Các loại súng nạp đạn từ miệng súng hay còn gọi là súng hỏa mai khá gây bất tiện trên chiến trường vì chúng cần thời gian nạp đạn rất lâu, hỏa lực suy giảm theo từng lượt bắn và quy trình nạp đạn từ nòng súng cũng không phù hợp với các loại nòng súng có rãnh. Điều đó đồng nghĩa với việc súng nạp đạn từ miệng súng toàn sử dụng nòng trơn, dẫn đến việc bắn kém hiệu quả, kém chính xác và sức công phá yếu.
Đạn liền khối.
Các loại súng hỏa mai nạp đạn từ miệng sử dụng đạn không liền khối, nghĩa là viên đạn sẽ chỉ là một khối kim loại còn thuốc súng và kíp hỏa được đặt riêng, khiến thời gian nạp đạn mất thời gian lâu vì có quá nhiều thứ cần được đặt vào đúng chỗ của nó.
Súng hỏa mai hay còn gọi là các loại súng nạp đạn từ miệng có tầm bắn rất ngắn, chỉ khoảng 100 mét đổ lại và đường đạn bay không ổn định, để tăng sức sát thương, binh lính sẽ phải dàn hàng đứng sát nhau để tạo được mật độ đạn đủ lớn, một kiểu dùng số lượng bù chất lượng. Nguồn ảnh: Know.
Mọi chuyện dần thay đổi vào thế kỷ 19 khi kỹ sư chế tạo súng Johannes Pauly người Thụy Sĩ lần đầu tiên phát minh ra loại súng nạp đạn từ phía sau vào năm 1812. Pauly đã tạo ra một khẩu súng săn với nòng được thiết kế có bản lề, sử dụng một loại đạn vỏ giấy liền khối có chứa đủ các thành phần gắn với đầu vỏ làm bằng đồng có chứa một viên hạt lửa và thuốc nổ. Viên đạn có cả vỏ được đặt vào trong nòng súng đang mở, sau đó đóng nòng súng lại.
Khi người bắn kéo cò súng, một kíp hỏa ở đuôi nòng cố định sẽ đập vào hạt lửa và kích nổ viên đạn. Đầu vỏ đạn đồng sẽ giãn nở để bịt kín nòng súng, không cho khí thoát ra ngoài. Cần phải nhấn mạnh, vào thời điểm này mỗi người lính bộ binh bắn được ba phát súng nạp đạn từ miệng trong mỗi phút đã được xếp vào hàng tinh nhuệ, ấy vậy mà khẩu súng của Pauly trong một buổi trình diễn đã bắn được tới 22 phát đạn.
Ý tưởng này của Pauly đã được Casimir Lefaucheaux một nhà phát minh người Pháp tiếp tục phát triển và cải tiến. Đến năm 1835, ông đăng ký bằng sáng chế cho một loại đạn nạp hậu mới, gọi là đạn có điểm hỏa liền (pinfire). Toàn bộ vỏ đạn được làm bằng đồng, có sẵn thuốc súng, hạt lửa và đầu đạn ở bên trong. Có một chốt điểm hỏa nhô ra từ thành của viên đạn, ở đầu phía bên kia có hạt lửa. Khẩu súng của Lefaucheaux được thiết kế với buồng đạn có khe, để kim hỏa của viên đạn thò ra ngoài. Khi bóp cò súng, búa sẽ đập vào kim hỏa, kim hỏa đâm vào hạt lửa, đốt cháy thuốc súng và đẩy đầu đạn bắn ra ngoài qua nòng.
Với súng hỏa mai, đầu đạn, ngòi và thuốc súng là ba thành phần tách biệt hoàn toàn, người lính cần phải tự đặt ba thứ này vào đúng vị trí của nó trước khi có thể khai hỏa. Với các loại đạn liền khối, một viên đạn khi đó sẽ bao gồm đầu đạn, ngòi và thuốc nổ liền nhau. Nguồn ảnh: Wiki.
Đạn có chốt điểm hỏa hoạt động tốt và gặt hái được nhiều thành công lớn về thương mại trong suốt vài thập kỷ. Quan trọng hơn, chúng đã khởi đầu dẫn đến loại đạn điểm hỏa rìa (rimfire), và tiếp theo đó là đạn điểm hỏa chính giữa (centerfire)  những loại đạn chủ đạo trong nửa còn lại của thế kỷ 19 và được sử dụng tới tận ngày nay với cơ cấu y hệt.
Nạp đạn bằng khóa nòng.
Nhà làm súng người Phổ tên Johann Nikolaus von Dreyse đã sử dụng đạn liền khối để tạo ra một bước đột phá quan trọng trong thiết kế súng trường. Khi vào năm 1836, Dreyse được trao bằng sáng chế cho súng trường lên đạn bằng cách kéo lùi khóa nòng (hay còn gọi là quy lát) đầu tiên trên thế giới, khẩu súng được đặt tên là Dreyse  theo tên của người đã thiết kế ra chúng.
Loại súng nạp đạn thông qua một hệ thống trông rất giống với then chốt cửa thông thương, mặc dù ở giữa lòng then chốt này lại có một kim hỏa sử dụng lò xo. Khi nhấc cần quy lát lên và kéo lùi quy lát lại, buồng đạn sẽ lộ ra, trong đó có một viên đạn liền khối có vỏ bằng giấy bồi đã được nạp. Việc kéo quy lát súng lùi lại cũng sẽ kiêm luôn nhiệm vụ lên cò cho kíp hỏa.
Khẩu súng có khóa nòng đầu tiên trên thế giới với viên đạn được bọc bằng giấy bồi, sau khi khai hỏa, thuốc súng sẽ đốt cháy sạch phần vỏ các-tông này, dẫn đến việc súng có thể bị tắc nếu không được vệ sinh thường xuyên. Loại súng này không có hộp tiếp đạn, bắn xong người lính phải kéo quy lát để nạp viên tiếp theo. Nguồn ảnh: Firearm.
Bên trong viên đạn được sử dụng bởi khẩu súng Dreyse cũng khá kỳ lạ, hạt lửa được đặt ở đuôi của đầu đạn thay vì đuôi của vỏ đạn như ngày nay. Bằng cách đẩy cần quy lát tới trước rồi khóa cần quy lát khi xoay ngang về vị trí ban đầu, nòng súng đã được đóng kín và khi này súng có thể khai hỏa bằng cách bóp cò.
Khi bóp cò súng, kim hỏa dài giống như cây kim sẽ thả ra, chọc xuyên qua phần đáy của viên đạn, xuyên qua thuốc súng, đập vào hạt lửa để kích nổ viên đạn.
Dù thiết kế có nhiều nhược điểm phiền phức nhưng không thể phủ nhận rằng khẩu Dreyse là một khẩu súng mang tính đột phá thực sự. Quân đội Phổ đã được trang bị loạt súng này vào năm 1848, với phiên bản cỡ nòng lên tới 15,42 mm, họ sử dụng chúng để gây tổn thất kinh hoàng cho quân Đan Mạch và Áo trong các cuộc chiến tranh vào năm 1860 khi mà quân đội của hai nước này vẫn sử dụng súng nạp đạn từ miệng nòng. Với tốc độ bắn của khẩu Dreyse lên tới 5 giây mỗi viên và tầm bắn 200 mét, rõ ràng lại súng nạp đạn từ nòng đã thua triệt để khẩu súng đời mới này.
Các loại súng với quy lát và viên đạn liền khối sau này sẽ giúp người lính tác chiến dễ dàng hơn trên chiến trường. Tuy nhiên cũng phải mất hàng chục năm trời, người ta mới nhận ra rằng để quân lính xếp hàng với loại súng trường đời mới này là điều vô lý và thay đổi toàn bộ các học thuyết, chiến thuật chiến tranh thời bấy giờ. Nguồn ảnh: Sive.
Tuy nhiên, do lo ngại binh lính sẽ bắn bừa bãi dẫn đến phí đạn, phải mất một thời gian dài sau đó các loại súng lên đạn bằng cách kéo khóa nòng mới trở lên phổ biến. Đến cuối thế kỷ 19, gần như mọi người lính của mọi quốc gia trên thế giới đều được trang bị loại súng lên đạn bằng khóa nòng như một tiêu chuẩn chung của toàn cầu.
Loại súng lên đạn bằng khóa nòng này sau đó đã được gọi là súng trường, ưu điểm vượt trội của loại súng này đó là tầm bắn và độ chính xác không bị giảm sút bất kể hoạt động trong điều kiện bên ngoài như thế nào. Đạn được bọc kín cũng cho phép người lính lội sông hay tác chiến dưới mưa một cách thuận lợi mà không lo thuốc súng bị ướt.
Cho tới tận ngày nay, thiết kế của viên đạn và các kiểu súng hiện đại về cơ bản cũng không khác biệt so với thế kỷ 19, chúng vẫn có cơ cấu hoạt động với khóa nòng y hệt. Có thể nói, khẩu súng được phát minh bởi Dreyse chính là thứ vũ khí đã viết lại lịch sử nhân loại suốt từ thế kỷ 19 tới nay và có thể sẽ còn tiếp tục ảnh hưởng tới nhân loại thêm nhiều thế kỷ nữa.
