《西隋武备志》
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西隋帝国早在合赤惕部时代就已经跨入火器时代了。在西隋帝国历史上有三个人在火器的研发和使用上做出突出贡献，他们是李莫、李·埃尔米、戴梓。
李莫字安平陕西西安府富平县人官拜西隋帝国火器监匠作。
李·埃尔米比利时人其父李·威利早年因治愈天祐皇帝疟疾而被任命为西隋帝国太医院西医院正，官秩从三品。早年的李·埃尔米随母亲以及两个哥哥在比利时生活，家贫。为了生计，年幼的李·埃尔米不得不在枪炮作坊给人做学徒，直到其父将他们接到兰州，生活也有所好转。但这段经历却为他日后的成就奠定基础。其后，李·埃尔米蒙荫成为一名士官（士官：西隋帝国时期的军爵）人称枪炮士官李·埃尔米。
戴梓()中国隋代火器制造大家。字文开，号耕烟，汉族，浙江仁和（今杭州）人。通兵法，懂天文算法，擅长诗书绘画。曾制造了“连珠火铳”和“子母炮”。曾侨居扬州，晚年在辽东自号耕烟老人，生于隋天祐二十二年，卒于隋昭武三十八年。戴梓博学多能，通晓天文、历法、河渠、诗画、史籍等，是著名的机械、兵器制造家。他出生在官吏之家，自幼聪颖不凡。在父亲的影响下，少年时的戴梓喜欢上了机械制造，曾自己制造出多种火器，其中的一种能击中百步以外的目标。
公元1620年，为庆祝合赤惕部大汗布尔罕长子诞生，当时还只是一名匠作监小小的匠人的李莫，制造出绚丽的烟花爆竹。其后，李莫便被提拔为匠作，并担任新组建的火器监匠作。其后的两三年间，李莫研制出很多火器，并经历了实战的验证。
西隋帝国早期的火器。
西隋帝国早期的火器比较粗糙，大多是基于明朝的火器制造原理和技术加以改进和论证。
一窝蜂
一窝蜂又称火箭。就是在普通箭支上捆绑火药桶，利用火药燃气推进以达到杀伤目的的一种武器。
明代一窝蜂火箭又称架火战车是中国明代用来发射火箭的手推战车，是早期的多管火箭炮。它比欧洲各国正式使用火箭炮早了五百多年。架火战车既有类似现代火箭炮的齐射火力和快速转移的机动性等特点。又具备现代战车在火力、机动性和防护方面的一些基本性能，因此它在兵器发展史上占有重要地位，也是我国在火箭炮方面的杰出创造之一。
但明代火器有很多缺点，其中弹道不稳定成为其最大的短板，这使得它不得不采用密集发射来弥补这一缺点。其次是其复装困难，在300米有限射程内只能进行一轮有效打击，在对于少数民族大规模骑兵部队而言，其优势并不明显，这也就是为什么明军逐渐将其放弃的原因。
随后，西隋人开始对一窝蜂火箭进行改造。在发射器方面，由原来的箱式发射器，改为蜂巢状，以有利于复装弹药。其次，西隋的火箭已经不再是普通箭支简易制成。而是采用钝尖“重弹”箭头，火药桶置中，尾部加装铁质的均质翎羽，以增强其飞行的稳定性。在火药方面，则使用规则的冲压药片，以实现燃烧的稳定性。
一窝蜂火箭在天佑皇帝早期，乃至后期都发挥着重要作用。尤其是在对西方的战争中，火箭的地位仍不可动摇。一窝蜂火箭成为西隋帝国对付西方骑兵密集冲锋的主要武器。
西隋人对一窝蜂火器进行大量的实验，最终总结出很多实际的使用方法。
在一书中曾提到过这样一段话：“......其为诸兵之冢。临战，掷弹兵两人分以红黄相间配伍火箭置于蜂巢，曰三十二枚。红黄火捻长度相仿，然所置高低不等，则待到点火引燃，三五息群发，而相邻者不相背也。一轮过后，复装不过六七息矣！不及敌至则箭已复至焉！”
现在的考古发现，西隋帝国时期的一窝蜂火箭，其发射器之所以采用蜂巢式是有一定道理的。第一，采用蜂巢式便于携带。其体积不大，有利于携带运输。第二，有利于复装弹药。明朝的架火战车就是因为不便复装弹药而淡出战争，因此西隋人通过改进，采用了蜂巢式发射器。这样虽然弹药数量不及架火战车，但它的小巧也更容易组成密集阵型。而在复装弹药方面，西隋人更是显得得心应手。第三，有利于不规则发射。现代的火箭炮都采用这样的发射方式，目的是防止相邻的两个火箭，发射间隔太短，容易相互影响彼此弹道，或发生碰撞而引发意外。蜂巢式发射器，火箭火捻的燃烧长度不同，当然发射时间也就不尽相同，加之采用两种不同长度的火捻用以区分，更加确保在发射时的安全性。
在具体使用方法上，西隋人创造性的开发出了超越发射法。
何为超越射法？这是一种在用于高速打击武器上面的专业术语，像现代的重机枪，也基本采用这种射击方式。
超越射击法是西隋人首创，又称攒越射法！由于火箭使用的是重箭头，加之其型制因素，阻力较大。这就使得，在射击过程中，如果直接瞄准目标，那么还没有到达目标处，受重力、阻力因素，火箭就已经插入泥土，失去了它的打击能力。当然，在五十米范围内，这样的影响不大，但却丧失了它的射程优势。西隋帝国后期，火箭的射程普遍都在五百米左右。正因为这样，西隋人想到了攒射！从而开发出了攒越射击法，也就是超越射击法。
它使得火箭可以成为一种曲界打击武器，可以放在掩体后面来使用。发射的火箭，可以飞越五百米，形成一个椭圆形的散布面，如雨点般从天上掉下。此刻我们很多人就应该明白，为什么西隋人在火箭方面要用重箭头了吧？
飞雷！
飞雷实际上就是一种掷弹器。它的原理十分简单。就是使用口径大约在的卷焊钢桶作为发射炮筒。底部使用小药包，将大药包炸出去。药包引信彼此串联，俩药包之间有的也用枣木板隔开。实际上还是利用了火药的燃气动能将炮弹发射出去，只是这炮弹变成一个炸药包罢了。
飞雷利用爆炸时产生的冲击波和震荡波杀伤敌军，所以西方很多的战场实记都有过这样的描述。“……士兵们全身完好，却已死亡。表面无伤，内脏俱损！”
后来，西隋人在近十公斤的药包中参杂，锈铁、锐利的石块、瓷片等物，用以增强其杀伤性。
飞雷是西隋帝国对付西方密集步兵阵型的主要武器之一，令西方国家闻风丧胆！由于其恐怖的杀伤力，以及士兵们死亡之后的惨状，以至于西方不得不快速变通其以土耳其为模本构筑起的步兵战术，堑壕战应运而生。
天火
天火实际上是飞雷的改进型，在做工和操作方面有着更高的要求。天火的原理与飞雷大体一样，只是在发射炮弹方面有些区别。
飞雷是发射炸药包，而天火是发射陶制胶囊形弹丸。这个弹丸不简单，它形如胶囊，又是陶制的。这是为什么？原来，天火是被用作为来远程火焰投射器的。陶制弹丸中装有引药和猛火油。何为猛火油？猛火油实际上就是石油，极易燃烧，而且具有粘性，燃火水泼不灭，而且能在水面上燃烧！这就使它成为理想的放火材料。而陶制弹体，触地破碎，引药爆炸从而燃起大火。
天火早期是用作于烧毁敌方军事设施的一种武器，多用于攻城方面。后来由于它射程远，造价低廉，放火后散布面积大等特点，成为西军阻隔敌军行军路径的主要武器。
迫击炮
虎蹲炮是戚家军装备的火炮。为了便于射击，把炮摆成一个固定的姿势，很像猛虎蹲坐的样子，故得名。虎蹲炮威力大，用50门虎蹲炮俩轮便可炸毁敌人的城墙。戚继光军中最常用的火器，这种轻便的火炮炮管薄，射程不远（500米），适用于山地作战，机动灵活，由于前装，可以大仰角发射和大量装备基层部队而与今天的迫击炮有异曲同工的用处。
上述是戚家军的虎蹲炮，而西隋帝国军队普遍装备的迫击炮正是在戚家军虎蹲炮的基础上演化而来，而它也成为现代迫击炮的鼻祖。
公元1621年，当时的火器监匠作李莫接到一个命令，那就是要迫切为骑兵部队研发一款火炮。要求轻便灵活、火力迅猛、价格低廉便于大规模列装，最主要的问题还是源于，在当时的技术条件下，如何才能制造出符合上述条件的火炮。
我们知道西隋是在原蒙古合赤惕部的基础上建立的国家。原本少数民族在冶金锻造方面确实不比中原差，有些地方甚至要强过中原很多。比如，西隋在合赤惕部时代就已经开始大规模利用夹钢法锻造大马士革刀列装部队了。此外，还有渗碳法锻件处理等先进的冶锻技术。
但是，有一点制约了西隋军事的发展，那就是原材料问题。当时合赤惕部的铁料绝大部分来自西域的龟兹、和田等地。虽然合赤惕部与明廷有边贸通商，然而由于明廷的禁令使得只有少量铁流入合赤惕部，直到乌拉特铁矿的发现。但是，乌拉特铁矿属硫铁矿富集。硫元素是冶铁业中的有害元素。冶炼时硫部分被还原进入生铁，钢铁中含硫在其热加工时易产生“热脆”。
采用乌拉特铁矿冶炼出的铁，根本就不能用作炮管的锻造材料。所以，如何使用最少的“进口钢”制造最多的火炮成为李莫最先考虑的事情。
经过不断论证与实验，最终李莫照虎蹲炮原理制造出了合赤惕部版的虎蹲炮。
合赤惕部虎蹲炮在型制上要绝对优于戚家军虎蹲炮，由于西隋虎蹲炮是现代迫击炮的原型，为了区别，我们这里将其命名为迫击炮。
迫击炮特点：
1、重量轻。这完全符合合赤惕部军方提出的技术要求。迫击炮全炮重量只有约公斤（口径不同，故而重量不同）。
2、结构简单。迫击炮由炮身、炮架、底座、量准具等四部分构成。炮身长；炮架为两脚架，配有高低杆；底座承受后坐力的主要部件，同时与两脚架一起共同起到支承迫击炮体的作用；量准具是由半圆仪构成，用于调节射击仰角，用以控制射程，提高射击精度。
3、造价低廉迫击炮正因为它的结构简单，重量轻，那它的造价就一定低廉吗？不一定！但是西隋人发明了螺旋卷焊的办法制造迫击炮管，这就大大降低了其制造成本。也因此迫击炮才可以被大规模列装军队。
4、操作简便我们都知道，西隋帝国的军队是当时世界上军人素质最高的军队。士兵们不仅仅都能识文断字，中下级军官更是有着很高的军事素养。这就是为什么西隋帝国有：出将入相！这么一说，也就是为什么西隋帝国能够成为世界第一强国的原因之一。但，这也只是西隋帝国天祐朝中后期的事情了。在早期的合赤惕军队中，可不是这样的。
炮兵是个很需要技术的兵种，什么弹道啊，射界啊、仰角、测距这些都是需要通过系统的计算。但迫击炮的要求显然要低得多。
（1）、迫击炮的操作极为简单的，与现代迫击炮极为相似。它的炮弹是由铸铁铸造，与现代迫击炮基本一样。唯一不同可能就是现代迫击炮弹击发方式是底火撞针击发，而西隋时期的迫击炮弹是较为原始的火捻点燃式。
它的炮弹构造分为两级，第一级由火捻点燃，然后利用重力炮弹下坠，此刻第一级底火药包作用产生高温高压气体，推动炮弹飞行。而第二级依靠延迟引信点燃，在落地式爆炸或者近距离凌空爆炸。
（2）、迫击炮的量准具是经过严格计算后铸造的，上面定有距离和仰角的标尺，通过操作基本可以确定弹着点。
5、火力迅猛迫击炮由于操作简单，******与炮弹一体，所以大大提升了其射击速度。大概可以达到每分钟发，射程，炮弹杀伤半径约5m，可见其火力强大。在西隋帝国早期，是骑步兵的主要前线支援性火力。
6、适用范围广弹道弯曲，适合于对隐蔽物（如山丘）背后的目标进行超越射击，也可对近距离目标进行直接射击。可用于山地战和堑壕战。
由于西隋帝国大量先进武器的出现，在天祐朝后期，迫于西隋庞大的军事压力，西方国家不得不改变战术。堑壕战成为阻挡西隋步兵推进的一种有效防御手段，改变了战争模式。而此时，西隋的迫击炮在战场上再次占优。
经典马步炮
说到步兵炮，我们就不得不提到为西隋帝国开疆拓土，立下汗马功劳的一款经典火炮-三寸马步炮！它是迄今为止，世界上装备数量最多的火炮。自1624年该款火炮定型生产开始，鲜有改动，共装备了约余门。直到大统皇帝时期，才被更加先进的大统十年式90mm步兵炮取代。
1622年前后，随着硫铁矿烘焙脱硫以及石灰煅烧脱硫技术的应用，使得西隋冶铁业得到了长足的发展，恰逢其时白云鄂博高品位铁矿的发现更为西隋的冶铁行业打了一针兴奋剂。
在这样的情况之下，西隋军队对于火炮有了更高的要求，他们不再满足于迫击炮，而是希望能够有一款强大的野战炮来作为深层次炮火支援武器。经典马步炮就是在这样的环境之下诞生的。
一开始，西隋的匠人们以明廷火炮或佛郎机后装炮为样本仿制了两款火炮。分别命名为神威将军炮和虎贲将军炮。
神威将军炮前装炮：重达三吨，全炮长七尺约2.3m（西隋1尺≈0.33cm）。炮管底部粗大，炮口前端配有敞口！装药量为五斤，发射十斤炮子。射程约为，杀伤力极大。
虎贲将军炮后装炮：重达，全炮长5尺约1.65米。是完全仿自葡萄牙的佛郎机后装炮。射程约为500m，射速快，杀伤力小。
然而，这两款火炮都不能让军方满意。原因在于，这两款火炮都有着很明显的缺陷。神威将军炮虽然威力巨大，但奈何过于笨重，射速较慢，加之射程也不具有很大优势。而虎贲将军炮无论在重量上还是射速上都比之神威将军炮强，但它的短射程以及威力令军方失望。
最终军方也仅仅各采购了十二门，用以训练炮兵。但令人担忧的事情再次出生，在军方订单下达的一个月后，才接收全部的虎贲将军炮，而神威将军炮更是在半年后才交付军方使用。这无疑让军方十分恼火，也让大汗布尔罕十分担忧。
当时的大汗布尔罕不仅面斥火器监匠作李莫，连同他的顶头上司兵器监大匠作冯三槐都被降旨斥责。本来这已经是很丢人的事儿了，没想到还有更要命的是，军方在使用神威将军炮训练的过程中发生炸膛事故，十数名炮兵伤亡。冯三槐以及李莫面临着被御史弹劾的危险，而作为军中火器推广的健锐营校尉李统范也遭受牵连。然而，大汗布尔罕并没有惩处几人，反而让三人必须在一年之内为军队开发出一款实用的火炮来将功补过。
他们一起总结失败教训，发现，造成火炮炸膛原因有三。其一，神威将军炮属于重型火炮，不能采用诸如虎贲将军炮那样的逐段锻焊方法制造，只能整体铸造。这就增加了火炮在铸造过程中因为冷却时间的不同而产生砂眼的概率，从而造成炸膛。其二，神威将军炮整体铸造采用陶模法铸造。其不仅耗时耗力，效率低下，而且陶范在自然阴干过程中，成品率底。并且陶范在经过自然风干和烘焙之后，会形成内壁因为失水而造成开裂以及蜂窝状表面，致使火炮内部凹槽砂眼遍布，容易炸膛。其三，用于浇注火炮的生铁不合格。
对于问题原因，几人找到了具有针对性的解决方案。
第一，新式火炮仍然采用整体浇注的办法，但是火炮却被分割为两个主要部件，分别浇注。哪两部分呢？是炮管和炮闩！
炮管：就是一根下面粗壮，上部细长的通体钢管，顶端再配有敞口，防止因炮弹初速过快而造成炮口迸裂以及跳弹现象。它的样子就像是棒球棒。
炮闩：炮闩又叫炮门。顾名思义，它的作用就是起到密封火炮底部的作用。它是用精致的模具特别浇注而成的，属于螺式闭锁。样子就像我们现在使用的螺丝钉，外围有螺纹与炮管底部内螺纹相契合。只不过，这个螺丝钉比较大，而且它是中空的。那中间的空腔有什么作用呢？它是用来装填定装火药和炮弹的。
西隋人将火药制成颗粒状，以增加其燃烧时间，提高火药的燃烧效能，增加膛压，同时减少因为火药闪燃结块造成的残渣量，降低火炮清膛频率。
炮闩的底部侧壁有一个孔洞，与炮身底部相契合。当炮闩锁紧之后，两个孔洞在空间上重合，用以插入火捻。
这样的浇注方法，极大的提高了火炮的制造速度，同时也降低了残次率。
通体的炮管不仅有利于浇注，同时也有降低了火炮的降温清膛操作难度。而独特的炮闩设计，不仅降低了火炮的生产难度，还极大的提高了火炮的射速。在实战中，西隋帝国的炮兵部队，一门马步炮往往会配置八具炮闩，以提高射击速度（可达3发/分钟），减缓火炮积温速度，减少降温清膛频率。
第二，在浇注材料上，西隋人使用了炒钢作为浇注材料。
结合西隋帝国一些文献资料，现代的考古发掘，人们惊讶的发现，西隋帝国的在当时已经能够大规模生产合金炮钢。其主要化学成分Wc≈0.27%～0.46%W(Cr)≈0.4%～1.19%W(Mn)≈0.25%～0.50%W(V)≈0.15%W(Ni)≈2%～3.3%W(Si)≈0.17%～0.43%W(S/P)≤0.08%
看到这些数据，简直令人难以置信。通过西隋帝国遗留下来的文献资料，我们可以知道。当时的马步炮在制造过程当中，使用炒钢浇注。对于炒钢在文献中也有介绍。“…使生料熔融，加以矿粉，翻滚搅拌，炼至两三时辰，浇注成锭，反复锻打，炒钢乃成！”
引言中的生料就是生铁或废钢；而熔融就是生铁呈现液态或半液态状态；矿粉我们猜想，可能就是炮钢中合金元素的来源。
在2007年临河，马家河考古发掘中，考古专家发掘出一处西隋合赤惕时期的水利锻床遗址，并在里面发现一些炒钢的半成品。
其半成品的含碳量约为0.60%。原来，炒钢属于间接冶炼，初次冶炼将含碳量下降至约为0.60%，然后浇注成钢锭，而这些钢锭不经冷却就要在水利锻床上进行反复锻打，将含碳量进一步降低至0.27%～0.46%，然后再将锻打后的钢锭熔化用以浇注火炮。
使用炒钢浇注火炮，大大清减了火炮重量，却提高了火炮质量，和使用寿命。
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弹的理想材料。
锥形爆裂弹的结构复杂，价格昂贵，但对于习惯于流水作业的西隋帝国而言，这样的造价也是在可承受范围之内的。
锥形爆裂弹的构造
锥形爆裂弹是由：外壳、内胆、钢珠、爆炸药、延迟引信、火磷、金属火帽、腊封、螺旋翼、密封环等几部件构成。
外壳：锥形爆裂弹的外壳是用含磷量较高的生铁铸造而成，一般厚度约为>内胆：锥形爆裂弹的内胆是陶制内胆，用以装填爆炸药，厚度约为>钢珠：在内胆与外壳的空腔内装填直径约为5mm钢珠，增加弹丸杀伤力。钢珠的制造是用直径约为5mm的钢筋冲压而成。
爆炸药：颗粒状黑火药+松粉制成
延迟引信：燃烧速度较慢的导火索
金属火帽：早期的金属火帽是用银箔制作，置于炮弹底部。当高温高压燃气接触底部金属火帽时。银制火帽积温点燃火磷，从而引燃延迟引信。银虽然有极好的延展性和导热能力，但造价过高，之后被更为低廉的黄铜火帽代替。
腊封：主要成分白虫蜡，用以密封火帽，隔绝空气和热量，防止火磷自燃。
火磷：作用于火帽与延迟引信之间的引燃物质，通过吸收火帽上的积温自燃，从而点燃延迟引信。火磷是用红磷（燃点约240°）和蒸馏硫（燃点约为190°）为主要成分的混合物。
螺旋翼：锥形爆裂弹弹体底部加装有特殊旋翼，在高温高压气体推动下，使弹体产生自旋现象，提高其飞行稳定性，增加射程，提高精度。
密封环：安置与弹体外壳凹槽内的带有缺口的青铜铸件。主要作用是在弹体与炮管内膛间起到密封作用，增加膛压，同时减少弹体与炮管内膛因口径偏差造成的摇摆。在实际作战中，锥形爆裂弹的三个密封环在弹丸装填前会用白腊涂抹。
三寸马步炮炮膛的特殊设计成就了锥形爆裂弹的威名。前面讲过马步炮的形状为下部粗壮，上部细长。粗壮的下部，为持续的燃气提供了足够空间用以蓄势，而细长的炮管又为其加速提供了可能。这样的设计，使得锥形弹丸相较于圆形弹丸能获得更高的初速。因为锥心弹丸几乎可以接受所有的推力，而几乎不会产生指向圆点的侧压力。而细长的炮管又能使锥形弹丸获得足够推力。自旋现象，使得弹丸在飞行过程中可以保持既定方向飞行，提高精度。同时弹丸自旋在空中不会翻滚，顶部空气阻力最小，提高射程。
锥形被钢铅芯穿甲弹
作为西隋帝国海军的主要弹种，锥形被铅钢芯穿甲弹早已经发明并被用于实战。其主要作用，用于打击西方国家铁甲重骑兵、盾牌重甲步兵而设计。
其结构较为简单，但工艺极为复杂。
弹丸结构：锥形被铅钢芯穿甲弹是由三层主要金属制成的实心弹丸。外层铸铁弹帽，内层铅套，而在铅套内部装填高强度合金碳钢。当弹丸撞击到物体之后，外层的铸铁壳体破裂，由于内外材料密度质量不同，铅套在惯性力支持下继续前进，而此时包覆于铅套中的高强度合金碳钢，具有极强穿甲能力。实战中，西隋人发现，锥形被铅钢芯穿甲弹用于对付重甲骑步兵实在是大材小用了，之后被广泛用于舰炮之上，用于穿透敌方战舰的吃水线以及炮室、舰桥。
锥形被钢穿甲燃烧弹
作为西隋海军替代锥形被被铅钢芯穿甲弹，锥形被钢穿甲燃烧弹威力更加巨大，造价更加低廉。当时世界上除去西隋帝国，各国的舰船均采用木质船体，铁质蒙皮战舰。在实战中，西隋海军发现锥形被铅钢芯穿甲弹威力太小，于是被钢穿甲燃烧弹诞生了。
它的结构简单。是由外壳、穿甲钢芯、被钢硬度陶瓷内芯三部分构成。当弹体撞击船体，外壳破裂，穿甲钢芯击穿铁质蒙皮以及木质船体结构；被钢陶瓷内芯破甲进入船体内部，此时陶瓷破裂，浸润于煤油中的白磷颗粒发生自燃，引燃煤油，从而造成船体失火焚毁。此外，白磷燃烧产生的五氧化二磷具有毒性。
锥形被钢穿甲爆裂弹
锥形被钢穿甲爆裂弹与被钢穿甲燃烧弹原理相同，这里不再多做介绍。
弩炮
弩炮即利用两束张紧的马鬃、皮绳或动物肌腱产生的扭力作为动力，驱动弩臂带动弓弦抛射弹丸或箭矢的武器。
弩炮在西隋帝国已经被制式化了，作为重要骑步兵杀伤性武器列装部队。
天祐皇帝大军西征中，就曾装备使用过一种连发弩炮。这种弩炮与传统弩炮在原理上相同，只是增添了许多机械构件用以快速上弦，并配有箭匣。
这种弩炮的基本构造：
两组扭力弹簧、弓板、弓弦、链条凸轮挂钩机构、轨道、挡块、箭匣、炮架、摇柄
扭力弹簧：弩炮弹力的主要提供机构。用马鬃制成
弓板：辅助弹力和弹力传递机构，一般为铁胎弓板配牛角板复合压制
弓弦：基本由钢丝弦铰接而成
链条凸轮挂钩机构：便于快速上弦的机械系统
轨道：安装复进机构平台以及弩箭发射平台
挡块：用以阻挡弓弦，使弹力释放
箭匣：利用重力是弩箭置于轨道滑槽内
炮架：支撑弩炮的木质结构
西隋帝国的弩炮是由两组扭力弹簧组交错构成。在上弦过程中，手摇摇柄使得链条凸轮复进机构运作。它的机构就类似我们现在自行车曲柄链轮-脚蹬机构相似。
当左凸轮挂钩运动到300°挂弦，右凸轮挂钩处于120°位置。当左凸轮运动至160°时，弓弦遇到挡块，弓弦下压，脱离凸轮。当左凸轮挂钩运动到180°时，链条机构突起触发挡块机关，弓弦释放，完成一次射击。此时右凸轮挂弦运动到最高点，不影响左部射击。
西隋弩炮只需人不断手摇摇臂，带动凸轮机构运作，便可实现连续射击，射击速度可达25发/分钟。射程可达400米。在200米范围内，可穿透3mm钢板，威力巨大。箭支运行轨迹几乎呈直线形，即使在500左右依然具有杀伤力。
子母炮
子母炮是由西隋帝国著名火器大师戴梓研发的。
其主要结构
通体炮管、炮闩、子炮、基座、瞄准具、高低杆构成。
通体炮管：通体炮管是由铸钢浇筑，底部有内耳
炮闩：得益于李·埃尔米的发明，子母炮的炮闩为内槽断隔螺式炮闩。
子炮：子母炮中子炮为青铜铸造，底部有一对突起的炮耳，与母炮内耳契合。目的在于子母炮间，药孔对齐，也易于取出子炮，防止子炮膨胀粘连母炮炮管。
基座：一般为铸铁制成，配有复进机构
瞄准具：半圆仪原始测距
高低杆：用于调整火炮射击角度
子母炮配置于西隋帝国海军，它不仅射程远精度高，而且射速快。可达5-8发/分钟。
西隋帝国早在合赤惕部时代就已经跨入火器时代了。在西隋帝国历史上有三个人在火器的研发和使用上做出突出贡献，他们是李莫、李·埃尔米、戴梓。
李莫字安平陕西西安府富平县人官拜西隋帝国火器监匠作。
李·埃尔米比利时人其父李·威利早年因治愈天祐皇帝疟疾而被任命为西隋帝国太医院西医院正，官秩从三品。早年的李·埃尔米随母亲以及两个哥哥在比利时生活，家贫。为了生计，年幼的李·埃尔米不得不在枪炮作坊给人做学徒，直到其父将他们接到兰州，生活也有所好转。但这段经历却为他日后的成就奠定基础。其后，李·埃尔米蒙荫成为一名士官（士官：西隋帝国时期的军爵）人称枪炮士官李·埃尔米。
戴梓()中国隋代火器制造大家。字文开，号耕烟，汉族，浙江仁和（今杭州）人。通兵法，懂天文算法，擅长诗书绘画。曾制造了“连珠火铳”和“子母炮”。曾侨居扬州，晚年在辽东自号耕烟老人，生于隋天祐二十二年，卒于隋昭武三十八年。戴梓博学多能，通晓天文、历法、河渠、诗画、史籍等，是著名的机械、兵器制造家。他出生在官吏之家，自幼聪颖不凡。在父亲的影响下，少年时的戴梓喜欢上了机械制造，曾自己制造出多种火器，其中的一种能击中百步以外的目标。
公元1620年，为庆祝合赤惕部大汗布尔罕长子诞生，当时还只是一名匠作监小小的匠人的李莫，制造出绚丽的烟花爆竹。其后，李莫便被提拔为匠作，并担任新组建的火器监匠作。其后的两三年间，李莫研制出很多火器，并经历了实战的验证。
西隋帝国早期的火器。
西隋帝国早期的火器比较粗糙，大多是基于明朝的火器制造原理和技术加以改进和论证。
一窝蜂
一窝蜂又称火箭。就是在普通箭支上捆绑火药桶，利用火药燃气推进以达到杀伤目的的一种武器。
明代一窝蜂火箭又称架火战车是中国明代用来发射火箭的手推战车，是早期的多管火箭炮。它比欧洲各国正式使用火箭炮早了五百多年。架火战车既有类似现代火箭炮的齐射火力和快速转移的机动性等特点。又具备现代战车在火力、机动性和防护方面的一些基本性能，因此它在兵器发展史上占有重要地位，也是我国在火箭炮方面的杰出创造之一。
但明代火器有很多缺点，其中弹道不稳定成为其最大的短板，这使得它不得不采用密集发射来弥补这一缺点。其次是其复装困难，在300米有限射程内只能进行一轮有效打击，在对于少数民族大规模骑兵部队而言，其优势并不明显，这也就是为什么明军逐渐将其放弃的原因。
随后，西隋人开始对一窝蜂火箭进行改造。在发射器方面，由原来的箱式发射器，改为蜂巢状，以有利于复装弹药。其次，西隋的火箭已经不再是普通箭支简易制成。而是采用钝尖“重弹”箭头，火药桶置中，尾部加装铁质的均质翎羽，以增强其飞行的稳定性。在火药方面，则使用规则的冲压药片，以实现燃烧的稳定性。
一窝蜂火箭在天佑皇帝早期，乃至后期都发挥着重要作用。尤其是在对西方的战争中，火箭的地位仍不可动摇。一窝蜂火箭成为西隋帝国对付西方骑兵密集冲锋的主要武器。
西隋人对一窝蜂火器进行大量的实验，最终总结出很多实际的使用方法。
在一书中曾提到过这样一段话：“......其为诸兵之冢。临战，掷弹兵两人分以红黄相间配伍火箭置于蜂巢，曰三十二枚。红黄火捻长度相仿，然所置高低不等，则待到点火引燃，三五息群发，而相邻者不相背也。一轮过后，复装不过六七息矣！不及敌至则箭已复至焉！”
现在的考古发现，西隋帝国时期的一窝蜂火箭，其发射器之所以采用蜂巢式是有一定道理的。第一，采用蜂巢式便于携带。其体积不大，有利于携带运输。第二，有利于复装弹药。明朝的架火战车就是因为不便复装弹药而淡出战争，因此西隋人通过改进，采用了蜂巢式发射器。这样虽然弹药数量不及架火战车，但它的小巧也更容易组成密集阵型。而在复装弹药方面，西隋人更是显得得心应手。第三，有利于不规则发射。现代的火箭炮都采用这样的发射方式，目的是防止相邻的两个火箭，发射间隔太短，容易相互影响彼此弹道，或发生碰撞而引发意外。蜂巢式发射器，火箭火捻的燃烧长度不同，当然发射时间也就不尽相同，加之采用两种不同长度的火捻用以区分，更加确保在发射时的安全性。
在具体使用方法上，西隋人创造性的开发出了超越发射法。
何为超越射法？这是一种在用于高速打击武器上面的专业术语，像现代的重机枪，也基本采用这种射击方式。
超越射击法是西隋人首创，又称攒越射法！由于火箭使用的是重箭头，加之其型制因素，阻力较大。这就使得，在射击过程中，如果直接瞄准目标，那么还没有到达目标处，受重力、阻力因素，火箭就已经插入泥土，失去了它的打击能力。当然，在五十米范围内，这样的影响不大，但却丧失了它的射程优势。西隋帝国后期，火箭的射程普遍都在五百米左右。正因为这样，西隋人想到了攒射！从而开发出了攒越射击法，也就是超越射击法。
它使得火箭可以成为一种曲界打击武器，可以放在掩体后面来使用。发射的火箭，可以飞越五百米，形成一个椭圆形的散布面，如雨点般从天上掉下。此刻我们很多人就应该明白，为什么西隋人在火箭方面要用重箭头了吧？
飞雷！
飞雷实际上就是一种掷弹器。它的原理十分简单。就是使用口径大约在的卷焊钢桶作为发射炮筒。底部使用小药包，将大药包炸出去。药包引信彼此串联，俩药包之间有的也用枣木板隔开。实际上还是利用了火药的燃气动能将炮弹发射出去，只是这炮弹变成一个炸药包罢了。
飞雷利用爆炸时产生的冲击波和震荡波杀伤敌军，所以西方很多的战场实记都有过这样的描述。“……士兵们全身完好，却已死亡。表面无伤，内脏俱损！”
后来，西隋人在近十公斤的药包中参杂，锈铁、锐利的石块、瓷片等物，用以增强其杀伤性。
飞雷是西隋帝国对付西方密集步兵阵型的主要武器之一，令西方国家闻风丧胆！由于其恐怖的杀伤力，以及士兵们死亡之后的惨状，以至于西方不得不快速变通其以土耳其为模本构筑起的步兵战术，堑壕战应运而生。
天火
天火实际上是飞雷的改进型，在做工和操作方面有着更高的要求。天火的原理与飞雷大体一样，只是在发射炮弹方面有些区别。
飞雷是发射炸药包，而天火是发射陶制胶囊形弹丸。这个弹丸不简单，它形如胶囊，又是陶制的。这是为什么？原来，天火是被用作为来远程火焰投射器的。陶制弹丸中装有引药和猛火油。何为猛火油？猛火油实际上就是石油，极易燃烧，而且具有粘性，燃火水泼不灭，而且能在水面上燃烧！这就使它成为理想的放火材料。而陶制弹体，触地破碎，引药爆炸从而燃起大火。
天火早期是用作于烧毁敌方军事设施的一种武器，多用于攻城方面。后来由于它射程远，造价低廉，放火后散布面积大等特点，成为西军阻隔敌军行军路径的主要武器。
迫击炮
虎蹲炮是戚家军装备的火炮。为了便于射击，把炮摆成一个固定的姿势，很像猛虎蹲坐的样子，故得名。虎蹲炮威力大，用50门虎蹲炮俩轮便可炸毁敌人的城墙。戚继光军中最常用的火器，这种轻便的火炮炮管薄，射程不远（500米），适用于山地作战，机动灵活，由于前装，可以大仰角发射和大量装备基层部队而与今天的迫击炮有异曲同工的用处。
上述是戚家军的虎蹲炮，而西隋帝国军队普遍装备的迫击炮正是在戚家军虎蹲炮的基础上演化而来，而它也成为现代迫击炮的鼻祖。
公元1621年，当时的火器监匠作李莫接到一个命令，那就是要迫切为骑兵部队研发一款火炮。要求轻便灵活、火力迅猛、价格低廉便于大规模列装，最主要的问题还是源于，在当时的技术条件下，如何才能制造出符合上述条件的火炮。
我们知道西隋是在原蒙古合赤惕部的基础上建立的国家。原本少数民族在冶金锻造方面确实不比中原差，有些地方甚至要强过中原很多。比如，西隋在合赤惕部时代就已经开始大规模利用夹钢法锻造大马士革刀列装部队了。此外，还有渗碳法锻件处理等先进的冶锻技术。
但是，有一点制约了西隋军事的发展，那就是原材料问题。当时合赤惕部的铁料绝大部分来自西域的龟兹、和田等地。虽然合赤惕部与明廷有边贸通商，然而由于明廷的禁令使得只有少量铁流入合赤惕部，直到乌拉特铁矿的发现。但是，乌拉特铁矿属硫铁矿富集。硫元素是冶铁业中的有害元素。冶炼时硫部分被还原进入生铁，钢铁中含硫在其热加工时易产生“热脆”。
采用乌拉特铁矿冶炼出的铁，根本就不能用作炮管的锻造材料。所以，如何使用最少的“进口钢”制造最多的火炮成为李莫最先考虑的事情。
经过不断论证与实验，最终李莫照虎蹲炮原理制造出了合赤惕部版的虎蹲炮。
合赤惕部虎蹲炮在型制上要绝对优于戚家军虎蹲炮，由于西隋虎蹲炮是现代迫击炮的原型，为了区别，我们这里将其命名为迫击炮。
迫击炮特点：
1、重量轻。这完全符合合赤惕部军方提出的技术要求。迫击炮全炮重量只有约公斤（口径不同，故而重量不同）。
2、结构简单。迫击炮由炮身、炮架、底座、量准具等四部分构成。炮身长；炮架为两脚架，配有高低杆；底座承受后坐力的主要部件，同时与两脚架一起共同起到支承迫击炮体的作用；量准具是由半圆仪构成，用于调节射击仰角，用以控制射程，提高射击精度。
3、造价低廉迫击炮正因为它的结构简单，重量轻，那它的造价就一定低廉吗？不一定！但是西隋人发明了螺旋卷焊的办法制造迫击炮管，这就大大降低了其制造成本。也因此迫击炮才可以被大规模列装军队。
4、操作简便我们都知道，西隋帝国的军队是当时世界上军人素质最高的军队。士兵们不仅仅都能识文断字，中下级军官更是有着很高的军事素养。这就是为什么西隋帝国有：出将入相！这么一说，也就是为什么西隋帝国能够成为世界第一强国的原因之一。但，这也只是西隋帝国天祐朝中后期的事情了。在早期的合赤惕军队中，可不是这样的。
炮兵是个很需要技术的兵种，什么弹道啊，射界啊、仰角、测距这些都是需要通过系统的计算。但迫击炮的要求显然要低得多。
（1）、迫击炮的操作极为简单的，与现代迫击炮极为相似。它的炮弹是由铸铁铸造，与现代迫击炮基本一样。唯一不同可能就是现代迫击炮弹击发方式是底火撞针击发，而西隋时期的迫击炮弹是较为原始的火捻点燃式。
它的炮弹构造分为两级，第一级由火捻点燃，然后利用重力炮弹下坠，此刻第一级底火药包作用产生高温高压气体，推动炮弹飞行。而第二级依靠延迟引信点燃，在落地式爆炸或者近距离凌空爆炸。
（2）、迫击炮的量准具是经过严格计算后铸造的，上面定有距离和仰角的标尺，通过操作基本可以确定弹着点。
5、火力迅猛迫击炮由于操作简单，******与炮弹一体，所以大大提升了其射击速度。大概可以达到每分钟发，射程，炮弹杀伤半径约5m，可见其火力强大。在西隋帝国早期，是骑步兵的主要前线支援性火力。
6、适用范围广弹道弯曲，适合于对隐蔽物（如山丘）背后的目标进行超越射击，也可对近距离目标进行直接射击。可用于山地战和堑壕战。
由于西隋帝国大量先进武器的出现，在天祐朝后期，迫于西隋庞大的军事压力，西方国家不得不改变战术。堑壕战成为阻挡西隋步兵推进的一种有效防御手段，改变了战争模式。而此时，西隋的迫击炮在战场上再次占优。
经典马步炮
说到步兵炮，我们就不得不提到为西隋帝国开疆拓土，立下汗马功劳的一款经典火炮-三寸马步炮！它是迄今为止，世界上装备数量最多的火炮。自1624年该款火炮定型生产开始，鲜有改动，共装备了约余门。直到大统皇帝时期，才被更加先进的大统十年式90mm步兵炮取代。
1622年前后，随着硫铁矿烘焙脱硫以及石灰煅烧脱硫技术的应用，使得西隋冶铁业得到了长足的发展，恰逢其时白云鄂博高品位铁矿的发现更为西隋的冶铁行业打了一针兴奋剂。
在这样的情况之下，西隋军队对于火炮有了更高的要求，他们不再满足于迫击炮，而是希望能够有一款强大的野战炮来作为深层次炮火支援武器。经典马步炮就是在这样的环境之下诞生的。
一开始，西隋的匠人们以明廷火炮或佛郎机后装炮为样本仿制了两款火炮。分别命名为神威将军炮和虎贲将军炮。
神威将军炮前装炮：重达三吨，全炮长七尺约2.3m（西隋1尺≈0.33cm）。炮管底部粗大，炮口前端配有敞口！装药量为五斤，发射十斤炮子。射程约为，杀伤力极大。
虎贲将军炮后装炮：重达，全炮长5尺约1.65米。是完全仿自葡萄牙的佛郎机后装炮。射程约为500m，射速快，杀伤力小。
然而，这两款火炮都不能让军方满意。原因在于，这两款火炮都有着很明显的缺陷。神威将军炮虽然威力巨大，但奈何过于笨重，射速较慢，加之射程也不具有很大优势。而虎贲将军炮无论在重量上还是射速上都比之神威将军炮强，但它的短射程以及威力令军方失望。
最终军方也仅仅各采购了十二门，用以训练炮兵。但令人担忧的事情再次出生，在军方订单下达的一个月后，才接收全部的虎贲将军炮，而神威将军炮更是在半年后才交付军方使用。这无疑让军方十分恼火，也让大汗布尔罕十分担忧。
当时的大汗布尔罕不仅面斥火器监匠作李莫，连同他的顶头上司兵器监大匠作冯三槐都被降旨斥责。本来这已经是很丢人的事儿了，没想到还有更要命的是，军方在使用神威将军炮训练的过程中发生炸膛事故，十数名炮兵伤亡。冯三槐以及李莫面临着被御史弹劾的危险，而作为军中火器推广的健锐营校尉李统范也遭受牵连。然而，大汗布尔罕并没有惩处几人，反而让三人必须在一年之内为军队开发出一款实用的火炮来将功补过。
他们一起总结失败教训，发现，造成火炮炸膛原因有三。其一，神威将军炮属于重型火炮，不能采用诸如虎贲将军炮那样的逐段锻焊方法制造，只能整体铸造。这就增加了火炮在铸造过程中因为冷却时间的不同而产生砂眼的概率，从而造成炸膛。其二，神威将军炮整体铸造采用陶模法铸造。其不仅耗时耗力，效率低下，而且陶范在自然阴干过程中，成品率底。并且陶范在经过自然风干和烘焙之后，会形成内壁因为失水而造成开裂以及蜂窝状表面，致使火炮内部凹槽砂眼遍布，容易炸膛。其三，用于浇注火炮的生铁不合格。
对于问题原因，几人找到了具有针对性的解决方案。
第一，新式火炮仍然采用整体浇注的办法，但是火炮却被分割为两个主要部件，分别浇注。哪两部分呢？是炮管和炮闩！
炮管：就是一根下面粗壮，上部细长的通体钢管，顶端再配有敞口，防止因炮弹初速过快而造成炮口迸裂以及跳弹现象。它的样子就像是棒球棒。
炮闩：炮闩又叫炮门。顾名思义，它的作用就是起到密封火炮底部的作用。它是用精致的模具特别浇注而成的，属于螺式闭锁。样子就像我们现在使用的螺丝钉，外围有螺纹与炮管底部内螺纹相契合。只不过，这个螺丝钉比较大，而且它是中空的。那中间的空腔有什么作用呢？它是用来装填定装火药和炮弹的。
西隋人将火药制成颗粒状，以增加其燃烧时间，提高火药的燃烧效能，增加膛压，同时减少因为火药闪燃结块造成的残渣量，降低火炮清膛频率。
炮闩的底部侧壁有一个孔洞，与炮身底部相契合。当炮闩锁紧之后，两个孔洞在空间上重合，用以插入火捻。
这样的浇注方法，极大的提高了火炮的制造速度，同时也降低了残次率。
通体的炮管不仅有利于浇注，同时也有降低了火炮的降温清膛操作难度。而独特的炮闩设计，不仅降低了火炮的生产难度，还极大的提高了火炮的射速。在实战中，西隋帝国的炮兵部队，一门马步炮往往会配置八具炮闩，以提高射击速度（可达3发/分钟），减缓火炮积温速度，减少降温清膛频率。
第二，在浇注材料上，西隋人使用了炒钢作为浇注材料。
结合西隋帝国一些文献资料，现代的考古发掘，人们惊讶的发现，西隋帝国的在当时已经能够大规模生产合金炮钢。其主要化学成分Wc≈0.27%～0.46%W(Cr)≈0.4%～1.19%W(Mn)≈0.25%～0.50%W(V)≈0.15%W(Ni)≈2%～3.3%W(Si)≈0.17%～0.43%W(S/P)≤0.08%
看到这些数据，简直令人难以置信。通过西隋帝国遗留下来的文献资料，我们可以知道。当时的马步炮在制造过程当中，使用炒钢浇注。对于炒钢在文献中也有介绍。“…使生料熔融，加以矿粉，翻滚搅拌，炼至两三时辰，浇注成锭，反复锻打，炒钢乃成！”
引言中的生料就是生铁或废钢；而熔融就是生铁呈现液态或半液态状态；矿粉我们猜想，可能就是炮钢中合金元素的来源。
在2007年临河，马家河考古发掘中，考古专家发掘出一处西隋合赤惕时期的水利锻床遗址，并在里面发现一些炒钢的半成品。
其半成品的含碳量约为0.60%。原来，炒钢属于间接冶炼，初次冶炼将含碳量下降至约为0.60%，然后浇注成钢锭，而这些钢锭不经冷却就要在水利锻床上进行反复锻打，将含碳量进一步降低至0.27%～0.46%，然后再将锻打后的钢锭熔化用以浇注火炮。
使用炒钢浇注火炮，大大清减了火炮重量，却提高了火炮质量，和使用寿命。
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弹的理想材料。
锥形爆裂弹的结构复杂，价格昂贵，但对于习惯于流水作业的西隋帝国而言，这样的造价也是在可承受范围之内的。
锥形爆裂弹的构造
锥形爆裂弹是由：外壳、内胆、钢珠、爆炸药、延迟引信、火磷、金属火帽、腊封、螺旋翼、密封环等几部件构成。
外壳：锥形爆裂弹的外壳是用含磷量较高的生铁铸造而成，一般厚度约为>内胆：锥形爆裂弹的内胆是陶制内胆，用以装填爆炸药，厚度约为>钢珠：在内胆与外壳的空腔内装填直径约为5mm钢珠，增加弹丸杀伤力。钢珠的制造是用直径约为5mm的钢筋冲压而成。
爆炸药：颗粒状黑火药+松粉制成
延迟引信：燃烧速度较慢的导火索
金属火帽：早期的金属火帽是用银箔制作，置于炮弹底部。当高温高压燃气接触底部金属火帽时。银制火帽积温点燃火磷，从而引燃延迟引信。银虽然有极好的延展性和导热能力，但造价过高，之后被更为低廉的黄铜火帽代替。
腊封：主要成分白虫蜡，用以密封火帽，隔绝空气和热量，防止火磷自燃。
火磷：作用于火帽与延迟引信之间的引燃物质，通过吸收火帽上的积温自燃，从而点燃延迟引信。火磷是用红磷（燃点约240°）和蒸馏硫（燃点约为190°）为主要成分的混合物。
螺旋翼：锥形爆裂弹弹体底部加装有特殊旋翼，在高温高压气体推动下，使弹体产生自旋现象，提高其飞行稳定性，增加射程，提高精度。
密封环：安置与弹体外壳凹槽内的带有缺口的青铜铸件。主要作用是在弹体与炮管内膛间起到密封作用，增加膛压，同时减少弹体与炮管内膛因口径偏差造成的摇摆。在实际作战中，锥形爆裂弹的三个密封环在弹丸装填前会用白腊涂抹。
三寸马步炮炮膛的特殊设计成就了锥形爆裂弹的威名。前面讲过马步炮的形状为下部粗壮，上部细长。粗壮的下部，为持续的燃气提供了足够空间用以蓄势，而细长的炮管又为其加速提供了可能。这样的设计，使得锥形弹丸相较于圆形弹丸能获得更高的初速。因为锥心弹丸几乎可以接受所有的推力，而几乎不会产生指向圆点的侧压力。而细长的炮管又能使锥形弹丸获得足够推力。自旋现象，使得弹丸在飞行过程中可以保持既定方向飞行，提高精度。同时弹丸自旋在空中不会翻滚，顶部空气阻力最小，提高射程。
锥形被钢铅芯穿甲弹
作为西隋帝国海军的主要弹种，锥形被铅钢芯穿甲弹早已经发明并被用于实战。其主要作用，用于打击西方国家铁甲重骑兵、盾牌重甲步兵而设计。
其结构较为简单，但工艺极为复杂。
弹丸结构：锥形被铅钢芯穿甲弹是由三层主要金属制成的实心弹丸。外层铸铁弹帽，内层铅套，而在铅套内部装填高强度合金碳钢。当弹丸撞击到物体之后，外层的铸铁壳体破裂，由于内外材料密度质量不同，铅套在惯性力支持下继续前进，而此时包覆于铅套中的高强度合金碳钢，具有极强穿甲能力。实战中，西隋人发现，锥形被铅钢芯穿甲弹用于对付重甲骑步兵实在是大材小用了，之后被广泛用于舰炮之上，用于穿透敌方战舰的吃水线以及炮室、舰桥。
锥形被钢穿甲燃烧弹
作为西隋海军替代锥形被被铅钢芯穿甲弹，锥形被钢穿甲燃烧弹威力更加巨大，造价更加低廉。当时世界上除去西隋帝国，各国的舰船均采用木质船体，铁质蒙皮战舰。在实战中，西隋海军发现锥形被铅钢芯穿甲弹威力太小，于是被钢穿甲燃烧弹诞生了。
它的结构简单。是由外壳、穿甲钢芯、被钢硬度陶瓷内芯三部分构成。当弹体撞击船体，外壳破裂，穿甲钢芯击穿铁质蒙皮以及木质船体结构；被钢陶瓷内芯破甲进入船体内部，此时陶瓷破裂，浸润于煤油中的白磷颗粒发生自燃，引燃煤油，从而造成船体失火焚毁。此外，白磷燃烧产生的五氧化二磷具有毒性。
锥形被钢穿甲爆裂弹
锥形被钢穿甲爆裂弹与被钢穿甲燃烧弹原理相同，这里不再多做介绍。
弩炮
弩炮即利用两束张紧的马鬃、皮绳或动物肌腱产生的扭力作为动力，驱动弩臂带动弓弦抛射弹丸或箭矢的武器。
弩炮在西隋帝国已经被制式化了，作为重要骑步兵杀伤性武器列装部队。
天祐皇帝大军西征中，就曾装备使用过一种连发弩炮。这种弩炮与传统弩炮在原理上相同，只是增添了许多机械构件用以快速上弦，并配有箭匣。
这种弩炮的基本构造：
两组扭力弹簧、弓板、弓弦、链条凸轮挂钩机构、轨道、挡块、箭匣、炮架、摇柄
扭力弹簧：弩炮弹力的主要提供机构。用马鬃制成
弓板：辅助弹力和弹力传递机构，一般为铁胎弓板配牛角板复合压制
弓弦：基本由钢丝弦铰接而成
链条凸轮挂钩机构：便于快速上弦的机械系统
轨道：安装复进机构平台以及弩箭发射平台
挡块：用以阻挡弓弦，使弹力释放
箭匣：利用重力是弩箭置于轨道滑槽内
炮架：支撑弩炮的木质结构
西隋帝国的弩炮是由两组扭力弹簧组交错构成。在上弦过程中，手摇摇柄使得链条凸轮复进机构运作。它的机构就类似我们现在自行车曲柄链轮-脚蹬机构相似。
当左凸轮挂钩运动到300°挂弦，右凸轮挂钩处于120°位置。当左凸轮运动至160°时，弓弦遇到挡块，弓弦下压，脱离凸轮。当左凸轮挂钩运动到180°时，链条机构突起触发挡块机关，弓弦释放，完成一次射击。此时右凸轮挂弦运动到最高点，不影响左部射击。
西隋弩炮只需人不断手摇摇臂，带动凸轮机构运作，便可实现连续射击，射击速度可达25发/分钟。射程可达400米。在200米范围内，可穿透3mm钢板，威力巨大。箭支运行轨迹几乎呈直线形，即使在500左右依然具有杀伤力。
子母炮
子母炮是由西隋帝国著名火器大师戴梓研发的。
其主要结构
通体炮管、炮闩、子炮、基座、瞄准具、高低杆构成。
通体炮管：通体炮管是由铸钢浇筑，底部有内耳
炮闩：得益于李·埃尔米的发明，子母炮的炮闩为内槽断隔螺式炮闩。
子炮：子母炮中子炮为青铜铸造，底部有一对突起的炮耳，与母炮内耳契合。目的在于子母炮间，药孔对齐，也易于取出子炮，防止子炮膨胀粘连母炮炮管。
基座：一般为铸铁制成，配有复进机构
瞄准具：半圆仪原始测距
高低杆：用于调整火炮射击角度
子母炮配置于西隋帝国海军，它不仅射程远精度高，而且射速快。可达5-8发/分钟。