Nel 1854 William Armstrong, un ingegnere idraulico inglese, progettò un tipo di pistola completamente nuovo. Invece di forare semplicemente un solido pezzo di metallo, Armstrong forgiò la sua canna in ferro battuto (più tardi in acciaio). Poi forgiò una successione di tubi e, riscaldandoli e restringendoli, li assemblò sopra la canna di base in modo da rinforzarla nell’area dove si verificava la maggiore pressione interna. La canna era rigata con una serie di strette scanalature a spirale, e il proiettile era allungato e rivestito di piombo. L’arma veniva caricata da dietro, la culatta era chiusa da un “pezzo di sfogo” di acciaio che veniva fatto cadere in una fessura verticale e fissato lì da una vite di grande diametro. La vite era cava in modo da renderla più leggera e facilitare il caricamento.
Nel 1859 gli inglesi adottarono il sistema Armstrong per l’artiglieria campale e navale. Durante questo stesso periodo, i prussiani stavano testando i cannoni fatti da Alfred Krupp, e nel 1856 adottarono il loro primo caricatore Krupp. Questo era fatto di un solido acciaio forgiato, alesato e poi rigato con alcune profonde scanalature, e la sua culatta era chiusa da un cuneo d’acciaio scorrevole trasversale. Il proiettile Krupp aveva un certo numero di borchie di metallo morbido inserite nella sua superficie, posizionate in modo da allinearsi con le scanalature di rigatura. In entrambi i fucili Armstrong e Krupp, l’otturazione – cioè la sigillatura della culatta contro la fuoriuscita di gas – era eseguita da un anello di metallo morbido inserito nella faccia del pezzo di sfogo o cuneo. Questo premeva strettamente contro la bocca della camera per fornire la tenuta richiesta.
Nel frattempo, i francesi adottarono un sistema di caricamento ad avancarica progettato da Treuille de Beaulieu, in cui la pistola aveva tre profonde scanalature a spirale e il proiettile aveva borchie di metallo morbido. Il cannone veniva caricato dalla canna ingaggiando le borchie nelle scanalature prima di far rimbalzare il proiettile.
I cannoni Armstrong ebbero successo contro i Maori in Nuova Zelanda e durante le Guerre dell’Oppio in Cina, ma lo sviluppo delle navi corazzate in Europa richiedeva cannoni abbastanza potenti da sconfiggere le corazze, e la chiusura della culatta del cannone Armstrong non era abbastanza forte da sopportare grandi cariche di polvere. Pertanto, nel 1865 gli inglesi adottarono un sistema ad avancarica simile a quello di de Beaulieu, poiché solo questo avrebbe fornito la potenza richiesta ed evitato le complicazioni della chiusura della culatta.
Durante gli anni 1870 i cannoni, in particolare quelli per la difesa costiera e navale, divennero più lunghi in modo da estrarre la massima potenza da grandi cariche di polvere da sparo. Questo rese il caricamento ad avancarica più difficile e diede un maggiore incentivo allo sviluppo di un efficiente sistema di caricamento a retrocarica. Furono provati vari meccanismi, ma quello che soppiantò tutti gli altri fu la vite interrotta, ideata in Francia. In questo sistema l’estremità posteriore della canna era filettata, e un tappo altrettanto filettato era usato per chiudere il fucile. Al fine di evitare di dover girare la spina più volte prima di effettuare la chiusura, la spina aveva segmenti della sua filettatura rimossi, mentre la culatta della pistola aveva segmenti corrispondenti tagliati via. In questo modo i segmenti avvitati dell’otturatore potevano scivolare oltre i segmenti lisci della culatta, e l’otturatore scivolava fino alla sua completa profondità. Poi l’otturatore poteva essere ruotato di una parte di giro, sufficiente per far sì che le filettature rimanenti si impegnassero con quelle della culatta.
Nelle prime applicazioni di questo sistema, l’otturazione era fornita da una sottile tazza di metallo sulla faccia del blocco di culatta; questa entrava nella camera del cannone e veniva espansa strettamente contro le pareti dall’esplosione della carica. In pratica, la tazza tendeva a danneggiarsi, portando a perdite di gas e all’erosione della camera. Alla fine un sistema ideato da un altro ufficiale francese, Charles Ragon de Bange, divenne standard. Qui il blocco di culatta era in due pezzi: un tappo avvitato con filetti interrotti e con un foro centrale, e un “bullone di sfiato” a forma di fungo. Il gambo del bullone passava attraverso il centro del blocco di culatta, e la “testa a fungo” si trovava di fronte al blocco. Tra la testa a fungo e il blocco c’era un cuscinetto di materiale resiliente modellato per conformarsi alla bocca della camera. Al momento dello sparo, la testa a fungo veniva forzata all’indietro, schiacciando il cuscinetto verso l’esterno in modo da fornire un sigillo a tenuta di gas. Questo sistema, raffinato da un secolo di esperienza, divenne il principale metodo di otturazione usato con l’artiglieria di grosso calibro.
L’alternativa a questo sistema era il blocco di culatta scorrevole e il bossolo metallico sperimentato da Krupp. Qui il bossolo si espandeva sotto la pressione della carica e si chiudeva contro le pareti della camera. Quando la pressione scendeva, il bossolo si contraeva leggermente e poteva essere ritirato quando il breechblock veniva aperto. Questo sistema fu abbracciato per primo dai produttori di armi tedeschi e più tardi fu ampiamente usato in tutti i calibri fino a 800 millimetri (circa 31 pollici). Tuttavia, durante la seconda guerra mondiale (1939-45), quando i tedeschi dovettero affrontare la carenza di metallo che minacciava la produzione di bossoli, svilupparono una forma di “otturazione ad anello” in modo da poter utilizzare cariche insacchettate. In questo sistema un anello di metallo espandibile era inserito nella faccia del blocco di culatta scorrevole, e la sua sede era ventilata in modo tale che parte del gas propellente era in grado di aumentare la pressione dietro l’anello e quindi forzarlo in un contatto più stretto. Come migliorato negli anni del dopoguerra, questo sistema fu adottato su un certo numero di cannoni per carri armati e artiglieria.