La prima mitragliatrice a canna singola ad essere realizzata ed impiegata in guerra fu laPuckle Gun, che funzionava adacciarino. Simile a un revolver, era di calibro 25 mm e operava a manovella. Non era quindi azionata da sistemi di recupero della forza di rinculo[1][2]. La "Steam Gun", mitragliatrice a vapore, realizzata da Jacob Perkins nel 1824[3] è un altro esempio di arma con effetti analoghi, anche se non appartiene alla categoria delle armi da fuoco.
Nel 1848 l’armaiolocremasco Cesare Rosaglio annunciò la sua invenzione di una mitragliatrice in grado di essere azionata da un solo uomo e sparare 300 colpi di fucile al minuto o 12.000 in un'ora dopo aver tenuto conto del tempo necessario per ricaricare i "serbatoi di munizioni".[4]
La prima mitragliatrice efficace, brevettata nel 1862, prodotta ed utilizzata su larga scala fu laGatling, con un sistema a canne multiple, inizialmente utilizzante un meccanismo a manovella per ottenere il rapido susseguirsi delle canne, e quindi formalmente non rientrante nella categoria delle armi automatiche, che si attivano con la sola pressione delgrilletto, e sfruttano l'energia dirinculo o di espulsione dei gas per ottenere l'automatismo. Questa definizione viene a cadere, ed essere limitante, dal fatto che molte armi automatiche, ad esempio di uso aeronautico, funzionano con l'ausilio di un motore elettrico.
Alcuni sostengono che la prima mitragliatrice fu in realtà laMaxim che aveva unazionamento a gas, e non operato manualmente[1][5].
Secondo la terminologia moderna una mitragliatrice è un'arma automatica a propulsione meccanica (es. a gas) o elettrica (es.armi a canne rotanti moderne ochain gun), ma in un senso più generale ogni arma a fuoco rapido può essere definita mitragliatrice[1]. Per la seconda definizione queste armi sono definibili come le prime mitragliatrici, anche se secondo la nomenclatura moderna la prima mitragliatrice fu laMaxim azionata a rinculo.
Come in tutte le armi automatiche, la pressione sul grilletto provoca lo sparo di una serie di colpi, detta raffica, che termina solo quando la pressione cessa. Alcune mitragliatrici hanno un dispositivo, azionato da un secondo grilletto o predisponibile mediante unselettore di tiro, che limita il numero di colpi sparati in sequenza (raffica breve).
La celerità di tiro di una mitragliatrice è vincolata essenzialmente da due fattori: il ciclo meccanico di sparo e la produzione di calore.
L'accelerazione del ciclo meccanico di sparo (caricamento, chiusura, sparo, estrazione, espulsione) è ottenuta mediante diversi accorgimenti:
materiali speciali e lavorazione accurata delle parti in movimento per ridurre al minimo gliattriti;
adozione della chiusura labile, con l'otturatore che poggia soltanto contro la camera di cartuccia senza vincolarsi al castello;
adozione di otturatori alleggeriti per ridurre le masse in movimento (es. con la MG 42).
In alternativa o in aggiunta può essere adottata la struttura a canne multiple, che presentano pro e contro, struttura abbandonata per decenni e ripresa in molti sistemi d'arma della seconda metà del Novecento.
La produzione dicalore è molto elevata e può provocare la deformazione delle parti dell'arma con inceppamenti o addirittura con lesioni della canna o blocco della cartuccia per il fenomeno dei gas prigionieri.
Il raffreddamento può essere ottenuto in diverse maniere:
mediante l'adozione di canne molto spesse (heavy barrel):Browning M2);
mediante l'adozione di manicotti forati che provocano il rapido ricambio dell'aria pereffetto Venturi (il manicotto può estendersi per tutta la lunghezza della canna), come sulleMG 34,MG 42 e successive);
mediante l'adozione della struttura a canne multiple, esempio l'M134 Minigun.
Sono previsti inoltre altri accorgimenti, come il cambio rapido della canna dopo un certo numero di colpi (MG 42/59, MG3), o la sua sostituzione a caldo mediante un maniglione di trasporto (AA 52)
Una mitragliatrice Maxim M 32-33 finlandese raffreddata ad acqua
Le celerità di tiro elevate sono richieste dalla volatilità degli obiettivi: per avere la certezza di colpire in modo significativo un obiettivo che è visibile o comunque a portata dell'arma per pochi secondi è necessario che il numero di colpi sparati al secondo sia molto elevato. Le raffiche lunghe, caratteristiche del tiro di accompagnamento nellaguerra di trincea, non hanno più alcuna ragione di esistere.
Mitragliatrice leggera oLMG: nei calibri usuali delle armi individuali (generalmente inferiori ai7 mm), sono facilmente trasportabili e talvolta possono anche fungere dafucile mitragliatore. Dispongono di celerità di tiro anche molto elevata, grazie al piccolo calibro.
Mitragliatrice media oMMG: in calibri di7 mm (solitamente7,62 mm e comunque inferiori a12 mm), cartucce da fucile a piena potenza, permettono più costanza di tiro rispetto alle mitragliatrici leggere, avendo però un peso maggiore.
Mitragliatrice ad uso generale oGPMG: mitragliatrici medie particolarmente versatili, usabili in più ruoli, generalmente in calibri di7 mm.
Mitragliatrice pesante oHMG: in calibri maggiori (da12,7 mm a20 mm), necessitano di almeno due serventi per il trasporto dell'arma ovvero richiedono la collocazione su una piattaforma semovente, ruotata o cingolata, blindata o meno. Il rilevante peso delle munizioni influisce notevolmente sulla loro autonomia.
Le mitragliatrici attingono da un serbatoio costituito da un nastro di munizioni, da caricatori amovibili di varie tipologie o da altri sistemi di grande capacità, che consentano di sostenere lacadenza di tiro, che può essere anche molto elevato. Le prime mitragliatrici avevano una cadenza di circa 200 colpi al minuto, altre di nuova fabbricazione hanno raggiunto anche la cadenza di svariate migliaia di colpi al minuto.
L'alimentazione delle mitragliatrici può avvenire mediante nastri di cartucce,caricatori normali o a tamburo o mediantetramogge.
Un'arma automatica di calibro superiore a20 mm (e solitamente fino ai40 mm) è generalmente chiamatacannone automatico; lamitragliera è un'arma compresa tra i15 mm e i40 mm (anche se questo termine è sempre meno usato a profitto o di mitragliatrice pesante o di cannone automatico).
Solitamente sono utilizzate come armi di supporto di squadra (le mitragliatrici leggere) per implementare il volume di fuoco, oppure montate su treppiedi, piattaforme, veicoli e velivoli per ruoli sia offensivi che difensivi anti-personali, anti-veicolo ed antiaerei.
