Оружие с кремневой конструкцией замка повсеместно использовалось с середины XVII до 50-х годов XIX века. И хотя ряд мастеров внесли в кремневый замок ряд улучшений, никаких радикальных новшеств в классическую конструкцию за почти двести лет внесено не было. Оружейникам так и не удалось решить главный вопрос: низкую надежность воспламенения порохового заряда. Как правило, из 100 выстрелов в 20 случаях ружье давало осечку, а кремень нормально функционировал в среднем 50 выстрелов, после чего его нужно было заменять другим. Низкая скорострельность и малая кучность долго оставались бичом огнестрельного оружия.
Усовершенствование замков
В 1799 химик Эдвард Говард в Англии изобретает гремучую ртуть. Но попытки использовать ее в стрельбе роли пороха окончились плачевно — взрыв был таким быстрым и сильным, что ружье разрывалось. Свойствами гремучей ртути реагировать на самый легкий удар заинтересовался шотландец Форсайт. В 1807 году он получил патент на «химический замок», который представлял собой цилиндр маленького размера, находящийся над затравочной полкой. Когда стрелок опрокидывал эту деталь, на полку попадала затравка, воспламеняющаяся при ударе курка по молоточку.
Немного позже были созданы капсюли с использованием бумаги — пистоны. Гремучая ртуть смешивалась со смолой, олифой или воском, в результате чего получались взрывчатые шарики. Их вклеивали между двумя листками бумаги, обработанной воском. Мастера стали соединять пистоны в виде цельной ленты. Ее старались сформировать таким образом, чтобы при взаимодействии с механизмом замка получалась автоматическая затравка. В 1818 году еще один англичанин Джозеф Эгг сконструировал замок с подвижным магазином, куда были помещены пистоны. Курок при взводе сдвигался, в результате чего пистон попадал в специальное углубление на полке для затравки.
Зажигание пороха с помощью такого пистона-капсюля стало более удобным по сравнению с кремневым замком. Капсюли не боялись сырости, практически не давали осечек. К тому же, независимо от положения оружия, новая конструкция позволяла стрелять мгновенно. Достоинства капсюльного замка первыми приняли и оценили охотники. Позже оружие с капсюлем заинтересовало и военных. В 30-х годах XIX столетия первые капсюльные ружья появились в армиях Франции и Соединенных Штатов Америки.
Проблема проходимости
От пули в те времена требовалось обладать несовместимыми свойствами. В ствол она должна была входить с зазором, для облегчения процесса зарядки ружья. Обратный же ход пули должен был происходить туго, без зазора. Это был настоящий вызов инженерному гению. Над решением этой двойной проблемы работали в разное время изобретатели многих стран. Одним из выходов стало применение специальных пуль. К примеру, в 1848 году французский капитан Минье впервые провел эксперименты с пулей продолговатой формы. Снизу у нее имелась глубокая выемка — туда помещался специальный железный стаканчик. В ствол такая пуля попадала свободно, но при выстреле горячие пороховые газы под большим давлением вгоняли железный стаканчик внутрь пули, и снаряд расширялся. В ходе своего движения вдоль ствола такая пуля плотно прижималась к нарезке и получала хороший вращательный импульс.
Необходимость казнозарядных ружей
Винтовки, приспособленные под стрельбу пулями Минье, как, впрочем и всё оружие которое нужно было заряжать с дула, имели один общий крупный минус: их надо было заряжать стоя, что не всегда можно было сделать в полевых условиях. Только сделав возможной зарядку винтовки с задней части (казны), можно было избавиться от неудобства, а вместе с этим и добиться серьезного улучшения показателей скорострельности.
В артиллерии казнозарядные пушки существовали еще в XIV веке. Попытки создавать ручное оружие подобного типа, как правило, заканчивались провалом — зарядный блок был слишком чувствительным к пороховому нагару, загрязнявшему конструкцию. В 1758 году французы попытались изготовлять казнозарядные ружья, но смерть конструктора помешала дальнейшему внедрению этой новинки. В 1770-х годах британский капитан Патрик Фергюсон создал более удачную конструкцию казнозарядного ружья, но проект снова застопорился в связи со смертью создателя. Только с развитием промышленных мануфактур казнозарядное оружие в небольших количествах стало появляться в армиях и частных коллекциях.
Возникновение унитарного патрона
Казнозарядное оружие было уже неплохим нововведением, но процесс зарядки все еще шел достаточно медленно. Не хватало малости: универсального боеприпаса, который объединил бы в себе порох, патрон и капсюль.
В 1812 году швейцарец Самюэль-Иоганн Паули запатентовал казнозарядное ружье системы центрального боя, которое впервые в мире заряжалось унитарным патроном. В уникальном ружье использовались бумажные или металлические патроны с металлическим поддоном и капсюльным устройством. Изобретатель чуть ли не на 50 лет обогнал свое время: его ружье отличалось скорострельностью, а также некоторыми другими нововведениями — автоматическим взведением курка и системой экстракции гильз. В то время, когда приличной скоростью считалось 8 выстрелов в минуту, ружье Паули без проблем делало 11 выстрелов. А по дальнобойности и кучности стрельбы оно вдвое превосходило своих современников.
В 1813 году министр полиции Франции писал императору Наполеону об очень выгодном изобретении господина Паули. Его так впечатлила демонстрация ружья, что он сразу поставил в известность артиллерийский комитет и самого императора. Диктатор выразил желание лично ознакомиться с изобретением, но срочные дела сделали невозможной встречу двух знаменитых людей. В 1818-м Самюэль Паули доработал свою винтовку, в которой вместо простого бокового замка с курком поворотной конструкции впервые был задействован ударник со спиральной пружиной, боек которого разбивал ударный состав оригинального капсюльного устройства. Боевая спиральная пружина в комплексе с ударником стержневой конструкции до Паули были неизвестны. Именно эту идею позже взял за основу своего игольчатого ружья Иоганн Николай фон Дрейзе из Германии.
Жаль, что после падения Наполеона генералы основной целью своей борьбы сделали власть, а не научный прогресс, и про французское изобретение успешно забыли, а его создатель умер в безвестности.
Винтовка Дрейзе
Первое удачное массовое ружье, заряжавшееся с казны, в 1836 году предложил именно Дрейзе. Патрон для своей винтовки он позаимствовал у Паули, у которого работал подмастерьем.
Задняя часть винтовки Дрейзе имела в конструкции особый затвор. Сдвинув эту деталь назад, стрелок открывал ствол, куда вставлял патрон. В затворе была размещена острая длинная игла, а за иглой — сжатая пружина. Эта конструкция удерживалась скобой, соединенной со спуском. Когда стрелок тянул за спуск, скоба освобождала пружину, а та в свою очередь придавала импульс игле. Игла прокалывала бумажное дно патрона, протыкала заряд пороха и била в капсюль, отчего гремучая ртуть, находящаяся в капсюле, взрывалась.
Двуствольные и одноствольные ружья игольчатой конструкции были очень популярны в Германии в 1850 — первой половине 1860-х годов. Они стали и одним из прообразов массово доступной охотничьей винтовки, которая заряжалась готовым патроном. Кроме Дрейзе, было еще несколько мастеров и частных фирм изготавливали подобные ружья.
Удобство охотничьих винтовок системы Дрейзе заключалось в том, что это оружие легко было переделать под патрон центрального боя. В музеях можно увидеть немало образцов с подобным усовершенствованием конструкции, что продлило жизнь таким ружьям практически на два десятка лет.
Двустволка нового времени
Параллельно с Дрейзе в 1836 году оружейный мастер Лефоше во Франции изобрел казнозарядное ружье, прообраз современной двустволки. Ружье имело ствол, закрепленный на качающемся шарнире. Для прочного соединения ствола и колодки использовалась задвижка, которая входила в специальный вырез крюка под стволами. Конструкция ружья не подразумевала экстрактора, гильзу убирали пальцами, беря ее за специальную шпильку. Заряжалось такое ружье довольно быстро. Хотя минус все же был — патроны такой конструкции обладали высокой чувствительностью, боялись случайных ударов и требовали осторожного обращения.
В середине XIX века популярность ружей Лефоше была очень высокой. Из-за этого многие оружейные мастера по всей Европе начали выпускать оружие, приспособленное под патрон шпилечного типа. Для военного применения «переломная» система не подходила из-за недостатка конструкции затворной части - не обеспечивалась надежная обтюрация для применения заряда увеличенной мощности. Зато в виде охотничьих одностволок и двустволок подобные системы получили общеевропейское распространение.