中国的火药发明于唐末，到宋代时，火器的使用已日趋成熟。在这个时期，战争的规模和复杂性都在不断增加，对武器装备的要求也越来越高。为了适应这些变化，宋代的工匠们通过不断地试验和改进，成功地提升了火器的性能，以更好地满足战场的需求。

首先，在射程方面，早期的火器如突火枪等由于技术限制，有效射程较短，一般在百米以内。但随着技术的进步，到了南宋时期，出现了诸如火箭筒、神臂弓之类的远程投射武器，它们的射程可达数百甚至上千米，极大地提高了部队的打击范围。

其次，在精准度方面，早期的火炮射击精度较低，往往只能起到威慑作用。然而，随着冶炼技术和铸造工艺的发展，火炮的口径更加统一，内部结构也更为精密，这使得火炮的瞄准系统得以改善，从而显著提高了射击的准确性和命中率。

此外，在装填速度和持续作战能力上，早期的火器装填过程繁琐且耗时长，严重影响了火力的连续性。为此，宋朝的工匠们设计出了便于携带的弹药箱和快速装填装置，大大缩短了重新装填的时间，使军队能够更快地进行火力支援。

最后，在安全性能上，早期的火器在使用过程中经常发生炸膛事故，给使用者带来极大的风险。经过不断的材料研究和改进，宋代工匠开发出更耐高温、高压的材料用于制作火器部件，同时加强了火器的整体结构强度，降低了意外爆炸的概率，保障了士兵的安全。

综上所述，宋代的热兵器发展不仅体现了当时中国在科技上的先进水平，也为后来的军事技术发展奠定了坚实的基础。通过对火器性能的不断优化和完善，宋朝有效地增强了军队的战斗力，使其能够在复杂的战争环境中取得优势。这种追求技术创新的精神和对实战需求的深刻理解，对中国古代乃至现代军事科学的发展都具有深远的影响。