La famiglia dell'M16 è molto vasta e si divide in:
Colt Model 16
M653 (Carabina derivata dall'originale M16 in dotazione alle forze speciali U.S.A. Può essere dotata di silenziatore, lanciagranate e seconda canna inferiore)
Colt Model 16 Advanced 1 (M16 con dispositivo di chiusura dell'otturatore e, più tardi, rompifiamma differente efficace come compensatore. Può essere accessoriato con silenziatore, mirino laser, lanciagranate e seconda canna inferiore.)
Colt Model 16 Advanced 2 (canna pesante con diverso passo di rigatura ottimizzata per la nuova cartuccia NATO, nuovo maniglione con diottra regolabile anche in deriva, gruppo di fuoco con raffica a 3 colpi al posto del full auto, calcio un pollice più lungo)
Colt Model 16 Advanced 3 (identico all'M16A2 ma con gruppo di fuoco automatico. Spesso confuso con una versione dell'M16A2 con maniglione amovibile, fatto causato dalla nominazione commerciale dei modelli Colt per il mercato civile, che nulla ha a che vedere con la nominazione dell'US Army)
Colt Model 16 Advanced 4 (ultima versione, con astina MIL STD 1913 della Knight Armaments, anche detta R.I.S. che consente l'utilizzo di innumerevoli accessori, come puntatori laser o dispositivi per la visione a luce stellare, e come sistema primario di mira il sistema optronico a punto rosso Aimpoint M2, mentre le mire metalliche sono di riserva ed il maniglione é amovibile. Il gruppo di fuoco è nuovamente a raffica di 3 colpi).
Nell'M16A1 le modalità di tiro sono:
semi-automatico (un colpo ad ogni trazione del grilletto)
automatico a raffica
Nell'M16A3 le modalità di tiro sono:
semi-automaticoautomatico
a raffica libera (cioè tieni premuto il grilletto e spara finché non finisce le munizioni o finché non rilasci il grilletto)
Nell'M16A2 ed A4 le modalità di tiro sono:
semi-automatico (un colpo ad ogni trazione del grilletto)
automatico a raffica controllata di 3 colpi per ogni trazione del grilletto, anche se a livello di reparto il gruppo scatto viene modificato per consentire la raffica libera.
automatico a raffica libera (opzione prevista per il solo A4 in sostituzione della raffica controllata a tre colpi).
Fu creata anche una versione da supporto dell'M16, chiamata mitragliatrice leggera M16A2 LMG. Alla piattaforma dell'M16 può essere installato un lanciagranate a colpo singolo M203, prodotto in epoche differenti dalla Colt, dalla Knight Armaments ecc. inizialmente abbinato a un paracanna superiore dedicato, con grandi fori di ventilazione e supporto per diottra a foglia per il tiro con le granate Low Velocity da 40x46mm. Nelle ultime versioni il lanciagranate può essere dotato di attacchi per slitte MIL STD 1913 per poter essere fissato all'astina di nuova generazione anziché alla canna, lasciando la canna libera di flottare come vuole il progetto originale. Il lanciagranate sfrutta un sistema di scorrimento "a pompa" della canna in avanti per esporre la finestra di caricamento della granata. Il compatto pacchetto di scatto e il grilletto protetto si trovano davanti al vano di inserimento del caricatore e il caricatore stesso viene sfruttato come impugnatura nel momento di utilizzo dell'accessorio.
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