機槍歷來以射速高而在戰場上備受推崇，在槍戰中擁有不可替代的作用。不過，射速高也給機槍帶來大煩惱，那就是機槍連續高速射擊時，它的槍管、槍機等槍械部件會急劇升溫，此時必須採取措施使槍管、槍機冷卻下來，否則會出現槍管過熱導致上膛子彈走火等事故，還很可能會導致槍管炸膛，槍支報廢。
以常見的M249機槍為例，在連續射擊500發子彈後，它的重槍管已經開始發紅變軟，繼續射擊到700發左右時，槍管上的消音器已經開始融化，再繼續射擊下去時M249機槍就炸膛了。所以，為了安全，M249機槍連續射擊速度只能限定在50發/分左右。如何讓槍管儘快冷卻下來，以儘可能地提升機槍連續射速成為擺在槍械設計人員面前的一道難題。
最初人們想到的是用水給機槍的槍管降溫，最典型的例子就是世界上第一款真正意義上的“機槍”——“馬克沁”重機槍，“馬克沁”重機槍採用水冷方式，它的槍管套有一個巨大的水冷套筒，裡面裝滿了水，射擊時的熱量將被水吸收帶走，產生的水蒸氣則會通過橡皮管排出去。按照馬克沁機槍的說明書，每打三條彈帶，就需要補充一次冷卻水。一條德國原裝的帆布彈帶，可掛上333發子彈，三條彈帶差不多正好一千發。馬克沁機槍的槍管水冷套筒中大約可以裝4公升的冷卻水，下面的水箱一般容積是9升水，兩者相加就是13升多的冷卻水，這差不多可以連續射擊3000多發子彈，大約10條帆布彈帶。通過這種設計，“馬克沁”重機槍的理論射速可以達到450-500發/分，大大增加了火力壓制效果。
水冷機槍可以讓長時間的無限制連續射擊，能一口氣打出上萬發子彈。1916年英國軍隊的一個機槍連使用10挺水冷維克斯機槍（馬克沁機槍的英國型號），在12小時內連續射出100萬發子彈，這個世界紀錄保持至今未被打破。
不過，水冷機槍有個致命的弱點，那就是太重，不利於戰場的機動。今天的機槍為了追求簡單輕便，絕大多數取消了水冷方式，而是改用風冷（空氣冷卻）、更換槍管等方式來解決槍管過熱的問題。
M249機槍的風冷設計比較簡單，沒有那麼處心積慮。它採用的是重槍管，並採用可快速更換槍管設計，在作戰時射手只需要扭松相關螺栓，就可以快速取出發熱的槍管，插入新的槍管，然後扭緊螺栓即可重新射擊。
有些機槍的風冷設計比較複雜，以PKM機槍的改進型號PKP機槍為例，它採用強制氣冷的新槍管，新槍管不能迅速更換，但是擁有特殊的設計，在射擊時從槍口洩出的火藥燃氣將會帶動槍管內外的空氣流動，從而達到冷卻槍管的目標。
俄羅斯發明的這種PKP別切涅克強制氣冷機槍，不需要更換槍管。PKP別切涅克機槍的突出特點是能夠持續保持高射速，一般通用機槍熱容量指標是連續發射200~300發子彈以後要立即更換備用槍管，避免槍身和槍管過熱，防止彈藥自燃或膛外爆炸。而別切涅克機槍的槍管表面縱向散熱開槽，幷包裹有金屬襯套。在射擊時，槍口發出的火藥氣體會產生引射作用，使襯套內的空氣向前方流動，從而起到冷卻槍管的作用。該機槍能以50發的長點射，連續射擊600發子彈不會槍管過熱，也不會減短槍管壽命，所以槍管的壽命都能達到3萬發或以上。
如今隨著戰場環境、作戰戰術的變化，對機槍的連續射擊速度要求正在降低。因為機槍在火力壓制過程中它的聲光非常明顯，很容易遭到對方重火力的照顧，所以機槍在戰場上需要經常性轉移陣地，不再需要一直待在一個地方持續高速射擊了。
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