），旭烈兀本想回转蒙古，但到达波斯时得知忽必烈已经即位，然而阿里不哥不服忽必烈而争夺汗位。旭烈兀表明立场支持忽必烈，指责阿里不哥，于是得到忽必烈的回馈，将阿姆河以西直到埃及边境的波斯国土和该地蒙古、阿拉伯军民划归旭烈兀统治，从而建立了四大汗国中的伊儿汗国。旭烈兀以蔑剌哈（今伊朗东阿塞拜疆省马腊格）为首都，设宰相以掌管全国政务，任命了各省长官，命长子阿八哈领汗国东部呼罗珊等省地。
▲旭烈兀
1265年旭烈兀死后，阿八哈继任伊儿汗位。由于旭烈兀军并没有回到蒙古，因此当时新式配重杠杆抛石机的制造技术应该还没传到中国，所以后来忽必烈征南宋攻打襄阳时，虽知道有这种新式武器，但还是需要“遣使征炮匠于波斯”。襄阳之战是蒙古灭南宋统一中国的一次重要战役，历时近6年，以南宋襄樊失陷而告结束。1268年，忽必烈大举攻宋。南宋襄、樊地处南阳盆地南端，襄阳和樊城南北夹汉水互为依存，“跨连荆豫，控扼南北”，地势十分险要，自古以来为兵家必争之地，也是南宋抵抗蒙古军队的边隆重镇，因此成了蒙古军首要攻击目标。由于宋军的顽强抵抗和襄樊城防完善，蒙古军屡攻不下。为了敲开襄樊的铁壳，忽必烈想到了配重式杠杆抛石机这种攻坚能手，因此遣使伊儿汗国，向伊儿汗阿八哈索取懂得制造这种抛石机的工匠。
阿八哈遂派出身制炮世家，以善造砲而名扬西域的亦思马因和阿老瓦丁等一批波斯工匠，于1271年到达中国，忽必烈命他们如式制造并投入襄樊攻坚战。1273年，新造的7架配重式杠杆抛石机“回回砲”制成并用于攻打襄樊，“用力省而所击甚远”，石弹“重一百五十斤”、“（直径）数尺，火力所及势极猛迅，坠地犹陷深三四尺”。襄阳城上的一座木质谯楼被一砲轰塌，可见其威力强劲。樊襄宋军坚守6年，抵抗意志本已到了极致，而回回砲成为压垮骆驼的最后一根稻草，导致守将吕文焕献城投降。炮匠阿老瓦丁、亦思马因此加官进爵，留在了中国，并被列入《元史》。
▲蒙古军队攻打襄阳城所用之配重杠杆抛石机
襄阳战后，配重杠杆抛石机一战成名，因而也称“襄阳砲”。此战之后，宋人也开始仿造这种新式武器，“沿边州郡因降式制回回砲，有触类巧思，别置炮远出其上”。位于战争前线的淮南西路和淮南东路制造回回砲的成绩尤佳，但终因大局败势已定，这种新型抛石机也未能挽回南宋亡国的命运。在后来征服南宋的数次战役中，蒙军得益于回回砲在攻城破垒中的攻坚作用而屡屡破防，因此专门组建了“回回砲手”这个编制。至元十六年（1279）三月，调令两淮造砲回回砲兵新附军匠600人及蒙古、回回、汉人、新附人能造砲者俱至京师大都。十八年（1281），设置回回砲手都元帅府。二十二年（1285），改都元帅府为回回砲手军匠上万户府，品秩为正三品。至治三年（1323），派遣回回砲手赴河南汝宁、新蔡等地教习砲法。至和元年（1328），亦不剌金奉令率所部回回砲手军匠至京师，与马哈马沙的回回砲手军匠上万户府合并，共同监造回回砲。这些史料充分说明，元代回回砲手军匠数目可观，规模庞大，在大都（北京）、南京（开封）、江南，到处都有回回砲手军匠的记录。
在元帝国统治的近百年间，配重杠杆抛石机一直是蒙古人重要作战工具，直到元末明初仍继续发挥着它的作用，在元军与各路起义军中均有应用。明太祖朱元璋在至正十六年（1356年），攻打天宁州时，便“命诸军以襄阳砲破其寨”。至正二十六年（1366年），明军大将徐达率重兵攻打江苏张士诚于平江城（今苏州）。徐达“领四十八卫将军围城，每一卫置襄阳砲架五座、七梢砲架五十余座、大小将军筒五十余座，四十八卫营寨列于城之周遭，铳砲之声昼夜不绝”。其中，襄阳砲就达二百四十座，平均每面城墙要受六十座襄阳砲的频繁攻击，“所击辄糜碎”、“城中大震”。明朝统一中国后，由于火药武器的迅猛发展和攻坚战的减少，各类大型机械投射器包括配重式杠杆抛石机逐渐被更具便捷与机动性的金属管状火炮所取代，但尚未完全淘汰。
如景泰二年（1451年），贵州兴隆卫苗族韦同烈起义，被清平、平越、都匀等处布依族、苗族推举为“苗王”，在香炉山上“环顶立寨，坚筑排栅三层，人莫能上”。明廷急调湖广、四川、云南和贵州等处官兵近20万人围剿。明军在攻打香炉山时，“有右参将都指挥李震，并把总都指挥曹广、江泽云，南左卫指挥佥事狄武，荆州左卫正千户黄贵等谙晓襄阳砲”、“各营星夜制造完备，自五月初九日至十四日，连日四面节次攻打，炮石才得到寨，裂其崖壁、破其房屋，约计万有余间”。
成化二十三年（1487年），丘濬于其所著《大学衍义补》中说到：“元人始造此炮以攻破襄阳，世因目曰襄阳炮——自有此礮，用以攻城城无不破，用以击舟舟无不沈，今民间多有知其制度者，宜行天下俾民间有传其式样者，许具其图本赴官投献给赏，有私藏习制者罪之，而赏其首者，仍将其式样给与边将收藏，非警急不许辄造”。但自明朝中叶，正德年间开始允许地方自造如铜将军等大型火炮，抛石机的重要性近一步下降。以至明中期以后，除了兵书之外，已基本见不到配重式杠杆抛石机的记载。
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