Как рассчитывают оптимальные параметры оружия?

Начнём с того, что сначала разрабатывается боеприпас, параметры которого рассчитываются исходя из требований при применении..

Калибр и скорость связаны с убойной силой..

Форма влияет на скорость и на траекторию и стабильность полёта по всей длине..

Чем больше длина ствола, тем больше скорость на выходе, но тем более габаритнее и массивнее оружие, больше вероятность повреждения ствола во время перемещения, также имеются большие колебания ствола при стрельбе..

Длина ствола рассчитывается так, чтобы при вылете пули из ствола успевал сгореть весь порох, при коротком не успевает сгореть весь..

Если рассматривать стрелковое оружие, то здесь лучше добиваться настильной траектории, а это происходит увеличением скорости пули, увеличением вращательного стабилизирующего момента, уменьшением калибра..

Чтобы увеличить вращение нужно уменьшить шаг нарезов в стволе, но при коротком шаге всё больше вероятность срыва пули с нарезов и она перестанет вращаться.. При совсем малых калибрах уменьшается поражающий эффект, именно для поэтому для калибров меньше 6 мм применяют пули со смещённым центром тяжести..

Количество пороха в патроне рассчитывается столько, чтобы вытолкнуть пулю из ствола и на определённом заданном расстоянии она могла произвести необходимый эффект (например пробить препятствие с заданной твёрдостью)..

Для более подробного ознакомления данного вопроса могу порекомендовать монографию проф. Благонравова "Проектирование автоматического оружия"..

Хотя книга издания 1940 года, но до сих пор не утратила актуальности..