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  第一種5.45×39毫米彈藥是5N7艇尾全金屬被甲彈,彈頭重56格令。彈頭採用了艇尾設計,即彈頭尾端中空,能誘導大氣以穩定的渦流狀流入彈尾。儘管大氣渦流效應會產生拉力拖著彈頭而降低初速,但是渦流能避免彈頭于飛行途中前後滾轉,從而提高精準度。5N7使用鋼質彈芯,彈芯前方有小塊鉛質填充物,鉛塊與彈頭被夾尖端之間留有空腔,使得彈頭整體重心偏後;同時擊中較硬的目標時容易使彈頭變形、翻滾,強化殺傷力。5N7的鋼質彈殼塗漆為灰偏綠色,長度為39.37毫米,比7.62×39毫米的彈殼稍長;採用伯丹式底火,底火盃由銅製成,密封圈為深紅色。推進藥為球形粉末,燃燒性質類似5.56×45毫米北約彈藥使用的WC 844推進藥。  稍後的主力彈種名為7N6,在設計上和5N7一致,而5N7這一名稱出現較少,很有可能只是名稱變動。

  5.45×39毫米彈藥的彈殼容量為1.75毫升(約等於重27格令的水的體積)。  資料測定及繪圖由槍支測試國際常設委員會完成,所有長度單位皆為毫米。

  5.45×39 毫米彈藥和.30卡賓槍彈同為軍用制式步槍子彈中穿透力較弱的,同樣槍口動能僅約一千三百至四百焦耳,但實際上後者常被認為火力不足,而僅在一部發展中國家軍隊或警察還在大量使用中。而 5.45×39 毫米彈藥卻有毒彈之名,甚至在阿富汗戰爭中游擊隊有中了 5.45×39 毫米彈藥幾乎必死的說法。這是因為 5.45×39 毫米彈著名的翻滾機理所致。 根據彈道學測試中高速攝像機的照片顯示,5.45×39 毫米彈頭有明顯的翻滾現象。西方相信這種翻滾現象,以及彈頭偏航、尾部的空穴現象都是被利用來提高對生物組織的殺傷力。美軍軍醫馬丁·法克勒曾用生豬和彈道凝膠發現彈頭擊中目標後並不一定破碎為幾塊或造成大量組織破損,而大部分的器官或組織被擊中後都會形成極大的臨時空腔。值得注意的是,5.45毫米彈頭會產生2個臨時空腔,分別位於100毫米和350毫米深度處,而一般人體軀幹平均寬度為350毫米。

  

  隨著防彈衣技術的不斷提高,原本的5N7(7N6)軟鋼芯子彈已經無法有效應對,於是俄軍研製了7N6M、7N10、7N22和7N24這幾種穿透力強化型5.45×39毫米彈藥。
5.45×39mm是前蘇聯及解體後各加盟共和國使用的彈藥。這種彈藥伴隨著配套的AK-74突擊步槍在1974年開始服役,並逐步取代了7.62×39毫米彈藥的地位。