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西隋武备志（第3页）

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：433ms

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。