Преимущества ружей, заряжаемых с казны, скоро были учтены военными специалистами, как только появились достаточно надежные системы. Удачное перевооружение Пруссии игольчатым ружьем Дрейзе, хорошая репутация американских, английских и швейцарских казнозарядных ружей, новейшие скорострельные охотничьи и спортивные винтовки с метким боем и другие факты заставили правительства разных стран торопиться с перевооружением. Как и всегда в таких случаях, использовали старые образцы оружия для переделки на новую более совершенную систему. Некоторые же государства сразу переходили на новый образец оружия. Для скорострельного казнозарядного ружья необходим унитарный патрон. С появлением металлических унитарных патронов унитарный бумажный патрон игольчатых ружей был вытеснен отчасти патроном Берингера бокового огня, затем окончательно — патроном центрального боя. Большой успех американских ружей, стрелявших металлическим патроном бокового огня, их скорострельность и популярность в охотничьих и стрелковых объединениях привлекли внимание и военных руководителей.
В некоторых государствах были приняты ружья под патрон бокового огня (системы Спенсера, Генри, Аллена, Веттерли, Ремингтона, Венцеля). Во всех странах проводили испытания металлических патронов. Опыты показали, что гильза бокового огня слабовата для сильных зарядов. При весьма несовершенном производстве гильз того времени оказалось, что гильзы бокового огня дорого стоили и нередко давали разрывы шляпки, а с ними и неизбежный прорыв газов назад. Гильза Шнейдера центрального боя не имела таких недостатков, была прочна и заманчива тем, что допускала переснаряжение ее после выстрела. Кроме того, металлический патрон, особенно центрального боя, обеспечил надежную обтюрацию, т. е. предохранение от прорыва газов назад, что значительно упростило и удешевило систему затвора оружия. Вследствие этих причин патрон бокового огня не успел широко распространиться, и был вытеснен вместе с игольчатым патроном новым металлическим унитарным патроном центрального боя. Первые гильзы центрального боя делались составными, медно-железными, медными или бумажно-медными. Впоследствии стали делать цельнотянутые медные гильзы. При перевооружении армий казнозарядными ружьями, во-первых, появилось много переделочных систем из ружей, заряжаемых с дула. Во-вторых, появились новые системы уменьшенных калибров, как более совершенные в баллистическом отношении. Так что в главнейших государствах Европы переделочные системы ружей служили как временная замена, дешевое казнозарядное ружье, а целью был переход на новое уменьшенного калибра казнозарядное ружье с лучшими баллистическими качествами. Например, во Франции, принявшей в 1866 г. на вооружение 11-мм игольчатое ружье системы Шасспо, в 1867 г. для переделки винтовок заряжаемых с дула была принята система Снайдер-Шнейдера для патрона центрального боя. В Швейцарии раньше других изготовили переделочные казнозарядные ружья системы Мильбанк-Амслер, Пибоди, Ремингтон. В 1868 г. Швейцария вводит на вооружение систему Веттерли, первое в Европе новое магазинное ружье, заряжающееся 13 патронами. В Швеции, Норвегии, Дании и Испании вводят ружья системы Ремингтона калибра 11,43 мм с крановым затвором. Вскоре в Испании принимают систему Альбини-Бердана. В Португалии вводят переделочное ружье системы Снайдер-Барнет. В Италии — переделочное игольчатое ружье Каркано образца 1868 г. В Англии в 1868 г. принимают переделочное ружье системы Мартини-Генри калибра 11,43 мм. В США шомпольную винтовку переделывали по системе Аллена. Испытание игольчатого ружья системы Карле начались в России после решения заменить капсюльные казнозарядные образцы. Система Карле обладала скорострельностью от 8 до 10 выстрелов в минуту и была совершеннее устаревшей к тому времени системы Дрейзе, но не превосходила системы Шасспо или более новой Банжа. Так как система Карле допускала переделку старых 6-линейных заряжаемых с дула ружей, то она была принята на вооружение в 1867 г. В стволе имеется патронник, соединенный с нарезной частью канала ствола дульным входом. На казенную часть ствола навинчена стальная ствольная коробка, прикрепленная к ложе хвостовым винтом посредством спусковой личинки. Затвор имеет сзади две стойки для рукоятки и два выступа для запирания (выступы входят в соответствующие пазы в канале ствольной коробки). В передний конец затвора ввинчен конус, который плотно входит в соответствующее углубление казенного среза ствола. Спереди конуса находится обтюратор, который состоит из подвижной головки (боевая личинка) и кожаных кружков, служащих для герметического запирания казны. Между стойками затвора, на большом рукояточном винте, вращается рукоятка; при опускании она своим носком взводит боевую спиральную пружину; опущенная рукоятка удерживается боковой рукояточной пружиной, поднятая же — передней рукояточной пружиной. В правой стойке затвора помещается винт ударника для удержания последнего в затворе. Ударник состоит из цилиндрической части с тремя поясками на поверхности; из них передний и задний — широкие, служат для уменьшения трения в канале затвора, средний же составляет боевой взвод; в него упирается бородка спускового крючка и пятки. В канале ударника помещена боевая спиральная пружина, в которую сзади вдета пуговка, нажимающая носок рукоятки для взведения (сжимания) пружины при опускании рукоятки. В переднюю часть ударника ввинчен игольник, которым прикрепляется к ударнику игла, служащая для воспламенения капсюля. При опускании ударника игла входит в поддон патрона и там уколом воспламеняет капсюль. Необходимо отметить, что бумажный патрон игольчатого ружья Карле — весьма сложной конструкции. Патрон состоит из бумажной гильзы, пули с железной чашечкой, прокладки в виде бумажного кружка, порохового заряда и ударного поддона. Пуля по системе Минье цилиндрической формы с закругленной вершиной; на ее цилиндрической ведущей части имеются три поперечных кольцевых желобка, удерживающие осалку и уменьшающие трение пули в стволе. В донной части пули имеется глубокое коническое углубление, в которое вставляется железная чашечка. Чашечка от удара пороховых газов при выстреле движется вперед и расширяет стенки пули в стороны, вследствие чего пуля плотно заполняет нарезы в стволе. Бумажная прокладка под пулей служит для недопущения к пороху жира от осалки пули. Пороховой заряд состоит из 5,05 г ружейного пороха (крупные круглые зерна), очищенного от мякоти. Бумажная гильза свернута в три оборота из обыкновенной писчей бумаги, склеена крахмальным клейстером, имеет форму конической трубки и служит для помещения в ней: пули, бумажного кружка-прокладки, пороха и поддона с капсюлем. Гильза перетягивается сзади прокладки суровой ниткой, а после засыпки пороха, вставки поддона и просушки приклеенных к поддону краев перетягивается над желобком поддона шерстяной ниткой. Ударный поддон, вставляемый в казенную часть гильзы и служащий донцем патрона, удерживает капсюль, препятствует при выстреле прорыву газов, прочищает ствол винтовки при следующем выстреле. При выстреле передняя часть гильзы обрывается у перевязки под пулей и уносится из ствола; остальная часть гильзы с поддоном остается в патроннике, продвигается вперед при вкладывании следующего патрона, а при выстреле выталкивается из ствола следующей пулей. Изготовление таких патронов непосредственно в войсках оказалось невозможным. Войска могли лишь отливать пули, клеить гильзы и снаряжать патроны. В конечном итоге и в России пришли к заключению, что вместо игольчатого бумажного патрона выгоднее иметь патрон в металлической гильзе, который уже состоял в некоторых иностранных армиях на вооружении. По дальности, кучности и меткости боя ружье Карле не отличалось от заряжаемого с дула шестилинейного ружья. В отношении скорострельности ружье Карле значительно превосходило не только дульный образец, но и все предыдущие казнозарядные переделочные системы (Терри-Норман, Жилле-Труммер, Грин). При стрельбе по мишени на скорость и меткость на 200 шагов, стрелок производил от 10 до 13 выстрелов в минуту патронами со стола. Относительно прочности механизма свидетельствует тот факт, что при испытаниях системы из ружья Карле произведено было 2800 выстрелов и механизм действовал вполне исправно. Переделка ружей по системе Карле производилась на заводах Тульском, Ижевском, Сестрорецком и у частных подрядчиков в Петербурге (Нобель), Киеве (Виноградов, Больман из Вены), Либаве (Мейнгардт), Туле и Тифлисе (Стандершельд). Стоимость переделки (около 10 руб. за ружье) оказалась убыточной для частных заводов, поэтому переделка шла очень медленно. Всего было переделано 213 тысяч штук ружей по системе Карле. В 1866 г., когда в России начался ряд опытов над переделкой с дула заряжаемых винтовок в казнозарядные, член артиллерийского комитета Горлов подал рапорт, в котором обращал внимание военного начальства на высокие качества скорострельного оружия уменьшенных калибров (около 4 линий). Он упоминал системы Спенсер, Ремингтон, Ледли, Пибоди, Моргенштерн и др., практичность скорострельности которых, а также удобства металлических патронов, наглядно подтвердились во время гражданской войны в США. В 1867 г. Горлов вместе с капитаном Гуниусом были командированы в Америку, где после изучения многих новейших систем оружия остановили свой выбор на ружье системы Бердана. В России, наконец, была осознана необходимость скорейшего перевооружения войск новейшим ружьем уменьшенного калибра. В качестве временной меры решено было принять переделочный образец, использовав для этого существующие запасы устаревшего оружия. Система Бердана 1-го образца представляет собой ружье с откидным затвором. Курок помещается в тыльной части ствольной коробки и работает как ударник прямолинейного движения, действующий под давлением спиральной пружины. Чтобы открыть затвор, необходимо предварительно отвести курок пальцем на боевой взвод. Спущенный курок не позволяет затвору открыться. Для выбрасывателя в прицельной колодке размещена пружина, ускоряющая выбрасывание гильзы из патронника. Вытолкнутая из патронника гильза, ударяясь об отражатель, выбрасывается в сторону. По предложению Горлова калибр был уменьшен до 4,2 линии. Ружье такого калибра разработано Берданом при участии Горлова и Гуниуса, при испытании показало наилучшие результаты и в 1868 г. принято на вооружение в России. Заказ на первую партию (30000 ружей и 7,5 миллиона патронов) был выдан заводу Кольта в Гартфорде.
Бердан в 1869 г. предложил русскому правительству более совершенную схему ружья со скользящим затвором. Система была немедленно испытана в России параллельно с ружьями системы Вердера, считавшейся лучшим немецким оружием того времени. Испытания подтвердили, что новый затвор Бердана имеет много преимуществ перед откидным затвором образца 1868 г. Патрон Бердана состоит из цельнотянутой латунной гильзы бутылочной формы, капсюля, заряда, просальника и пули. Гильза внутри имеет латунную чашку для упрочнения шляпки и центральный капсюль. На порох положен в бумажной чашке просальник из смеси сала с воском. Просальник служит для лучшей обтюрации и смягчения нагара в стволе. Пуля цилиндро-оживальная штампованная из свинца, весом 24,16 г. Бумажная обертка пули предохраняет нарезы от освинцования, изолирует металл пули и гильзы. Снаружи пуля с оберткой осалена для уменьшения трения. Начальная скорость пули пехотного патрона 431 м/сек. Ружье системы Бердана со скользящим затвором в 1870 г. было принято в России вместо предыдущего образца с откидным затвором. Заказ на первую партию ружей Бердана 2-го образца в 30000 шт. был выдан Бирмингемскому заводу в Англии. Ружье получило казенное наименование «скорострельная малокалиберная винтовка Бердана нумер второй». Народное название ее берданка. В том же 1870 г. были испытаны и утверждены образцы кавалерийских ружей: драгунское, казачье и кавалерийский карабин, все — системы Бердана со скользящим затвором. С появлением магазинных дальнобойных систем (Веттерли, Гра-Кропачек, Винчестера 1876 г. и т. п.) новые винтовки стали привлекательны для использования в армии. Преимущества магазинных образцов стали настолько очевидны и убедительны, что во всех государствах спешили ввести на вооружение магазинное ружье. В 80-х годах прошлого века магазинные ружья в своих лучших системах достигли значительного совершенства. Буквально за пару десятилетий они прошли большой путь развития (сравните с кремневой системой, неизменной на протяжении более 100 лет). «Магазинки» стали стрелять такими же сильными патронами, как и однозарядные пехотные ружья. В их конструкции быстро перешли от неудобных при заряжании и тяжеловесных магазинов в прикладе и под стволом на серединный пачечный магазин, расположенный под ствольной коробкой впереди спусковой скобы — легкий, вмещающий от 4 до 8 патронов. Магазинные ружья получили высокую скорострельность при продолжительной стрельбе большим количеством патронов. При трубчатых магазинах десяти или двадцатипятизарядные ружья, пока магазин не опорожнен, обладали большой скорострельностью, но после расходования патронов из магазина снаряжение его требовало длительного времени.
Механизмы магазинных ружей стали достаточно прочны, сравнительно несложны и недороги в изготовлении. Обращаем внимание на то обстоятельство, что в России однозарядное ружье оставалось на вооружении до 1890-х годов. Весь ход развития винтовок указывал, что дальнейшее улучшение баллистических свойств могло быть достигнуто только с увеличением начальной скорости и соответственным уменьшением веса пули, а следовательно и калибра ствола. Уменьшение веса пули и вместе с тем веса патрона вызывалось и стремлением увеличить количество патронов, носимых стрелком. Для перехода к увеличенным скоростям и уменьшенному калибру необходимо было разработать новый сорт пороха, увеличить относительную длину пули (для увеличения поперечной нагрузки), увеличить скорость вращения (для большей устойчивости удлиненной пули при полете), увеличить прочность пули для устранения срывов при более крутых нарезах ствола. Таким образом, в устройстве винтовки приходилось произвести ряд коренных изменений. Успешно работали в этом направлении швейцарские специалисты Рубин и Хэблер. Еще в 1879 году Рубин начал постепенно уменьшать калибр винтовки Веттерли с 10,4 до 7,5 мм, причем был вынужден сделать для свинцовой пули твердую оболочку. В 1882 году начал опыты Хэблер. Были испытаны калибры 8; 7,8; 7,5 и 7 мм. Крайним пределом по удобству изготовления ствола он считал калибр 7,5 мм. Из испытанных оболочек Хэблер остановился на мягкой стальной, дававшей наилучшую кучность. Изнашивание ствола было ничтожное: после 1500 выстрелов не обнаружилось заметных изменений, после 10000 — калибр увеличился на 0,05 мм. Хэблер применял прессованный селитро-угольный порох, в котором калиевая селитра заменена аммиачной. Прессование заряда производилось в гильзе. С таким патроном удалось довести начальную скорость пули до 600 м/сек.