Projektil, krut och tändstift
Under 1850 var rund, fast hagel och svartkrut standardammunition för kanoner, medan haubitsar avfyrade ihåliga krutfyllda granater som antändes av tändstift av trä fyllda med långsamt brinnande krut. Införandet av riflad ammunition gjorde det möjligt att använda långsträckta projektiler, som på grund av sina strömlinjeformade former påverkades mycket mindre av vinden än runda kulor och som, eftersom de var betydligt tyngre än kulor med samma diameter, sträckte sig mycket längre än kulor med samma diameter. Den förändrade formen på projektilerna påverkade dock inte till en början deras karaktär. Den splittergranat som introducerades på 1790-talet av engelsmannen Henry Shrapnel var till exempel en sfärisk granat fylld med en liten laddning svartkrut och ett antal muskötkulor. Krutet, som antändes av en enkel tändare, öppnade granaten över koncentrationer av fientliga trupper, och kulorna, med den hastighet som den flygande granaten gav, hade samma effekt som musköteld på långt håll. När rifled artilleri började användas modifierades den ursprungliga Shrapnel-konstruktionen helt enkelt för att passa de nya långsträckta granaterna och förblev standardprojektilen för fältartilleri, eftersom den var förödande mot trupper i det fria.
Den stabiliserande spinn som de fick genom de räfflade spåren gjorde att långsträckta projektiler flög mycket rakare än kulor, och att de praktiskt taget garanterat landade med spetsen först. Genom att utnyttja denna princip utrustades avlånga krutfyllda granater i huvudet med slagtändare, som antände krutladdningen när de träffade målet. Detta ledde i sin tur till att krutfyllda granater började användas som antipersonella projektiler. Inom marinens skytteverksamhet tillverkades avlånga pansarbrytande projektiler till en början av massivt gjutjärn, med huvudena nedkylda under gjutningsprocessen för att göra dem hårdare. Så småningom tillverkades granater med en liten krutladdning som exploderade genom friktion vid granatens plötsliga retardation vid nedslaget. Detta var inte ett helt tillfredsställande arrangemang, eftersom granaterna i allmänhet exploderade under sin passage genom pansaret och inte efter att de hade trängt in i fartygets känsliga delar, men det var ännu mindre tillfredsställande att utrusta granaterna med slagtändare, som helt enkelt krossades vid nedslaget.
Mellan 1870 och 1890 arbetade man mycket med att utveckla drivmedel och sprängämnen. Rökfria pulver baserade på nitrocellulosa (kallade ballistit i Frankrike och cordit i Storbritannien) blev standarddrivmedel, och föreningar baserade på pikrinsyra (under olika namn som lyddit i Storbritannien, melinit i Frankrike och shimose i Japan) introducerade modern högexplosiv fyllning för granater. Dessa mer stabila föreningar krävde att man utvecklade tändare som var lämpliga för pansarbrytande granater, eftersom friktion inte längre var en tillförlitlig metod för att antända dem. Detta åstadkoms genom att man monterade tändstift vid granaternas bas, där nedslaget mot pansaret inte skulle skada dem, men där chocken vid ankomsten skulle utlösa dem.
Tidständstift, som var utformade för att spränga granatsplitter över markstyrkorna vid en viss punkt i granatens bana, förfinades successivt. Dessa bestod vanligtvis av en fast ring som bar ett tåg av krut, tillsammans med en liknande men rörlig ring. Den rörliga ringen gjorde det möjligt att ställa in brinntiden genom att variera den punkt vid vilken den fasta ringen antände det rörliga tåget och den punkt vid vilken det rörliga tåget antände sprängämnet.
Under första världskriget monterades dessa tändare i luftvärnsgranater, men man upptäckte att de brann oförutsägbart på höga höjder. Pulverfyllda tändare som fungerade under dessa förhållanden utvecklades så småningom, men Krupp-företaget började utveckla urverkständare som inte var känsliga för atmosfäriska variationer. Dessa urverkständare användes också för att avfyra granatsplitter på långa avstånd. Oundvikligen återfanns ett oskadat exemplar av britterna, och hemligheten var avslöjad. År 1939 var urverkständare av olika mönster, vissa med fjäderdrift och andra med centrifugaldrift, i allmänt bruk.
Under första världskriget utvecklades också specialiserade projektiler för att uppfylla olika taktiska krav. Rökgranater, fyllda med vit fosfor, användes för att skymma truppernas aktiviteter; belysningsgranater, som innehöll magnesiumbloss upphängda i fallskärmar, belyste slagfältet på natten; gasgranater, fyllda med olika kemikalier som klor- eller senapsgas, användes mot trupper; brandgranater utvecklades för att sätta eld på vätgasfyllda zeppelinare. De högexplosiva ämnena förbättrades och TNT (trinitrotoluen) och amatol (en blandning av TNT och ammoniumnitrat) blev standardfyllningar för granater.
Under andra världskriget förbättrades dessa granattyper generellt sett, även om samma grundläggande egenskaper användes och blixtlösa drivmedel, som använde nitroguanidin och andra organiska föreningar, tog successivt över från de tidigare enkla nitrocellulosatyperna. Närhetsdetektorn utvecklades genom gemensam brittisk-amerikansk forskning och användes först för luftförsvar och senare för markbombardemang. När signalen träffade ett fast föremål reflekterades och registrerades den av tändstiftet, och samspelet mellan den utsända och den mottagna signalen användes för att utlösa detonationen av granaten. Denna typ av tändstift ökade chanserna att tillfoga skador på flygplansmål, och det gjorde det också möjligt för fältartilleriet att spränga granater i luften på ett dödligt avstånd ovanför markmålen utan att behöva fastställa det exakta avståndet för inställningen av tändstiftet.
Efter 1945 förbättrades proximitets tändstiftet med hjälp av transistorn och den integrerade kretsen. Dessa gjorde det möjligt att avsevärt minska storleken på tändstiftet och de gjorde det också möjligt att sänka kostnaden, vilket gjorde det ekonomiskt möjligt att ha en kombination av proximity/impact-tändstift som skulle tillgodose nästan alla artilleriets behov. Den moderna elektroniken möjliggjorde också utvecklingen av elektroniska tidsändare, som ersatte de mekaniska urverkstyperna, kunde ställas in lättare och var mycket mer exakta.