19世纪中叶，整装金属弹壳的出现标志着步枪技术发生了一次革命。整装金属弹壳使得步枪的装填大为简化，提高了射速，标准化的装药量也使得步枪更易于提高射击精度。在20世纪后半叶，一些步兵武器大国又在酝酿一场新的步枪技术革命：抛弃金属弹壳，研制无壳弹和无壳弹步枪系统。
5.56毫米步枪弹（左）和G11无壳弹步枪系统使用的4.73毫米无壳弹（右），途中无壳弹的蛋壳和发射药是分开放置的。
当然，这种无壳弹并不是让士兵手中的步枪重新回到19世纪以前那种火药囊+铅弹囊的时代。用一个浅显的比喻来形容的话，新时代的无壳弹，它的发射药就像是一支粉笔——人们在发射药中掺入一定比例的胶粘剂（这种胶粘剂也是可燃且完全无燃烧残留的），这样加工出来的发射药就是一根完整的、有一定强度的药柱。然后，在“粉笔”的一头粘上一个子弹头，另一头粘上一个底火，一枚无壳弹就诞生了。
目前已研制出来的无壳弹步枪系统中，较有影响力的是德国HK公司研制的G11型无壳弹步枪。G11步枪主体结构与HK公司的其他产品类似，全枪长752.5毫米，枪管长537.5毫米，全枪重（空）3.65千克。口径4.73毫米，初速930米/秒，理论射速600发/分（持续射击）、2200发/分（3发点射），供弹具是50发杆式弹匣，配用弹种4.73x 33毫米DM11无壳弹。
G11采用转膛式枪机，比起传统的往复式枪机，由于省去了抛壳这一动作，因此理论射速极高。当以3发点射时，G11的理论射速达每分钟2200发，打完一个3发点射只需60毫秒，最后一颗弹头离开枪管后，射手才感到微小的后坐力。这意味着G11步枪在三发点射时精度极高，三发弹着点非常密集。但为了保证多发连射时的精度，G11采用了惯性后坐结构，人为增加一个随自动机运动的质量块，使G11的连发射速降低到每分钟600发。
无壳弹最大的价值，是极大地减少了弹药质量。实际上，在枪弹的总质量中，铜弹壳和底火占据了相当大一部分，采用无壳弹后，一枚子弹的重量只相当于过去45%，这无形中提高了单兵的持续作战能力，打仗时士兵可以随身携带更多子弹。此外，由于无壳弹特殊的结构，它除了传统的撞针击发外，还可以采用电引燃型底火、气引燃型底火等，相比撞针击发，这种新的底火引燃方式震动更小，有助于提高狙击精度。
G11无壳弹步枪全貌
不过，无壳弹步枪目前也存在一些缺点。
首先，它虽然可以缩减弹药重量，却不能简化枪械结构、给枪械减重。在正常射击时，无壳弹在点燃后弹头飞出去、药柱全部烧掉，不会抛出弹壳。然而，考虑到排哑弹、勤务性放空枪膛的需要，无壳弹步枪实际上还是需要一个抛壳系统。G11无壳弹步枪的空枪重达到了3.65千克就是明显的例子。
其次，无壳弹步枪系统长期以来受到发射药自燃的困扰。发烧药自燃是无壳弹步枪独有的一个问题。当射手准备用枪时，拉栓上趟，子弹进入枪膛等待被击发。如果此时战斗已经进行了一段时间，射手用步枪发射了不少弹药，枪膛就会非常炙热。在传统步枪，这不是一个问题，因为子弹发射药之外还有一个弹壳起到隔热作用，发射药本身也是颗粒状装在弹壳中，与热源的接触面不大。无壳弹就不一样了，药柱直接与炙热的枪膛接触，往往就会发生自燃走火。
从上世纪90年代起，HK公司对G11无壳弹步枪系统的改进，主要就是围绕枪弹和发射药，不断采用新的配方、新的药柱形式，以提高耐受温度、降低自燃风险。目前新配方的发射药在很大程度上减少了自燃现象（但仍不能完全杜绝，对此的变通办法是在条令上规定不能连续发射太多的子弹）。在2015年，德国G36步枪系统频繁出现质量问题，受到质疑之际，德国陆军不排除重新选型采用新的制式步枪的可能。G11无壳弹步枪系统再次进入德军的选择范围。但它在未来能否真正成为一型批量列装的制式步枪，还需拭目以待。
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