Снаряд, способный разрываться на мелкие осколки и, таким образом, быть эффективным средством уничтожения живой силы противника, был крайне необходим во время осады Гибралтара. Такая необходимость, в определенной степени, была удовлетворена предложением капитана 39-го полка Мерсера (Mercier) стрелять 5,5-дюймовыми снарядами мортир из 24-фунтовых пушек. Предложение оказалось весьма эффективным. Однако всем было понятно, что это лишь временная полумера, и артиллеристы стали искать полноценное решение этой проблемы. Решением стало далекоидущее предложение английского лейтенанта Генри Шрапнеля (Henry Shrapnel), кадрового офицера сухопутных войск, предложившего в 1784 году использовать «сферический контейнер» (Spherical case shot). Такой снаряд изначально состоял из тонкого стального корпуса, заполненного сферическими пулями карабина или мушкета, и достаточного количества пороха, чтобы разорвать корпус при соответствующем подрыве. Такой снаряд не предназначался для замены картечи, при схожем принципе шрапнель рассчитывалась на большие дистанции.

Сам генерал (коим он стал впоследствии) Шрапнель говорил о своем изобретении: «Целью, которой мы достигли, было расширить действие картечи до дальности выстрела орудия». Но идея, заложенная в этом снаряде, была совершенно иная, чем идея картечи. В картечи эффективность «разбрасывания» содержания снаряда зависела от заряда, разрывающего корпус снаряда, поэтому все усилия были направлены на увеличение этого заряда. Принцип Шрапнеля был совершенно иной – принцип разорванного контейнера с пулями, которые продолжали лететь со скоростью такого контейнера в том же направлении. Именно это делало данный эффект столь смертельным, и именно это составляло признанный предмет новизны. Такой признак новизны оспаривался и англичанами, и немцами, утверждавшими, что Шрапнель лишь улучшил существующие идеи. Время доказало несостоятельность этих возражений, и авторство Шрапнеля в конце концов было признано. Много лет спустя, в 1814 году, за свое изобретение он получил пенсию в размере 1200 фунтов стерлингов в год, и в знак признания его заслуг 11 июня 1852 г. правительство Великобритании выпустило указ, в котором снаряд «сферический контейнер» требовалось впредь называть «снарядом Шрапнеля» в честь его создателя – признание, пришедшее через десять лет после его смерти. Несмотря на всю его важность, изобретение Шрапнеля пролежало на полке несколько лет и лишь в 1792 году было формально представлено комитету офицеров артиллерии. Через четыре года бюрократической волокиты ставший к тому времени майором Шрапнель, наконец, 3 июня 1803 г. смог продемонстрировать свои снаряды, заряженные свинцовыми пулями, Комитету полевых офицеров артиллерии (впоследствии – Комитет по техническому перевооружению артиллерии (Ordnance Select Committee). В результате снаряд «сферический контейнер» был утвержден к применению, и его первое официально зарегистрированное применение против голландцев в бою за Форт-Амстердам в Суринаме в апреле 1804 года произошло лишь через 20 лет после первоначального предложения Шрапнелем своего изобретения.

Ценные свойства, заложенные в этой идее, были в значительной степени затушеваны недостатками первых конструктивных решений, имевших склонность к преждевременным взрывам. К этому еще необходимо добавить низкую эффективность стрельбы сферическими шрапнельными снарядами: интенсивные исследования, проведенные в 1819 и 1852 годах, показали что 17 % и 22 % выстрелов соответственно оканчивались неудачей. Изначально посчитали, что это связано с положением запала в сочетании с воздействием воздуха в момент выстрела; в некоторых случаях это связывали со слабостью стенок снаряда, не выдерживающих давления пороховых газов при выстреле. В 1850 году полковник Боксер предложил свой запал и увеличил толщину стенок снаряда. Но и это не решило проблемы. Основные причины неудачных выстрелов связывали с тем, что:

1. Запал при выстреле выталкивался весом пуль в снаряде, вызывая попадание вспышки пороха (МВВ) на взрывной заряд.

2. Трение снаряда вызывало достаточный нагрев, чтобы взорвать заряд.

Было предпринято две попытки исправить положение: покрытие внутренней поверхности снаряда цементом (чтобы снизить трение) и закрепление начинки снаряда (сферических пуль) смолой, серой, гипсом и другими материалами. Кроме того, уменьшили взрывной заряд. Ничто из этого не помогло.

Были проведены дополнительные эксперименты, с целью выяснить, наконец, причины этих преждевременных взрывов. Эксперименты 1852, 1853 и 1854 годов показали, что первопричиной проблем было взаимодействие пороха и пуль. В 1852 году полковник Боксер предложил отделить пули от пороха диафрагмой. Эксперименты со снарядами такой конструкции прошли очень успешно, и 1 октября 1853 года Комитет по техническому перевооружению артиллерии рекомендовал их расширенное производство с целью их внедрения. Диафрагма Боксера, предварительно утвержденная 23 марта 1854 года, отделяла порох от пуль цилиндрическим жестяным стаканом, вставляемым в отверстие под детонатор. Такие модернизированные снаряды назывались «Усовершенствованные снаряды Шрапнеля» (Improved shrapnel shell). Снаряды с диафрагмой претерпели еще несколько незначительных изменений и были, опять-таки предварительно, утверждены 29 сентября 1858 года. Окончательно такие снаряды были утверждены 27 сентября 1864 года. Снаряды с диафрагмой изготовлялись для орудий разных калибров от 6-фунтовых до 150-фунтовых, за исключением 10-дюймовых. Ими стреляли из пушек, гаубиц и карронад. Снаряд состоял из тонкого чугунного корпуса, ослабленного четырьмя бороздками вдоль него для облегчения его раскрытия, с утолщением в месте установки диафрагмы, чтобы не допустить его развала на две части, с усилением отверстия детонатора, удерживающего стакан диафрагмы в снарядах для орудий свыше 12 фунтов, для противодействия удару при выстреле. Чугунная диафрагма разделяла снаряд на две неравные части: меньшую верхнюю под порох и нижнюю, большую, под свинцовые пули и сурьму, спрессованную с угольной пылью. Стакан, устанавливаемый через диафрагму, служил и в качестве воронки для засыпки пуль, и как место установки детонатора. Зарядка мелкозернистого пороха проводилась через отверстие загрузки, закрываемое заглушкой. Такие снаряды выпускались либо:

1) пустыми, готовыми к заправке насыпью (только для Индии);

2) пустыми, клепаными;

3) полностью снаряженными.

Снаряды с диафрагмой Боксера имеют шесть преимуществ перед первыми сферическими снарядами:

1. Абсолютная гарантия от преждевременных разрывов.

2. Возможность полноценного заряжания орудия, что повышает их эффективность до расстояний, определяемых параметрами орудия.

3. Снижение дисперсного эффекта вышибного заряда на разлет пуль.

4. Решается проблема слипания пуль.

5. Упрощается хранение снарядов.

6. Повышенная безопасность при транспортировке полностью снаряженных снарядов.

Усовершенствованные снаряды Шрапнеля, узнаваемые по выступающим стаканам, оказались «устаревшими, вышедшими из употребления» уже через несколько лет после их внедрения.

Отказ от гладкоствольных орудий сделал все сферические снаряды «вышедшими из употребления», а введение нарезных пушек и гаубиц, можно сказать, открыло новую эру современной шрапнели, по крайней мере ее внутреннего строения. Применение нарезных казнозарядных орудий привело к ослаблению продольными бороздками стенок чугунного корпуса снаряда, к которому крепилась головная часть, усиленная слоем чугуна. В нижней части корпуса монтировался отсек, в котором размещался жестяной стакан с взрывным зарядом. Над стаканом устанавливалась железная диафрагма с отверстием посередине, через которое пропускалась центральная трубка, соединявшая детонатор с жестяным стаканом с порохом. На диафрагму укладывались свинцовые пули и сурьма, спрессованная со смолой. Капсюль, ввинчиваемый в верх трубки, обеспечивал пропускание разряда из детонатора к взрывному заряду.

Современный снаряд лишь немного отличается от своего предшественника – снаряда для орудия Армстронга, это небольшие изменения, вносимые с приобретением опыта производства и использования. Например, пропали ослабляющие бороздки, чугун заменен на кованую сталь, и головная часть обычно крепится заклепками и специальными шпильками. Кроме того, все снаряды с детонатором в носовой части объединяет ставшее стандартным в широком производстве 2-дюймовое калиброванное отверстие под держатель детонатора. Было опробовано множество различных вариантов. В некоторых для загрузки пуль использовались жестяные цилиндры; некоторые обходились деревянными головными частями. В некоторых моделях в качестве разрывного заряда использовались спрессованные катушки мелкодисперсного пороха в магазине и перфорированные в центральной трубке; были модели, в которых головная часть была единой частью корпуса, а отдельное днище прикручивалось. В другой модели разрывной заряд размещался в головной части снаряда. Однако все эти конструктивные вариации не коснулись основных принципов, остающихся неизменными в течение последних ста и более лет.

Применение шрапнели ограничено полевой артиллерией, хотя в связи с улучшенной фрагментацией (осколочностью) других снарядов спрос на шрапнельные снаряды падает. В британской маркировке эти снаряды отмечаются красным наконечником.