裏層冷卻固定後，當外層逐漸冷卻時，由於熱脹冷縮的關係，炮管外層冷卻時，就會箍住內層，往裏麵產生一個向內的應力。
內膽冷卻結構。以鋼製中空內膽作為鑄炮內芯，內膽中央被隔板分為兩部分，在底部貫通，形成一個密閉的U型管道，在鑄炮冷卻階段，往一頭的內膽中加注冷卻水，則從另一端流出。控製冷卻水溫度以及流速來控製內外炮體的冷卻速度。
一般而言，內膽冷卻法中冷卻水的溫度一般為70°左右，將70°左右的溫水不斷加注到內膽中。置換出來的冷卻水會在銅製散熱器中冷卻，然後再循環到內膽中。這樣的做法是為了防止冷卻水溫變化過大，而造成內膛冷卻速度，左右失衡。
內膽冷卻法極大的提高了鑄炮的成品率，延長炮管的使用受命，降低了鐵範鑄炮成本，為大口徑火炮的鑄造提供技術支持。
馬步炮的技術參數
口徑：100mm（三寸）
初速：433m/s
身管：2250mm
倍徑：22.5
炮身重：724kg
左右車輪直徑：1.5m
全重（炮身+車架）：1135kg
標尺：3400m
高低射界：-10～+50
裝藥量：顆粒黑火藥1.4kg或顆粒黑火藥2.5kg（推射霰彈時裝藥量）
炮彈：5.1kg錐形爆裂彈5kg霰榴彈7.75kg實心圓鉛彈5.5kg實心鉛製鏈彈6.4kg錐形被鋼鉛芯穿甲彈5kg錐形被鋼穿甲爆裂彈6.4kg被鋼穿甲燃燒彈
裝填方式：******後部裝填，炮彈前後均可
三寸馬步炮的炮彈在當時也是世界上最為先進的，它的發明為之後戴梓的子母炮提供了技術支持。
三寸馬步炮炮彈大多采用了錐形彈丸，而不是人們常認知的圓形彈。在實際作戰中，西隋炮兵很少使用鉛彈，因為鉛彈質軟，炮管會出現掛鉛現象，不容易清理，且影響火炮射擊精度，反而喜歡使用錐形爆裂彈。
錐形爆裂彈的優點在於，射擊精度高、射程遠、威力大、易於裝填。
西隋帝國早期的錐形爆裂彈是用含磷較高的生鐵鑄造。人們發現，含磷量高的生鐵雖然不能用於鍛造，但其冷脆性卻是製造炮彈的理想材料。
錐形爆裂彈的結構複雜，價格昂貴，但對於習慣於流水作業的西隋帝國而言，這樣的造價也是在可承受範圍之內的。
錐形爆裂彈的構造
錐形爆裂彈是由：外殼、內膽、鋼珠、爆炸藥、延遲引信、火磷、金屬火帽、臘封、螺旋翼、密封環等幾部件構成。
外殼：錐形爆裂彈的外殼是用含磷量較高的生鐵鑄造而成，一般厚度約為15mm
內膽：錐形爆裂彈的內膽是陶製內膽，用以裝填爆炸藥，厚度約為5mm
鋼珠：在內膽與外殼的空腔內裝填直徑約為5mm鋼珠，增加彈丸殺傷力。鋼珠的製造是用直徑約為5mm的鋼筋衝壓而成。
爆炸藥：顆粒狀黑火藥+鬆粉製成
延遲引信：燃燒速度較慢的導火索
金屬火帽：早期的金屬火帽是用銀箔製作，置於炮彈底部。當高溫高壓燃氣接觸底部金屬火帽時。銀製火帽積溫點燃火磷，從而引燃延遲引信。銀雖然有極好的延展性和導熱能力，但造價過高，之後被更為低廉的黃銅火帽代替。
臘封：主要成分白蟲蠟，用以密封火帽，隔絕空氣和熱量，防止火磷自燃。
火磷：作用於火帽與延遲引信之間的引燃物質，通過吸收火帽上的積溫自燃，從而點燃延遲引信。火磷是用紅磷（燃點約240°）和蒸餾硫（燃點約為190°）為主要成分的混合物。
螺旋翼：錐形爆裂彈彈體底部加裝有特殊旋翼，在高溫高壓氣體推動下，使彈體產生自旋現象，提高其飛行穩定性，增加射程，提高精度。
密封環：安置與彈體外殼凹槽內的帶有缺口的青銅鑄件。主要作用是在彈體與炮管內膛間起到密封作用，增加膛壓，同時減少彈體與炮管內膛因口徑偏差造成的搖擺。在實際作戰中，錐形爆裂彈的三個密封環在彈丸裝填前會用白臘塗抹。
三寸馬步炮炮膛的特殊設計成就了錐形爆裂彈的威名。前麵講過馬步炮的形狀為下部粗壯，上部細長。粗壯的下部，為持續的燃氣提供了足夠空間用以蓄勢，而細長的炮管又為其加速提供了可能。這樣的設計，使得錐形彈丸相較於圓形彈丸能獲得更高的初速。因為錐心彈丸幾乎可以接受所有的推力，而幾乎不會產生指向圓點的側壓力。而細長的炮管又能使錐形彈丸獲得足夠推力。自旋現象，使得彈丸在飛行過程中可以保持既定方向飛行，提高精度。同時彈丸自旋在空中不會翻滾，頂部空氣阻力最小，提高射程。
錐形被鋼鉛芯穿甲彈
作為西隋帝國海軍的主要彈種，錐形被鉛鋼芯穿甲彈早已經發明並被用於實戰。其主要作用，用於打擊西方國家鐵甲重騎兵、盾牌重甲步兵而設計。
其結構較為簡單，但工藝極為複雜。
彈丸結構：錐形被鉛鋼芯穿甲彈是由三層主要金屬製成的實心彈丸。外層鑄鐵彈帽，內層鉛套，而在鉛套內部裝填高強度合金碳鋼。當彈丸撞擊到物體之後，外層的鑄鐵殼體破裂，由於內外材料密度質量不同，鉛套在慣性力支持下繼續前進，而此時包覆於鉛套中的高強度合金碳鋼，具有極強穿甲能力。實戰中，西隋人發現，錐形被鉛鋼芯穿甲彈用於對付重甲騎步兵實在是大材小用了，之後被廣泛用於艦炮之上，用於穿透敵方戰艦的吃水線以及炮室、艦橋。
錐形被鋼穿甲燃燒彈
作為西隋海軍替代錐形被被鉛鋼芯穿甲彈，錐形被鋼穿甲燃燒彈威力更加巨大，造價更加低廉。當時世界上除去西隋帝國，各國的艦船均采用木質船體，鐵質蒙皮戰艦。在實戰中，西隋海軍發現錐形被鉛鋼芯穿甲彈威力太小，於是被鋼穿甲燃燒彈誕生了。
它的結構簡單。是由外殼、穿甲鋼芯、被鋼硬度陶瓷內芯三部分構成。當彈體撞擊船體，外殼破裂，穿甲鋼芯擊穿鐵質蒙皮以及木質船體結構；被鋼陶瓷內芯破甲進入船體內部，此時陶瓷破裂，浸潤於煤油中的白磷顆粒發生自燃，引燃煤油，從而造成船體失火焚毀。此外，白磷燃燒產生的五氧化二磷具有毒性。
錐形被鋼穿甲爆裂彈
錐形被鋼穿甲爆裂彈與被鋼穿甲燃燒彈原理相同，這裏不再多做介紹。
弩炮
弩炮即利用兩束張緊的馬鬃、皮繩或動物肌腱產生的扭力作為動力，驅動弩臂帶動弓弦拋射彈丸或箭矢的武器。
弩炮在西隋帝國已經被製式化了，作為重要騎步兵殺傷性武器列裝部隊。
天祐皇帝大軍西征中，就曾裝備使用過一種連發弩炮。這種弩炮與傳統弩炮在原理上相同，隻是增添了許多機械構件用以快速上弦，並配有箭匣。
這種弩炮的基本構造：
兩組扭力彈簧、弓板、弓弦、鏈條凸輪掛鉤機構、軌道、擋塊、箭匣、炮架、搖柄
扭力彈簧：弩炮彈力的主要提供機構。用馬鬃製成
弓板：輔助彈力和彈力傳遞機構，一般為鐵胎弓板配牛角板複合壓製
弓弦：基本由鋼絲弦鉸接而成
鏈條凸輪掛鉤機構：便於快速上弦的機械係統
軌道：安裝複進機構平台以及弩箭發射平台
擋塊：用以阻擋弓弦，使彈力釋放
箭匣：利用重力是弩箭置於軌道滑槽內
炮架：支撐弩炮的木質結構
西隋帝國的弩炮是由兩組扭力彈簧組交錯構成。在上弦過程中，手搖搖柄使得鏈條凸輪複進機構運作。它的機構就類似我們現在自行車曲柄鏈輪-腳蹬機構相似。
當左凸輪掛鉤運動到300°掛弦，右凸輪掛鉤處於120°位置。當左凸輪運動至160°時，弓弦遇到擋塊，弓弦下壓，脫離凸輪。當左凸輪掛鉤運動到180°時，鏈條機構突起觸發擋塊機關，弓弦釋放，完成一次射擊。此時右凸輪掛弦運動到最高點，不影響左部射擊。
西隋弩炮隻需人不斷手搖搖臂，帶動凸輪機構運作，便可實現連續射擊，射擊速度可達25發/分鍾。射程可達400米。在200米範圍內，可穿透3mm鋼板，威力巨大。箭支運行軌跡幾乎呈直線形，即使在500左右依然具有殺傷力。
子母炮
子母炮是由西隋帝國著名火器大師戴梓研發的。
其主要結構
通體炮管、炮閂、子炮、基座、瞄準具、高低杆構成。
通體炮管：通體炮管是由鑄鋼澆築，底部有內耳
炮閂：得益於李·埃爾米的發明，子母炮的炮閂為內槽斷隔螺式炮閂。
子炮：子母炮中子炮為青銅鑄造，底部有一對突起的炮耳，與母炮內耳契合。目的在於子母炮間，藥孔對齊，也易於取出子炮，防止子炮膨脹粘連母炮炮管。
基座：一般為鑄鐵製成，配有複進機構
瞄準具：半圓儀原始測距
高低杆：用於調整火炮射擊角度
子母炮配置於西隋帝國海軍，它不僅射程遠精度高，而且射速快。可達5-8發/分鍾。