Но получить сверла и другой инструмент достаточной точности и прочности при таком диаметре было проблемой, да и засыпать порох в столь узкий канал ствола, равно как и чистить ствол, было трудно. Поэтому остановились на калибре в блиний (15,24 мм). К тому времени подобное уменьшение калибра состоялось в Великобритании и Испании. Члены Российского Артиллерийского комитета А.В. Лядин, Л.Г. Резвый, К.И. Константинов и другие разработали соответствующую конструкцию дульнозарядного капсюльного нарезного ружья с 4 нарезами, которое и приняли на вооружение в 1856 году под названием «6-линейная нарезная винтовка». С этого времени термин «винтовка» прочно укоренился в русском военном лексиконе. Поначалу винтовку с прицелом до 1 200 шагов получили стрелковые батальоны и роты, а также унтер-офицеры пехоты. Но вскоре на ее основе создали пехотную (прицел до 600 шагов), затем – драгунскую и казачью винтовки (последнюю разработал мастер А.Е. Чернолихов). Попала винтовка и на флот. Нарезка прицела показывала, что военное руководство еще не осознало силу и значение прицельного пехотного огня и стремилось делить пехоту на «линейных» и «стрелков». При производстве 6-линейных винтовок переходили от ручной к машинно-ручной выделке с использованием импортных станков. Вопрос о переходе от железных стволов к стальным решить не удалось. Имея отличных металлургов, Россия по объему производства стали в это время много уступала Великобритании, Франции, Пруссии, и стальные стволы получила лишь небольшая часть винтовок – в опытном порядке.
Перевооружение требовало изменить все стрелковое дело в армии, и в конце 1857 года по предложению генерал-фельдцейхмейстера великого князя Михаила Павловича в Царском Селе организовали Офицерскую стрелковую школу для подготовки инструкторов по стрелковому делу для армейских и гвардейских частей. Со временем эта школа стала исследовательским и испытательным центром пехотного оружия. Развитием теоретической базы стрелкового оружия занялись такие выдающиеся специалисты, как В.Л. Чебышев. В целом это время дало России ряд блестящих теоретиков и практиков артиллерийской и оружейной техники. Экспериментальной базой работ над стрелковым оружием стал находившийся недалеко от Петербурга Сестрорецкий оружейный завод.
Винтовка 1856 года оказалась много удачнее имевшихся зарубежных образцов, вот только сами эти образцы вскоре оказались устаревшими, как и русские винтовки.
Встал вопрос о казнозарядном оружии. Нужно было искать способ переделки винтовок образца 1856 и 1858 годов в казнозарядные, но непонятно было, под какой патрон. Военный министр Д.А. Милютин признавал: «…техника шла вперед такими быстрыми шагами, что, прежде чем предложенные заказы были испытаны, появлялись уже новые требования и делались новые заказы». Он же назвал перевооружение 1860-х годов «несчастной ружейной драмой».
С 1859 года Оружейная комиссия (ранее – Комитет по улучшению штуцеров и ружей) испытала свыше 130 иностранных и не менее 20 отечественных систем. Оружейный мастер Ф.Ф. Труммер в 1861 году предлагал усовершенствованную им двухпульную систему бельгийца Жилле с пулями впереди и позади порохового заряда: одна пуля вылетала через ствол, вторая, осаживаясь давлением газов, запирала казенный срез, следующий патрон проталкивал вторую пулю с остатками бумаги вперед, и теперь она становилась снарядом. Ни стабильного боя, ни надежной обтюрации не получалось, и винтовку Жилле-Труммера отвергли. В 1866 году по настоянию возглавлявшего Оружейную комиссию герцога Мекленбургского остановились на системе англичанина Терри, улучшенной браковщиком Тульского оружейного завода И.Г. Норманом и тем же Труммером. Делалось все просто: в казенную часть ствола ввинчивалась ствольная коробка с продольно скользящим поворотным затвором, старый капсюльный замок оставался. «Скорострельную капсюльную винтовку» Терри-Нормана приняли на вооружение, чтобы… снять через несколько месяцев как устаревшую.
Испытания игольчатых винтовок разных систем выявили немало их недостатков. Группа оружейников во главе с полковником Н.И. Чагиным занялась игольчатой системой другого англичанина, Карле, бывшей развитием системы Шаспо. Капсюль размещался в усиленном картонном дне бумажного унитарного патрона, снаряженного пулей Минье, иглу можно было сделать короче и прочнее, а прорыв газов предотвращал обтюратор из кожаных кружков. Затвор – поворотный, с двумя боевыми выступами. Переделка стоила недорого. Правда, остатки гильзы приходилось проталкивать через ствол следующей пулей, в результате до 20% пуль уходило далеко от цели. Тем не менее в 1867 году утвердили винтовку Карле, патрон к ней с пулей Вельтищева и зарядом черного ружейного пороха, принятого для всего стрелкового оружия как единый. Характерно, что в том же году приняли и систему казнозарядной нарезной артиллерии. К переделке 6-линейных винтовок в игольчатые привлекли кроме казенных частные заводы Нобеля, Виноградова, Мейнгарда, Стандершельда, новые же винтовки делали только казенные Тульский, Сестрорецкий и Ижевский заводы. Войска перевооружили игольчатой винтовкой к 1874 году, за это время чертеж ее и патрона меняли несколько раз. Во время Русско-турецкой войны 1877—1878 годов войска Кавказского фронта брали Каре, Ардаган, Эрзерум, Баязет с этой винтовкой в руках.
Замедляли дело и слабость технической базы, и попытка «приватизации» оружейного производства. Желая снять с себя расходы на его преобразование – переход от «приписных рабочих» к вольному найму, а также обновление оборудования, – правительство решило передать заводы в арендно-коммерческое управление. В стране шли реформы, а значит, средств постоянно не хватало. В результате Военное ведомство получило постоянную головную боль. И ведь попали заводы в руки квалифицированных специалистов, знатоков оружия и производства: Тульский получил в управление генерал-майор К.К. Стандершельд, Сестрорецкий – полковник О.Г. Лилиенфельд, Ижевский – полковник А.А. Фролов с капитаном Стандершельдом (братом тульского арендатора), а позже – капитан П.А. Бильдерлинг. И «госзаказ» был. Но арендаторы нуждались в скорейшей прибыли, не имея при этом средств для обновления производства. Штучные образцы русского оружия получали призы на международных выставках, пока внутри страны Военное ведомство стонало от выросшего брака, неисполнительности арендно-коммерческих заводов и лишних затрат. Мастеровые же чуть ли не обратно «в крепость» просились: раньше хотя бы был постоянный заработок. Закончить «несчастную ружейную драму» удалось лишь с возвращением заводов в казенное управление.
А тут не за горами было и новое перевооружение винтовками под металлический патрон и со стальными стволами. По значению это можно сравнить с перевооружением всей современной армии высокоточными комплексами нового поколения. В 1866 году в «Охтинском капсюльном заведении» начали опытное изготовление металлических патронов.
Среди различных предложений по переделке 6-линейных винтовок под металлический патрон центрального воспламенения одной из лучших оказалась система начальника Морского музея в Петербурге лейтенанта Н.М. Баранова. Его винтовка имела откидной верх затвора по типу Альбини, поэтому систему часто именовали «Альбини-Баранов», хотя Баранов существенно улучшил и упростил систему. В казенной части ствола разделывался патронник, навинчивалась ствольная коробка, в ней на шарнире крепился откидной вверх-вперед затвор. К головке курка шпилькой крепился стержень, входивший в ствольную коробку и игравший роль и собственно курка (он бил по ударнику в затворе), и запирающего клина.
Достоинства системы Баранова были следующими – прочность, сохранение при переделке ствола, ложи, замка, недостатки – сложность заряжания при большом угле возвышения (затвор падал под силой своей тяжести), осмотра и чистки канала ствола.
Конкурентом системе Баранова была винтовка выдающегося австрийского оружейника, чеха по национальности, С. Крнки барона Гогенбрюка. Хотя винтовку Крнки не приняли в Австро-Венгрии, она заинтересовала русское Военное ведомство. Винтовка имела откидной влево затвор и горизонтально расположенный ударник, курок также оставался внешним, но был отогнут внутрь, проще, чем в винтовке Баранова. В обеих системах стреляная гильза не выбрасывалась – стрелок извлекал ее рукой. Предварительные испытания «карабина» Крнки прошли в июле 1867 года успешно, но не решили вопроса о принятии на вооружение. Дело было не в «косности» военных чинов: они видели достоинства металлического патрона, но также понимали, каких усилий и затрат потребует «установка у нас валовой фабрикации» патронов с требуемой точностью. Поэтому вновь раздавались голоса, что, дескать, бумажные патроны можно делать в войсках (хотя капсюли войсковые лаборатории и мастерские делать не могли), что металлическая гильза дорога, патрон тяжел, что ускорение заряжания вызовет излишний расход патронов. Но русские военные агенты за рубежом все чаще сообщали об официальных опытах с винтовками под металлический патрон. Да и регулярные осложнения международной обстановки заставляли торопиться.