機炮

機炮也稱機關炮，是指口徑大於20mm、採用連續擊發機制的武器。雖然定義上沒有指出該類型武器的口徑上限，但連續擊發機制的高速使得該類型火炮的口徑都比較小，因為現代高速射擊時必須考慮炮管冷卻問題。所以現代機炮口徑通常都小於30mm，作為輕型炮種，主要是給直升機、對地攻擊機做對地覆蓋火力，戰鬥機或步兵戰車做自衛武器用。

基本介紹

• 中文名：機炮
• 外文名：Cannon
• 別稱：機關炮
• 口徑：大於等於20mm
• 作用：自衛，防空，對地攻擊，空中格鬥

機炮背景

機炮一般是指航空機炮是裝在飛機等航空器上的口徑等於或大於20毫米的自動射擊武器，具有射速高、操作簡單、結構緊湊等特點。在飛機上用的是23毫米和30毫米機炮。中國各型作戰飛機裝備使用的機炮，現有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型航空機炮是中國自行研製的早期產品，已經構成完整系列，主要包括23-1、23-2、23-2H、23-2K型，裝備中國陸、海、空三軍的武裝直升機、殲擊機、強擊機和轟炸機。

越戰前，世界上所有的新型戰機幾乎都放棄機炮武裝；但越戰後，世界各國的新戰機又不約而同地，全部把機炮給裝回去。戰機到底應不應該裝上機炮，大概是越戰中最受爭議的問題。在核戰爭中機炮很難有使用的機會，因為敵機會以高空高速衝進來，而當雙方以兩倍音速迎面相向進入機炮射程時，也差不多是該轉向避以免相撞的時候；而等你繞回來想從尾部攻擊時，也很難再有機會追進有效射程內。即便越戰中的敵人不是高空高速的轟炸機、而是慢而機動的MiG-17，美國空軍也沒有想過要以機炮對抗，因為MIG-17是為機炮空戰設計的、而F-4不是，陷入以機炮互相纏鬥的近距離空戰對F-4是絕對不利的。

是故，即便空對空飛彈的可靠性出現問題，許多飛行員還是不願採用機炮，寧可以不可靠的空對空飛彈遠遠地射上幾發，因為飛彈即使沒有命中，也足以逼使敵機遠離或轉彎躲避，若此時企圖以機炮射擊轉彎半徑極小的MiG-17，反而會提供對手反過來擊落你的機會。但實戰發現，當北越飛行員了解到空對空飛彈的最小射程限制後，當被全飛彈武裝的F-4幽靈機咬住時，他們曉得加速逃離會使敵方號彈可以發射，如果保持在F4前方的3000米內，F-4反而-點辦法都沒有。因此北越飛行員不再急著俯衝逃出，而是繼續轉彎、減速，好讓美機超越你而製造射擊機會。一份評估滾雷行動早期的29次空戰的報告指出，在半數空戰中米格機利用飛彈的弱點，反而接近美軍戰機製造攻擊機會或逃逸,如果當時美軍戰機有機炮的話，即便不能命中敵機，也可以迫使米格機遠離以製造飛彈的射擊機會，29次空戰中23次空戰美機也均有機炮射擊機會。另外，當敵機利用極低空潛逃時，不論何種空對空飛彈都因無法導引而失效。當空軍詢問第366中隊機炮效能的問題時，該中隊回答：“在過去10天內，至少損失了7次擊墜機會，只因為戰機沒有在高度2000米以下、距離2500米內的空對空武器。”

機炮發展

當美軍一再因為沒有機炮而喪失擊墜機會後，終於1964年決定在F-4上加裝機炮，其利用SUU-16型機炮吊艙、提供M-61　20MM機炮的火力，然而這並不是沒有代價。機炮吊艙會增加相當多的阻力與重量，而且必須掛在機腹與機翼內側3個掛架的其中之一，最好是在機腹；而機腹掛架一般用來掛600加侖副油箱，於是加裝機炮吊艙的F-4不只是要增加阻力、還得減少一個600加侖副油箱。另外機炮吊艙的機炮軸線相當難校正，故需在航艦上操作的海軍完全放棄這個構想；即使校正正常，外掛機炮也比內載機炮要承受更多的晃動，故其炮彈彈道不可能像內載機炮那樣精確。不過有趣的是，許多F-105飛行員抱怨其內載機炮的彈道太直，使其在快速運動的空戰中的命中機率不高；相反地，許多F4的飛行員認為機炮吊艙的晃動可以增加命中敵機的機率。於是，美國空軍的F-4四機編隊中，除了在兩翼外側各掛一個375加侖副油箱、右機翼內側掛載對抗地面防空火力用的電戰吊艙之外，兩架二機領隊1號與3號機）在機腹掛機炮吊艙，而兩架僚機（2號與4號機）則在機腹掛600加侖副油箱。雖然僚機多掛了一個副油箱，不過編隊飛行時僚機需要不斷改變油門以緊跟著長機，故需消耗更多的油料，經過實驗發現，如此搭配的長機與僚機的續航距離約略相等。這種編隊戰術成果相當成功，相對於空對空飛彈一出擊就出錯，外掛機炮的F-4在一開始的8次射擊機會就擊落4架。比較起空對空飛彈可靠性不佳的電子零件，炮彈完全沒有類似的故障可能，而且一出炮口也沒有任何外界力量可以引誘它遠離目標，故這種低科技的武器反而有極高的可靠性。

但機炮空戰也不是完美的。當戰機以高G運動時，射出去的炮彈卻不受向心力控制，故在瞄準時應該往航線內側修正，同樣地速度、重力、角度都影響機炮射控，當時F-105上的光學瞄準器會藉由陀螺儀的校正與雷達測距來補償所需的提前量；但當時F-105的光學瞄準器也同時負責俯衝轟炸時的瞄準，切換到空對空模式的作業非常複雜，使其完全不可能在飛行中實行。既然F-105的最重要任務是對地轟炸，絕大部分F-105的光學瞄準器便均設在對地模式而不能提供對空射控。而為飛彈設計的F-4更是完全沒有可計算前置量的機炮射控系統，故美軍飛行員的射擊方法可說是完全遵循古老的空戰教條：“等敵機占滿座艙視野才開火。”然而美軍對滾雷行動的檢討報告指出，F-105的140次機炮攻擊中擊落了20架敵機，擊墜率為13%，和飛彈差不多。但若是昂這是F-105無法使用對空機炮射控系統的情況，則其成就仍值得欣慰；再考慮到部分不需掛炸彈的F-105戰機（例如防空壓制的鐵手機翼只掛反輻射飛彈），會將瞄準器調整在機炮射控模式以協助空優任務，其在40次有射控的機炮攻擊中，擊落了10架敵機，命中率為25%，這高於任何一種飛彈。

空軍發展空軍型的F-4D時也加入了機炮射控能力，而滾雷行動中F-4D、加上固定式機炮瞄準器（fixed　gunsight）的F-4C以及設定為對空機炮瞄準模式的F-105共發動了148次機炮攻擊，擊落24架敵機，擊墜率達16%，高於麻雀飛彈、略等於響尾蛇飛彈。滾雷行動後，空軍總結之前的慘痛教訓，改良F-4到E型，其中最大的改進便是加裝內載機炮，並有整合的機炮射控系統。而北越的MiG-17的主要武裝便一直只有1門37毫米以及2門23毫米機炮，不過其機炮也不太適合纏鬥作戰，雖然單發命中的破壞力驚人、可以重創大型飛機，但其射速過低使其在快速纏鬥中的命中機率相當小，故其原始設計仍是對付戰略轟炸機的核戰思想,此外更糟的是其機炮射控系統並不精確，故綜合而言仍不是空戰中可依賴的武器。例如在1972年5月10日，一場可能是噴氣式飛機時代中最激烈的空戰，由TopGun出身的美軍飛行員Cunningham駕駛的F-4對決北越傳說中最強飛行員Tomb所駕駛的MiG-17（據傳其死前擊落13架敵機，為越戰最高紀錄，但北越官方記錄中完全沒有此人資料，因此有人推測這是因為他不是北越人）。在激烈的垂直剪形動作中，低速性能優異的MiG-17加上Tomb的超人技藝，使其至少有三次機會開火射擊、然而卻無一命中，終究反而被Cunningham以響尾蛇飛彈擊落。

如此優秀飛行員的機炮命中率還如此低，則一般飛行員更不用說。但MiG-17機炮全部開火的景象還是非常嚇人，炮口火光之大甚至可以遮住機身，而且其炮彈飛至5000米外仍相當具有殺傷力；所以就算沒有命中，心理上的威脅還是足以迫使美軍飛行員拋棄彈藥逃跑。MiG-19的武裝可能較為適當，3門30毫米機炮的射速高於MiG-17（2秒鐘射出90發，相對於MiG-17的69發），而且還有空對空飛彈。MiG-21也有1門30毫米機炮，　不過其武裝仍以空對空飛彈為主，機炮主要用在彌補飛彈的最小射程限制；但其機炮射控系統仍然只適合射擊直線飛行的目標，而且戰機本身運動超過3G時，機炮射擊造成的劇烈震動使前置量的計算完全失常(F-8也有類似的問題)。

結構形式

機炮基本結構形式分為轉膛式和轉管式。西歐一些國家主要發展轉膛炮，英國主要發展轉管炮。

轉膛式

轉膛炮的結構來源於左輪手槍。它是二次大戰末期由於戰爭要求提高射速而產生的一種結構，西施的毛瑟MG 213型航炮就是最早使用的轉膛結構的機炮。所謂轉膛炮就是彈膛旋轉的火炮，它的基本工作原理是將武器的供彈、裝填、擊發、拋殼等動作分開，平行進行，即在射擊過程中炮管不轉，只是幾個彈膛在轉輪帶動下依次轉到對準炮管的發射位置。在一個彈膛發射的同時，其餘彈膛退殼和裝填，這樣由於動作自動重疊進行，所以縮短了循環時間，提高了射速。而其他類型的自動武器，上述動作過程是按順序相繼進行的。

轉膛炮

就現役裝備的轉膛炮而言，一般為單管和雙管，多數為單管，而彈膛有四個、五個有的多至八個，以四、五個彈膛較普遍。雙管轉膛炮的動作原理與單管轉膛炮完全相同，只是同時發射兩發炮彈，同時拋出兩個藥筒，同時裝填兩發新彈。

轉管式

轉管炮的工作原理即所謂“加特林”原理，這種火炮與轉膛炮的區別是：在射擊過程中轉膛炮是炮管不轉只是彈膛旋轉；而轉管炮則相反，是彈膛不動而炮管連續不斷地旋轉。這種火炮的工作特點是每個炮管都有自己的炮閂，分別依次完成進彈、閉鎖、擊發、開閂及拋殼等動作，這種火炮一般是採用電發火的。

轉膛炮的射速較高，單管轉膛炮射速可達1200、1800發/分；結構簡單，動作可靠；和轉管炮相比，重量較輕，體積較小。但身管和轉輪之間容易漏氣；長時間射擊轉輪會吸收大量的熱能，易引起膛內彈藥燃燒，發生危險；要求彈膛定位機構有很高的準確性，以保證彈膛精確地對準炮管。

轉管炮

轉管炮的射速更高，並可通過改變馬達的轉數來調節射速；炮管高速旋轉可改變冷卻條件，另外由於火炮是由能源帶動，所以有較高的可靠性，不會因不發火而影響連續射擊，但這種火炮的主要缺點是體積、重量都大，消耗能源多。

分類

機炮和機槍按能否活動可分為活動式和固定式兩類。

固定式

通常安裝在殲擊機或強擊機的機頭或機翼。現代高速飛機的機翼很薄，安裝大口徑機炮比較困難。而且在空氣動力的作用下，機翼易於變形，會使射擊不夠準確，因此多將機炮(槍)裝於翼根或機身上

機炮

舊式單發螺旋槳飛機，裝於機身前部的機炮（因為發射的子彈要穿過螺旋槳的旋轉面，有必要安裝射擊協調器，它能使炮(槍)彈從閃過的槳葉縫隙問穿過）。

裝在機翼上的機炮(槍)不需要射擊協調器。但由於機翼與機身相較稍“軟”，固定情況沒有機身好，射擊情況因而較差。為了提高射擊效果，有時把射擊火力點分布機翼上，必須以金屬的彈鏈供彈。彈鏈放在彈箱中，沿輸彈導管送入機炮(徹中。20毫米以上口徑較大的機炮，多用彈夾供給炮彈，彈夾則裝在炮上。

有的飛機把機炮裝在可拆卸的炮艙內，用時可掛在機翼或機身下面。“鷂”式垂直起落殲擊機在機身下就掛有這樣機炮吊艙，內裝一門30毫米口徑的機炮和131發炮彈，重201千克。

活動式

通常裝在轟炸機的活動槍架或炮塔上，可以轉動，向不同的方向射擊來犯的敵機。有些強擊機的后座也裝有活動的機炮（槍）。炮塔外罩有流線型的有機玻璃蓋，既可改善外形，減少阻力；又可使射擊員不受強烈的氣流吹襲。

機炮

活塞發動機螺旋槳式的重型轟炸機，由於目標大，速度低，易於受到敵方殲擊機的攻擊，往往裝有好幾個炮塔，分布在機頭，機身上、下，以及機尾等處，以迎擊從不同方向來襲的敵機，擴大防禦面。現代裝有渦輪噴氣發動機的高亞音速或超音速轟炸機，速度比殲擊機低得不多，一般只要在機尾安裝活動炮塔就行了。

裝在機身上部和下部的炮塔，可以連同射擊員一道轉動，以改變水平面內的射擊方向。有的炮塔上有垂直縫，以便機炮(槍)沿縫上下轉動，改變在垂直平面內的射擊方向。炮塔多用電力或液壓操縱，既靈敏又迅速。

大型飛機上有的還裝有遠距操縱炮塔，其中只有武器而無人；射擊員另坐在適於瞄準，比較安全的射擊艙內。他可通過一隻瞄準器控制幾個炮塔，更有效地打擊敵機。