Đạn pháo

Trong ngữ cảnh quân sự hiện đại, một viên đạn pháo là một vật thể phóng có phần liều nạp chứa thuốc nổ, chất cháy hoặc các thành phần hóa học khác. Một viên đạn pháo cũng có thể chứa bộ phận vạch đường.

Tất cả các vật thể phóng nạp thuốc nổ và chất cháy, đặc biệt là dùng cho súng cối, ban đầu đều được gọi là grenades (lựu đạn/lựu pháo), bắt nguồn từ tiếng Pháp có nghĩa là quả lựu. Tên gọi này xuất phát từ sự tương đồng về hình dáng, cũng như việc loại quả nhiều hạt này gợi liên tưởng đến một quả bom chứa đầy thuốc súng và có khả năng tạo mảnh văng khi nổ. Các từ có cùng nguồn gốc với grenade hiện vẫn được sử dụng để chỉ đạn pháo hoặc đạn cối trong một số ngôn ngữ châu Âu.

Đạn pháo thường là các vật thể phóng cỡ nòng lớn được bắn từ pháo binh, xe chiến đấu bọc thép (như xe tăng, pháo tự hành và súng cối tự hành), tàu chiến và pháo tự động. Hình dạng phổ biến của chúng là hình trụ với phần đầu nhọn dạng vòm để đạt hiệu suất khí động học tốt, và đôi khi có phần đuôi thon; tuy nhiên, một số loại chuyên dụng có cấu tạo khác biệt hoàn toàn.

Bối cảnh 
Thuốc súng là một loại thuốc nổ thấp, nghĩa là nó sẽ không tạo ra một vụ nổ có tính phá hủy mạnh trừ khi nó được nén lại, tương tự như trong các loại bom ống hoặc bom nồi áp suất hiện đại. Những quả lựu đạn thời kỳ đầu là những quả cầu bằng gang rỗng nạp đầy thuốc súng, và "đạn pháo" là những thiết bị tương tự được thiết kế để bắn từ pháo thay cho các viên đạn đại bác đặc. Theo phép hoán dụ, thuật ngữ "shell" (nghĩa gốc là lớp vỏ) đã trở thành từ để chỉ toàn bộ quả đạn dược.

Trong một quả đạn pháo sử dụng thuốc súng, lớp vỏ là yếu tố thiết yếu để tạo ra vụ nổ, vì vậy nó phải rất cứng và dày. Các mảnh văng của nó có thể gây sát thương đáng kể, nhưng mỗi quả đạn thường chỉ vỡ thành một vài mảnh lớn. Những phát triển sau đó đã dẫn đến loại đạn pháo có khả năng phân mảnh thành nhiều mảnh nhỏ hơn.

Sự ra đời của các loại thuốc nổ mạnh như TNT đã loại bỏ nhu cầu về một lớp vỏ dày chịu áp suất, vì vậy vỏ của các loại đạn pháo sau này chỉ cần đủ để chứa liều nạp và tạo ra các mảnh văng nếu muốn. Tuy nhiên, thuật ngữ "shell" đã được định hình vững chắc đến mức nó vẫn được giữ lại làm tên gọi cho các loại đạn dược này.

Những quả đạn rỗng nạp đầy thuốc súng cần một ngòi nổ được kích hoạt khi va chạm (tiếp xúc) hoặc hẹn giờ (trì hoãn). Ngòi nổ va chạm đối với một vật thể phóng hình cầu là một thách thức lớn vì không có cách nào đảm bảo rằng cơ chế va chạm sẽ tiếp xúc trực tiếp với mục tiêu. Do đó, các quả đạn hình cầu cần một ngòi nổ hẹn giờ được đốt cháy trước hoặc trong khi bắn, và cháy liên tục cho đến khi quả đạn bay tới mục tiêu.

Những loại đạn pháo sơ khai

Đạn pháo bằng gang nạp đầy thuốc súng đã được sử dụng trong chiến tranh ít nhất là từ đầu thế kỷ 13 tại Trung Quốc. Những quả đạn rỗng bằng gang nạp thuốc súng được sử dụng dưới thời nhà Tống (960–1279) đã được mô tả trong cuốn cẩm nang quân sự thời đầu nhà Minh có tên Hỏa Long Kinh, được viết vào giữa thế kỷ 14. Cuốn Kim Sử 《金史》 biên soạn năm 1345) ghi chép rằng vào năm 1232, khi tướng Mông Cổ Tốc Bất Đài (1176–1248) tấn công thành Biện Kinh (Khai Phong) của nhà Kim, quân phòng thủ đã sử dụng "chấn thiên lôi" Nó "bao gồm thuốc súng được cho vào một vật chứa bằng sắt... sau đó khi ngòi được đốt cháy (và vật thể được bắn đi), một vụ nổ lớn xảy ra với tiếng động như sấm, có thể nghe thấy từ khoảng cách hơn ba mươi dặm, cây cối bị thiêu rụi và tàn phá bởi sức nóng trên một diện tích hơn nửa mẫu. Khi bị trúng đạn, ngay cả áo giáp sắt cũng bị xuyên thủng hoàn toàn." Các mẫu khảo cổ học về những loại đạn pháo này từ cuộc xâm lược Nhật Bản của quân Mông Cổ vào thế kỷ 13 đã được tìm thấy từ một xác tàu đắm.

Đạn pháo cũng được Cộng hòa Venice sử dụng trong trận chiến tại Jadra năm 1376. Những quả đạn có ngòi nổ đã được dùng trong cuộc bao vây St Boniface ở Corsica năm 1421. Chúng gồm hai nửa cầu rỗng bằng đá hoặc đồng được giữ chặt với nhau bằng một vòng sắt. Ít nhất là từ thế kỷ 16, lựu đạn làm bằng gốm hoặc thủy tinh đã được sử dụng tại Trung Âu. Một kho chứa hàng trăm quả lựu đạn gốm có niên đại từ thế kỷ 17 đã được phát hiện trong quá trình xây dựng trước một pháo đài tại thành phố Ingolstadt, Bavaria, Đức. Nhiều quả lựu đạn vẫn còn giữ nguyên liều nạp thuốc súng đen và bộ phận kích nổ nguyên bản. Rất có khả năng chúng đã được vứt bỏ có chủ đích xuống hào của pháo đài trước năm 1723. Một vấn đề thuở sơ khai là không có phương tiện nào để đo lường chính xác thời gian phát nổ – các loại ngòi nổ đáng tin cậy vẫn chưa tồn tại, và thời gian cháy của ngòi thuốc súng phụ thuộc rất nhiều vào quá trình thử sai. Những loại ngòi cháy bằng thuốc súng thời đầu phải được nạp hướng ngòi xuống dưới để được đốt cháy bởi chính phát bắn, hoặc phải dùng một thanh mồi lửa hay dây cháy chậm luồn xuống nòng súng để châm ngòi. Một số loại đạn khác được bọc trong vải nhựa đường, vốn sẽ bắt lửa khi bắn và từ đó đốt cháy ngòi thuốc súng. Tuy nhiên, đạn pháo đã bắt đầu được sử dụng thường xuyên vào thế kỷ 16. Một quả đạn cối của Anh năm 1543 được ghi nhận là nạp đầy "hỏa hoang".

Đến thế kỷ 18, người ta nhận ra rằng nếu nạp ngòi hướng về phía đầu nòng, ngòi nổ có thể được đốt cháy bởi tia lửa lọt qua độ hở giữa quả đạn và nòng súng. Vào khoảng thời gian này, đạn pháo bắt đầu được sử dụng cho pháo bắn thẳng từ lựu pháo với liều phóng nhỏ và đến năm 1779, các thí nghiệm đã chứng minh rằng chúng có thể được bắn từ đại bác với liều phóng mạnh hơn.

Việc sử dụng đạn nổ từ pháo binh dã chiến trở nên tương đối phổ biến từ đầu thế kỷ 19. Cho đến giữa thế kỷ 19, đạn pháo vẫn chỉ là những khối cầu nổ đơn giản sử dụng thuốc súng, được kích nổ bởi một ngòi cháy chậm. Chúng thường được làm bằng gang, nhưng các loại vỏ bằng đồng thiếc, chì, đồng thau và thậm chí là thủy tinh cũng đã được thử nghiệm. Từ "bomb" (bom) đã bao hàm cả chúng vào thời điểm đó, như có thể nghe thấy trong lời bài hát The Star-Spangled Banner ("the bombs bursting in air"), mặc dù ngày nay ý nghĩa đó của từ "bomb" đã lỗi thời. Thông thường, độ dày của thân kim loại bằng khoảng 1/6 đường kính của chúng và chúng nặng khoảng 2/3 so với đạn đặc cùng cỡ nòng.

Để đảm bảo đạn pháo được nạp với phần ngòi nổ hướng về phía đầu nòng, chúng được gắn vào các đế gỗ gọi là ốp đế (sabots). Vào năm 1819, một ủy ban gồm các sĩ quan pháo binh Anh đã công nhận chúng là vật tư thiết yếu và vào năm 1830, Anh đã tiêu chuẩn hóa độ dày của ốp đế là nửa inch. Ốp đế cũng nhằm mục đích giảm hiện tượng kẹt đạn trong khi nạp. Bất chấp việc sử dụng đạn nổ, việc dùng đại bác nòng trơn bắn các loại đạn đặc hình cầu vẫn là phương pháp pháo binh chủ đạo cho đến những năm 1850.

Đạn pháo hiện đại
Thế kỷ 19 đã chứng kiến một cuộc cách mạng trong ngành pháo binh với việc giới thiệu những loại vũ khí nạp đuôi nòng có rãnh xoắn đầu tiên. Các phương pháp mới đã dẫn đến việc tái định hình vỏ đạn hình cầu thành dạng hình trụ-nón đặc trưng hiện đại. Hình dạng này đã cải thiện đáng kể độ ổn định khi bay của vật thể phóng, đồng thời cho phép thay thế các ngòi nổ hẹn giờ sơ khai bằng ngòi nổ va chạm đặt ở đầu đạn. Hình dạng mới cũng cho phép áp dụng các thiết kế xuyên giáp sâu hơn.

Trong thế kỷ 20, đạn pháo ngày càng được tối ưu hóa về khí động học. Trong Thế chiến I, phần đầu đạn thường có bán kính đường cong gấp đôi cỡ nòng (2 crh). Sau cuộc chiến đó, hình dạng đầu đạn trở nên phức tạp và thuôn dài hơn. Từ thập niên 1960, thép chất lượng cao hơn đã được một số quốc gia giới thiệu cho đạn nổ mạnh (HE), cho phép thành vỏ mỏng hơn với trọng lượng kim loại ít hơn, từ đó tăng thêm trọng lượng cho thuốc nổ. Phần đầu đạn được kéo dài thêm để cải thiện hiệu suất khí động học.

Pháo nạp đuôi nòng có rãnh xoắn

Những tiến bộ trong ngành luyện kim thời kỳ công nghiệp đã cho phép chế tạo các loại súng nạp đuôi nòng có rãnh xoắn có thể bắn với sơ tốc đầu nòng lớn hơn nhiều. Sau khi pháo binh Anh bộc lộ sự lạc hậu trong Chiến tranh Krym, nhà công nghiệp William Armstrong đã được chính phủ trao hợp đồng thiết kế một loại pháo mới. Việc sản xuất bắt đầu vào năm 1855 tại Công ty Vũ khí Elswick và Xưởng vũ khí Hoàng gia ở Woolwich.

Khẩu pháo này có rãnh xoắn, cho phép bắn chính xác và mạnh mẽ hơn nhiều. Mặc dù rãnh xoắn đã được thử nghiệm trên vũ khí cá nhân từ thế kỷ 15, nhưng máy móc cần thiết để tạo rãnh xoắn chính xác cho pháo chỉ xuất hiện vào giữa thế kỷ 19. Martin von Wahrendorff và Joseph Whitworth đã độc lập sản xuất pháo có rãnh xoắn vào những năm 1840, nhưng súng của Armstrong mới là loại đầu tiên được sử dụng rộng rãi. Vỏ đạn bằng gang của pháo Armstrong có hình dạng tương tự như đạn Minié và có một lớp phủ chì mỏng giúp nó lớn hơn một chút so với cỡ nòng súng, từ đó bám vào các rãnh xoắn để tạo chuyển động xoay cho viên đạn. Chuyển động xoay này, kết hợp với việc loại bỏ độ hở nhờ độ khít, đã giúp súng đạt được tầm bắn và độ chính xác lớn hơn so với các loại súng nạp tiền nòng trơn hiện có với liều phóng nhỏ hơn.

Khẩu pháo này cũng nạp đạn từ đuôi nòng. Mặc dù các nỗ lực chế tạo cơ chế nạp đuôi nòng đã có từ thời trung cổ, nhưng vấn đề kỹ thuật cốt lõi là cơ chế này không thể chịu được liều phóng thuốc nổ. Chỉ với những tiến bộ về luyện kim và khả năng kỹ thuật chính xác trong Cách mạng Công nghiệp, Armstrong mới có thể xây dựng một giải pháp khả thi. Một tính năng đổi mới khác là cái mà Armstrong gọi là "grip" (độ bám), về cơ bản là một thiết kế bóp nòng; 6 inch cuối nòng ở đầu nòng có đường kính nhỏ hơn một chút, giúp căn tâm viên đạn trước khi nó rời nòng, đồng thời làm thon lớp phủ chì, cải thiện nhẹ đặc tính khí động học.

Súng có rãnh xoắn cũng được phát triển ở nhiều nơi khác – bởi Thiếu tá Giovanni Cavalli và Nam tước Martin von Wahrendorff ở Thụy Điển, Krupp ở Đức và súng Wiard ở Hoa Kỳ. Tuy nhiên, nòng súng có rãnh xoắn đòi hỏi một phương thức để gắn kết quả đạn với các rãnh xoắn đó. Các loại đạn phủ chì đã được sử dụng với pháo Armstrong, nhưng không đạt yêu cầu, vì vậy các vật thể phóng có mấu đã được áp dụng. Tuy nhiên, những thứ này không bịt kín được khoảng hở giữa quả đạn và nòng súng. Các miếng đệm ở đế quả đạn cũng đã được thử nghiệm nhưng không thành công.

Vào năm 1878, người Anh đã áp dụng một thiết bị "chắn khí" bằng đồng ở đế các vật thể phóng có mấu của họ và vào năm 1879 đã thử nghiệm một thiết bị chắn khí xoay để thay thế các mấu, dẫn đến thiết bị chắn khí tự động năm 1881. Ngay sau đó là sự ra đời của đai đạn bằng đồng Vavaseur như một phần của vật thể phóng. Đai đạn giúp xoay vật thể phóng, căn tâm nó trong nòng súng và ngăn khí thuốc thoát ra phía trước. Một đai đạn phải đủ mềm nhưng cũng đủ dai để tránh bị tuột do ứng suất xoay và khắc rãnh. Đồng thường là vật liệu phù hợp nhất, nhưng đồng-niken hoặc kim loại mạ vàng cũng được sử dụng.

Ngòi nổ va chạm

Mặc dù một loại ngòi nổ va chạm sơ khai đã xuất hiện vào năm 1650 sử dụng đá lửa để tạo ra tia lửa đốt cháy thuốc súng, nhưng quả đạn phải rơi theo một cách cụ thể để cơ chế này hoạt động, và nó không hiệu quả với các vật thể phóng hình cầu. Một vấn đề bổ sung là tìm ra một loại "thuốc nổ va chạm" đủ ổn định. Tiến bộ chỉ khả thi sau khi phát hiện ra thủy ngân fulminat vào năm 1800, dẫn đến các hỗn hợp mồi cho vũ khí nhỏ được cấp bằng sáng chế bởi Mục sư Alexander Forsyth, và hạt nổ đồng vào năm 1818.

Ngòi nổ va chạm được Anh tiếp nhận vào năm 1842. Nhiều thiết kế đã được lục quân và hải quân cùng kiểm tra nhưng không đạt yêu cầu, có lẽ vì các tính năng an toàn và kích hoạt. Tuy nhiên, vào năm 1846, thiết kế của Chuẩn úy Freeburn thuộc Pháo binh Hoàng gia đã được lục quân tiếp nhận. Đó là một ngòi nổ bằng gỗ dài khoảng 6 inch và sử dụng dây cắt để giữ các khối giữa buồng chứa của ngòi nổ và một dây cháy chậm. Dây cháy chậm được đốt cháy bởi tia lửa liều phóng và dây cắt sẽ đứt khi va chạm. Một loại ngòi nổ va chạm bằng kim loại của hải quân Anh mãi đến năm 1861 mới xuất hiện.

Các loại ngòi nổ 

 Ngòi nổ va chạm
 Ngòi nổ tác động trực tiếp
 Ngòi nổ quán tính
 Ngòi nổ trì hoãn
 Ngòi nổ đáy
 Ngòi nổ trên không
 Ngòi nổ hẹn giờ
 Ngòi nổ cận đích
 Ngòi nổ đo khoảng cách
 Ngòi nổ hẹn giờ điện tử

Thuốc súng không khói

Thuốc súng (đen) được sử dụng như dạng thuốc nổ duy nhất cho đến cuối thế kỷ 19. Những khẩu súng sử dụng đạn thuốc súng đen thường bị che khuất tầm nhìn bởi một đám mây khói khổng lồ, và những tay súng đang ẩn nấp sẽ bị lộ vị trí bởi đám mây khói bốc lên phía trên trận địa. Bông thuốc súng, một vật liệu dựa trên nitrocellulose, được nhà hóa học người Thụy Sĩ Christian Friedrich Schönbein phát hiện vào năm 1846. Ông đã thúc đẩy việc sử dụng nó như một loại thuốc nổ phá và bán quyền sản xuất cho Đế quốc Áo. Bông thuốc súng mạnh hơn thuốc súng đen, nhưng đồng thời lại kém ổn định hơn một chút. John Taylor đã nhận được bằng sáng chế tại Anh cho bông thuốc súng; và công ty John Hall & Sons bắt đầu sản xuất tại Faversham. Sự quan tâm của Anh giảm dần sau khi một vụ nổ phá hủy nhà máy Faversham vào năm 1847. Nam tước người Áo Wilhelm Lenk von Wolfsberg đã xây dựng hai nhà máy bông thuốc súng để sản xuất liều phóng pháo binh, nhưng nó tỏ ra nguy hiểm trong điều kiện thực địa; những khẩu pháo vốn có thể bắn hàng nghìn phát bằng thuốc súng đen sẽ hết tuổi thọ sử dụng chỉ sau vài trăm phát bắn với loại bông thuốc súng mạnh hơn này.

Vũ khí cá nhân không thể chịu được áp suất tạo ra bởi bông thuốc súng . Sau khi một trong những nhà máy ở Áo phát nổ vào năm 1862, công ty Thomas Prentice & Company bắt đầu sản xuất bông thuốc súng tại Stowmarket vào năm 1863; và nhà hóa học của Bộ Chiến tranh Anh, Ngài Frederick Abel, đã bắt đầu nghiên cứu kỹ lưỡng tại Nhà máy Thuốc súng Hoàng gia Waltham Abbey, dẫn đến một quy trình sản xuất loại bỏ các tạp chất trong nitrocellulose, giúp việc sản xuất an toàn hơn và tạo ra một sản phẩm ổn định, an toàn hơn khi vận chuyển. Abel đã cấp bằng sáng chế cho quy trình này vào năm 1865, cùng năm mà nhà máy bông thuốc súng thứ hai của Áo phát nổ. Sau khi nhà máy Stowmarket phát nổ vào năm 1871, Waltham Abbey bắt đầu sản xuất bông thuốc súng  cho đầu đạn ngư lôi và thủy lôi.

Vào năm 1884, Paul Vieille đã phát minh ra một loại thuốc súng không khói gọi làPoudre B (viết tắt của poudre blanche — thuốc súng trắng, để phân biệt với thuốc súng đen) được làm từ 68,2% nitrocellulose không hòa tan, 29,8% nitrocellulose hòa tan được gelatin hóa với ether và 2% parafin. Loại này đã được áp dụng cho súng trường Lebel. Thuốc súng của Vieille đã cách mạng hóa hiệu quả của các loại súng nhỏ, vì nó hầu như không tạo ra khói và mạnh gấp ba lần thuốc súng đen. Sơ tốc đầu nòng cao hơn đồng nghĩa với đường đạn phẳng hơn, ít bị gió tạt và ít rơi hơn, giúp việc bắn trúng ở khoảng cách 1.000 mét trở nên khả thi. Các quốc gia châu Âu khác nhanh chóng làm theo và bắt đầu sử dụng các phiên bản Poudre B của riêng họ, sớm nhất là Đức và Áo, những nước đã giới thiệu các loại vũ khí mới vào năm 1888. Sau đó, Poudre B đã được sửa đổi nhiều lần với các hợp chất khác nhau được thêm vào hoặc loại bỏ. Krupp bắt đầu thêm diphenylamine làm chất ổn định vào năm 1888.

Anh đã tiến hành thử nghiệm trên tất cả các loại liều phóng khác nhau mà họ biết đến, nhưng đều không hài lòng và tìm kiếm một thứ vượt trội hơn tất cả các loại hiện có. Năm 1889, Sir Frederick Abel, James Dewar avà W. Kellner đã cấp bằng sáng chế cho một công thức mới được sản xuất tại Nhà máy Thuốc súng Hoàng gia ở Waltham Abbey. Nó được đưa vào biên chế của Anh năm 1891 với tên gọi Cordite Mark 1. Thành phần chính của nó là 58% nitroglycerine, 37% bông thuốc súng và 3% mỡ khoáng. Một phiên bản sửa đổi, Cordite MD, được đưa vào sử dụng năm 1901, đã tăng tỷ lệ bông thuốc súng lên 65% và giảm nitroglycerine xuống 30%; sự thay đổi này làm giảm nhiệt độ cháy, từ đó giảm sự xói mòn và độ mòn nòng súng. Cordite có thể được chế tạo để cháy chậm hơn, giúp giảm áp suất tối đa trong buồng đạn (do đó khóa nòng có thể nhẹ hơn), nhưng duy trì áp suất cao lâu hơn — một cải tiến đáng kể so với thuốc súng đen. Cordite có thể được chế tạo dưới bất kỳ hình dạng hoặc kích thước mong muốn nào. Việc tạo ra cordite đã dẫn đến một cuộc chiến pháp lý kéo dài tại tòa án giữa Nobel, Maxim và một nhà phát minh khác về cáo buộc vi phạm bằng sáng chế của Anh.

Thuốc phóng
Các loại đạn pháo được phân biệt dựa trên cách thức nạp đạn, cách đẩy quả đạn đi và loại cơ chế khóa nòng.

Đạn cố định
Đạn cố định có ba thành phần chính: đầu đạn đã lắp ngòi nổ, vỏ đạn để chứa liều phóng và hạt nổ, cùng một liều phóng duy nhất. Tất cả được đóng gói sẵn trong một gói sẵn sàng sử dụng; theo thuật ngữ pháo thuật của Anh, loại này được gọi là pháo bắn nhanh cố định. Thông thường, các loại súng sử dụng đạn cố định sẽ dùng khóa nòng khối trượt hoặc khối chêm trượt; vỏ đạn sẽ thực hiện nhiệm vụ bịt kín nhằm ngăn khí thuốc thoát ra ngoài qua đuôi nòng. Khóa nòng khối trượt có thể được thiết kế theo phương ngang hoặc phương dọc. Ưu điểm của loại đạn này là đơn giản, an toàn, khả năng chống ẩm tốt và tốc độ nạp đạn nhanh.  Nhược điểm là khi cỡ nòng tăng lên, viên đạn cố định sẽ trở nên quá dài hoặc quá nặng để kíp pháo thủ có thể nạp bằng tay. Một vấn đề khác là không thể thay đổi liều phóng để đạt được các vận tốc và tầm bắn khác nhau. Cuối cùng là vấn đề tiêu tốn tài nguyên, vì mỗi viên đạn đều cần một vỏ kim loại, điều này có thể trở thành gánh nặng trong một cuộc chiến kéo dài nếu xảy ra tình trạng khan hiếm kim loại.

Đạn nạp rời có vỏ đạn

Loại đạn này có ba thành phần chính: đầu đạn đã lắp ngòi nổ, vỏ đạn để chứa liều phóng cùng hạt nổ, và các túi liều phóng. Các thành phần thường được tách thành hai hoặc nhiều phần. Theo thuật ngữ Anh, loại này gọi là pháo bắn nhanh nạp rời. Các khẩu pháo sử dụng loại đạn này thường dùng khóa nòng khối trượt. Trong Thế chiến I và Thế chiến II, Đức chủ yếu sử dụng đạn nạp rời có vỏ hoặc đạn cố định cùng khóa nòng khối trượt ngay cả với những khẩu pháo lớn nhất của họ. Một biến thể của loại này là đạn bán cố định. Với đạn bán cố định, viên đạn được cung cấp như một gói hoàn chỉnh nhưng vật thể phóng và vỏ đạn có thể tách rời. Vỏ đạn chứa một số lượng túi liều phóng nhất định, và kíp pháo thủ có thể thêm hoặc bớt liều phóng để thay đổi tầm bắn và vận tốc. Sau đó, viên đạn được lắp lại, nạp vào súng và bắn. Ưu điểm là dễ vận chuyển đối với các cỡ đạn lớn, tầm bắn và vận tốc có thể thay đổi linh hoạt bằng cách tăng hoặc giảm số lượng túi liều phóng. Nhược điểm bao gồm cấu tạo phức tạp hơn, tốc độ nạp chậm hơn, kém an toàn hơn, khả năng chống ẩm kém hơn và vỏ đạn kim loại vẫn gây ra vấn đề về tài nguyên.

Đạn nạp rời liều phóng dạng túi
Trong loại đạn này, có ba thành phần chính: đầu đạn đã lắp ngòi, các túi liều phóng và hạt nổ mồi. Giống như loại đạn nạp rời có vỏ đạn, số lượng liều phóng có thể thay đổi được. Tuy nhiên, kiểu đạn này không sử dụng vỏ đạn kim loại và thực hiện việc bịt kín khí thông qua khóa nòng ren vặn thay vì khối trượt. Đôi khi trong các tài liệu pháo binh, thuật ngữ "đạn nạp rời" được dùng mà không làm rõ có vỏ đạn hay không, khi đó nó thường ám chỉ loại khóa nòng được sử dụng. Pháo hạng nặng và pháo hạm thường sử dụng liều phóng dạng túi và vật thể phóng rời vì trọng lượng và kích thước của chúng vượt quá khả năng xử lý của pháo thủ nếu đóng thành một khối. Ưu điểm là dễ xử lý đối với các loại đạn khổng lồ, giảm sử dụng kim loại, tầm bắn và vận tốc linh hoạt. Nhược điểm bao gồm độ phức tạp cao, nạp đạn chậm, kém an toàn hơn và khả năng chống ẩm thấp.

Các công nghệ tăng tầm

Các loại đạn pháo tăng tầm đôi khi được sử dụng. Có hai loại chính: 
Đạn tăng tầm phản lực (RAP): Tạo thêm lực đẩy thông qua một động cơ tên lửa được chế tạo ngay tại đáy quả đạn.
Đạn tăng tầm đáy (Base bleed - BB): Giảm lực cản đáy bằng cách xả khí vào vùng áp suất thấp phía sau quả đạn khi đang bay.
Những thiết kế này thường phải giảm lượng thuốc nổ mạnh bên trong để giữ trọng lượng quả đạn trong mức cho phép, do đó sức sát thương sẽ thấp hơn so với đạn tiêu chuẩn.

Cỡ đạn 

Cỡ nòng của một viên đạn pháo chính là đường kính của nó. Tùy thuộc vào thời kỳ lịch sử và quy ước của từng quốc gia, thông số này có thể được tính bằng milimét, xentimét hoặc inch. Chiều dài nòng pháo đối với các loại liều phóng và hải pháo thường được trích dẫn theo tỷ lệ giữa chiều dài nòng so với kích thước lòng nòng, còn được gọi là caliber. Ví dụ, khẩu pháo Mark 7 16"/50 caliber có chiều dài gấp 50 lần cỡ nòng, tức là 16" × 50 = 800" = 66,7 feet (khoảng 20,3 mét). Một số loại pháo, chủ yếu là của Anh, được định danh theo trọng lượng đạn của chúng .

Các loại đạn nổ có kích thước nhỏ như 12,7 x 82 mm và 13 x 64 mm từng được sử dụng trên máy bay và xe thiết giáp, nhưng do đương lượng nổ thấp nên một số quốc gia đã giới hạn cỡ đạn nổ từ 20 mm trở lên. Luật pháp quốc tế nghiêm cấm sử dụng đạn nổ chống lại cá nhân, nhưng không cấm sử dụng đối với phương tiện và máy bay. Những viên đạn pháo lớn nhất từng được khai hỏa trong chiến tranh là của các siêu pháo đường sắt của Đức, Gustav và Dora, với cỡ nòng lên tới 800 mm (31,5 in). Ngày nay, các loại đạn pháo cực lớn đã bị thay thế bởi rốc két, tên lửa và bom. Các loại đạn vượt quá cỡ 155 mm (6,1 in) hiện nay ít được sử dụng phổ biến hơn, ngoại trừ một số hệ thống cũ còn sót lại. Khẩu 2S7 Pion cỡ nòng 203 mm từ thời Xô viết là một ví dụ đáng chú ý, khi vẫn được quân đội cả hai bên sử dụng thường xuyên trong suốt cuộc Chiến tranh Nga-Ukraina. Ukraine có thể tiếp tục vận hành các khẩu lựu pháo hạng nặng này nhờ lượng đạn 203 mm do Hoa Kỳ viện trợ, vốn trước đây được sử dụng cho khẩu lựu pháo M110 đã nghỉ hưu.

Cỡ nòng pháo đã được tiêu chuẩn hóa xoay quanh một vài kích thước phổ biến, đặc biệt là ở các dòng pháo hạng nặng, chủ yếu để đáp ứng tính đồng nhất cần thiết cho hậu cần quân sự hiệu quả. Đạn cỡ 105 và 155 mm cho pháo binh, cùng với 105 và 120 mm cho pháo xe tăng là những loại phổ biến tại các quốc gia đồng minh NATO. Trong khi đó, đạn 122, 130 và 152 mm cho pháo binh và 100, 115, 125 mm cho pháo xe tăng vẫn được sử dụng phổ biến tại các khu vực Đông Âu, Tây Á, Bắc Phi và Đông Á. Hầu hết các cỡ nòng phổ biến đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ, vì việc thay đổi cỡ nòng của toàn bộ hệ thống pháo và kho dự trữ đạn dược là một công việc cực kỳ phức tạp về mặt hậu cần.

Trọng lượng của đạn pháo nhìn chung tăng dần theo cỡ nòng. Một viên đạn 155 mm (6,1 in) điển hình nặng khoảng 50 kg (110 lbs), đạn 203 mm (8 in) thông thường nặng khoảng 100 kg (220 lbs), đạn phá bê tông 203 mm (8 in) nặng 146 kg (322 lbs), đạn pháo thiết giáp hạm cỡ 280 mm (11 in) nặng khoảng 300 kg (661 lbs), và đạn thiết giáp hạm cỡ 460 mm (18 in) nặng hơn 1.500 kg (3.307 lbs). Khẩu pháo cực đại Schwerer Gustav từng bắn những viên đạn nặng từ 4.800 kg (10.582 lbs) đến 7.100 kg (15,653 lbs).

Trong thế kỷ 19, người Anh đã áp dụng một hình thức định danh pháo binh đặc biệt. Pháo dã chiến được định danh theo trọng lượng đạn tiêu chuẩn định mức, trong khi lựu pháo được định danh theo cỡ nòng. Pháo của Anh và đạn dược đi kèm được tính bằng đơn vị pound, ví dụ như "two-pounder" (pháo 2 pound), viết tắt là "2-pr" hoặc "2-pdr". Thông thường, con số này đề cập đến trọng lượng thực tế của viên đạn tiêu chuẩn (đạn đặc, đạn mảnh hoặc đạn nổ mạnh), nhưng đôi khi cách đặt tên này cũng gây nhầm lẫn vì không phải lúc nào cũng tuân theo quy tắc đó.

Một số loại pháo được đặt tên theo trọng lượng của các loại đạn cũ đã lỗi thời có cùng cỡ nòng, hoặc thậm chí là các loại cũ được coi là có công năng tương đương. Ngoài ra, các viên đạn được bắn từ cùng một khẩu pháo nhưng có trọng lượng không tiêu chuẩn vẫn sẽ lấy tên theo khẩu pháo đó. Do đó, việc chuyển đổi từ đơn vị "pound" sang đường kính nòng thực tế đòi hỏi phải tra cứu các tài liệu lịch sử. Nhiều cách định danh hỗn hợp đã được sử dụng cho pháo binh lục quân từ Thế chiến thứ nhất (như pháo BL 60-pounder, sơn pháo RML 2.5 inch, pháo 4 inch, lựu pháo 4.5 inch) cho đến cuối Thế chiến thứ hai (pháo hạng trung 5.5 inch, pháo lựu 25-pounder, pháo xe tăng 17-pounder), nhưng phần lớn hải pháo vẫn được gọi theo cỡ nòng. Sau khi Thế chiến thứ hai kết thúc, các loại pháo dã chiến mới được chuyển sang định danh thống nhất theo cỡ nòng.

Phân loại 
Có nhiều phương pháp phân loại khác nhau. Về cơ bản đạn pháo có thể chia thành các loại

Loại nổ mạnh (High explosive - HE) 
Loại đạn pháo phổ biến thường gặp nhất là loại nổ mạnh, được ký hiệu đơn giản HE (high explosive). Chúng thường có vỏ thép, chất nổ, và một ngòi đạn. Ngòi đạn làm nổ đạn, tạo ra các mảnh văng. Các mảnh văng có tốc độ lớn gây tác dụng tại mục tiêu. Hầu hết sự thiệt hại gây ra bởi các mảnh văng của đạn hơn là sản phẩm của vụ nổ. Tùy thuộc vào loại ngòi sử dụng, đạn nổ mạnh có thể nổ ở trên mặt đất, trên không, hoặc sau khi xuyên xuống đất một khoảng nhất định.

Đạn xuyên giáp (Armor piercing - AP) 
Là loại đạn chuyên dụng dùng để tiêu diệt các mục tiêu hạng nặng. Đạn xuyên giáp thường được bắn từ xe tăng, tàu chiến vì có thể chọc thủng giáp kim loại của đối phương dễ dàng. Tuy nhiên, đạn xuyên giáp có tầm sát thương quá nhỏ nên không nhắm tới mục tiêu bộ binh hay máy bay.

Đạn xuyên giáp dưới cỡ nòng (APDS) 
là loại đạn pháo có đường kính phần sát thương (lõi đạn) nhỏ hơn cỡ nòng của pháo. Thực tế, đạn dưới cỡ là một dạng đạn pháo xuyên thép bằng động năng.

Đạn xuyên giáp cánh ổn định dưới cỡ nòng (APFSDS) 

một loại đạn xuyên động năng sử dụng để chống các loại xe thiết giáp hiện đại. Loại đạn này được trang bị trên các loại xe tăng chủ lực, và là bước phát triển tiếp theo của loại đạn xuyên giáp thoát vỏ (Armour-Piercing Discarding Sabot (APDS), mà ngày nay vẫn còn được sử dụng trên các hệ thống vũ khí cỡ nòng nhỏ và trung bình.

Đạn nổ mạnh chống tăng (HEAT) 

Đạn nổ mạnh chống tăng (HEAT) là nhóm đạn vận dụng hiệu ứng xuyên lõm (hiệu ứng Munroe) để xuyên phá các mục tiêu như xe tăng, xe bọc thép. Chúng cực kỳ hữu hiệu trong việc xuyên thủng và phá hủy các xe bọc thép tiêu chuẩn nhưng ít hiệu quả trong việc chống lại những xe bọc thép có vỏ nhiều lớp, sử dụng chất liệu chống lại sự xuyên thủng của đạn. Hiệu quả của đạn không phụ thuộc vào tốc độ tại thời điểm va chạm mục tiêu, nghĩa là nó không phụ thuộc vào tầm bắn: ở khoảng cách 1000m cũng có hiệu quả xuyên phá như ở cự ly 100m.

Đạn nổ mạnh dẻo (High explosive plastic - HEP / High explosive squash head - HESH) 
Một loại đạn nổ sử dụng chất nổ dẻo phù hợp với bề mặt của mục tiêu trước khi phát nổ, để cải thiện việc chuyển năng lượng nổ tới mục tiêu. Đạn nổ dẻo tương tự như đạn nổ cao và rất phù hợp với nhiều mục tiêu giống nhau. Tuy nhiên, mặc dù đạn HESH không có tính xuyên giáp, nhưng chúng có khả năng hạ gục các mục tiêu bọc thép bằng cách gây ra  tia lửa có thể làm bị thương hoặc giết người trong xe bọc thép.
Kể từ những năm 1970, đạn HESH ngày càng không được ưa chuộng khi các thiết kế giáp có xu hướng hướng tới vật liệu tổng hợp nhiều lớp bằng kim loại cứng và vật liệu chịu nhiệt. Loại  giáp này dẫn sóng xung kích kém. Các thiết bị chống bắn pháo ( ống lót ), được làm bằng vật liệu như Kevlar , thường được lắp vào bề mặt bên trong của các phương tiện bọc thép hiện đại để giảm thiểu tác động bắn pháo. Một lý do khác khiến việc sử dụng đạn HESH ngày càng giảm là sự ưa thích của hầu hết quân đội đối với súng ống trơn do sử dụng loại phá hoại ổn định bằng vây xuyên giáp công suất cao làm giảm đáng kể tuổi thọ của nòng súng.

Đạn dẫn đường 
Điển hình là loại đạn 2K25 Krasnopol là đạn pháo dẫn đường chính xác được Liên Xô nghiên cứu từ những năm 1970, và chính thức được đưa vào sản xuất từ năm 1986. Loại đạn pháo này được thiết kế nhằm mục đích tấn công các mục tiêu quân sự của đối phương như xe tăng, xe bọc thép, boong ke, công trình quân sự hay thậm chí cả những mục tiêu trên mặt nước như tàu thuyền.Nhờ việc dẫn đường bán chủ động bằng laser được thực hiện bằng lực lượng trinh sát mặt đất hay các phương tiện quân sự khác như máy bay hay máy bay không người lái… Krasnopol khi sắp tiếp cận mục tiêu sẽ khởi động đầu dò laser bán chủ động tự dẫn, từ đó bắn thẳng tới vị trí mục tiêu đối phương bị tia laser chiếu vào.

Đạn chùm 
Đạn gồm nhiều mảnh nhỏ, khi bắn các mảnh này bay ra cùng lúc theo dạng chùm tới mục tiêu.

Đạn hóa học 
Xem ở Vũ khí hóa học

Đạn chứa các chất hóa học như hơi cay, hơi độc,...

Đạn khói 
Đạn khói được thiết kế để tạo ra một màn khói. Thường dùng để tạo trận địa ngụy trang.

Đạn chiếu sáng 
Đạn được thiết kế chứa các chất cháy tạo ra ánh sáng cường độ cao. Đạn có thể có thêm dù để làm giảm tốc độ rơi, tăng thời gian chiếu sáng. Thường được dùng để chiếu sáng ban đêm.

Đạn chứa các đạn thứ cấp 
Đạn có lõi rỗng vỏ mỏng (đạn mẹ), trong chứa các đạn nhỏ hơn(đạn con). Khi bắn, một cơ cấu trên đạn mẹ được tinh chỉnh sao cho khi đến thời điểm nhất đỉnh sẽ tách vỏ đạn mẹ, các đạn con bung ra tấn công mục tiêu.

Xem thêm
 DEMIRA Deutsche Minenraeumer e.V. - German Mine Clearer

Tham khảo

Liên kết ngoài
 WW2 propaganda leaflets : A website about airdropped, shelled or rocket fired propaganda leaflets. Example artillery shells for spreading propaganda.
 Artillery Tactics and Combat during the Napoleonic Wars
 : 5 inch 54 caliber naval gun (5/54) shell.

Đạn
Pháo
Đạn pháo
Đạn dược
Phát minh của Trung Quốc