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  世界上第一門坦克炮是英國裝配在1916年生產的I型坦克的“雄性”型號上的兩門57毫米炮。這一時期的坦克是用於支援步兵行動,突破塹壕防禦並摧毀機槍陣地的。它們的主要武器包括重機槍和發射高爆彈的小口徑火炮,後者通常是直接安裝到戰車上的野戰炮或海軍用炮。1916年的英國Mark I 坦克使用了海軍的57毫米哈奇開斯QF 6磅炮,每輛坦克裝備了兩門炮,安裝在車體兩側的炮塔裡。這些火炮炮管過長,經常撞上障礙物或不平的地面,導致1917年的新式 Mark VII 坦克不得不換上炮管削短的 6 磅炮。這種特殊的火炮可以視為最早的坦克炮。德國的第一輛坦克A7V使用從俄國擄獲的比利時制 57mm 諾典飛爾德要塞炮。每輛坦克裝備一門炮,安裝在正前方。法國的施耐德CA1坦克在車左側安裝一門75mm短管迫擊炮,而聖查蒙德坦克則在車頭安裝一門75mm野戰炮。一戰時期的坦克受引擎功率所限,無法裝備厚重的裝甲,因此上述的火炮都足以對付其他坦克。話雖如此,一戰裡的德國僅僅部署了少數坦克,所以協約國的坦克得以專注於反步兵和火力支援工作。  用坦克支援步兵的思維流行到第二次世界大戰之初。當時大多數的坦克仍然裝備野戰炮改裝而成的坦克炮,用來打擊帶輕裝甲或不帶裝甲的目標。同時,某些專門用來支援步兵的重型坦克則裝備了射程短的大口徑重炮。這些發射高爆彈的火炮是用來對付工事和要塞的,但是在短距離內也能有效打擊敵方坦克。B1重型坦克,丘吉爾和M3 李將軍等等坦克甚至同時裝備兩門炮——在車體上安裝重炮,並在炮塔裡分別安裝另一門小口徑火炮。  然而,有一些將領構思了新的裝甲戰模式,並意識到由己方坦克消滅敵方坦克的重要性。因此,新式的反坦克炮在改裝之後也安裝到了坦克上面。這些火炮口徑更小,但初速高,射擊精準度高,更有利於擊穿裝甲。1930年代末期的英國巡航坦克多數裝備了這種輕型火炮,例如QF 2磅炮。雖然這類坦克炮無法發射高爆彈,不能有效打擊敵方步兵和工事,但足以對付同一時期的坦克。  第二次世界大戰時期武器和軍事科技飛速進步。各交戰國吸收實戰教訓後,採用了更具殺傷力的新式武器。坦克炮的口徑日益增大,從戰前的40mm左右,經過50mm,75mm,88mm,一步步增加到 90mm 和 122mm。1939年的德國坦克多數裝備 20mm 或 37mm 的短管火炮,但到了1945年,身管長而初速大的 75mm 或 88mm 坦克炮逐漸成為標準。蘇聯人更是在列裝的IS-3重型坦克家族上安裝了122mm坦克炮,與之相對的是納粹德國列裝的獵虎式驅逐戰車使用的128mm坦克砲。除了火炮口徑加大外,新的炮彈應用更高硬度的材料,並在外形上結合了空氣動力學考量,實現了更高的穿透力。雖然更先進的坦克炮和炮彈提高了射程和準確度,但是這些武器的載具——坦克自身的重量和體積也不得不逐漸增加。  雖然初速大的坦克炮能剋制其他坦克,但是大多數英國坦克都裝備能發射高爆彈的75mm雙用炮;到了戰爭後期才啟用裝備了反坦克效果更佳的17磅76mm炮的坦克。  戰爭期間,很多參戰國都設計了驅逐戰車。這種戰車專職對付坦克,並在坦克底盤上安裝更強大的火炮。它們主要落入三大範疇:將老舊或擄獲的坦克臨時改裝而成的戰車(例如將僅裝備機槍的一號坦克改裝成一號驅逐戰車):這類戰車的設計過程充滿偶然性,武器的防護程度弱而且射擊角度也很受限制;在開放式炮塔裡安裝一門大威力反坦克炮的輕裝甲戰車:這類戰車起源自美軍將驅逐戰車想成專門打坦克的機動預備隊,將普通坦克用在支援步兵上的戰略思想;在底盤上直接安裝火炮使戰車外形像低矮的炮臺。這種設計有利隱蔽,也有利於安裝厚重而傾斜度高的炮盾(例如SU-100)。然而,驅逐戰車的火力優勢只是相對的。SU-85是使用T-34坦克底盤的炮臺式驅逐戰車,一旦 T-34 的主炮升級到同樣的85mm之後(T-34-85),它的火力優勢便消失無蹤。

  到了二戰末期,坦克設計變得單一化,催生出主戰坦克的概念。戰後坦克的主炮口徑的增長放緩了;兩代坦克之間的主炮口徑僅有些許增加。在西方世界裡,高度普及的 105mm L7 主炮取代了一些 90mm 口徑的主炮。這種坦克炮風行了一段時間,直到70-80年代之交才被 120mm 主炮接替。而英國則是早在1960年代後期就引入酋長坦克,率先轉型。在東方世界裡,100mm 主炮和 115mm 的 U-5TS坦克炮迅速取代了 85mm 主炮,後來則統一到以 125mm 為主炮口徑。技術進步大都體現在彈藥和火控系統上。  1944年面世的脫殼穿甲彈取代了普通穿甲彈和實心彈,而其自身則被鎢芯或貧鈾彈芯的尾翼穩定脫殼穿甲彈所取代。使用化學能的穿甲彈也在同時進行,並催生出碎甲彈和高爆破甲彈等穿甲能力不受初速和射程所限的彈藥。  合像測距儀取代了密位測距儀,而光學測距手段則被鐳射測距儀徹底取代。火控電腦,風速計,以及能夠補償炮管變形,缺陷,升溫等因素的炮口參照系統大大提升了現代坦克炮的精準度。紅外,夜視和熱成像系統使坦克在夜間,惡劣環境,和煙塵中也能正常戰鬥。  坦克炮本身在技術上的進步有限。歷史上大多數坦克炮都是線膛炮,但多數現代坦克裝備的都是滑膛炮。膛線使炮彈作縱軸旋轉有利彈道穩定和精準度,但發射新式尾翼穩定脫殼穿甲彈卻必須要滑膛炮。這類動能彈,包括更早期的穿甲彈和實心彈,通常是最好的反坦克武器,但它們的穿透力和精準度卻會隨射程降低。高爆破甲彈能有效對坦克作遠端打擊,但其精準度也是有限的。如果射程拉得極遠,則炮射導彈可能更加準確。  自動裝彈機僅受某些國家青睞。採用自動裝彈機能降低坦克的總體積,也有潛力作為保護成員的手段,將火炮彈藥和成員隔開。裝備了自動裝彈機的T-14阿瑪塔主戰坦克甚至實現了無人炮塔。然而,自動裝彈機的可靠性和維護難度依然是未被攻克的技術問題。  冷戰後期至現代的坦克炮多以滑膛式為主。西方國家第三代主戰坦克上主要裝備120毫米滑膛炮。其中以德國萊茵金屬公司的Rh120系列最為著名,裝備於豹二主戰坦克。美國陸軍引進該系列成為M256型,裝備在M1主力戰車之上,此炮與Rh120的炮彈和零件多有相通之處。日本、韓國、土耳其都引進了Rh120的生產線。法國、以色列、瑞士、中國等國家都有發展自身120毫米滑膛戰車炮或反戰車炮(89式反戰車自走炮)系列。然而,英國在西方國家的主力戰車大規模裝備120滑膛炮時,獨自發展120毫米線膛戰車炮,L11型(裝備於酋長式和挑戰者1式)和L30型(裝備於挑戰者2式),以維持自身陸軍裝甲兵的炮彈多樣性。另外,蘇聯為自身坦克研製的2A46型125毫米滑膛式戰車炮,搭配自動裝彈機,裝備於T-64(後期型號)、T-72、T-80、T-90等型號。中國解放軍亦仿製了蘇聯的125毫米炮,命名為ZPT-98坦克炮,並裝備在96式和99式坦克之上。

  冷戰後期以至後冷戰時期,各國開始發展更大口徑的戰車炮。其中美國、德國、英國及中國等都傳出有關140毫米戰車炮的相關研究和試驗的訊息。美國曾在M1底盤上加裝低輪廓炮塔和自動裝彈機,配合140毫米試驗型主炮進行測試。蘇聯及至俄羅斯甚至有計劃研發152毫米的戰車炮。但是,此兩型戰車炮現時仍在理論或試驗階段,短期內不會進入現役。經過2008年金融海嘯以及2010年代前期的歐洲債務危機等衝擊,大部分國家凍結或刪減軍費開支。因而緩減更新主戰坦克的速度,現役的坦克炮口徑將不會有太大改變。
坦克炮(Tank gun、戰車炮)是指安裝在坦克上的火炮,是坦克的最主要的火力來源。坦克炮與高射炮同屬加農炮,因此兩者的彈道亦類似,追求高初速以及彈道平直以求迅速打擊目標。戰車炮主要使用穿甲彈、高爆彈攻擊對方的坦克、裝甲車輛和為步兵提供火力支援。