加特林機槍

19世紀，當金屬槍彈的發展逐漸成熟起來的時候，美國的發明家們開始了手動機槍的設計。不過，直到美國內戰時期，機槍才受到軍方重視。從19世紀中期到19世紀末，正是世界各國開發高射速武器的盛行時期 ^[4]  。在這一時期內，相繼出現了令軍方感興趣的連發機槍，提高了火力密度。

美國人理查德·喬丹·加特林年輕時期就對機械設計有興趣。他經常協助父親製造各種機械工具，自己也曾發明過棉花種植機、船用螺旋槳等機械設備。17歲時，他還申請了水稻種植機的專利，並在當地推廣應用。他的經歷和智慧，為之後的槍械設計奠定了基礎。

美國南北戰爭時期，加特林瞭解到，當時士兵使用的槍需要手動裝填火藥和彈丸，不少士兵還沒來得及裝填第二發子彈，就已經被敵人擊斃。加特林想“如果能夠發明一種連續射擊的武器，讓一個人發揮一百個人的力量，對戰爭形態的影響將是巨大的。”從那時起，加特林決定研製一款新型槍 ^[1]  。

1861年夏天，加特林開始設計構思轉管機槍，在書籍中瞭解到左輪手槍轉膛發射的原理，從中獲得靈感：“利用一套傳動機構使數支槍管圍繞一個公共軸轉動，並在每根槍管中設置獨立的擊發裝置，就可以完成連續射擊。”

在研發過程中，加特林將多根槍管“捆”成一圈，通過曲柄搖動圓筒旋轉，讓各槍管在旋轉中依次完成裝彈、射擊、退殼等動作，使槍射擊的間隔時間大為縮短。新型機槍的設計圖紙完成後，加特林讓邁爾斯·格林伍德公司製造了6挺樣槍，但在一次火災中樣槍和設計圖紙全部被燒燬。突發挫折沒有打倒加特林，隨後他繼續設計研製機槍，又花費幾個月的時間重新設計圖紙，讓另外一家機械製造公司生產了12挺樣槍。

在試驗樣槍過程中，加特林發現當時使用的紙殼槍彈的彈殼十分脆弱，機槍在高速射擊情況下存在火藥燃氣泄漏的問題，很容易造成槍彈卡殼。加特林採用了非主流的金屬彈殼，高硬度的彈殼與高射速的加特林機槍相配合，解決了子彈卡殼的問題 ^[1]  。加特林機槍設計出每發子彈的連貫射擊，包括了兩點轉管機槍所的設計特點：一是提供鎖膛的內有擊針的圓柱旋轉體，與槍管一起旋轉；二是每根槍管都有獨立的擊針。隨後的所有與加特林機槍相似的設計都不能再申請獲得專利。

1865年，加特林機槍作了進一步改進。

1866年，加特林機槍裝備給美國陸軍。

1865年以後，加特林機槍由最初的4管改為6管。

1867～1868年，加特林機槍又增加到了10管，並開始分發給美國的邊防部隊。

1870年，英國政府經過對比試驗後，在英格蘭建廠生產加特林機槍。與此同時，沙俄政府也購買了加特林機槍，更名為戈洛夫機槍 ^[7]  。

從1884年開始，世界各國採用管退式、半自由槍機式等自動原理的自動武器陸續被髮明。同這些單管自動武器相比，加特林轉管機槍的優勢不復存在，缺點卻更加明顯。

1903年，理查德·喬丹·加特林逝世時，多管手搖式轉管機槍已基本消失。世界上大部分軍隊轉而使用自動武器，如管退式馬克沁機槍，導氣式勃朗寧機槍和哈其開斯機槍。許多加特林機槍被當作廢銅爛鐵，徹底銷燬，另一些則湮沒在積滿灰塵的倉庫中，或被髮掘利用在博物館、私人收藏館中進行展覽 ^{[4]  [8]}  。

加特林機槍通常由6至10根14.7毫米槍管“捆”成一圈，當射手搖動曲柄時，一圈的槍管便旋轉起來，並裝填入槍彈發射，其最高射速在每分鐘可超過200發 ^[2]  。

加特林槍的機構動作簡單，由一名射手安裝裝彈器，另一名射手瞄準並轉動曲柄。一組齒輪繞主軸旋轉，主軸帶動槍管、槍機等零部件隨槍管旋轉，槍彈一發一發的從裝彈器上掉落在抽彈槽中，由槍機推槍彈入膛，隨着槍機不斷向前運動，彈簧被擊針的待擊凸起壓縮，一旦擊針被解脱，彈簧驅動擊針向前，打擊底火、擊發槍彈 ^{[3]  [6]}  。

加特林機槍採用轉管發射原理（後被稱為：加特林自動原理），它利用一套傳動機構使數支槍管繞一個公共軸轉動，從而完成連續射擊。加特林機槍是機械式的，最初槍管轉動需要由人力轉動搖把，後來改進為由電動機或導出燃氣動力來完成。加特林機槍的優點是射速高，威力大，而且槍管交替工作的方式使它能保持較好的持續火力，其主要缺點是體積、質量大，消耗能量多 ^{[3]  [6]}  。

1862型加特林轉管機槍有兩種不同結構。

第一種結構使用的是獨立的鋼製彈膛（彈膛與槍管分離），其尾部封閉並裝有撞擊火帽。射手通過搖動曲柄帶動沿圓周均勻排列的槍管旋轉，裝滿彈藥的彈膛從供彈料斗中進入到每根槍管後面的閉鎖槽中。當槍管轉到某個特定位置時，擊針將彈藥擊發。而槍管轉動到另一位置時，射擊後的彈膛退出機槍。彈膛可以重複使用，槍管旋轉一週可完成6發彈藥的裝填、擊發和退彈，每分鐘達到了200發的射速，但是存在火藥燃氣泄露等缺點，主要是因為當時流行使用最多的是紙殼槍彈，而金屬彈殼尚未普及 ^[1]  。為了解決上述難題，加特林使用了新開發的獨立金屬彈殼彈藥。這種彈藥結構被後來所有機槍的設計者沿用 ^[4]  。

第二種結構使用的是0.58英寸口徑的銅質彈殼邊緣發火式彈藥。在克服如何使獨立的彈膛與槍膛同軸這一難題上，加特林使用了錐形槍膛，槍膛後部直徑更大，使得彈丸進入槍管更加容易 ^[3]  。

加特林機槍最初由手動曲柄機構操作，六個槍管圍繞中心軸旋轉（有些型號有多達十個槍管）。每轉一圈，每個槍管在相同的位置發射一次。槍管、托架和鎖芯是分開的，都安裝在一個圍繞中心軸旋轉的實心鋼板上，槍體則安裝在長方形固定框架上。射擊時轉動曲柄使軸轉動，槍體上有凹槽，鎖芯上鑽有與槍管相對應的孔 ^[6]  。

1946年6月，美國通用電氣公司與空軍和陸軍的軍械部簽定了承包火神機槍預研的合同，合同要求：口徑0.6英寸，槍管數量5-10根，槍管長1524毫米，全槍長2032毫米，每根槍管質量不超過45千克，每根槍管射速1000發/分。

1949年4月，第一種樣槍完成。該槍以加特林機槍為基礎，6根槍管，有779個零件（後來流行的M61型20毫米火神機關炮有224個零部件），每分鐘可以發射4000發槍彈。1950年夏，經過改進，射速提高到5000發/分，以後又提高到超過6000發/分。該槍被稱為T45機槍。隨後生產了10挺A型0.6英寸T45機槍，並進行了全面的試驗，以考察這種槍的可行性及其潛在的能力。

1950年11月，在T45機槍成功的基礎上，開始生產C型樣槍，共生產了33挺。該武器有15毫米、20毫米和27毫米3種口徑。樣槍運到陸軍軍械部和空軍軍械部作試驗鑑定，通過了系統可靠性試驗。

在1952年5月的又一次試驗中，7挺新槍發射了75000發槍彈沒有出現故障。成功地完成全面試驗以後，美國軍方要求進一步開發T-171型20毫米機關炮。美國通用電氣公司簽訂了生產27挺該種機關炮的合同。T-171機關炮發射的炮彈長168毫米，6根身管，全炮長1829毫米，外徑約279.4毫米，全炮質量131-135千克，每根身管質量約22.5千克，射速超過6000發/分。採用電動式或液壓式驅動均可，取決於飛機上的安裝要求 ^{[5]  [7]}  。

1956年，T-171型20毫米機關炮的研製工作由美國空軍和陸軍進行標準化，命名為M61型20毫米“火神”（Vulcan）機關炮，並交付生產 ^[5]  。

20世紀60年代後期，加特林機炮把當時炮管旋轉的動力來源，由手動改為電動或者用導出發射藥燃氣的動力來驅動槍管旋轉。前者稱為外能源（美國使用的加特林機炮習慣使用），後者稱為內能源（蘇聯習慣用） ^[4]  。

M61型20毫米火神機關炮是一挺6管、靠外動力驅動的自動武器，射速可達7200發/分。全炮長1829毫米，全炮質量114.8千克。發射20毫米電擊發底火彈藥，如M53A1穿甲燃燒彈、M56A1高爆燃燒彈、MSSA1普通彈，彈頭初速1030米秒。根據武器與飛機的相容性，火神機關炮可利用電動機、液壓機或汽推渦輪機為動力，即只要使身管轉動並把電壓加到點火電路上即可。當扣動扳機發射時，彈鏈被拉進進彈機構，運動到槍機前面的槍彈從彈鏈上脱離，槍彈向前移動進人彈膛。6根身管逐次地進行槍機閉鎖，槍彈發射出去，槍機開鎖，空彈殼被抽出並拋到槍外，下一發槍彈進彈到位、槍機推彈進膛……該循環以高速重複。當釋放扳機時，動力斷開，轉動體被制動而停止轉動。火神機關炮身管逆時針轉動，以鐘錶指針形式形象地表示身管位置：在5點鐘時進彈，12點鐘時發射，6點半鐘拋殼。6根轉動的身管大大地減輕了身管燒蝕及過熱問題，有助於炮身的壽命（全炮壽命10萬發，身管壽命1.5萬發）。該種自動方式消除了多管聯裝武器的後坐不穩定因素。幾根身管被剛性夾固在一起，在25米射距上，80%的射彈散佈為8密位，射擊精度滿足軍方要求。而且，高低温和高空試驗已證明，20毫米火神機關炮在-55℃~+126℃以及在18千米高空載人飛機上性能正常。

M61火神機關炮的壽命與執行任務的飛機壽命相同，在射擊到4.5萬發以前不必進行全面檢修。M61火神機關炮具有安裝和維護簡便的特點，如只需擰下一個螺母就可以快速拆下炮口卡箍；在槍機鬆開的狀態下，向前拉動就可以把身管卡座拉出來，這時轉動身管1/3圈，身管即可取下來；從機座上拔出兩個快速聯結銷可以拆下供彈機；卸下一個緊定器，液壓傳動裝置也可以很容易地卸下來；通過機座上的一個鉸接蓋可以看到槍機等。熟悉火神機關炮結構的人，只用8分鐘就可以完成不完全分解。

M61火神機關炮一直裝在美國空軍的F104“戰星”噴氣式戰鬥/截擊機、F105“雷公”戰術核轟炸機和B52H，B58轟炸機上，也裝備比利時、荷蘭、德國、意大利空軍的F104G`‘戰星”噴氣式戰鬥/截擊機及日本空軍的F104戰鬥機 ^{[5]  [9]}  。

隨後，按照美國空軍和陸軍的指示，通用電氣公司又開發了稱為T-212的30毫米口徑的火神機關炮，發射的炮彈比20毫米炮彈長50%、威力增大3倍。儘管機關炮的口徑增大，但採用了較短的身管，武器全長為1626毫米，全炮質量也和先前的M61型差不多，該種機關炮只試製了2挺 ^[5]  。

隨着火神武器在現代高性能戰鬥機和轟炸機上的使用及演變，火神武器系統的基本結構逐漸被簡化，併為實現彈藥通用化、發射撞擊式底火彈藥而對擊發機構重新進行設計。通過改變供彈機構、機座、槍機和槍管，利用加特林原理髮射普通口徑彈藥及小口徑彈藥的機槍也研製出來，火神機槍的射速由電動機的轉速和實際戰術需要來確定，組合射速可達到7000發/分以上，能適應各種戰術任務的需要。

越南戰爭期間，美國通用電氣公司在M61型20毫米火神機關炮基礎上研製了FAU-2/A航空機槍，即M134型7.62毫米“米尼岡”（Minigun）機槍，為直升機及其他輕型飛機提供了一種射速很高、質量很輕的武器，既可裝備於各種類型的武裝直升機，作為支援和壓制火力，用於殺傷集結的地面有生目標及無裝甲車輛目標，也可裝在車輛上作為車載武器使用。

M134機槍是利用加特林原理的轉管式、外能源驅動的自動武器。採用彈鏈供彈或無彈鏈供彈，6根槍管，發射7.62毫米北約（NATO）制式槍彈，有效射程1000米，槍身質量約15.9千克（不包括供彈機構和電動機），供彈機構質量4.8千克，電動機質量3.4千克，每根槍管質量1.l千克，槍管長558.8毫米，全槍長800毫米，槍管設計壽命10萬發。隨着7.62毫米機槍的研製成功，美國通用電氣公司在此基礎L又開發了XM214型5.56毫米6管機槍，作為輕型自動武器裝備於武裝直升機和各種車輛上，也可裝在M122三腳架上，作為地面機槍使用。XM214機槍由彈鏈供彈，帶1000發槍彈時全槍質量只有38.5千克，槍身質量10.2千克。而且，無需工具就可分解結合，便於攜行 ^{[5]  [10]}  。

2015年的英國倫敦國防與安全博覽會上，德國萊茵金屬公司利用四台功率各為20千瓦的激光發射機同時開火，利用一種名叫“疊加”的技術，組合得到一束功率為80千瓦的強大光束，是一種威力巨大的新型激光“加特林機槍”。

加特林激光槍可以在500米之外擊中無人機。激光還可以引爆炸藥和炮彈，使其它船隻上的傳感器失靈，甚至能在較小的船隻上燒出洞。該公司稱，通過將每個激光槍單元組合起來，該武器可以釋放出“無限”的能量 ^[5]  。

1884年，舊中國的金陵兵工廠曾在仿製過加特林1883型機槍。中國仿製的加特林機槍，將原加特林1883型機槍的三輪模式，改為採用中國獨輪手推車，輕巧靈活、價格低廉，適合中國地理特點和國情。1883年以後，加特林改進老式機槍，發明了利用壓縮空氣和火藥燃氣驅動實現自動循環的轉管機槍 ^{[5]  [3]}  。

據史料記載，俄土戰爭中曾有8個連的俄軍使用加特林機槍，每連50挺。

1879年的祖魯戰爭，英國軍隊藉助加特林機槍，主宰了戰場上的主動權。另一支英國海軍部隊開始在其船隻上安裝加特林機槍。直到19世紀八九十年代，由於馬克沁機槍的問世，加特林機槍才被擠出戰爭的歷史舞台 ^[5]  。

加特林轉管機槍從誕生之日起，工作原理就決定了其具有能連發射擊，火力猛等優點，但也存在重量大、機動性差等缺點。正如許多其它發明一樣，在軍用領域，加特林轉管機槍是“早產兒”——當時世界主流軍事思想還沒有為其誕生做好準備。

1862年並不存在對轉管機槍的戰術需求，因為當時軍隊不知道如何有效地將一挺機槍作為高效火力來使用，而將機槍用在步兵進攻中作為近距離支援武器的思想，直到 1898 年才由美國陸軍進行了論證，甚至後來在日俄戰爭和第一次世界大戰時各國陸軍都還經常採取大規模步兵集羣衝鋒的戰術，可見直到20世紀初很多國家都還對機槍的威力不夠重視。

更為不幸的是，就在加特林和其他的天才發明家們在不斷解決技術難題，努力完善各自發明的同時，也不自覺地為自己的發明創造掘好了墳墓--當手動武器發展到極致的時候，也就為自動武器的出現創造了成熟條件 ^[5]  。

加特林機槍在戰場上高光亮相，其採用獨特的多管旋轉設計，每根槍管都有獨立的擊發裝置，與當時的單管填彈式火槍相比，加特林機槍具備絕對的火力優勢，射速高達每分鐘200餘發，這在當時是一個驚人的數字。

該款經典名槍的設計者是加特林。他一生擁有40多項發明專利，在槍械製造界享有“機槍之父”的美譽。自19世紀中葉以來，加特林機槍的設計原理被槍械研製者廣泛運用 ^[1]  。

20世紀初，加特林機槍逐漸被淘汰，其原因，一是加特林機槍操作需要4個人，而馬克沁機槍只需要1個人便可以完成。二是射速，雖然每分鐘200~400發已經很快，但是其他機槍例如馬克沁機槍，射速可達每分鐘600發。三是加特林機槍的體積和重量都遠在其他自動槍械之上，所以大都架設在高聳的大型輪架上才能保證穩定射擊，這就使得它的機動性和隱蔽性無法與其他機槍相比 ^{[4]  [8]}  。（中國軍網、Gatlingguns.net、《輕兵器》 評）

加特林機槍在戰場上高光亮相的武器，採用獨特的多管旋轉設計，每根槍管都有獨立的擊發裝置，與當時的單管填彈式火槍相比，加特林機槍具備絕對的火力優勢，射速高達每分鐘200餘發，這在當時是一個驚人的數字。這款經典名槍的設計者就是理查德·喬登·加特林。他一生擁有40多項發明專利，在槍械製造界享有“機槍之父”的美譽。時至而今，加特林機槍的設計原理仍被槍械研製者廣泛運用 ^[12]  。