วิถีกระสุนภายใน (หรือวิถีกระสุนภายใน ) ซึ่งเป็นสาขาย่อยของวิถี กระสุน คือการศึกษาแรงขับเคลื่อนของวัตถุที่ถูกยิง

ในปืนวิถีกระสุนภายในครอบคลุมช่วงเวลาตั้งแต่ การจุดระเบิดของ ดินปืนจนกระทั่งกระสุนออกจากลำกล้องปืน^{[ 1 ]}การศึกษาวิถีกระสุนภายในมีความสำคัญต่อนักออกแบบและผู้ใช้อาวุธปืนทุกประเภท ตั้งแต่ปืนไรเฟิลและปืนพก ขนาดเล็ก ไป จนถึงปืนใหญ่

สำหรับ กระสุนที่ขับเคลื่อนด้วยจรวด วิถีภายในจะครอบคลุมช่วงเวลาที่มอเตอร์จรวดให้แรงขับ^{[ 2 ] [ 3 ]}

วิถีกระสุนภายในสามารถพิจารณาได้ในสามช่วงเวลา: ^{[ 4 ]}

• เวลาล็อก - เวลาตั้งแต่ปลดล็อกไกปืนจนกระทั่งชนวนกระสุน
• เวลาจุดระเบิด - เวลาตั้งแต่จุดระเบิดตัวจุดชนวนจนกระทั่งกระสุนเริ่มเคลื่อนที่
• เวลาที่อยู่ในลำกล้อง - เวลาตั้งแต่กระสุนเริ่มเคลื่อนที่จนกระทั่งออกจากลำกล้อง

การเผาไหม้ของดินปืนจะสร้างพลังงานในรูปของก๊าซร้อนที่เพิ่มความดันในห้องเผาไหม้ ซึ่งจะส่งแรงไปยังฐานของกระสุน ทำให้กระสุนเร่งความเร็ว^{[ 5 ]}ความดันในห้องเผาไหม้ขึ้นอยู่กับปริมาณของดินปืนที่เผาไหม้ อุณหภูมิของก๊าซ และปริมาตรของห้องเผาไหม้ อัตราการเผาไหม้ของดินปืนขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและรูปร่างของเม็ดดินปืน^{[ 5 ]}อุณหภูมิขึ้นอยู่กับพลังงานที่ปล่อยออกมาและการสูญเสียความร้อนไปยังด้านข้างของลำกล้องและห้องเผาไหม้

ขณะที่กระสุนเคลื่อนที่ไปตามลำกล้อง ปริมาตรของก๊าซที่อยู่ด้านหลังกระสุนจะเพิ่มขึ้น พลังงานบางส่วนสูญเสียไปในการเปลี่ยนรูปของกระสุนและทำให้เกิดการหมุน นอกจากนี้ยังมีการสูญเสียจากแรงเสียดทานระหว่างกระสุนกับลำกล้อง เมื่อกระสุนเคลื่อนที่ไปตามลำกล้อง มันจะบีบอัดอากาศที่อยู่ด้านหน้า ซึ่งทำให้เกิดแรงต้านต่อการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า^{[ 1 ]}

ส่วนท้ายและลำกล้องต้องทนต่อก๊าซแรงดันสูงโดยไม่เกิดความเสียหาย แม้ว่าแรงดันจะเพิ่มขึ้นสูงในตอนแรก แต่แรงดันจะเริ่มลดลงเมื่อกระสุนเคลื่อนที่ไปได้ระยะหนึ่งตามลำกล้อง ดังนั้น ปลายปากลำกล้องจึงไม่จำเป็นต้องแข็งแรงเท่ากับปลายห้องบรรจุ^{[ 6 ]}

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ได้รับการพัฒนาสำหรับกระบวนการเหล่านี้^{[ 7 ]}แนวคิดทั่วไปสี่ประการที่คำนวณในบัลลิสติกส์ภายในคือ: ^{[ 8 ]}

1. พลังงาน - ที่ถูกปล่อยออกมาจากเชื้อเพลิงขับดัน
2. การเคลื่อนที่ - ความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งของวัตถุที่ถูกยิงกับแรงกดที่ฐานของมัน
3. อัตราการเผไหม้ - เป็นฟังก์ชันของพื้นที่ผิวของเชื้อเพลิงขับดันและค่าสัมประสิทธิ์อัตราการเผไหม้ที่ได้มาจากการทดลอง ซึ่งเป็นค่าเฉพาะสำหรับเชื้อเพลิงขับดันแต่ละชนิด
4. ฟังก์ชันรูปทรง - สัมประสิทธิ์ที่ปรับเปลี่ยนอัตราการเผาไหม้ ซึ่งรวมถึงรูปทรงของเชื้อเพลิงขับดันด้วย

ก่อนกลางทศวรรษ 1800 การคำนวณวิถีกระสุนภายในไม่ได้อิงตามหลักวิทยาศาสตร์ ลำกล้องและกลไกถูกสร้างขึ้นให้แข็งแรงพอที่จะทนต่อการรับน้ำหนักเกินที่ทราบ ( การทดสอบความแข็งแรง ) ความเร็วปากกระบอกปืนถูกคาดเดาจากระยะทางที่กระสุนเดินทาง^{[ 9 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1800 กระบอกทดสอบเริ่มมีการติดตั้งอุปกรณ์วัด^{[ 10 ]} มีการเจาะรูในกระบอกและติดตั้งลูกสูบเหล็กมาตรฐานซึ่งออกแรงดันเพื่อบีบอัดกระบอกทองแดงมาตรฐานเมื่อปืนยิง การลดลงของความยาวกระบอกทองแดงใช้เป็นตัวบ่งชี้แรงดันสูงสุด เรียกว่า "หน่วยแรงดันทองแดง" หรือ "CUP" สำหรับปืนที่มีแรงดันสูง มาตรฐานที่คล้ายกันนี้ถูกนำมาใช้กับปืนที่มีแรงดันสูงสุดต่ำกว่า โดยทั่วไปคือปืนพกทั่วไป โดยใช้กระสุนกระบอกทดสอบที่ทำจากกระบอกตะกั่วที่เสียรูปได้ง่ายกว่า จึงเรียกว่า "หน่วยแรงดันตะกั่ว" หรือ "LUP" การวัดนี้บ่งชี้เฉพาะแรงดันสูงสุดที่ถึงจุดนั้นในกระบอกปืนเท่านั้น^{[ 11 ]}เกจวัดความเครียดแบบเพียโซอิเล็กทริกถูกนำมาใช้ในช่วงทศวรรษ 1960 ทำให้สามารถวัดแรงดันได้ทันทีโดยไม่ต้องทำลายพอร์ตแรงดัน กระสุนที่มีอุปกรณ์วัดได้รับการพัฒนาโดยห้องปฏิบัติการวิจัยของกองทัพบกซึ่งวัดแรงดันที่ฐานของกระสุนและการเร่งความเร็ว^{[ 12 ]}

วิธีการจุดดินปืนมีการพัฒนาขึ้นตามกาลเวลา โดยเริ่มจากการเจาะ รูเล็กๆ ( รูจุดชนวน ) เข้าไปในรังเพลิง แล้วเทดินปืนลงไป จากนั้นใช้เปลวไฟหรือประกายไฟจากภายนอก (ดู ปืนคาบศิลาและ ปืนจุดไฟด้วย หินเหล็กไฟ ) ส่วนปืนที่มีฝาครอบจุดระเบิด และ กระสุนแบบบรรจุในตัวจะมีตัวจุดระเบิดที่ระเบิดหลังจากเกิดการเสียรูปทางกล ทำให้ดินปืนติดไฟ

ดินปืน ( ผงดำ ) เป็น ส่วนผสม เชิงกลของกำมะถันถ่านและโพแทสเซียมไนเตรตหรือโซเดียมไนเตรตที่ บดละเอียด อัด และเป็นเม็ด สามารถผลิตได้ในขนาดเม็ดที่หลากหลาย ขนาดและรูปร่างของเม็ดสามารถเพิ่มหรือลดพื้นที่ผิว สัมพัทธ์ และเปลี่ยนแปลงอัตราการเผาไหม้อย่างมีนัยสำคัญ อัตราการเผาไหม้ของดินปืนค่อนข้างไม่ไวต่อแรงดัน หมายความว่ามันจะเผาไหม้อย่างรวดเร็วและคาดการณ์ได้แม้ไม่มีการจำกัด^{[ 13 ]}ทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นวัตถุระเบิดที่มีความรุนแรงต่ำ มีอัตราการสลายตัวช้ามาก ดังนั้นจึงมีประกายไฟ ต่ำมาก ในความหมายที่เข้มงวดที่สุด มันไม่ใช่วัตถุระเบิด แต่เป็น "สารเผาไหม้ช้า" เนื่องจากมันไม่ระเบิดแต่สลายตัวด้วยการเผาไหม้ช้าเนื่องจากกลไกการแพร่กระจายของเปลวไฟที่ความเร็วต่ำกว่าเสียง

ไนโตรเซลลูโลสหรือ "กันคอตตอน" เกิดจากการทำปฏิกิริยาของกรดไนตริกกับ เส้นใย เซลลูโลสเป็นวัสดุเส้นใยที่ติดไฟได้ง่ายมากและลุกไหม้อย่างรวดเร็วเมื่อได้รับความร้อน นอกจากนี้ยังเผาไหม้ได้อย่างสะอาดมาก โดยเผาไหม้เกือบทั้งหมดเป็นส่วนประกอบที่เป็นก๊าซที่อุณหภูมิ สูง โดยมีควันหรือของแข็งตกค้างน้อยมาก ไนโตรเซลลูโลส ที่ผ่านกระบวนการเจลาติไนซ์เป็นพลาสติกซึ่งสามารถขึ้นรูปเป็นทรงกระบอก ท่อ ลูกบอล หรือเกล็ดที่เรียกว่า สารขับดัน แบบฐานเดี่ยวขนาดและรูปร่างของเม็ดสารขับดันสามารถเพิ่มหรือลดพื้นที่ผิว สัมพัทธ์ และเปลี่ยนแปลงอัตราการเผาไหม้ได้อย่างมาก สามารถเพิ่มสารเติมแต่งและสารเคลือบลงในสารขับดันเพื่อปรับเปลี่ยนอัตราการเผาไหม้เพิ่มเติมได้ โดยปกติแล้ว ผงที่เผาไหม้เร็วมากจะใช้สำหรับปืน พก และปืน ลูกซองกระสุนเบาหรือความเร็วต่ำ ผงที่เผาไหม้ปานกลางสำหรับปืนพกแม็กนัมและ กระสุนปืน ไรเฟิล เบา และผงที่เผาไหม้ช้าสำหรับกระสุนปืนไรเฟิลหนักขนาดใหญ่^{[ 14 ]}

สามารถเติมไนโตรกลีเซอรีน ลงในไนโตรเซลลูโลสเพื่อสร้าง "ดินปืนสองฐาน" ไนโตรเซลลูโลสจะลดความไวต่อการระเบิดของไนโตรกลีเซอรีนเพื่อป้องกันการระเบิดในเม็ดดินปืนขนาดมาตรฐาน (ดู ไดนาไมต์ ) และไนโตรกลีเซอรีนจะทำให้ไนโตรเซลลูโลสกลายเป็นเจลและเพิ่มพลังงาน ดินปืนสองฐานจะเผาไหม้เร็วกว่าดินปืนฐานเดียวที่มีรูปร่างเดียวกัน แม้ว่าจะไม่สะอาดเท่า และอัตราการเผาไหม้จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณไนโตรกลีเซอรีน

ในด้านปืนใหญ่บัลลิสไทต์หรือคอร์ไดต์ถูกนำมาใช้ในรูปทรงแท่ง ท่อ ท่อมีร่อง ท่อทรงกระบอกมีรู หรือท่อหลายท่อ โดยรูปทรงจะถูกเลือกเพื่อให้ได้คุณสมบัติการเผาไหม้ที่ต้องการ (ตัวอย่างเช่น ลูกบอลหรือแท่งกลมจัดเป็น "การเผาไหม้แบบลดลง" เนื่องจากปริมาณก๊าซที่ผลิตได้จะลดลงตามพื้นที่ผิวเมื่อลูกบอลหรือแท่งเผาไหม้เล็กลง เกล็ดบางๆ จัดเป็น "การเผาไหม้แบบเป็นกลาง" เนื่องจากจะเผาไหม้บนพื้นผิวเรียบจนกระทั่งเกล็ดถูกเผาไหม้หมด กระบอกที่มีรูพรุนตามแนวยาวหรือหลายรูที่ใช้ในปืนไรเฟิลหรือปืนใหญ่ลำกล้องยาวขนาดใหญ่จัดเป็น "การเผาไหม้แบบก้าวหน้า" พื้นผิวการเผาไหม้จะเพิ่มขึ้นเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของรูขยายใหญ่ขึ้น ทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างต่อเนื่องและผลักดันกระสุนอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานเพื่อสร้างความเร็วที่สูงขึ้นโดยไม่ทำให้แรงดันสูงสุดเพิ่มขึ้นมากเกินไป ผงดินปืนแบบเผาไหม้ก้าวหน้าจะชดเชยการลดลงของแรงดันได้บ้างเมื่อกระสุนเร่งความเร็วลงไปในลำกล้องและเพิ่มปริมาตรด้านหลัง) ^{[ 1 ]}

กระสุนไร้ปลอกนั้น ประกอบด้วยดินปืนที่หล่อเป็นเม็ดแข็งชิ้นเดียว โดยมีสารจุดระเบิดอยู่ในโพรงที่ฐาน และหัวกระสุนติดอยู่ที่ด้านหน้า เนื่องจากเม็ดดินปืนมีขนาดใหญ่มาก (ดินปืนไร้ควันส่วนใหญ่มีขนาดเม็ดประมาณ 1 มม . แต่เม็ดดินปืนไร้ปลอกอาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 7 มม. และยาว 15 มม.) อัตราการเผาไหม้จึงต้องสูงกว่ามาก เพื่อให้ได้อัตราการเผาไหม้นี้ ดินปืนไร้ปลอกมักใช้สารระเบิดที่ลดความเร็วลง เช่นRDX

ข้อดีหลักของกระสุนไร้ปลอกที่ประสบความสำเร็จคือการกำจัดความจำเป็นในการดึงและดีดปลอกกระสุนที่ใช้แล้วออก ทำให้สามารถยิงได้ในอัตราที่สูงขึ้นและมีกลไกที่ง่ายกว่า อีกทั้งยังช่วยลดน้ำหนักกระสุนโดยการกำจัดน้ำหนัก (และต้นทุน) ของปลอกทองเหลืองหรือเหล็ก^{[ 15 ]}

แม้ว่าจะมีปืนไรเฟิลทางทหารที่ใช้ในการทดลองอย่างน้อยหนึ่งรุ่น ( H&K G11 ) และปืนไรเฟิลเชิงพาณิชย์หนึ่งรุ่น ( Voere VEC-91 ) ที่ใช้กระสุนไร้ปลอก แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จมากนัก ปืนไรเฟิลเชิงพาณิชย์อีกรุ่นหนึ่งคือปืนไรเฟิล Daisy VL ที่ผลิตโดยบริษัท Daisy Air Rifle Co. ซึ่งใช้กระสุนไร้ปลอกขนาด .22 ที่จุดระเบิดด้วยลมร้อนอัดจากคันโยกที่ใช้กดสปริงแข็งเหมือนกับปืนลม กระสุนไร้ปลอกนั้นไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เนื่องจากไม่มีปลอกเหลืออยู่หลังจากยิงกระสุน และดินปืนที่เปิดเผยทำให้กระสุนมีความทนทานน้อยลง นอกจากนี้ ปลอกกระสุนในตลับกระสุนมาตรฐานทำหน้าที่เป็นตัวปิดผนึก ป้องกันไม่ให้ก๊าซรั่วออกจากรังเพลิง ปืนไร้ปลอกต้องใช้รังเพลิงแบบปิดผนึกตัวเองที่ซับซ้อนกว่า ซึ่งเพิ่มความซับซ้อนในการออกแบบและการผลิต ปัญหาที่ไม่พึงประสงค์อีกประการหนึ่ง ซึ่งพบได้ทั่วไปในอาวุธยิงเร็วทุกชนิด แต่เป็นปัญหาอย่างยิ่งสำหรับอาวุธที่ยิงกระสุนไร้ปลอก คือปัญหาของกระสุน " ระเบิดเอง " ปัญหานี้เกิดจาก ความร้อน ที่ตกค้างจากห้องเผาไหม้ ทำให้กระสุนร้อนขึ้นจนถึงจุดที่เกิดการจุดระเบิดโดยไม่ตั้งใจ

เพื่อลดความเสี่ยงจากการที่กระสุนระเบิดเอง ปืนกลสามารถออกแบบให้ยิงจากลูกเลื่อนเปิดได้โดยกระสุนจะไม่ถูกบรรจุจนกว่าจะเหนี่ยวไก ทำให้ไม่มีโอกาสที่กระสุนจะระเบิดเองก่อนที่ผู้ใช้งานจะพร้อม ปืนประเภทนี้สามารถใช้กระสุนแบบไม่มีปลอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ การออกแบบลูกเลื่อนเปิดโดยทั่วไปไม่เป็นที่ต้องการสำหรับอาวุธอื่นนอกจากปืนกล เพราะมวลของลูกเลื่อนที่เคลื่อนที่ไปข้างหน้าทำให้ปืนกระตุก ซึ่งลดความแม่นยำของปืนลงอย่างมาก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วไม่ใช่ปัญหาสำหรับการยิงของปืนกล

ความหนาแน่นของดินปืนคือเปอร์เซ็นต์ของพื้นที่ในปลอกกระสุนที่บรรจุด้วยดินปืน โดยทั่วไปแล้ว ดินปืนที่มีความหนาแน่นใกล้เคียง 100% (หรือแม้แต่ดินปืนที่การอัดหัวกระสุนลงในปลอกกระสุนทำให้ดินปืนถูกบีบอัด) จะจุดติดและเผาไหม้ได้สม่ำเสมอกว่าดินปืนที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า ในกระสุนปืนที่หลงเหลือมาจากยุคดินปืนดำ (ตัวอย่างเช่น . 45 Colt , .45-70 Government ) ปลอกกระสุนจะมีขนาดใหญ่กว่าที่จำเป็นสำหรับการบรรจุดินปืนไร้ควันที่มีความหนาแน่นสูงในปริมาณสูงสุด พื้นที่ส่วนเกินนี้ทำให้ดินปืนสามารถเคลื่อนที่ในปลอกกระสุนได้ โดยอาจไปกองอยู่ใกล้ด้านหน้าหรือด้านหลังของปลอกกระสุน และอาจทำให้เกิดความแปรผันอย่างมากในอัตราการเผาไหม้ เนื่องจากดินปืนที่อยู่ใกล้ด้านหลังของปลอกกระสุนจะจุดติดอย่างรวดเร็ว แต่ดินปืนที่อยู่ใกล้ด้านหน้าของปลอกกระสุนจะจุดติดช้ากว่า การเปลี่ยนแปลงนี้จะมีผลกระทบน้อยลงกับดินปืนที่เผาไหม้เร็ว กระสุนปืนที่มีความจุสูงและมีความหนาแน่นต่ำเช่นนี้ โดยทั่วไปจะให้ความแม่นยำที่ดีที่สุดเมื่อใช้ดินปืนที่เหมาะสมและเผาไหม้เร็วที่สุด แม้ว่าสิ่งนี้จะทำให้พลังงานโดยรวมต่ำเนื่องจากจุดสูงสุดของแรงดันสูงที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว

กระสุนปืนพกแม็กนัมจะพลิกกลับข้อจำกัดเรื่องกำลังและความแม่นยำนี้ โดยใช้ดินปืนที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าและเผาไหม้ช้ากว่า ซึ่งให้ความหนาแน่นของดินปืนสูงและช่วงแรงดันที่กว้าง ข้อเสียคือแรงถีบและเสียงดังจากปากกระบอกปืนที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากมวลดินปืนสูงและแรงดันปากกระบอกปืนสูง

กระสุนปืนไรเฟิลส่วนใหญ่มีความหนาแน่นของดินปืนสูงเมื่อใช้ดินปืนที่เหมาะสม กระสุนปืนไรเฟิลมักมีคอขวด โดยมีฐานกว้างและแคบลงเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่า เพื่อบรรจุหัวกระสุนที่มีน้ำหนักเบาและมีความเร็วสูง ปลอกกระสุนเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อบรรจุดินปืนที่มีความหนาแน่นต่ำในปริมาณมาก เพื่อให้ได้ช่วงแรงดันที่กว้างกว่ากระสุนปืนพกแม็กนัม ปลอกกระสุนเหล่านี้จำเป็นต้องใช้ลำกล้องปืนไรเฟิลที่ยาวเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด แม้ว่าจะมีการใช้ในปืนพกที่คล้ายปืนไรเฟิล (แบบยิงทีละนัดหรือแบบลูกเลื่อน) ที่มีลำกล้องยาว 10 ถึง 15 นิ้ว (25 ถึง 38 ซม.) ด้วยเช่นกัน

ปลอกกระสุนแบบผนังตรงเป็นมาตรฐานมาตั้งแต่เริ่มแรกของปืนที่ใช้กระสุนแบบตลับ เนื่องจากดินปืนดำเผาไหม้ช้า ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจึงได้จากการใช้กระสุนขนาดใหญ่และหนัก ดังนั้นกระสุนจึงมีเส้นผ่านศูนย์กลาง ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะ เป็นไปได้ เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ช่วยให้สามารถใช้กระสุนที่มีขนาดสั้นและมั่นคง มีน้ำหนักมาก และใช้ปริมาตร ลำกล้องสูงสุดเท่า ที่จะเป็นไปได้เพื่อดึงพลังงานออกมาให้ได้มากที่สุดในลำกล้องที่มีความยาวที่กำหนด มีกระสุนบางชนิดที่มีปลายเรียวยาวและตื้น แต่โดยทั่วไปแล้วเป็นการพยายามใช้กระสุนที่มีอยู่แล้วเพื่อยิงกระสุนขนาดเล็กกว่าด้วยความเร็วสูงขึ้นและแรงถีบกลับน้อยลง เมื่อมีการคิดค้นดินปืนไร้ควัน ขึ้นมา ก็สามารถสร้างความเร็วได้สูงขึ้นมากโดยใช้ดินปืนไร้ควันที่มีการเผาไหม้ช้าในปลอกกระสุนขนาดใหญ่ ผลักดันกระสุนขนาดเล็กและเบา กระสุน ขนาด 8 มม. เลเบล (Lebel)ที่มีรูปทรงแปลกและเรียวมากซึ่งผลิตโดยการลดขนาดคอปลอกกระสุนขนาด 11 มม. ที่ใช้ดินปืนดำแบบเก่า ถูกนำมาใช้ในปี 1886 และในไม่ช้าก็มี กระสุนขนาด 7.92×57 มม. เมาเซอร์ (Mauser)และ7×57 มม. เมาเซอร์ (Mauser) สำหรับใช้ ในกองทัพ และ กระสุนขนาด . 30-30 วินเชสเตอร์ (Winchester)สำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์ ตามมา ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นกระสุนที่ออกแบบใหม่เพื่อใช้กับดินปืนไร้ควัน กระสุนเหล่านี้มีลักษณะไหล่ที่โดดเด่นคล้ายกับกระสุนสมัยใหม่ และยกเว้นเลเบลแล้ว กระสุนเหล่านี้ยังคงใช้ในปืนสมัยใหม่แม้ว่ากระสุนเหล่านี้จะมีอายุมากกว่าหนึ่งศตวรรษแล้วก็ตาม

เมื่อเลือกกระสุนปืนไรเฟิลเพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสุด กระสุนที่สั้นและอ้วนโดยมีการเรียวของปลอกกระสุนน้อยมาก อาจให้ประสิทธิภาพและความเร็วที่สม่ำเสมอกว่ากระสุนที่ยาวและบางโดยมีการเรียวของปลอกกระสุนมาก (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเหตุผลสำหรับการออกแบบคอขวด) ^{[ 16 ]} จากแนวโน้มปัจจุบันที่มุ่งไปสู่ปลอกกระสุนที่สั้นและอ้วนขึ้น เช่น กระสุน Winchester Super Short Magnum รุ่นใหม่ ดูเหมือนว่าปลอกกระสุนที่เหมาะสมที่สุดอาจเป็นปลอกกระสุนที่มีรูปทรงกลมภายใน^{[ 17 ]} กระสุน สำหรับยิงเป้าและล่าสัตว์รบกวนต้องการความแม่นยำสูงสุด ดังนั้นปลอกกระสุนจึงมักจะสั้น อ้วน และแทบไม่มีการเรียว โดยมีไหล่ที่คมบนปลอกกระสุน ปลอกกระสุนที่สั้นและอ้วนยังช่วยให้ปืนแบบ short-action มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพในระดับเดียวกัน ข้อแลกเปลี่ยนสำหรับประสิทธิภาพนี้คือกระสุนที่อ้วนซึ่งใช้พื้นที่ในแม็กกาซีน มากขึ้น ไหล่ที่คมซึ่งป้อนออกจากแม็กกาซีนได้ยากกว่า และการดึงปลอกกระสุนที่ใช้แล้วออกได้ไม่น่าเชื่อถือ ด้วยเหตุผลเหล่านี้ เมื่อการป้อนกระสุนที่เชื่อถือได้มีความสำคัญมากกว่าความแม่นยำ เช่น ในปืนไรเฟิลทางทหาร ปลอกกระสุนที่ยาวกว่าที่มีมุมไหล่ตื้นกว่าจึงเป็นที่นิยม อย่างไรก็ตาม มีแนวโน้มในระยะยาว แม้แต่ในอาวุธทางทหาร ไปสู่ปลอกกระสุนที่สั้นและอ้วนขึ้น ปลอกกระสุน 7.62×51 มม. NATO ในปัจจุบัน ซึ่งเข้ามาแทนที่ .30-06 Springfieldที่ยาวกว่าเป็นตัวอย่างที่ดี เช่นเดียวกับ กระสุน 6.5 Grendel ใหม่ ที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของ ปืนไรเฟิลและปืนสั้นตระกูล AR-15ถึงกระนั้น ความแม่นยำและความรุนแรงของกระสุนนั้นขึ้นอยู่กับความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของปลอกกระสุนมากกว่า และ 7.62×51 มม ^. NATOมีความจุปลอกกระสุนน้อยกว่า.30-06 Springfield [ ^{18 ]}ซึ่งลดปริมาณดินปืนที่สามารถใช้ได้ ส่งผลให้ลดน้ำหนักกระสุนและความเร็วปากกระบอกปืนที่ส่งผลต่อความรุนแรงโดยตรง (ตามรายละเอียดในข้อกำหนดของกระสุนที่เผยแพร่ซึ่งเชื่อมโยงไว้ในที่นี้เพื่อเปรียบเทียบ) ในทางกลับกัน กระสุนขนาด 6.5 Grendelสามารถยิงกระสุนที่มีน้ำหนักมากกว่า (ดูลิงก์) กระสุน ขนาด 5.56 NATOจากปืนตระกูล AR-15 ได้ โดยความเร็วปากกระบอกปืนลดลงเพียงเล็กน้อย ซึ่งอาจเป็นการแลกเปลี่ยนประสิทธิภาพที่ได้เปรียบกว่า

เนื่องจากอัตราการเผาไหม้ของดินปืนไร้ควันแปรผันโดยตรงกับความดัน การสะสมความดันเริ่มต้น (เช่น "ความดันเริ่มต้นการยิง") จึงมีผลอย่างมากต่อความเร็ว สุดท้าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระสุนขนาดใหญ่ที่มีดินปืนที่เผาไหม้เร็วมากและกระสุนที่มีน้ำหนักเบา^{[ 19 ]} ในปืนขนาดเล็กแรงเสียดทานที่ยึดกระสุนไว้ในปลอกกระสุนจะเป็นตัวกำหนดว่ากระสุนจะเคลื่อนที่เร็วแค่ไหนหลังจากจุดระเบิด และเนื่องจากการเคลื่อนที่ของกระสุนจะเพิ่มปริมาตรและลดความดัน ความแตกต่างของแรงเสียดทานสามารถเปลี่ยนความชันของเส้นโค้งความดันได้ โดยทั่วไปแล้ว ต้องการให้กระสุนพอดีกับปลอกกระสุนอย่างแน่นหนา จนถึงขั้นบีบกระสุนเข้าไปในปลอกกระสุน ในปลอกกระสุนแบบไม่มีขอบที่มีผนังตรง เช่น.45 ACPการบีบอย่างรุนแรงเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากปลอกกระสุนถูกยึดไว้ในห้องบรรจุโดยปากปลอกกระสุน แต่การปรับขนาดปลอกกระสุนเพื่อให้กระสุนพอดีกับปลอกกระสุนอย่างแน่นหนาสามารถให้ผลลัพธ์ที่ต้องการได้ ในปืนขนาดใหญ่ แรงดันเริ่มต้นการยิงมักถูกกำหนดโดยแรงที่จำเป็นในการสลักแถบนำวิถี กระสุน ลงบนส่วนเริ่มต้นของร่องเกลียวในลำกล้องส่วนปืนลำกล้องเรียบซึ่งไม่มีร่องเกลียว จะสร้างแรงดันเริ่มต้นการยิงโดยการผลักกระสุนเข้าไปใน "กรวยบังคับ" ซึ่งให้แรงต้านขณะที่มันบีบอัดวงแหวน ปิดกั้น กระสุน

กระสุนต้องแนบสนิทกับลำกล้องเพื่อปิดผนึกแรงดันสูงจากดินปืนที่กำลังลุกไหม้ การแนบสนิทนี้ทำให้เกิดแรงเสียดทานขนาดใหญ่ แรงเสียดทานของกระสุนในลำกล้องมีผลกระทบเล็กน้อยต่อความเร็วสุดท้าย แต่โดยทั่วไปแล้วไม่ใช่ปัญหาใหญ่ สิ่งที่น่ากังวลมากกว่าคือความร้อนที่เกิดขึ้นเนื่องจากแรงเสียดทาน ที่ความเร็วประมาณ 300 เมตร/วินาที (980 ฟุต/วินาที) ตะกั่วจะเริ่มละลายและสะสมอยู่ในลำกล้องการสะสมของตะกั่วนี้ทำให้ลำกล้องแคบลง เพิ่มแรงดันและลดความแม่นยำของกระสุนนัดต่อๆ ไป และยากที่จะขจัดออกโดยไม่ทำให้ลำกล้องเสียหาย กระสุนที่ใช้ที่ความเร็วสูงถึง 460 เมตร/วินาที (1,500 ฟุต/วินาที) สามารถใช้สารหล่อลื่นแบบขี้ผึ้ง บนกระสุนเพื่อลดการสะสมของตะกั่วได้ ที่ความเร็วเกิน 460 เมตร/วินาที (1,500 ฟุต/วินาที) กระสุนเกือบทั้งหมดจะหุ้มด้วยทองแดงหรือโลหะผสม ที่คล้ายกัน ซึ่งมีความอ่อนนุ่มพอที่จะไม่ทำให้ลำกล้องสึกหรอ แต่มีจุดหลอมเหลวสูงพอที่จะลดการสะสมของทองแดงในลำกล้อง การสะสมของทองแดงจะเริ่มเกิดขึ้นในกระสุนที่มีความเร็วเกิน 760 เมตร/วินาที (2,500 ฟุต/วินาที) และวิธีแก้ปัญหาทั่วไปคือการเคลือบพื้นผิวของกระสุนด้วยสารหล่อลื่นโมลิบเดนัมไดซัล ไฟ ด์ ซึ่งจะช่วยลดการสะสมของทองแดงในลำกล้อง และส่งผลให้มีความแม่นยำในระยะยาวที่ดีขึ้น กระสุนขนาดใหญ่ยังใช้แถบทองแดงสำหรับลำกล้องปืนที่มีร่องเกลียวเพื่อช่วยให้กระสุนมีเสถียรภาพจากการหมุนด้วย อย่างไรก็ตาม กระสุนที่มีครีบช่วยในการทรงตัว ซึ่งยิงจากทั้งลำกล้องปืนไรเฟิลและปืนลูกซอง เช่น กระสุนต่อต้านเกราะ APFSDSนั้น ใช้แหวนปิดผนึกไนลอนซึ่งเพียงพอที่จะปิดผนึกก๊าซขับดันที่มีแรงดันสูง และยังช่วยลดแรงเสียดทานภายในลำกล้อง ทำให้ความเร็วปากลำกล้องเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

ในช่วงไม่กี่เซนติเมตรแรกที่กระสุนเคลื่อนที่ลงไปในลำกล้อง กระสุนจะมีความเร็วถึงระดับสำคัญเมื่อเทียบกับความเร็วสุดท้าย แม้แต่ในปืนไรเฟิลที่มีความจุสูงและใช้ดินปืนที่เผาไหม้ช้า ก็ตาม ความเร่งจะมีค่าอยู่ในระดับหลายหมื่นเท่าของแรงโน้มถ่วงดังนั้นแม้แต่กระสุนที่มีน้ำหนักเบาเพียง 40 เกรน (2.6 กรัม) ก็สามารถสร้างแรงต้านทานเนื่องจากความเฉื่อยได้ มากกว่า 1,000 นิวตัน (220  ปอนด์ ) ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงมวลของกระสุนจึงมีผลกระทบอย่างมากต่อกราฟความดันของกระสุนปืนไร้ควัน ซึ่งแตกต่างจากกระสุนปืนที่ใช้ดินปืนดำ การบรรจุหรือการบรรจุกระสุนใหม่ของกระสุนปืนไร้ควันจึงต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง และตารางข้อมูลการบรรจุที่วัดอย่างระมัดระวังสำหรับกระสุน ดินปืน และน้ำหนักกระสุนที่กำหนด

พลังงานถูกส่งไปยังกระสุนในปืนโดยแรงดันของก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ของดินปืน แรงดันที่สูงขึ้นจะทำให้ความเร็วสูงขึ้น แต่ระยะเวลาของแรงดันก็มีความสำคัญเช่นกัน แรงดันสูงสุดอาจเป็นเพียงช่วงเวลาสั้นๆ ของเวลาที่กระสุนเร่งความเร็ว จึงต้องพิจารณาระยะเวลาทั้งหมดที่กระสุนเคลื่อนที่ผ่านลำกล้องปืน

พลังงานคือความสามารถในการทำงานกับวัตถุ งานคือแรงที่กระทำต่อระยะทาง พลังงานทั้งหมดที่ส่งไปยังกระสุนปืนแสดงได้ด้วยพื้นที่ใต้กราฟ โดยแกน y คือแรง (เช่น ความดันที่กระทำต่อฐานกระสุนคูณด้วยพื้นที่ฐานของกระสุน) และแกน x คือระยะทาง การเพิ่มพลังงานของกระสุนต้องเพิ่มพื้นที่ใต้กราฟนั้น ไม่ว่าจะโดยการเพิ่มความดันหรือเพิ่มระยะทางที่กระสุนเคลื่อนที่ภายใต้ความดัน ความดันถูกจำกัดด้วยความแข็งแรงของปืน และระยะทางถูกจำกัดด้วยความยาวลำกล้อง

สารขับดันจะถูกจับคู่กับความแรงของปืน ปริมาตรห้องบรรจุ และความยาวลำกล้อง รวมถึงวัสดุ น้ำหนัก และขนาดของกระสุน^{[ 20 ]}อัตราการเกิดก๊าซเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ผิวของเม็ดสารขับดันที่กำลังไหม้ตามกฎของ Piobertปฏิกิริยาของสารขับดันไร้ควันเกิดขึ้นในหลายโซนหรือหลายเฟส โดยปฏิกิริยาจะดำเนินไปจากพื้นผิวเข้าไปในของแข็ง ส่วนที่ลึกที่สุดของของแข็งที่ได้รับความร้อนจะละลายและเริ่มเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นก๊าซในโซนโฟมสารขับดันที่เป็นก๊าซจะสลายตัวเป็นโมเลกุลที่เรียบง่ายกว่าในโซนฟองโดย รอบ การเปลี่ยนแปลง แบบดูดความร้อนในโซนโฟมและโซนฟองต้องใช้พลังงานที่ได้รับจากไพรเมอร์ในตอนแรก และถูกปล่อยออกมาในโซนเปลวไฟ ด้านนอก ^ที่ สว่างไสว ซึ่งโมเลกุลของก๊าซที่เรียบง่ายกว่าจะทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั่วไป เช่นไอน้ำและคาร์บอนมอนอกไซด์^[ 21 ^]

อัตราการถ่ายเทความร้อนของดินปืนไร้ควันจะเพิ่มขึ้นตามความดัน ส่งผลให้อัตราการสร้างก๊าซจากพื้นที่ผิวของเม็ดดินปืนที่กำหนดเพิ่มขึ้นที่ความดันสูงขึ้น^{[ 22 ]}การเร่งการสร้างก๊าซจากดินปืนที่เผาไหม้เร็วอาจทำให้เกิดความดันพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็วจนทำลายล้างได้ ก่อนที่การเคลื่อนที่ของกระสุนจะเพิ่มปริมาตรปฏิกิริยา ในทางกลับกัน ดินปืนที่ออกแบบมาสำหรับความดันการถ่ายเทความร้อนขั้นต่ำอาจหยุดการสลายตัวเป็นสารตั้งต้นที่เป็นก๊าซ หากการเคลื่อนที่ของกระสุนลดความดันลงก่อนที่ดินปืนที่เผาไหม้ช้าจะถูกใช้หมด เม็ดดินปืนที่ยังไม่เผาไหม้อาจยังคงอยู่ในลำกล้องปืน หากโซนเปลวไฟ ที่ปลดปล่อยพลังงาน ไม่สามารถคงอยู่ได้เนื่องจากไม่มีสารตั้งต้นที่เป็นก๊าซจากโซนภายใน^{[ 21 ]}

อีกประเด็นที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกอัตราการเผาไหม้ของดินปืน คือ เวลาที่ดินปืนใช้ในการเผาไหม้จนหมดเทียบกับเวลาที่กระสุนอยู่ในลำกล้อง เมื่อสังเกตที่กราฟด้านซ้ายอย่างละเอียด จะเห็นการเปลี่ยนแปลงของเส้นโค้งที่ประมาณ 0.8 มิลลิวินาที นี่คือจุดที่ดินปืนเผาไหม้หมดแล้ว และไม่มีก๊าซใหม่เกิดขึ้น ดินปืนที่เผาไหม้เร็วจะ ทำให้ การเผาไหม้หมดเร็วขึ้น และดินปืนที่เผาไหม้ช้าจะทำให้การเผาไหม้หมดช้าลง ดินปืนที่เผาไหม้ไม่หมดเมื่อกระสุนถึงปากลำกล้องนั้นสูญเปล่า — มันไม่เพิ่มพลังงานให้กับกระสุน แต่จะเพิ่มแรงถีบและเสียงดังจากปากลำกล้อง เพื่อให้ได้พลังงานสูงสุด ดินปืนควรเผาไหม้จนกระทั่งกระสุนอยู่ใกล้ปากลำกล้องมากที่สุด

เนื่องจากดินปืนไร้ควันเผาไหม้ ไม่ใช่ระเบิด ปฏิกิริยาจึงเกิดขึ้นได้เฉพาะบนพื้นผิวของดินปืนเท่านั้น ดินปืนไร้ควันมีหลายรูปทรง ซึ่งเป็นตัวกำหนดความเร็วในการเผาไหม้ และการเปลี่ยนแปลงอัตราการเผาไหม้ขณะที่ดินปืนไหม้ รูปทรงที่ง่ายที่สุดคือดินปืนทรงกลม ซึ่งมีลักษณะเป็นทรงกลมหรือทรงแบนเล็กน้อย ดินปืนทรงกลมมีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรค่อนข้างน้อย ดังนั้นจึงเผาไหม้ช้ากว่า และเมื่อมันไหม้ พื้นที่ผิวก็จะลดลง ซึ่งหมายความว่าเมื่อดินปืนไหม้ อัตราการเผาไหม้ก็จะช้าลง

ในระดับหนึ่ง ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการใช้ สารเคลือบ หน่วงการเผไหม้บนพื้นผิวของผงดินปืน ซึ่งจะช่วยชะลออัตราการเผไหม้ในช่วงเริ่มต้นและทำให้การเปลี่ยนแปลงอัตราการเผาไหม้มีความสม่ำเสมอมากขึ้น โดยทั่วไปแล้ว ผงดินปืนแบบลูกบอลจะถูกผลิตขึ้นมาเพื่อใช้เป็นดินปืนสำหรับปืนพกที่เผไหม้ช้า หรือดินปืนสำหรับปืนไรเฟิลที่เผไหม้เร็ว

ผงดินปืนแบบเกล็ดมีลักษณะเป็นเกล็ดแบนกลม มีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรค่อนข้างสูง ผงดินปืนแบบเกล็ดมีอัตราการเผาไหม้เกือบคงที่ และมักใช้เป็นดินปืนสำหรับปืนพกหรือ ปืน ลูกซองที่เผาไหม้ เร็ว รูปทรงที่พบได้ทั่วไปอีกแบบหนึ่งคือดินปืนแบบอัดขึ้นรูป ซึ่งมีลักษณะเป็นทรงกระบอก บางครั้งอาจเป็นทรงกระบอกกลวง ผงดินปืนแบบอัดขึ้นรูปโดยทั่วไปจะมีอัตราส่วนของไนโตรกลีเซอรีนต่อไนโตรเซลลูโลสต่ำกว่า และมักเผาไหม้แบบค่อยเป็นค่อยไป กล่าวคือ อัตราการเผาไหม้จะเร็วขึ้นเมื่อเผาไหม้ไปเรื่อยๆ ผงดินปืนแบบอัดขึ้นรูปโดยทั่วไปเป็นดินปืนสำหรับปืนไรเฟิลที่เผาไหม้ปานกลางถึงช้า

ในหลายๆ ด้าน ปืนก็เหมือนกับเครื่องยนต์ลูกสูบในจังหวะการทำงาน มีก๊าซแรงดันสูงอยู่ปริมาณหนึ่ง และพลังงานจะถูกดึงออกมาจากก๊าซนั้นโดยการทำให้ก๊าซเคลื่อนที่ลูกสูบ — ในกรณีนี้ กระสุนคือลูกสูบ ปริมาตรที่ลูกสูบเคลื่อนที่ไปนั้นกำหนดว่าสามารถดึงพลังงานออกมาจากก๊าซได้มากแค่ไหน ยิ่งปริมาตรที่ลูกสูบเคลื่อนที่ไปมากเท่าไหร่ แรงดันไอเสีย (ในกรณีนี้คือแรงดันที่ปากกระบอกปืน) ก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น แรงดันที่เหลืออยู่ที่ปากกระบอกปืนหรือที่ปลายจังหวะการทำงานของเครื่องยนต์นั้นแสดงถึงพลังงานที่สูญเสียไป

เพื่อดึงพลังงานออกมาให้ได้มากที่สุด ปริมาตรการกวาดของกระสุนจึงต้องเพิ่มขึ้นให้มากที่สุด ซึ่งสามารถทำได้สองวิธี คือ การเพิ่มความยาวของลำกล้อง หรือการเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของกระสุน การเพิ่มความยาวของลำกล้องจะเพิ่มปริมาตรการกวาดแบบเชิงเส้น ในขณะที่การเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางจะเพิ่มปริมาตรการกวาดเป็นกำลังสองของเส้นผ่านศูนย์กลาง เนื่องจากความยาวของลำกล้องมีข้อจำกัดในทางปฏิบัติ โดยความยาวประมาณความยาวแขนสำหรับปืนไรเฟิล และสั้นกว่ามากสำหรับปืนพก การเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางจึงเป็นวิธีปกติในการเพิ่มประสิทธิภาพของกระสุน ข้อจำกัดของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปคือความหนาแน่นของหน้าตัดของกระสุน (ดูขีปนาวิถีภายนอก ) กระสุนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าที่มีน้ำหนักเท่ากันจะมี แรงต้านมากกว่าดังนั้นจึงสูญเสียพลังงานได้เร็วขึ้นหลังจากออกจากลำกล้อง โดยทั่วไป ปืนพกส่วนใหญ่ใช้กระสุนขนาดระหว่าง .355 (9 มม.) ถึง .45 (11.5 มม.) ในขณะที่ปืนไรเฟิลส่วนใหญ่มีขนาดตั้งแต่ .223 (5.56 มม.) ถึง .32 (8 มม.) แน่นอนว่ามีข้อยกเว้นมากมาย แต่กระสุนในช่วงระยะที่กำหนดนั้นให้ประสิทธิภาพการใช้งานทั่วไปที่ดีที่สุดปืนพกใช้กระสุนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นในลำกล้องสั้น และยอมรับการสูญเสียความเร็วในระยะไกลได้ เนื่องจากปืนพกไม่ค่อยได้ใช้สำหรับการยิงระยะไกล ปืนพกที่ออกแบบมาสำหรับการยิงระยะไกลโดยทั่วไปจะใกล้เคียงกับปืนไรเฟิลที่ตัดลำกล้องให้สั้นลงมากกว่าปืนพกประเภทอื่น

อีกประเด็นหนึ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกหรือพัฒนากระสุนปืน คือเรื่องแรงถีบ แรงถีบไม่ได้เป็นเพียงปฏิกิริยาจากการยิงกระสุนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงก๊าซจากดินปืนที่พุ่งออกจากลำกล้องด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วของกระสุนเสียอีก สำหรับกระสุนปืนพกที่มีกระสุนหนักและดินปืนเบา (เช่น กระสุน9×19 มม . อาจใช้ดินปืน 5 เกรน (320 มก.) และกระสุน 115 เกรน (7.5 กรัม)) แรงถีบจากดินปืนจะไม่มากนัก แต่สำหรับกระสุนปืนไรเฟิล (เช่น . 22-250 Remingtonที่ใช้ดินปืน 40 เกรน (2.6 กรัม) และกระสุน 40 เกรน (2.6 กรัม)) ดินปืนอาจเป็นแรงถีบส่วนใหญ่ได้

มีวิธีแก้ปัญหาเรื่องแรงถีบของปืน แต่ก็ต้องแลกมาด้วยค่าใช้จ่าย อุปกรณ์ลดแรงถีบหรือตัวชดเชยแรงถีบเป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนทิศทางของก๊าซดินปืนที่ปากลำกล้อง โดยปกติจะดันขึ้นและไปด้านหลัง ซึ่งจะทำงานคล้ายกับจรวด ดันปากลำกล้องลงและไปข้างหน้า แรงดันไปข้างหน้าช่วยลดความรู้สึกถึงแรงถีบของกระสุนโดยการดึงปืนไปข้างหน้า ในทางกลับกัน แรงดันลงช่วยชดเชยการหมุนที่เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าปืนส่วนใหญ่มีลำกล้องติดตั้งอยู่เหนือจุดศูนย์ถ่วงปืนต่อสู้แบบเปิดเผย ปืนไรเฟิลขนาดใหญ่ที่มีกำลังสูง ปืนพกระยะไกลที่ใช้กระสุนปืนไรเฟิล และปืนพกสำหรับยิงเร็วที่แม่นยำ ล้วนได้รับประโยชน์จากอุปกรณ์ลดแรงถีบนี้

ปืนที่มีกำลังสูงใช้เบรกปากลำกล้องเป็นหลักเพื่อลดแรงถีบ ซึ่งช่วยลดแรงกระแทกต่อผู้ยิงจากแรงถีบที่รุนแรง ปืนพกแบบยิงต่อเนื่องจะเปลี่ยนทิศทางพลังงานทั้งหมดขึ้นไปเพื่อต้านการหมุนของแรงถีบ และทำให้การยิงครั้งต่อไปเร็วขึ้นโดยการทำให้ปืนยังคงเล็งเป้าหมายอยู่ ข้อเสียของเบรกปากลำกล้องคือลำกล้องที่ยาวและหนักขึ้น และระดับเสียงและแสงวาบหลังปากลำกล้องของปืนไรเฟิลเพิ่มขึ้นอย่างมาก การยิงปืนโดยไม่มีเบรกปากลำกล้องและไม่มีอุปกรณ์ป้องกันหูอาจทำให้การได้ยินของผู้ใช้งานเสียหายได้ในที่สุด อย่างไรก็ตาม การยิงปืนไรเฟิลที่มีเบรกปากลำกล้อง ไม่ว่าจะมีการป้องกันหูหรือไม่ก็ตาม จะทำให้เกิดความเสียหายต่อหูอย่างถาวร^{[ 23 ]} (ดูเบรกปากลำกล้องสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อเสียของเบรกปากลำกล้อง)

อัตราส่วนน้ำหนักดินปืนต่อน้ำหนักหัวกระสุนก็เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพเช่นกัน ในกรณีของกระสุน .22-250 Remington พลังงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนก๊าซดินปืนนั้นมีมากกว่าพลังงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนหัวกระสุน กระสุน .22-250 จึงต้องใช้ปลอกกระสุนขนาดใหญ่และบรรจุดินปืนจำนวนมาก ซึ่งให้ความเร็วและพลังงานเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับกระสุนขนาด .22 อื่นๆ

ปืนขนาดเล็กเกือบทั้งหมด ยกเว้นปืนลูกซอง มีลำกล้องแบบมีร่องเกลียว ร่องเกลียวนี้ทำให้กระสุนหมุน ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้กระสุนพลิกคว่ำขณะบิน ร่องเกลียวมักจะเป็นร่องที่มีขอบคมตัดเป็นเกลียวตามแนวแกนของลำกล้อง มีจำนวนตั้งแต่ 2 ถึง 16 ร่อง บริเวณระหว่างร่องเกลียวเรียกว่าสันเกลียว

ระบบลำกล้อง แบบอีกแบบหนึ่ง คือ ลำกล้องแบบเหลี่ยมหลายเหลี่ยม (polygonal rifling) ซึ่งทำให้ลำกล้องมีหน้าตัดเป็นรูปเหลี่ยม ลำกล้องแบบเหลี่ยมหลายเหลี่ยมไม่เป็นที่นิยมมากนัก มีเพียง ผู้ผลิต ในยุโรป ไม่กี่ราย รวมถึงผู้ผลิตปืนชาวอเมริกันอย่างKahr Armsเท่านั้นที่ใช้ บริษัทที่ใช้ลำกล้องแบบเหลี่ยมหลายเหลี่ยมอ้างว่าให้ความแม่นยำมากขึ้น แรงเสียดทานน้อยลง และมีคราบตะกั่วและ/หรือทองแดงสะสมในลำกล้องน้อยลง อย่างไรก็ตาม ลำกล้องแบบร่องและสัน (land and groove rifling) แบบดั้งเดิมนั้นใช้ในปืนแข่งขันส่วนใหญ่ ดังนั้นข้อดีของลำกล้องแบบเหลี่ยมหลายเหลี่ยมจึงยังไม่ได้รับการพิสูจน์

มีวิธีการทำร่องเกลียวในลำกล้องปืนอยู่สี่วิธี:

• เครื่องจักรควบคุมการหมุนของหัวตัดเทียบกับลำกล้องปืน จะใช้หัวตัดแบบจุดเดียวลากไปตามลำกล้อง วิธีนี้ช้าที่สุด แต่ใช้อุปกรณ์ที่ง่ายที่สุด มักใช้โดยช่างทำปืน สั่งทำพิเศษ เนื่องจากสามารถทำให้ได้ลำกล้องที่มีความแม่นยำสูง
• การทำร่องเกลียวด้วยปุ่มกดใช้แม่พิมพ์ที่มีภาพกลับด้านของร่องเกลียวอยู่บนแม่พิมพ์ ซึ่งจะถูกดึงลงไปตามลำกล้องปืนพร้อมกับการหมุน ทำให้เกิดการอัดขึ้นรูปภายในลำกล้อง วิธีนี้สร้างร่องเกลียวทั้งหมดพร้อมกันโดยการเสียรูป และเร็วกว่าการทำร่องเกลียวด้วยการตัด
• การตีขึ้นรูปด้วยค้อนเป็นกระบวนการที่ใช้ลำกล้องปืนที่มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยและเจาะรูแล้ว มาวางรอบแกนหมุนที่มีรูปทรงกลับด้านตามความยาวของลำกล้องปืน จากนั้นหมุนลำกล้องและแกนหมุน แล้วใช้ค้อนไฟฟ้าตีขึ้นรูปภายในลำกล้อง วิธีนี้เป็นวิธีที่เร็วที่สุดและมักจะถูกที่สุดในการผลิตลำกล้องปืน แต่เครื่องมือมีราคาแพง ลำกล้องปืนที่ผลิตด้วยการตีขึ้นรูปด้วยค้อนโดยทั่วไปแล้วจะไม่สามารถให้ความแม่นยำได้เท่ากับสองวิธีแรกที่กล่าวมา
• กระบวนการ ตัดเฉือนด้วยการปล่อยประจุไฟฟ้า (EDM) หรือการตัดเฉือนด้วยไฟฟ้าเคมี (ECM) ใช้ไฟฟ้าในการกัดเซาะวัสดุ ซึ่งเป็นกระบวนการที่สร้างเส้นผ่านศูนย์กลางที่สม่ำเสมอสูงและผิวเรียบมาก โดยมีความเครียดน้อยกว่าวิธีการทำร่องเกลียวแบบอื่น EDM มีราคาแพงมากและส่วนใหญ่ใช้ในปืนใหญ่ลำกล้องยาวขนาดใหญ่ซึ่งวิธีการแบบดั้งเดิมทำได้ยากมาก^{[ 24 ]}ในขณะที่ ECM ถูกใช้โดยผู้ผลิตลำกล้องขนาดเล็กบางราย^{[ 25 ]}

หน้าที่ของลำกล้องปืนคือการสร้างการปิดผนึก ที่สม่ำเสมอ ช่วยให้กระสุนเร่งความเร็วได้ในระดับคงที่ นอกจากนี้ยังต้องสร้างแรงหมุนที่เหมาะสมและปล่อยกระสุนอย่างสม่ำเสมอและสมมาตรกับรูลำกล้อง แรงดันที่เหลืออยู่ในรูลำกล้องต้องถูกปล่อยออกมาอย่างสมมาตรเพื่อไม่ให้ด้านใดด้านหนึ่งของกระสุนได้รับแรงดันมากกว่าหรือน้อยกว่าด้านอื่นๆ

เพื่อรักษาการปิดผนึกแรงดันที่ดี รูลำกล้องต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่อย่างแม่นยำ หรือมีเส้นผ่านศูนย์กลางลดลงเล็กน้อยจากท้ายลำกล้องไปยังปากลำกล้อง การเพิ่มขึ้นของเส้นผ่านศูนย์กลางรูลำกล้องจะทำให้กระสุนเคลื่อนที่ ทำให้ก๊าซรั่วผ่านกระสุน ลดความเร็ว หรือทำให้กระสุนเอียงจนไม่ตรงกับแกนของรูลำกล้องอีกต่อไป ลำกล้องคุณภาพสูงจะถูกขัดเพื่อขจัดสิ่งกีดขวางใดๆ ในรูลำกล้องซึ่งจะทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางเปลี่ยนแปลง

กระบวนการขัดลำกล้องที่เรียกว่า " การขัด ด้วยไฟ " ใช้ "แท่ง" ตะกั่วที่มีขนาดใหญ่กว่าลำกล้องเล็กน้อยและเคลือบด้วยสารขัด ละเอียด เพื่อขจัดสิ่งกีดขวาง แท่งตะกั่วจะถูกส่งผ่านจากท้ายลำกล้องไปยังปากลำกล้องเพื่อขจัดสิ่งกีดขวาง ทำซ้ำหลายครั้ง และเมื่อลำกล้องมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ก็จะใช้สารขัดที่มีความละเอียดมากขึ้น ผลลัพธ์สุดท้ายคือลำกล้องที่เรียบลื่นเหมือนกระจก และมีลำกล้องที่สม่ำเสมอหรือค่อยๆ เรียวลง เทคนิคการขัดด้วยมือใช้แท่งไม้หรือโลหะอ่อนดึงหรือดันแท่งตะกั่วผ่านลำกล้อง ในขณะที่เทคนิคการขัดด้วยไฟแบบใหม่กว่านั้นใช้กระสุนที่มีแรงดันต่ำและบรรจุพิเศษเพื่อดันกระสุนตะกั่วอ่อนที่เคลือบด้วยสารขัดลงไปในลำกล้อง

อีกประเด็นหนึ่งที่มีผลต่อการยึดกระสุนของลำกล้องคือร่องเกลียว เมื่อกระสุนถูกยิง มันจะถูกดันเข้าไปในร่องเกลียว ซึ่งจะตัดหรือ " สลัก " พื้นผิวของกระสุน หากร่องเกลียวมีอัตราการบิดคงที่ ร่องเกลียวจะวิ่งไปตามร่องที่สลักไว้บนกระสุน และทุกอย่างจะแน่นหนาและปิดสนิท หากร่องเกลียวมีอัตราการบิดลดลง มุมที่เปลี่ยนไปของร่องเกลียวในร่องที่สลักไว้บนกระสุนจะทำให้ร่องเกลียวแคบลงกว่าร่อง ทำให้ก๊าซสามารถทะลุผ่านได้ และทำให้การยึดกระสุนกับลำกล้องหลวมลง อย่างไรก็ตาม อัตราการบิดที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ร่องเกลียวกว้างขึ้นกว่าร่องบนกระสุน รักษาการปิดผนึกไว้ เมื่อเลือกใช้ลำกล้องปืนที่มีร่องเกลียวปลายที่มีอัตราการบิดสูงกว่าจะอยู่ด้านปากลำกล้อง

ปากกระบอกปืนเป็นส่วนสุดท้ายที่สัมผัสกับกระสุนก่อนที่กระสุนจะเข้าสู่วิถีโค้ง และด้วยเหตุนี้จึงมีโอกาสมากที่สุดที่จะรบกวนวิถีการบินของกระสุน ปากกระบอกปืนต้องยอมให้ก๊าซออกจากลำกล้องอย่างสมมาตรความไม่สมมาตร ใดๆ จะทำให้เกิดแรงดันที่ไม่สม่ำเสมอที่ฐานของกระสุน ซึ่งจะรบกวนวิถีการบินของกระสุน ปลายปากกระบอกปืนเรียกว่า "มงกุฎ" และโดยปกติแล้วจะมีการลบมุมหรือเว้าเพื่อป้องกันการกระแทกหรือรอยขีดข่วนที่อาจส่งผลต่อความแม่นยำ

ก่อนที่ลำกล้องจะปล่อยกระสุนออกมาได้อย่างสม่ำเสมอ ลำกล้องจะต้องจับกระสุนไว้ได้อย่างสม่ำเสมอเสียก่อน ส่วนของลำกล้องระหว่างจุดที่กระสุนออกจากปลอกกระสุนและเข้าสู่ร่องเกลียว เรียกว่า "คอลำกล้อง" และความยาวของคอลำกล้องเรียกว่า "ระยะฟรีบอร์ " ในปืนบางชนิด ระยะฟรีบอร์จะเป็นศูนย์ เนื่องจากกระบวนการบรรจุกระสุนจะดันกระสุนเข้าไปในร่องเกลียวโดยอัตโนมัติ ซึ่งพบได้ทั่วไปในปืนไรเฟิลสำหรับยิงเป้าแบบใช้กระสุนขอบชนวนที่มีกำลังต่ำ การวางตำแหน่งของกระสุนในร่องเกลียวทำให้การเปลี่ยนผ่านระหว่างปลอกกระสุนและร่องเกลียวเป็นไปอย่างรวดเร็วและมั่นคง ข้อเสียคือ ปลอกกระสุนถูกยึดไว้อย่างแน่นหนา และการพยายามดึงกระสุนที่ยังไม่ได้ยิงออกอาจทำได้ยาก จนถึงขั้นอาจต้องดึงกระสุนออกจากปลอกกระสุนในกรณีที่รุนแรงที่สุด

ในกรณีของกระสุนที่มีกำลังสูง จำเป็นต้องใช้แรงมหาศาลในการยิงหัวกระสุน ซึ่งอาจทำให้ความดันในห้องบรรจุสูงเกินกว่าความดันสูงสุดที่ออกแบบไว้ ปืนไรเฟิลที่มีกำลังสูงมักจะมีระยะฟรีบอร์ที่ยาวกว่า เพื่อให้หัวกระสุนได้รับแรงส่ง ทำให้ความดันในห้องบรรจุลดลงเล็กน้อยก่อนที่หัวกระสุนจะเข้าสู่ร่องเกลียว อย่างไรก็ตาม การเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้หัวกระสุนเอียงขณะเข้าสู่ร่องเกลียว ส่งผลให้หัวกระสุนไม่เข้าสู่ลำกล้องอย่างตรงแนว

ลักษณะเด่นของปืนลูกโม่คือกระบอกหมุนที่แยกจากลำกล้อง ซึ่งบรรจุกระสุนไว้ภายใน โดยทั่วไปปืนลูกโม่จะมี 5 ถึง 10 ช่องกระสุน และปัญหาแรกคือการตรวจสอบให้แน่ใจว่าช่องกระสุนแต่ละช่องมีความสม่ำเสมอ เพราะหากไม่สม่ำเสมอ จุดที่กระสุนตกกระทบก็จะแตกต่างกันไปในแต่ละช่อง นอกจากนี้ ช่องกระสุนต้องเรียงตัวให้สอดคล้องกับลำกล้อง เพื่อให้กระสุนเข้าสู่ลำกล้องในลักษณะเดียวกันจากทุกช่องกระสุน

คอของปืนลูกโม่ประกอบด้วยสองส่วนแยกกัน คือ คอของกระบอกปืนและคอของลำกล้อง โดยมีขนาดให้ตรงกลางกับห้องบรรจุและใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของกระสุนเล็กน้อย ช่องว่างระหว่างกระบอกปืนและลำกล้องต้องกว้างพอที่จะให้กระบอกปืนหมุนได้อย่างอิสระแม้จะมีคราบดินปืนติดอยู่ แต่ก็ไม่ควรกว้างเกินไปจนทำให้แก๊สรั่วไหลมากเกินไป กรวยบังคับกระสุน ซึ่งเป็นส่วนที่กระสุนถูกนำทางจากกระบอกปืนเข้าไปในลำกล้อง ควรลึกพอที่จะบังคับกระสุนเข้าไปในลำกล้องโดยไม่เสียรูปทรงมากนัก ต่างจากปืนไรเฟิลที่ส่วนที่เป็นเกลียวของลำกล้องอยู่ในห้องบรรจุ เกลียวของลำกล้องปืนลูกโม่จะอยู่รอบปลายด้านท้ายของลำกล้อง อาจเกิดการบีบอัดของลำกล้องเมื่อขันลำกล้องเข้ากับโครงปืน การตัดกรวยบังคับกระสุนให้ยาวขึ้นสามารถช่วยลดจุด "คอขวด" นี้ได้ เช่นเดียวกับการขัดลำกล้องหลังจากประกอบเข้ากับโครงปืนแล้ว

• วิถีกระสุนภายนอก
• ฝาครอบจุดระเบิดสำหรับประวัติความเป็นมาของดินปืนและฝาครอบจุดระเบิดในยุคแรก
• วิถีกระสุนขั้นสุดท้าย
• วิถีกระสุนช่วงเปลี่ยนผ่าน
• ฟิสิกส์ของอาวุธปืน
• ตารางแสดงขนาดกระสุนปืนพกและปืนไรเฟิล

• Gonzalez Jr., Joe Robert (1990), การเพิ่มประสิทธิภาพขีปนาวิถีภายใน (PDF) , วิทยานิพนธ์, AD-A225 791, เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2012
• ฮอร์สต์, อัลเบิร์ต ดับเบิลยู. (พฤศจิกายน 2548), การเดินทางโดยสังเขปผ่านประวัติศาสตร์ของระบบขับเคลื่อนปืน , อาเบอร์ดีน โพรวิง กราวด์, แมริแลนด์: ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพบกสหรัฐอเมริกา, ARL-TR-3671
• Mader, Charles L. (2008), การสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขของวัตถุระเบิดและเชื้อเพลิงขับดัน (ฉบับที่ 3), CRC Press, ISBN 978-1-4200-5238-1
• หลักสูตรระยะสั้น (มาก) เกี่ยวกับวิถีกระสุนภายในโดย ฟร. ฟร็อก
• Mungan, Carl E. (9 มีนาคม 2552), "วิถีกระสุนภายในของปืนใหญ่มันฝรั่งแบบใช้ลม" (PDF) , European Journal of Physics , 30 (3): 453– 457, Bibcode : 2009EJPh...30..453M , doi : 10.1088/0143-0807/30/3/003 , S2CID  35147997 , เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 16 มีนาคม 2556
• ซอฟต์แวร์คำนวณวิถีกระสุน QuickLOAD