Consta de varios cañones de fusil colocados alrededor de un eje central y movibles con él, atornillados por su extremo superior en un disco metálico soldado al eje, y pasados por la boca en otro disco, también fijo al mismo eje. Este eje tiene bastante más longitud que los cañones; sale algo por delante de sus bocas y se prolonga por detrás, atravesando la culata fija, donde va encerrado el mecanismo que hace funcionar el arma, la cual se apoya sobre un marco en que el eje puede girar libremente por medio de un manubrio
Los cañones son de animas recamaradas y giran con los discos, estando dispuestas las piezas y el mecanismo encerrado en la culata de manera que todos los cañones se carguen y disparen a cada vuelta completa del arma. Con este objeto existe en la parte anterior de la culata y fijo al eje un tubo de bronce, hueco y de forma cilíndrica, cuya superficie exterior lleva tantas canales semicirculares como cañones tiene la ametralladora, de modo que se correspondan perfectamente: estas canales reciben y guían los cartuchos que van cayendo de un deposito, y los conducen a sus respectivas recámaras, sirviendo además de guías para extraer las vainas de los cartuchos.
Detrás de este cilindro hay otro, también unido al eje, en cuya superficie van sujetos los obturadores y el mecanismo de percusión, que consiste en agujas movidas por muelles en espiral. Finalmente, abre y cierra a voluntad la culata un anillo colocado detrás del cilindro cerrador.
Cubre al cilindro guía de los cartuchos una tapadera semicilíndrica que en su parte superior tiene una abertura, de forma y magnitud convenientes, para que pueda pasar un solo cartucho a las canales, según éstas se presentan por debajo: sobre esta abertura se halla situado el depósito de cartuchos que surte al arma conforme se van haciendo disparos. Por su parte inferior está descubierto el cilindro guía de cartuchos, para que las vainas caigan al suelo a medida que se van sacando.
Los cartuchos son de cobre e ignición central; los proyectiles oblongos, de plomo, y la carga de pólvora un décimo del peso del proyectil. También pueden dispararse botes de metralla.
La ametralladora se coloca sobre un afuste semejante al de los cañones ordinarios de campaña, pudiendo asimismo montarse sobre uno de plaza o de marina, según el uso a que se le destine.
Por último, se aplica a esta arma un aparato que sirve para producir un efecto de dispersión en los disparos sucesivos, dando a los cañones un movimiento de vaivén, cuya amplitud suele ser de tres grados.
Se han construido ametralladoras Gatling de cuatro, cinco, seis, diez y doce cañones, con calibres de 12, 15 y 25 milímetros; la más ligera, de cinco cañones, se monta en un trípode para emplearla en la defensa de fortificaciones, pudiendo también colocarse sobre una cureña ligera para elevarla con la caballería, y aun transportarla sin gran dificultad a lomo; su peso no llega a 50 kilogramos: la de mayor calibre, con afuste y armón de madera y 500 cartuchos, pesa 1.600 a 1.700 kilogramos.
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