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轻重量。但是在斯普林菲尔德兵工厂的一次测试中一根枪管发生了爆裂。斯通纳认为这个测试是被非法操纵的。一个明显的人体工程学的特征，是在枪机正后方的一个塑料制的包含金属的复进簧的枪托。这个同时起到容纳复进弹簧和后坐力缓冲的作用。枪托与枪膛在一条线上能够减少枪口上跳，特别是在全自动射击模式的时候。由于后坐力不会使准星发生明显的偏移，使用者的疲乏程度会减轻。另一个人体工程学的特性是枪口制退器上方的以及携带提把之上的主瞄准具。新的型号（M16A4）具有一个“平顶式”的机匣，以及皮卡汀尼导轨。用户可以在导轨上安装传统的携带提把，瞄准系统，或者各种光学设备，例如夜视镜。
M16使用直接推动机框的直接导推式原理，枪管中的高压气体从导气孔通过导气管直接推动机框，而不是进入独立活塞室驱动活塞。高压气体直接进入枪栓后方机框里的一个内室，将机框带动枪机后退。这使得单独的活塞室和活塞不再必要，从而减少了移动部件的数量。在快速射击中这也通过保持往返运动的部件与枪膛在同一直线上而提供更好的性能。直接导推式的气动方式的主要问题在于火药燃烧后剩下的污物和残渣会直接吹到后膛里。当过热的燃烧集气体沿着管壁向下流动的时候，它会膨胀然后冷却，而不像气溶胶那样能够在降压的时候冷却。该冷却使得已经气化的物质冷凝，并因此而使一个体积大得多的固体凝固，恰好在枪击的活动部件上。反过来，导气活塞的工作在极短的时间内使用高压气体并使他们远离后膛。因此，比起使用导气活塞的枪来说，M16需要更频繁的清洁和润滑来保持稳定工作。弹匣卡榫在步枪的右侧，位于扳机护圈的前方。当前的军用弹匣的子弹容量为30发，而越战的时候只有20发（30发的弹匣直到战争后期才开始研制和生产）。配件市场上的双弹夹并联器是可以选择的，但是军方当局不鼓励这么做，因为有可能增加弹匣顶部受损或者弄脏的机会。但是，2004年伊拉克战场显示，特种部队和其他主要部队在采用双弹夹并联器方面很迅速。M193和更新的M855(SS109)弹头在穿过软组织的时候通常都会碎裂。当从不到一百米的距离射击时，这些子弹在其偏转90到180度之前会贯穿人体内部100毫米(4英寸)。当侧力作用在子弹上的时候，它就会碎裂而一分为二。这发生在脆弱的子弹槽线上，而子弹槽线是一个深沟来将弹壳密封到铜套里面。然后，5.56毫米弹头的后段就能碎裂，而对周围的组
织造成更大的伤害。碎裂所必要的速度大概是823米(2700码)每秒。美国军队通常不会配发全自动类型的M16步枪。虽然它的后坐力已经很小了，但是准星还是会因连发射击时都会偏移。全自动武器会因此变得非常不精确，还会浪费大量的弹药。30发弹匣不适合用在持续射击，不像重机枪使用的弹带给弹系统。M16的轻级的枪管在全自动射击中很快就会过热。理论上来说，机枪是提供压制性火力的，而移动性更强的步枪从侧翼包围并提供点射火力。某些为狭区作战而优化的M4的改型，是适合进行全自动射击的，因为这在空间有限的狭区内更有意义。大部分M16和M4类型的武器是能够使用半自动射击模式以及3发点射的。点射的原理是使用一个有三个部件的自动扣机，能够在每一次扣动扳机的时候发射最多3发子弹。它是不会复位的，也就是说如果一个士兵发射了两发子弹就松开了扳机，那么下一次射击的时候他只会射出一发子弹。点射在火力，精确度，弹药容量之间进行折衷。然后点射仍然会在压制火力，两栖作战，或者狭区作战时限制M16的有效性。柯尔特公司发展了一种使用更重的枪管，弹带供弹，以及可快速更换枪管的改型。这是为了提供一个班组类似于机枪的火力，但又具有M16的可携性。这个计划在1970年代M249班用自动武器（SAW）获得青睐之后被取消。班组现在被配发一个火力小组一支M249来提供全自动火力。全自动版本(M16A3和M4A1)被美国军方配发给某些特殊的部队。在1948年，军队资助的设立了民间研究机构作战研究室，模仿英国的同类作战研究所。他们最初的一个工作ALCLAD项目是研究防弹背心．很快他们得出结论：他们需要知道更多关于战场伤亡的事情，以提出合理的建议。之后超过3百万份两次
世界大战中的战场伤亡报告被分析。他们在接下来的几年内发表了一系列的基于他们发现的报告。他们的基本结论是绝大部分的战斗发生在近距离。在一个高度机动化的战争里，部队战斗形式以遭遇战为主，此时拥有更强火力的那一方将会获胜。他们也发现在战斗中被击中的概率是随机的，也就是说，精确瞄准没有什么意义，因为目标不再是原地不动的了。最准确的伤亡率指示器就是总共发射的子弹数量。他们的结论建议步兵需要装备全自动的步枪，以增加开火的几率。但是，这种武器同时也会大大增加弹药消耗。为了让一个步兵有足够的弹药来支撑一场战斗，他们需要使用一些轻巧得多的武器装备。值得注意的是，这项研究是
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