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M16 系列自動步槍主要包括M16式、M16A1式和Ｍ１６Ａ２式３種型號步槍。
美國關於小口徑步槍的探索研究工作始於５０年代。１９５７年，美軍裝備Ｍ１４式７．６２ｍｍ步槍之後幾個月，就正式提出設計新槍。本寧堡步兵局對新步槍的具體要求是：裝滿彈時質量不超過３ｋｇ；能單發、連發射擊；在４５７ｍ距離上能擊穿防彈衣、頭盔和１０#+[＃]鋼板，殺傷力不小于Ｍ１式卡賓槍。為此，美國雷明頓公司在一種獵槍彈的基礎上研製了雷明頓０．２２３ｉｎ槍彈，即５．５６ ４５,ｍｍ槍彈。當時有兩家美國公司競爭研製發射該彈的步槍，其中之一是阿瑪利特公司。該公司的尤金 斯通納將其設計的ＡＲ－１０式７．６２ｍｍ步槍改進為發射５．５６ｍｍ槍彈的步槍。
１９５７年阿瑪利特公司的設計方案中標。１９５８年３月３１日，該公司將名為ＡＲ－１５式０．２２３ｉｎ步槍的１０支樣槍交付給步兵局。在阿伯丁試驗場試驗取得滿意結果後，步兵局建議用此種槍取代Ｍ１４式７．６２ｍｍ步槍。隨後根據寒冷地區試驗結果又對ＡＲ-１５式步槍作了一些改進，如槍管加強，允許槍膛帶水射擊，扳機護圈加大，戴連指手套可以射擊等。１９６２年，美國空軍首先採購８５００支ＡＲ－１５式步槍裝備機場警衛部隊並將其命名為Ｍ１６式步槍。陸軍採購１０００支作部隊試驗，經改進後於１９６４年正式裝備。
M16式步槍是第二次世界大戰後美國換裝的第二代步槍，也是世界上第一種正式列入部隊裝備的小口徑步槍。
Ｍ１６式步槍在越南戰場上暴露了不少問題，最主要的是彈膛污穢現象嚴重，卡殼故障率高。針對戰場上出現的問題，阿瑪利特公司對該槍進行了改進，改進後命名為Ｍ１６Ａ１式步槍，１９６７年定型，１９６９年起大量裝備美軍。
１９７７～１９８０年北約小口徑步槍選型試驗後，確定比利時的ＳＳ１０９式５．５６ｍｍ槍彈為北約制式口徑槍彈，而Ｍ１６Ａ１式步槍只能使用美國的Ｍ１９３式５．５６ｍｍ槍彈，從而存在近距離殺傷威力太大，遠距離殺傷威力不足的問題。為了統一到北約口徑，並進一步提高步槍的作戰性能，柯爾特製造公司根據美國三軍輕武器規劃委員會所提出的步槍作戰使用性能要求，又對Ｍ１６Ａ１式步槍進行了改進。１９８２年美國海軍陸戰隊首先採購了２０萬支改進後的Ｍ１６Ａ１式步槍裝備部隊，並命名為Ｍ１６Ａ２式步槍。１９８４年３月美國陸軍也正式宣佈採用Ｍ１６Ａ２式步槍。
為準備越南戰爭,美國政府將M16／Ｍ１６Ａ１式步槍轉交給美國柯爾特製造公司生産。１９６４～１９６７年共生産了１０萬多支Ｍ１６／Ｍ１６Ａ１式步槍。為了滿足需要，又委託美國通用動力公司和哈林頓－理查森公司生産該槍。直到１９８５年初，美國共生産了６００萬支Ｍ１６系列步槍。美軍對Ｍ１６Ａ２式步槍的訂購計劃到１９9８年結束。
Ｍ１６系列步槍除裝備美國武裝部隊外，還裝備澳大利亞、智利、多米尼加、海地、意大利、約旦、日本、印度尼西亞、韓國、墨西哥、尼加拉瓜、巴拿馬、菲律賓、馬來西亞、新加坡、新西蘭、黎巴嫩、斯裏蘭卡、越南、中國台灣等５５個國家和地區。
結構特點
Ｍ１６系列步槍的特點是口徑小、質量小、射擊精度高、持續作戰能力強，在步槍通常射程（４００ｍ）內殺傷效果好，廣泛採用鋁合金和塑料等輕型材料和先進的加工製造工藝。
Ｍ１６式步槍採用導氣管式工作原理。該槍與普通導氣式步槍不同，沒有活塞組件和氣體調節器，而採用導氣管。槍彈被擊發後，火藥氣體經導氣孔高速進入導氣管，並直接進入機框與槍機之間的氣室。槍機上的密封圈阻止氣室內的火藥氣體前進，因此急劇膨脹的氣體便推動機框向後運動。機框走完了自由行程，其上的開鎖螺旋面與槍機閉鎖導柱相互作用，使槍機右旋開鎖，而後機框帶動槍機一起繼續向後運動。
Ｍ１６式步槍
該槍主要由上機匣組件、下機匣組件和槍機－機框組件構成。上機匣組件包括槍管、瞄準具、導氣管、上下護木、槍口消焰器、槍管連接箍、防塵蓋、提把、上機匣等。下機匣組件包括槍托、握把擊發發射機構、保險機構、復進簧導管、復進簧、下機匣與機匣連接套等。槍機－機框組件包括裝填拉柄、槍機閉鎖導柱及其固定鎖、槍機、拋殼挺、機框等。
擊發機構為擊錘回轉式。擊針沒有擊針簧，擊發時擊針以環形凸起撞擊槍機尾端以保證正常的擊針突出量。開鎖過程中機框上的環形隔板帶動擊針向後運動，在機框復進但未走完閉鎖後自由行程之前，環形隔板限制擊針前進，只有在機槍確實閉鎖之後才能擊發。
發射機構只有單發和連髮式，沒有３發點射式。扳機護圈可向下打開，便於士兵戴皮、棉手套時射擊。快慢機柄有單發、連發和保險３個位置。通過轉換快慢機柄的位置，發射機構可直接控制擊錘。
該槍的固定式三角形直槍托、方形護木和握把均用塑料製成，許多重要零部件用鋁合金製成。
Ｍ１６Ａ１式步槍
Ｍ１６Ａ１式步槍是Ｍ１６式步槍的改進型，主要改進之處是：彈膛鍍鉻，重新設計了復進簧導管（亦稱緩衝器），以降低射速，在完成閉鎖動作過程中防止反跳開鎖；由於Ｍ１６式步槍沒有拉機柄，在機匣右側後端增加了一個輔助閉鎖裝置，該裝置由機框右側的一排細齒和伸出機匣右邊的輔助推機柄組成，其作用是在槍機因故障不能完全閉鎖時，射手可用手推其閉鎖；槍管下方可加挂Ｍ２０３式４０ｍｍ榴彈發射器，具有點、面殺傷能力。
Ｍ１６Ａ２式步槍
Ｍ１６Ａ２式步槍是Ｍ１６Ａ１式步槍的改進型，主要改進之處是：改用剛度較大的重槍管，纏距由３０５ｍｍ改為１７８ｍｍ，可發射比利時的ＳＳ１０９式５．５６ｍｍ槍彈，提高了有效射程和遠距離殺傷威力；增加了３發點射機構，既可單發射擊和３發點射，也可單發和連發射擊；表尺改為可調整８００ｍ距離上的高低和方向偏差；取消了槍口消焰器朝下的開口，射擊時可抑制槍口上跳，臥姿射擊時可消除槍口區地面揚塵；機匣右側拋殼口的後方增加了一個導殼板，拋殼時可防止打擊（左）射手的臉部；護木由原來的方形改為圓形，改進了散熱器，上呈肋狀，便於握持；槍托和握把改用高強度尼龍材料製成；備有輕便的可卸式兩腳架，用以提高臥姿射擊穩定性。
M16A2式步槍是基型槍，全稱為柯爾特Ｍ１６Ａ２ ＭＯＤ７０１式和柯爾特Ｍ１６Ａ２ ＭＯＤ７０５式５．５６ｍｍ突擊步槍。前者採用單發和連發射擊方式，後者採用單發和３發點射方式。目前，Ｍ１６Ａ２式步槍又有多種變型槍。
柯爾特Ｍ１６Ａ２ ＭＯＤ７１１／７１５式，備有簡單而堅固的瞄準具，即Ｍ１６式步槍一開始所採用的瞄準具。全槍質量３．２ｋｇ。
柯爾特M16A2 MOD741式，為重槍管型，可以實施高火力密度的精確射擊。全槍質量４．５8ｋｇ。
柯爾特Ｍ１６Ａ２ ＭＯＤ７２３式，為卡賓槍型，是為適應快速作戰和攜行輕便而改進的，也可安裝刺刀，並能發射所有制式槍榴彈。
柯爾特Ｍ１６Ａ２ ＭＯＤ７３３式，為突擊隊員型，是一種尺寸、質量最小的Ｍ１６Ａ２式步槍的改進型，可發射所有５．５６ｍｍ槍彈。
柯爾特Ｍ１６Ａ２ ＭＯＤ６３５式，為衝鋒槍型，可發射所有９ｍｍ帕拉貝魯姆手槍彈，採用Ｍ１６式步槍的直槍托。全槍質量２．５９ｋｇ
瞄準裝置
Ｍ１６系列步槍採用機械瞄準具，準星裝在直立式三角形準星座上，表尺裝在框形提把中。
M16/M16A1式步槍採用柱形準星、Ｌ形表尺和覘孔照門，表尺分劃為０～３００ｍ和３００～５００ｍ。
Ｍ１６Ａ２式步槍採用柱形準星和雙覘孔照門表尺，大孔用於２００ｍ以內的近距離射擊，小孔用於遠距離射擊。提把上還可安裝光學瞄準鏡。
彈藥
Ｍ１６／Ｍ１６Ａ１式步槍使用Ｍ１９３式、Ｍ７７７式５．５６ｍｍ普通槍彈，Ｍ１９６式、Ｍ７７８式５．５６ｍｍ曳光彈，Ｍ１９９式５．５６ｍｍ教練彈和Ｍ１００式５．５６ｍｍ空包彈。Ｍ１６Ａ２式步槍使用ＳＳ１０９式５．５６ｍｍ槍彈（即北約制式槍彈），也可使用Ｍ１９３式５．５６ｍｍ和其他５．5６ｍｍ槍彈。
性能數據 :M16式 M16A1式 M16A2式
口徑 :5.56mm 5.56mm 5.56mm
初速 :M193式槍彈 1000m／s 1000m／s 991m／s /SS109式槍彈 948m／s
有效射程 :M193式槍彈 400m 400m /SS109式槍彈 600m
槍口動能 :M193式槍彈 1625J 1625J 1722J /SS109式槍彈 1765J
理論射速 :700～950發／min 700～950發／min 700～900發／min
自動方式:導氣管式 導氣管式 導氣管式
閉鎖方式:槍機回轉式 槍機回轉式 槍機回轉式
發射方式:單發、連發 單發、連發 單發／連發，單發／３發點射
供彈方式: 彈匣 彈匣 彈匣
容彈量 :20發或30發 20發或30發 20發或30發 /全槍長 990mm 990mm 1000mm
槍管長 :不含消焰器 508mm 508mm 510mm /含消焰器 533mm 533mm /膛線 6條，右旋，纏距305mm 6條，右旋，纏距305mm 6條，右旋，纏距178mm
全槍質量 :不含彈匣 3.4kg /不含背帶和擦拭工具 3.1kg 3.18kg /含30發實彈匣和背帶 3.73kg 3.82kg
瞄準裝置 ：準星 柱形 柱形 柱形 /照門 覘孔式 覘孔式 雙覘孔式 /瞄準基線長 501mm 501mm
配用彈種 ：M193式5.56 45,mm槍彈 M193式5.56 45,mm槍彈 #*[-4]SS109式、M139式5.56 45,mm#*[4]槍彈及其他5.56mm槍彈 | 
