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  第三，使用铁范铸炮法

  基于陶范铸炮存在的缺点，兵器监大匠作冯三槐发明了铁范铸炮法。

  相比于陶范制作耗时长、尺寸变化大、残次率高、内膛粗糙、容易炸膛等缺点，铁范铸炮有着极为明显的优势。铁范具有可反复利用、缩短工时、内外铸面光滑、成本低廉、铸件不含水分，少生气孔等优点。但是，铁范铸炮有一个极大的缺点，那就是由于其，冷却失热速度过快，导致内外收缩比不同，从而造成火炮内膛裂纹。当时西隋合赤惕时期，有过铸十炮得其三四良者的说法，但很快就被解决。

  内胆冷却法。内胆冷却法是西隋帝国在使用铁范铸炮期间发明的一种铸钢炮的冷却方法。使用中空炮芯，利用水做为冷却剂，调节炮体内外冷却速度的办法。

  内胆冷却法原理。

  一般铸好的红热炮管在静置时的自然冷却，是由外往内，原因一是炮管外表面面积比内管大，其二是外面空气流通比内部快，这样自然外层比里层冷的快，最终形成层层膨胀的结果，强度降低。但是如果能同时让炮管里层冷却，甚至使之比外层先冷下来，不但可以提升整根炮管的冷却速度，更可以提高炮管性能。

  里层冷却固定后，当外层逐渐冷却时，由于热胀冷缩的关系，炮管外层冷却时，就会箍住内层，往里面产生一个向内的应力。

  内胆冷却结构。以钢制中空内胆作为铸炮内芯，内胆中央被隔板分为两部分，在底部贯通，形成一个密闭的u型管道，在铸炮冷却阶段，往一头的内胆中加注冷却水，则从另一端流出。控制冷却水温度以及流速来控制内外炮体的冷却速度。

  一般而言，内胆冷却法中冷却水的温度一般为70°左右，将70°左右的温水不断加注到内胆中。置换出来的冷却水会在铜制散热器中冷却，然后再循环到内胆中。这样的做法是为了防止冷却水温变化过大，而造成内膛冷却速度，左右失衡。

  内胆冷却法极大的提高了铸炮的成品率，延长炮管的使用受命，降低了铁范铸炮成本，为大口径火炮的铸造提供技术支持。

  马步炮的技术参数

  口径：（三寸）

  初速：433m/s

  身管：>倍径：22.5

  炮身重：>左右车轮直径：1.5m

  全重（炮身+车架）：>标尺：>高低射界：

  装药量：颗粒黑火药1.4kg或颗粒黑火药2.5kg（推射霰弹时装药量）

  炮弹：5.1kg锥形爆裂弹5kg霰榴弹7.75kg实心圆铅弹5.5kg实心铅制链弹6.4kg锥形被钢铅芯穿甲弹5kg锥形被钢穿甲爆裂弹6.4kg被钢穿甲燃烧弹

  装填方式：******后部装填，炮弹前后均可

  三寸马步炮的炮弹在当时也是世界上最为先进的，它的发明为之后戴梓的子母炮提供了技术支持。

  三寸马步炮炮弹大多采用了锥形弹丸，而不是人们常认知的圆形弹。在实际作战中，西隋炮兵很少使用铅弹，因为铅弹质软，炮管会出现挂铅现象，不容易清理，且影响火炮射击精度，反而喜欢使用锥形爆裂弹。

  锥形爆裂弹的优点在于，射击精度高、射程远、威力大、易于装填。

  西隋帝国早期的锥形爆裂弹是用含磷较高的生铁铸造。人们发现，含磷量高的生铁虽然不能用于锻造，但其冷脆性却是制造炮