M61A1火神机关炮
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M61A1 “火神”机载航炮
概述
通用动力研发的M61A1 “火神”机载航炮是一种20 毫米口径加特林 6 管炮。
每分钟可以发射6,000 发标准的M50
弹药（射速可选）。
广泛装备于美军现役战斗机，射速高、可靠性好。
维护中的F-16 战斗机，弹鼓已被拆除，可以看到M61A1 的炮身
历史
1947 年，新组建的美国空军开始寻求一种新的航炮以替代12.7 毫米机枪。
二战的经验表明，德国、日本、意大利轴心国的战斗机在航炮方面占有战术优势，美军
P-51、P-47 广泛装备的白郎宁12.7 毫米机枪射程近、威力小，而P-38 装备的20
毫米"西班牙人"航炮威力不错，但射速又太低。
在随后朝鲜战争中，F-86 战斗机更暴露了机枪威力不足的缺陷，明显弱于MiG-15 的大口径航炮。
美国海军曾经为小型鱼雷艇、炮艇发展了一种电驱动加特林转管炮，把19
世纪出现的这种转管炮改头换面，由人力驱动改成电力驱动，基本原理保持不变。
该炮射速很高，但是由于当时材料技术的限制，炮管在高射速下磨损很快，寿命极短，并未投入使用。
之后随着冶金技术和新材料的发展，现代版的加特林转管炮终于可以浮出水面。
1950 年，通用电气开始为美国空军的“火神”计划研制一种机载航炮，该炮基于理查德.J.加特林在19 世纪发明的转管炮技术。
1953
年，预生产型的“火神”炮进行了第一次试射，随后被安装在一架洛克希德F-104
战斗机上进行了第一次空中试射。
在最初的机载试验中暴露了火药废体无法顺利排出，四处蔓延的问题，并一度导致测试暂时终止。
后来在为F-104
炮舱设计了更好的排烟孔后才解决了问题。
在经历了要导弹不要飞机的偏见后，M61 成为了美国战斗机的制式武器，更为F-22 专门设计了轻量化的“火神炮”（由于JSF 对重量极为敏感，所以M61
与JSF 无缘）。
由于GE 的军械部已经被马丁.玛丽埃塔收购，所以M61A1 现在的正式名称是洛克希德-马丁M61A1。
结构
加特林转管炮在射速和身管寿命上占有先天的优势。
在炮管旋转的同时，每根炮管都处于不同的发射阶段。
当炮管旋转到最高点时，膛内弹药被击发，旋转过最高点后再抛壳——装弹——在下次旋转到最高点时又被击发——如此循环。
所以整门炮的射速是六个炮管射速的总和，如同六门20 毫米单管炮在并型射击。
由于有六个炮管分担整个射击循环，所以在相同射击次数下，“火神”炮的身管寿命是单管炮的六倍。
该炮的主要缺点（也许不该称之为缺点）是射速极高，短时间内要耗费大量的弹药，为了维持一定的持续射击时间，需要大容量弹药箱。
在使用单管炮的俄罗斯、欧洲战斗机上，弹药量都少于美国战斗机，一是战术理念的不同，二是航炮射速的不同。
原先的加特林原理的机炮一般使用弹链供弹，包括某些型号的“火神”炮。
虽然加特林原理经过长时间的发展后极为可靠，但是在“火神”6,000
发/分的高射速下，弹链成为了最脆弱的一环。
弹链在该高速拉扯下，连接处很容易变形、弯折甚至断裂，造成机炮卡壳。
此外，弹链还占用了弹药箱宝贵的空间，减少了弹药数量。
为此需要发展新型供弹装置。
F-16
战斗机在机身中部安装了一个巨大的圆形弹鼓，内部安装有一个阿基米德螺旋杆，弹药就顺螺旋杆排列。
当阿基米德螺旋杆旋转时，弹药就被“挤”到向航炮供弹的传送带中，既可以想象一下绞肉机的原理。
这样等于有了一个自动化的弹药传输导轨，取消了弹链，避免了因弹链引起的可靠性问题。
在
F-16 和一些其他飞机上（M61A1 为了配合不同机种的内部空间，都要都特别订制），空弹壳通过第二道导轨送回弹鼓，省略了抛壳机构，并且环保……。
F-16
的两个传送带被包裹在结实柔韧的管道中，由炮管动力驱动，位于炮尾的液力马达还通过一根驱动软管来驱动弹鼓内的螺旋杆。
M61A1 航炮，非F-16 所用的型号
M61A1 家族中大多数都是飞机本身的液压系统来驱动（液力马达），少数使用飞机的供电系统（电动机）。
在全射速时，整门炮需要35
马力来驱动，从射击方向看去，弹鼓呈反时针方向旋转。
6 个炮管由数片夹具固定，这些夹具可以更换成其它直径的，借以微调炮弹的散布模式。
炮管内部都有膛线。
F-16 上的“火神”
F-16 早期型安装的M61 航炮曾出现问题，并导致1979 年9 月开始禁止F-16A/B 使用航炮。
因为在这之前发生了两次事故：F-16
在飞行中进行射击时，飞机出现无法控制的偏航。
事后查明是因为M61A1
射击时的震动影响了电传飞控系统中的加速度计。
加速计于是向飞行计算机提供了错误的数据，导致飞机偏航。
在给加速度计增加减振措施后解决了此问题。
随后先前出厂的106
架未安装减振器的F-16 在1980 年间都接受了加速度计减振改造。
比利时空军的一架F-16B 正在进行机炮维护，所有的口盖都被打开
F-16 上弹鼓就安装在飞行员座舱后，装弹口在右边条下方，航炮炮身则安装在机身左侧，炮口设置在左边条上方。
整个弹鼓备弹511 发。
F-16
的“火神”炮的击发由一个叫做航炮控制器的电子装置控制。
发射时，控制器发出一个电压脉冲来击发每枚炮弹。
在每次持续射击结束后（“火神”炮不能进行单发射击），M61A1
会进行一次自清洁。
在清洁操作中，5～9
枚未击发的弹药旋转通过炮膛后再回到弹鼓。
过程与平常射击一样，只是控制器不会发出电脉冲，其目的是清除炮膛内的火药残渣。
这些弹药不可再用。
M61A1 还有SMS
装置（弹药存储管理系统），该装置内部有个计数器，通过计算电脉冲的次数，再对照弹药总数，就可以显示剩于的弹药数。
但是在清洁操作中控制器没有发出脉冲，所以SMS
无法计算出用于清洁的弹药准确数量，SMS 缺省设置为7。
但是这样就可能造成了SMS 显示的数量与实际数量不符，清膛炮弹的数量增加时误差也随之加大。
M61A1 机炮通常会污染机体表面。
左侧荷兰空军F-16 的炮口被火药气体熏黑，右侧挪威空军的F-16 炮口留下了保护炮管和弹药的油脂
战术操作
F-16 的“火神”炮在启动到全速射击耗时0.3 秒，再停止射击耗时0.5秒。
一些批评家（特别是防务分析家皮埃尔.斯普瑞在一篇叫做First
Rounds Count 文章中指出）飞行员在按下射击按钮时处于最好的射击时机，0.3
秒的延迟将时将使飞行员失去这个良机。
但这种观点被事实所推翻。
以欧洲旋风（Tornado）攻击机所装备的德国毛瑟BK27 27 毫米航炮为例，BK27
是转膛炮结构，不存在加速问题，一触即发始、终处于最高射速。
在M61A1 射击的第一秒钟内大约能发射70 发炮弹（全速时6,000 发/分=100
发/秒，但是在第一秒钟的加速中浪费掉了30% 的时间，所以为70 发）。
BK27的射速是1,700 发/分，第一秒中发射28 发，这样三支BK27
在第一秒钟内并联射击出的炮弹总和才能达到一门M61A1 所发出的，M61A1 的高射速抵消了这个缺点。
6,000 发/分的射速意味着每枚炮弹将以0.01 秒的间隔发射。
一架MiG-29 长17.20 米，如果一架MiG-29 以1,000
公里/小时的速度在F-16 面前横向飞过，它在在0.01 秒内将移动2.78 米。
所以如果F-16 开始射击并击中MiG-29 前部的话，那么
MiG-29 将至少挨上5-6 颗20 毫米炮弹。
声音
由于“火神”炮的高射速，在射击时你无法分辨出两次击发中的间隔。
它的声音听起来像重型混凝土钻孔机，比二战美军士兵形容德军MG
机枪听起来“像撕裂亚麻布”还要密集，在游戏Falcon4.0 中你可以听到这种恐怖的声音。
弹药
一枚完整的M61 炮弹由黄铜弹壳、电击发底火、推进药剂和弹丸组成。
当电脉冲击发底火后，推进药剂被点燃，弹丸被射出。
M61
五中不同种类的弹药之间的差别都在弹丸上，但是在所有弹丸底部都有一段软金属，其作用是弹丸在通过炮管时收膛线挤压，软金属变形后在膛线的作用下产生强烈的旋转，增加飞行
稳定性。
软金属另一个作用是防止火药气体通过膛线泄漏。
M61 的五种武器：
空包弹，色彩编码是褐色，弹壳由塑料或钢铁制成，主要用于测试火炮。
M55A1/A2 教练弹，非空包弹，只是弹丸内部未填充炸药。
M53 穿甲燃烧弹，弹体为钢制，头部是铝材料，头部填充燃烧剂。
M56 高爆燃烧弹，用于打击飞机与轻型目标，在碰撞目标后爆炸。
PGU-28，F-16 Block50 批次开始研制的远程弹药，射程比M53 系列提高三倍，填补了响尾蛇与M53 之间的火力空白。
M61A1规格
长: 1,875mm
重量: 120kg
炮口初速: 1,036m/s
射速: 最大6,600 rps (通常设置在4,000 或6,000)。
