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気になったのでトレーニングエリアで確認してみましたが、
ヒットごとのダメージがばらついているので比較が難しいですね…。
参考までに、攻撃力210のライト・ヘビィで、肉質が硬い条件で撃った結果をまとめます。
単発最大ダメージ、単発総合ダメージ、ヒット数の順で書いていきます。
ヘビィは基本型、もしくは竜熱モード型なので物理弾の威力に補正は掛かっていません。
(1) ヘビィボウガン
エスペラキャノン・LV1貫通弾：最大9.7ダメージ、総合42ダメージ、5Hit
護雷重弩テルマガルデ・LV2貫通弾：最大10.6ダメージ、総合54ダメージ、7Hit
グライフェン・LV3貫通弾：最大10.6ダメージ、総合65ダメージ、9Hit
(2) ライトボウガン
エスペラバレット・LV1貫通弾：最大7.8ダメージ、総合34ダメージ、5Hit
赫炎甲弩インガダ・LV2貫通弾：最大8.5ダメージ、総合43ダメージ、7Hit
ヴァルキリーフレイム・LV3貫通弾：最大8.5ダメージ、総合52ダメージ、9Hit

ライト・ヘビィ共通して、トレーニングエリアのカカシで見た限りでは
LV2とLV3の間で最大ダメージは変わらず、ヒット数（ヒット間隔？）で
総合ダメージに差が出ているようですね。
総合ダメージで見ると、LV2はLV1の1.26～1.29倍、LV3はLV1の1.53～1.55倍といったところです。
上記の通りヒット数で差をつけてる部分もあるので、単純に倍率で説明するのは難しいかも？
簡単に確認しただけなのであくまで参考程度ですが、お力になれたなら幸いです。