Сердечник пули выполняется из сурьмянистого свинца (свинцовый сердечник) или включает стальной сердечник и свинцовую рубашку. Пули со стальным сердечником имеют большую пробивную способность и широко используются для военного оружия.
В рамках семейства одного патрона можно встретить большое разнообразие пуль. Так, трассирующая пуля имеет в хвостовой части стаканчик с запрессованным трассирующим составом, включающим горючий металлический порошок (алюминий, магний), окислитель (соли, богатые кислородом), склеивающие вещества и замедлители (парафин, масла) и поджигаемым при выстреле пороховыми газами. Бронебойные пули снабжаются упрочненным сердечником. Для повышения пробивного действия пули твердый стальной сердечник может оголяться в головной части – это позволяет ему при попадании в цель легче выйти из оболочки пули. Оболочка при попадании в стальной лист или бронежилет расплющивается и способствует правильному движению сердечника, а в мягкой цели разворачивается. Бронебойно-зажигательные пули обычно имеют стальной сердечник со свинцовой рубашкой, в носовой части сердечник окружает зажигательный состав. При ударе сердечник продвигается вперед, пробивая преграду и способствуя воспламенению состава, пламя проникает через отверстие преграды. Пристрелочные пули содержат состав, дающий при попадании яркую вспышку или хорошо различимое на фоне цели облачко дыма. Стрельбы пулями, содержащими разрывной или зажигательный состав, по живым целям неоднократно пытались запретить, однако развитие военной техники настоятельно требовало расширения выпуска специальных пуль, а контролировать их расход в напряженной боевой ситуации практически невозможно.
Требования точности и кучности стрельбы обеспечиваются точностью изготовления, выдерживанием однообразия формы пули и ее балансировки (положение центра тяжести относительно оси пули и центра давления).
Патроны, используемые совместно с глушителями (приборами беззвучной и беспламенной стрельбы), обычно имеют утяжеленную обычную пулю – это позволяет,
во-первых, уменьшить начальную скорость пули ниже скорости звука, почти не меняя навеску пороха,
во-вторых, сохранить стабилизацию пулю на траектории и ее останавливающее действие при меньшей скорости. В другом варианте уменьшаются навеска пороха и объем зарядной камеры в гильзе (чтобы избежать пересыпания пороха в гильзе и осечки).
Сочетание массы пули, ее скорости и величины давления газов в канале ствола в любом случае должно обеспечить работу автоматики оружия.
Учебные патроны представлены в основном практическими, выполненными удалением порохового заряда из боевого или в виде литой пластиковой болванки. Упомянем также тренировочные патроны с красящими или легкими легкоразрушающимися пулями – их вес достаточен только для работы автоматики, а при встрече с мишенью пуля разрушается на мелкие безопасные осколки. Так, английская пуля FTA к учебному варианту патрона 5,56x45 изготовлена спеканием прессованного металлического порошка и пластиковой крошки, ее баллистика на дальности до 100 м аналогична штатному SS109, но далее пуля быстро теряет скорость. Масса пули достаточна только для надежной работы автоматики оружия, а при попадании в мишень она легко разрушается. «Красящие» патроны позволяют обозначать попадания в ходе двухсторонних учений. Пуля FX «Симюнишн» для 9-мм тренировочных патронов представляет собой капсулу с красным красителем на основе моющего средства. Лазерные имитаторы стрельбы не заменяют такие тренировочные патроны, поскольку определяют лишь точность прицеливания, а не попадания.
Гильза патрона решает ряд задач – объединение основных элементов патрона, предохранение их от воздействия внешних условий, обтюрация патронника: прижимаясь при выстреле давлением пороховых газов к стенкам патронника, она предотвращает прорыв газов в сторону затвора. В патронах для нарезного оружия используются цельнотянутые металлические (латунные, стальные, алюминиевые) гильзы, для гладкоствольных ружей – чаще пластмассовые или составные. Материал и технология изготовления гильзы имеют немаловажное значение для обеспечения надежности действия оружия, точности стрельбы, устойчивой работы системы перезаряжания. При массовом производстве стоимость гильзы составляет до 60 % стоимости всего патрона. Понятен поиск менее дефицитных материалов. Стальные гильзы дешевле латунных, незначительно уступают им в пластических свойствах, однако более подвержены оржавлению, и патроны с ними быстрее приходят в негодность. Алюминиевые гильзы способны заменить стальные и латунные в патронах средней мощности. Попытки создания пластиковых гильз для нарезных образцов пока дали довольно скромные результаты, не выходящие за рамки учебных и тренировочных патронов.
Гильзы могут быть цилиндрической или бутылочной формы. Цилиндрической гильзе для облегчения экстракции (извлечения) из патронника иногда придается некоторая конусность. Цилиндрические гильзы используются в пистолетных патронах, в патроннике фиксируются обычно передним срезом. Цилиндрические гильзы гладкоствольных ружей имеют выступающую закраину – при различных вариантах снаряжения такой патрон может иметь различную длину, и фиксация закраиной наиболее надежна. Бутылочные гильзы фиксируются скатом, на ряде старых патронов (включая отечественный 7,62x53) – выступающей закраиной. Для экстракции гильзы большинство патронов имеют в задней части кольцевую проточку под зуб выбрасывателя, патрон с выступающей закраиной выбрасыватель захватывает за эту закраину.
Фиксация пули в дульце гильзы производится плотной посадкой, обжимкой, завальцовкой края дульца в канавку пули или кернением. На донце гильзы наносится маркировка, включающая обозначение марки патрона, аббревиатуру или кодовый номер производителя, год выпуска, при массовом производстве может указываться также месяц или квартал.
Различные варианты штатных и опытных патронов: 1,62 -мм М80; 5,5б~мм патроны, использовавшиеся в программе ACR, – М855; дву- пульный «Кольт Дуплекс» в гильзе штатного 5,56x45; патрон AAI со стреловидной подкалиберной пулей в гильзе штатного 5,56x45; телескопический патрон «Штейр-Манлихер» со стреловидной подкалиберной пулей в пластиковой гильзе; безгильзовый патрон «Динамит-Нобель»
Уже около 40 лет ведутся работы над безгильзовыми боеприпасами, которые позволили бы намного упростить конструкцию оружия, повысив его надежность. Но дело до сих пор не пошло дальше опытных образцов. Главными проблемами остаются прочность патрона и высокая вероятность самовоспламенения заряда в нагретом стволе. Дальше всех продвинулась, пожалуй, германская фирма «Хеклер унд Кох», применившая в своей винтовке G11 оригинальный принцип: стрельба безгильзовыми патронами фиксированными очередями по три выстрела с темпом до 2000 выстрелов в минуту. Неоднократно заявлялось, что G11 вот-вот поступит на вооружение бундесвера, в начале 1990-х гг. она дошла до войсковых испытаний, на чем и остановилась. Не вышли из стадии экспериментов и рабочих макетов патроны для «беззатворного оружия», «реактивные пули», а также оружие с жидкими и газообразными метательными веществами – как ни расписывали их достоинства. Наиболее вероятно, что развитие стрелкового оружия в ближайшее время будет идти в рамках модернизации «классических» боеприпасов.
Боевой заряд патрона состоит из бездымного пороха. Современные бездымные пороха представляют собой коллоидальные смеси пироксилина (нитрата целлюлозы) с растворителями различных типов – летучими (эфирный спирт с серным эфиром, ацетоном) и труднолетучими (нитроглицерин). Изготавливается порох в форме зерен, величина, форма и химический состав которых зависит от целевого назначения – ружейный, винтовочный, пистолетный и тд. При короткоствольном оружии подбирают порох с малым размером зерен – для обеспечения полного сгорания заряда за время движения пули по каналу ствола. Плотность заряжания (отношение веса заряда к объему зарядной каморы) определяется размерами зарядной каморы гильзы, допустимым давлением в канале ствола и для пистолетных патронов обычно невелика. Отношение массы пули к массе порохового заряда у пистолетных патронов – от 10 до 45, у промежуточных и винтовочных – 2-4. Для обеспечения длительного хранения в пороховой состав могут вводится стабилизаторы.