咆哮「火神」！為什麼這麼多年來M61機炮經久不衰？

軍情 07-27

通用動力研發的M61A1「火神」機載航炮是一種20毫米口徑加特林6管炮。每分鐘可以發射6,000發標準的M50彈藥（射速可選）。廣泛裝備於美軍現役戰鬥機，射速高、可靠性好。

歷史

二戰中立下大功的M2型.50口徑機槍到了朝鮮面對皮糙肉厚的米格機和23與37毫米航炮顯得心有餘力不足

1947年，新組建的美國空軍開始尋求一種新的航炮以替代12.7毫米機槍。二戰的經驗表明，德國、日本、義大利軸心國的戰鬥機在航炮方面佔有戰術優勢，美軍P-51、P-47廣泛裝備的白郎寧 12.7毫米機槍射程近、威力小，而P-38裝備的20毫米"西班牙人"航炮威力不錯，但射速又太低。在隨後朝鮮戰爭中，F-86戰鬥機更暴露了機槍威力不足的缺陷，明顯弱於MiG-15的大口徑航炮。

美國海軍曾經為小型魚雷艇、炮艇發展了一種電驅動加特林轉管炮，把19世紀出現的這種轉管炮改頭換面，由人力驅動改成電力驅動，基本原理保持不變。該炮射速很高，但是由於當時材料技術的限制，炮管在高射速下磨損很快，壽命極短，並未投入使用。之後隨著冶金技術和新材料的發展，現代版的加特林轉管炮終於可以浮出水面。

德國空軍的F-104G身上的固定式M61機炮

1950年，通用電氣開始為美國空軍的「火神」計劃研製一種機載航炮，該炮基於理查德.J.加特林在19世紀發明的轉管炮技術。1953年，預生產型的「火神」炮進行了第一次試射，隨後被安裝在一架洛克希德F-104戰鬥機上進行了第一次空中試射。在最初的機載試驗中暴露了火藥廢體無法順利排出，四處蔓延的問題，並一度導致測試暫時終止。後來在為F-104炮艙設計了更好的排煙孔後才解決了問題。

F-22仍然保留了航炮，紅圈處就是航炮炮口，為了減小RCS值，平時是關閉的

在經歷了要導彈不要飛機的偏見後，M61成為了美國戰鬥機的制式武器，更為F-22專門設計了輕量化的「火神炮」（由於JSF對重量極為敏感，JSF計劃中的F-35垂直起降型未安裝M61，但可外掛航炮吊艙）。由於GE的軍械部已經被馬丁.瑪麗埃塔收購，所以M61A1現在的正式名稱是洛克希德-馬丁M61A1。

結構

加特林轉管炮在射速和身管壽命上佔有先天的優勢。在炮管旋轉的同時，每根炮管都處於不同的發射階段。當炮管旋轉到最高點時，膛內彈藥被擊發，旋轉過最高點後再拋殼——裝彈——在下次旋轉到最高點時又被擊發——如此循環。所以整門炮的射速是六個炮管射速的總和，如同六門20毫米單管炮在並型射擊。由於有六個炮管分擔整個射擊循環，所以在相同射擊次數下，「火神」炮的身管壽命是單管炮的六倍。該炮的主要缺點（也許不該稱之為缺點）是射速極高，短時間內要耗費大量的彈藥，為了維持一定的持續射擊時間，需要大容量彈藥箱。在使用單管炮的俄羅斯、歐洲戰鬥機上，彈藥量都少於美國戰鬥機，一是戰術理念的不同，二是航炮射速的不同。

F/A-18的M61航炮，「大黃蜂」的M61裝在機鼻，所以炮管架在彈鼓頂部

F-16使用的M61，炮管位於翼根肩部，彈鼓處於機身中線，與炮身通過長長的彈鏈連接

原先的加特林原理的機炮一般使用彈鏈供彈，包括某些型號的「火神」炮。雖然加特林原理經過長時間的發展後極為可靠，但是在「火神」6,000發/分的高射速下，彈鏈成為了最脆弱的一環。彈鏈在該高速拉扯下，連接處很容易變形、彎折甚至斷裂，造成機炮卡殼。此外，彈鏈還佔用了彈藥箱寶貴的空間，減少了彈藥數量。為此需要發展新型供彈裝置。

以F-16戰鬥機為例。F-16戰鬥機在機身中部安裝了一個巨大的圓形彈鼓，內部安裝有一個阿基米德螺旋桿，彈藥就順螺旋桿排列。當阿基米德螺旋桿旋轉時，彈藥就被「擠」到向航炮供彈的傳送帶中，既可以想像一下絞肉機的原理。這樣等於有了一個自動化的彈藥傳輸導軌，取消了彈鏈，避免了因彈鏈引起的可靠性問題。在 F-16和一些其他飛機上（M61A1為了配合不同機種的內部空間，都要都特別訂製），空彈殼通過第二道導軌送回彈鼓，省略了拋殼機構，並且環保……。F-16的兩個傳送帶被包裹在結實柔韌的管道中，由炮管動力驅動，位於炮尾的液力馬達還通過一根驅動軟管來驅動彈鼓內的螺旋桿。

M61A1家族中大多數都是飛機本身的液壓系統來驅動（液力馬達），少數使用飛機的供電系統（電動機）。在全射速時，整門炮需要35馬力來驅動，從射擊方向看去，彈鼓呈反時針方向旋轉。6 個炮管由數片夾具固定，這些夾具可以更換成其它直徑的，藉以微調炮彈的散布模式。炮管內部都有膛線。

F-16上的「火神」

F-16身上的M61

F-16早期型安裝的 M61航炮曾出現問題，並導致 1979年9月開始禁止F-16A/B使用航炮。因為在這之前發生了兩次事故：F-16在飛行中進行射擊時，飛機出現無法控制的偏航。事後查明是因為 M61A1射擊時的震動影響了電傳飛控系統中的加速度計。加速計於是向飛行計算機提供了錯誤的數據，導致飛機偏航。在給加速度計增加減振措施後解決了此問題。隨後先前出廠的106架未安裝減振器的F-16在 1980 年間都接受了加速度計減振改造。

F-16上彈鼓就安裝在飛行員座艙後，裝彈口在右邊條下方，航炮炮身則安裝在機身左側，炮口設置在左邊條上方。整個彈鼓備彈511發。F-16的「火神」炮的擊發由一個叫做航炮控制器的電子裝置控制。發射時，控制器發出一個電壓脈衝來擊發每枚炮彈。在每次持續射擊結束後（「火神」炮不能進行單發射擊），M61A1會進行一次自清潔。在清潔操作中，5～9枚未擊發的彈藥旋轉通過炮膛後再回到彈鼓。過程與平常射擊一樣，只是控制器不會發出電脈衝，其目的是清除炮膛內的火藥殘渣。這些彈藥不可再用。M61A1還有SMS裝置（彈藥存儲管理系統），該裝置內部有個計數器，通過計算電脈衝的次數，再對照彈藥總數，就可以顯示剩於的彈藥數。但是在清潔操作中控制器沒有發出脈衝，所以SMS無法計算出用於清潔的彈藥準確數量，SMS 預設設置為7。但是這樣就可能造成了SMS顯示的數量與實際數量不符，清膛炮彈的數量增加時誤差也隨之加大。

F-16身上的M61

F-16的M61機炮主要組成

戰術操作

F-16的「火神」炮在啟動到全速射擊耗時0.3秒，再停止射擊耗時0.5秒。一些批評家（特別是防務分析家皮埃爾.斯普瑞在一篇叫做First Rounds Count文章中指出）飛行員在按下射擊按鈕時處於最好的射擊時機，0.3秒的延遲將時將使飛行員失去這個良機。但這種觀點被事實所推翻。以歐洲狂風（Tornado）攻擊機所裝備的德國毛瑟BK27 27毫米航炮為例，BK27是轉膛炮結構，不存在加速問題，一觸即發始、終處於最高射速。在M61A1射擊的第一秒鐘內大約能發射70發炮彈（全速時 6,000 發/分=100 發/秒，但是在第一秒鐘的加速中浪費掉了30% 的時間，所以為70發）。BK27的射速是1,700 發/分，這樣三支BK27在第一秒鐘內並聯射擊出的炮彈總和才能達到一門M61A1所發出的，M61A1的高射速抵消了這個缺點。

6,000發/分的射速意味著每枚炮彈將以0.01秒的間隔發射。一架MiG-29長17.20 米，如果一架MiG-29以 1,000公里/小時的速度在F-16面前橫向飛過，它在在0.01秒內將移動2.78米。所以如果 F-16開始射擊並擊中MiG-29前部的話，那麼MiG-29將至少挨上5-6顆20毫米炮彈。

聲音

由於「火神」炮的高射速，在射擊時你無法分辨出兩次擊發中的間隔。它的聲音聽起來像重型混凝土鑽孔機，「嗡嗡」的快速擊發聲音比二戰美軍士兵形容德軍MG機槍聽起來「像撕裂亞麻布」還要密集，在遊戲 Falcon4.0中你可以聽到這種恐怖的聲音。

彈藥

一枚完整的M61炮彈由黃銅彈殼、電擊發底火、推進藥劑和彈丸組成。當電脈衝擊發底火後，推進藥劑被點燃，彈丸被射出。M61五中不同種類的彈藥之間的差別都在彈丸上，但是在所有彈丸底部都有一段軟金屬，其作用是彈丸在通過炮管時收膛線擠壓，軟金屬變形後在膛線的作用下產生強烈的旋轉，增加飛行穩定性。軟金屬另一個作用是防止火藥氣體通過膛線泄漏。