赵士桢研制的火器，由于糅合了各种火器之长，各具特色。如他改造了噜嘧铳，在铳内安装了机械回弹的枪机，具影拨之则前，火燃自回”的特点；“鹰扬炮”能安在战车之上，可用“水溜”，即有用水冷却装置，大大延长连续作战时间；“翼虎铳”，使用三颈火龘药罐，能加快装弹速度；“震叠铳”为上下双管铳，特制的瞄准装置能使上下铳管同时瞄准一个点；“迅雷铳”为多管铳，可连发，当长枪与敌格斗；“九头鸟”适应夜间难于瞄准，可多弹齐发；“三长铳”集轻便、快捷、平稳三个特点于一身。另外，赵士桢还发明了“火箭溜”，是一种滑槽式的火箭发射装置，保证火箭能沿着目标方向飞行，大大提高了火箭的命中率。上述各种火器的创制，把明代后期的武器研制推进到一个新的发展阶段。赵士桢在研制各种火器的过程中，还撰写了《神器谱》、《续神器谱》、《神器杂》、《神器谱或问》、《恭进神器疏》、《防虏车铳议》、《铳图》等论着。这些论着原刊行于万历年间，后不知所藏。今国内仅存源于万历刊本的《艺海珠尘》本和《玄览堂丛书》本，但图文都不完备。日本古典研究会发行的《和刻明清资料集》第六集中佣神器谱》五卷，内容较为详备，包含了上述赵士桢的论着。
《神器谱》共分五卷，卷一是圣旨、奏疏的汇集，从九篇奏疏和袄批复的圣旨中，可见赵士桢屡请制造神器的过程。赵士桢反复论述神器对富国强兵的重要性，阐明制造神器的目的，解各种神器的性能、制作过程等。从中也可体会到明末官员保守，军政龘腐败的情形。卷二是《原铳》，分别明并图示各种火器的构造、制造原委、特点及使用方法。对各种铳均绘有全图、各部件的剖示图，并对制作、安装、使用、注意事项等作了详细的介绍。卷三是《车图》，主要介绍鹰扬铳车、冲锋火车、车牌的构造和阵法。对车队的编制、装置、队形及整队的各种武器搭配组合都有形象的图示明。卷四是《铳》，主要阐述何谓神器及其在军中的地位，器与兵的关系，对制铳、制弹龘药的材料、燃料选用，弹龘药的制作方法、用法，铳手的教习方法等，都有详细的明。卷五是《或问》，为驳倒反对者的诘难和解答使用者在实际操作中可能碰到的问题，赵士桢胪列了五十五条问答，从不同角度列举、比较、补充解各种神器的优劣及其在不同地区、气候、战况条件下的使用、保养、维修的方法。《神器谱》各卷，全面系统地反映了赵士桢关于火器制造和使用的理论，它表明赵士桢不愧为我国明代杰出的火器研制家。
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