机枪历来以射速高而在战场上备受推崇，在枪战中拥有不可替代的作用。不过，射速高也给机枪带来大烦恼，那就是机枪连续高速射击时，它的枪管、枪机等枪械部件会急剧升温，此时必须采取措施使枪管、枪机冷却下来，否则会出现枪管过热导致上膛子弹走火等事故，还很可能会导致枪管炸膛，枪支报废。
以常见的M249机枪为例，在连续射击500发子弹后，它的重枪管已经开始发红变软，继续射击到700发左右时，枪管上的消音器已经开始融化，再继续射击下去时M249机枪就炸膛了。所以，为了安全，M249机枪连续射击速度只能限定在50发/分左右。如何让枪管尽快冷却下来，以尽可能地提升机枪连续射速成为摆在枪械设计人员面前的一道难题。
最初人们想到的是用水给机枪的枪管降温，最典型的例子就是世界上第一款真正意义上的“机枪”——“马克沁”重机枪，“马克沁”重机枪采用水冷方式，它的枪管套有一个巨大的水冷套筒，里面装满了水，射击时的热量将被水吸收带走，产生的水蒸气则会通过橡皮管排出去。按照马克沁机枪的说明书，每打三条弹带，就需要补充一次冷却水。一条德国原装的帆布弹带，可挂上333发子弹，三条弹带差不多正好一千发。马克沁机枪的枪管水冷套筒中大约可以装4公升的冷却水，下面的水箱一般容积是9升水，两者相加就是13升多的冷却水，这差不多可以连续射击3000多发子弹，大约10条帆布弹带。通过这种设计，“马克沁”重机枪的理论射速可以达到450-500发/分，大大增加了火力压制效果。
水冷机枪可以让长时间的无限制连续射击，能一口气打出上万发子弹。1916年英国军队的一个机枪连使用10挺水冷维克斯机枪（马克沁机枪的英国型号），在12小时内连续射出100万发子弹，这个世界纪录保持至今未被打破。
不过，水冷机枪有个致命的弱点，那就是太重，不利于战场的机动。今天的机枪为了追求简单轻便，绝大多数取消了水冷方式，而是改用风冷（空气冷却）、更换枪管等方式来解决枪管过热的问题。
M249机枪的风冷设计比较简单，没有那么处心积虑。它采用的是重枪管，并采用可快速更换枪管设计，在作战时射手只需要扭松相关螺栓，就可以快速取出发热的枪管，插入新的枪管，然后扭紧螺栓即可重新射击。
有些机枪的风冷设计比较复杂，以PKM机枪的改进型号PKP机枪为例，它采用强制气冷的新枪管，新枪管不能迅速更换，但是拥有特殊的设计，在射击时从枪口泄出的火药燃气将会带动枪管内外的空气流动，从而达到冷却枪管的目标。
俄罗斯发明的这种PKP别切涅克强制气冷机枪，不需要更换枪管。PKP别切涅克机枪的突出特点是能够持续保持高射速，一般通用机枪热容量指标是连续发射200~300发子弹以后要立即更换备用枪管，避免枪身和枪管过热，防止弹药自燃或膛外爆炸。而别切涅克机枪的枪管表面纵向散热开槽，并包裹有金属衬套。在射击时，枪口发出的火药气体会产生引射作用，使衬套内的空气向前方流动，从而起到冷却枪管的作用。该机枪能以50发的长点射，连续射击600发子弹不会枪管过热，也不会减短枪管寿命，所以枪管的寿命都能达到3万发或以上。
如今随着战场环境、作战战术的变化，对机枪的连续射击速度要求正在降低。因为机枪在火力压制过程中它的声光非常明显，很容易遭到对方重火力的照顾，所以机枪在战场上需要经常性转移阵地，不再需要一直待在一个地方持续高速射击了。
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