机炮
自卫，防空，对地攻击武器
机炮也称机关炮，是指口径大于20mm、采用连续击发机制的武器。虽然定义上没有指出该类型武器的口径上限，但连续击发机制的高速使得该类型火炮的口径都比较小，而且因为现代高速射击时必须考虑炮管冷却问题，所以现代机炮口径通常都小于30mm。机炮作为轻型炮种，主要是给直升机、对地攻击机做对地覆盖火力，战斗机或步兵战车做自卫武器用。
机炮背景
机炮一般多指航空机炮。航空机炮是装在飞机等航空器上的口径大于等于20毫米的自动射击武器，具有射速高、操作简单、结构紧凑等特点。在飞机上用的是23毫米和30毫米机炮。中国各型作战飞机装备使用的机炮，现有23毫米23-1/2型。23毫米23-3型，23毫米623型和30毫米30-1型。23毫米23-1/2型航空机炮是中国自行研制的早期产品，已经构成完整系列，主要包括23-1、23-2、23-2H、23-2K型，装备中国陆、海、空三军的武装直升机、歼击机、强击机和轰炸机。
越战前，世界上所有的新型战机几乎都放弃机炮武装；但越战后，世界各国的新战机又不约而同地，全部把机炮给装回去。战机到底应不应该装上机炮，大概是越战中最受争议的问题。在核战争中机炮很难有使用的机会，因为敌机会以高空高速冲进来，而当双方以两倍音速迎面相向进入机炮射程时，也差不多是该转向避以免相撞的时候；而等你绕回来想从尾部攻击时，也很难再有机会追进有效射程内。即便越战中的敌人不是高空高速的轰炸机、而是慢而机动的MiG-17，美国空军也没有想过要以机炮对抗，因为MIG-17是为机炮空战设计的、而F-4不是，陷入以机炮互相缠斗的近距离空战对F-4是绝对不利的。
是故，即便空对空导弹的可靠性出现问题，许多飞行员还是不愿采用机炮，宁可以不可靠的空对空导弹远远地射上几发，因为导弹即使没有命中，也足以迫使敌机远离或转弯躲避，若此时企图以机炮射击转弯半径极小的MiG-17，反而会提供对手反过来击落你的机会。但实战发现，当北越飞行员了解到空对空导弹的最小射程限制后，当被全导弹武装的F-4幽灵机咬住时，他们晓得加速逃离会使敌方炮弹可以发射，如果保持在F-4前方的3000米内，F-4反而一点办法都没有。因此北越飞行员不再急着俯冲逃出，而是继续转弯、减速，好让美机超越而制造射击机会。一份评估滚雷行动早期的29次空战的报告指出，在半数空战中米格机利用导弹的弱点，反而接近美军战机制造攻击机会或逃逸,如果当时美军战机有机炮的话，即便不能命中敌机，也可以迫使米格机远离以制造导弹的射击机会，29次空战中23次空战美机也均有机炮射击机会。另外，当敌机利用极低空潜逃时，不论何种空对空导弹都因无法导引而失效。当空军询问第366中队机炮效能的问题时，该中队回答：“在过去10天内，至少损失了7次击落机会，只因为战机没有在高度2000米以下、距离2500米内的空对空武器。”
机炮发展
当美军一再因为没有机炮而丧失击落机会后，终于1964年决定在F-4上加装机炮，其利用SUU-16型机炮吊舱、提供M-61 20MM机炮的火力，然而这并不是没有代价。机炮吊舱会增加相当多的阻力与重量，而且必须挂在机腹与机翼内侧3个挂架的其中之一，最好是在机腹；而机腹挂架一般用来挂600加仑副油箱，于是加装机炮吊舱的F-4不只是要增加阻力、还得减少一个600加仑副油箱。另外机炮吊舱的机炮轴线相当难校正，故需在航空母舰上操作的海军完全放弃这个构想；即使校正正常，外挂机炮也比内载机炮要承受更多的晃动，故其炮弹弹道不可能像内载机炮那样精确。不过有趣的是，许多F-105飞行员抱怨其内载机炮的弹道太直，使其在快速运动的空战中的命中几率不高；相反地，许多F4的飞行员认为机炮吊舱的晃动可以增加命中敌机的几率。于是，美国空军的F-4四机编队中，除了在两翼外侧各挂一个375加仑副油箱、右机翼内侧挂载对抗地面防空火力用的电战吊舱之外，两架二机领队（1号与3号机）在机腹挂机炮吊舱，而两架僚机（2号与4号机）则在机腹挂600加仑副油箱。虽然僚机多挂了一个副油箱，不过编队飞行时僚机需要不断改变油门以紧跟着长机，故需消耗更多的油料，经过实验发现，如此搭配的长机与僚机的续航距离约略相等。这种编队战术成果相当成功，相对于空对空导弹一出击就出错，外挂机炮的F-4在一开始的8次射击机会就击落4架。比较起空对空导弹可靠性不佳的电子零件，炮弹完全没有类似的故障可能，而且一出炮口也没有任何外界力量可以引诱它远离目标，故这种低科技的武器反而有极高的可靠性。
但机炮空战也不是完美的。当战机以高G运动时，射出去的炮弹却不受向心力控制，故在瞄准时应该往航线内侧修正，同样地速度、重力、角度都影响机炮射控，当时F-105上的光学瞄准器会借由陀螺仪的校正与雷达测距来补偿所需的提前量；但当时F-105的光学瞄准器也同时负责俯冲轰炸时的瞄准，切换到空对空模式的作业非常复杂，使其完全不可能在飞行中实行。既然F-105的最重要任务是对地轰炸，绝大部分F-105的光学瞄准器便均设在对地模式而不能提供对空射控。而为导弹设计的F-4更是完全没有可计算前置量的机炮射控系统，故美军飞行员的射击方法可说是完全遵循古老的空战教条：“等敌机占满座舱视野才开火。”然而美军对滚雷行动的检讨报告指出，F-105的140次机炮攻击中击落了20架敌机，击落率为13%，和导弹差不多。但若这是F-105无法使用对空机炮射控系统的情况，则其成就仍值得欣慰；再考虑到部分不需挂炸弹的F-105战机（例如防空压制的铁手机翼只挂反辐射导弹），会将瞄准器调整在机炮射控模式以协助空优任务，其在40次有射控的机炮攻击中，击落了10架敌机，命中率为25%，这高于任何一种导弹。
空军发展空军型的F-4D时也加入了机炮射控能力，而滚雷行动中F-4D、加上固定式机炮瞄准器（fixed gunsight）的F-4C以及设定为对空机炮瞄准模式的F-105共发动了148次机炮攻击，击落24架敌机，击落率达16%，高于麻雀导弹、略等于响尾蛇导弹。滚雷行动后，空军总结之前的惨痛教训，改良F-4到E型，其中最大的改进便是加装内载机炮，并有整合的机炮射控系统。而北越的MiG-17的主要武装便一直只有1门37毫米以及2门23毫米机炮，不过其机炮也不太适合缠斗作战，虽然单发命中的破坏力惊人、可以重创大型飞机，但其射速过低使其在快速缠斗中的命中几率相当小，故其原始设计仍是对付战略轰炸机的核战思想,此外更糟的是其机炮射控系统并不精确，故综合而言仍不是空战中可依赖的武器。例如在1972年5月10日，一场可能是喷气式飞机时代中最激烈的空战，由TopGun出身的美军飞行员Cunningham驾驶的F-4对决北越传说中最强飞行员Tomb所驾驶的MiG-17（据传其死前击落13架敌机，为越战最高纪录，但北越官方记录中完全没有此人资料，因此有人推测这是因为他不是北越人）。在激烈的垂直剪形动作中，低速性能优异的MiG-17加上Tomb的超人技艺，使其至少有三次机会开火射击、然而却无一命中，终究反而被Cunningham以响尾蛇导弹击落。
如此优秀飞行员的机炮命中率还如此低，则一般飞行员更不用说。但MiG-17机炮全部开火的景象还是非常吓人，炮口火光之大甚至可以遮住机身，而且其炮弹飞至5000米外仍相当具有杀伤力；所以就算没有命中，心理上的威胁还是足以迫使美军飞行员抛弃弹药逃跑。MiG-19的武装可能较为适当，3门30毫米机炮的射速高于MiG-17（2秒钟射出90发，相对于MiG-17的69发），而且还有空对空导弹。MiG-21也有1门30毫米机炮， 不过其武装仍以空对空导弹为主，机炮主要用在弥补导弹的最小射程限制；但其机炮射控系统仍然只适合射击直线飞行的目标，而且战机本身运动超过3G时，机炮射击造成的剧烈震动使前置量的计算完全失常(F-8也有类似的问题)。
结构形式
机炮基本结构形式分为转膛式和转管式。西欧一些国家主要发展转膛炮，英国主要发展转管炮。
转膛式
转膛炮的结构来源于左轮手枪。它是二次大战末期由于战争要求提高射速而产生的一种结构，西施的毛瑟MG 213型航炮就是最早使用的转膛结构的机炮。所谓转膛炮就是弹膛旋转的火炮，它的基本工作原理是将武器的供弹、装填、击发、抛壳等动作分开，平行进行，即在射击过程中炮管不转，只是几个弹膛在转轮带动下依次转到对准炮管的发射位置。在一个弹膛发射的同时，其余弹膛退壳和装填，这样由于动作自动重叠进行，所以缩短了循环时间，提高了射速。而其他类型的自动武器，上述动作过程是按顺序相继进行的。
就现役装备的转膛炮而言，一般为单管和双管，多数为单管，而弹膛有四个、五个有的多至八个，以四、五个弹膛较普遍。双管转膛炮的动作原理与单管转膛炮完全相同，只是同时发射两发炮弹，同时抛出两个药筒，同时装填两发新弹。
转管式
转管炮的工作原理即所谓“加特林”原理，这种火炮与转膛炮的区别是：在射击过程中转膛炮是炮管不转只是弹膛旋转；而转管炮则相反，是弹膛不动而炮管连续不断地旋转。这种火炮的工作特点是每个炮管都有自己的炮闩，分别依次完成进弹、闭锁、击发、开闩及抛壳等动作，这种火炮一般是采用电发火的。
转膛炮的射速较高，单管转膛炮射速可达1200、1800发/分；结构简单，动作可靠；和转管炮相比，重量较轻，体积较小。但身管和转轮之间容易漏气；长时间射击转轮会吸收大量的热能，易引起膛内弹药燃烧，发生危险；要求弹膛定位机构有很高的准确性，以保证弹膛精确地对准炮管。
转管炮的射速更高，并可通过改变马达的转数来调节射速；炮管高速旋转可改变冷却条件，另外由于火炮是由能源带动，所以有较高的可靠性，不会因不发火而影响连续射击，但这种火炮的主要缺点是体积、重量都大，消耗能源多。
分类
机炮和机枪按能否活动可分为活动式和固定式两类。
固定式
通常安装在歼击机或强击机的机头或机翼。现代高速飞机的机翼很薄，安装大口径机炮比较困难。而且在空气动力的作用下，机翼易于变形，会使射击不够准确，因此多将机炮(枪)装于翼根或机身上
旧式单发螺旋桨飞机，装于机身前部的机炮（因为发射的子弹要穿过螺旋桨的旋转面，有必要安装射击协调器，它能使炮(枪)弹从闪过的桨叶缝隙问穿过）。
装在机翼上的机炮(枪)不需要射击协调器。但由于机翼与机身相较稍“软”，固定情况没有机身好，射击情况因而较差。为了提高射击效果，有时把射击火力点分布机翼上，必须以金属的弹链供弹。弹链放在弹箱中，沿输弹导管送入机炮彻中。20毫米以上口径较大的机炮，多用弹夹供给炮弹，弹夹则装在炮上。
有的飞机把机炮装在可拆卸的炮舱内，用时可挂在机翼或机身下面。“鹞”式垂直起落歼击机在机身下就挂有这样机炮吊舱，内装一门30毫米口径的机炮和131发炮弹，重201公斤。
活动式
通常装在轰炸机的活动枪架或炮塔上，可以转动，向不同的方向射击来犯的敌机。有些强击机的后座也装有活动的机炮（枪）。炮塔外罩有流线型的有机玻璃盖，既可改善外形，减少阻力；又可使射击员不受强烈的气流吹袭。
活塞发动机螺旋桨式的重型轰炸机，由于目标大，速度低，易于受到敌方歼击机的攻击，往往装有好几个炮塔，分布在机头，机身上、下，以及机尾等处，以迎击从不同方向来袭的敌机，扩大防御面。现代装有涡轮喷气发动机的高亚音速或超音速轰炸机，速度比歼击机低得不多，一般只要在机尾安装活动炮塔就行了。
装在机身上部和下部的炮塔，可以连同射击员一道转动，以改变水平面内的射击方向。有的炮塔上有垂直缝，以便机炮(枪)沿缝上下转动，改变在垂直平面内的射击方向。炮塔多用电力或液压操纵，既灵敏又迅速。
大型飞机上有的还装有远距操纵炮塔，其中只有武器而无人；射击员另坐在适于瞄准，比较安全的射击舱内。他可通过一只瞄准器控制几个炮塔，更有效地打击敌机。
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