Hiện nay, phần lớn các mẫu tăng chủ lực hiện đại sử dụng pháo nòng trơn 120 và 125 mm. Ngoại lệ chỉ có các xe tăng Challenger I và II của Anh, Arjun của Ấn Độ.
 

Việc chuyển sang dùng pháo nòng trơn diễn ra vào nửa cuối thế kỷ 20 diễn ra là do khi đó việc nâng khả năng xuyên giáp dưới cỡ cho đạn pháo tăng nòng rãnh đã đến đến giới hạn.

Pháo tăng nòng trơn cho phép nâng cao đáng kể động năng của quả đạn, qua đó nâng cao khả năng xuyên giáp, trong khi nòng pháo có độ bền cao.

Song không có cái lợi nào không có cái hại - pháo nòng trơn thua kém pháo nòng rãnh về độ chính xác và từ đó là về tầm bắn ngắm. Điều đó cũng tạo điều kiện cho sự xuất hiện trên các xe tăng các hệ thống điều khiển hỏa lực tối tân.

Xe tăng Leopard 2А7+.

Việc nâng cao sức mạnh hỏa lực xe tăng trong tương lai gần có thể được thực hiện bằng cách hoàn thiện bản thân các loại pháo mà không tăng cỡ nòng của chúng, cũng như hoàn thiện uy lực xuyên phá của các loại đạn.

Việc hoàn thiện thiết kế pháo đi theo hướng cải thiện chất lượng thép chế tạo nòng pháo nhằm nâng cao áp suất khí thuốc trong buồng đạn và trong nòng khi bắn, cũng theo hướng giảm độ rơ, mômen, nung nóng không đều và các tác động khác đối với nòng pháo, tức là đối với độ chính xác bắn. Người ta đang tìm kiếm xác định chiều dài nòng tối ưu, bảo đảm độ chính xác bắn cao, và sơ tốc đạn cao nhất có thể cho đạn pháo.

Trong tương lai, sức mạnh hỏa lực xe tăng có thể được nâng cao bằng cách tăng cỡ nòng pháo. Các nhà chế tạo vũ khí của công ty RUAG (Thụy Sĩ) đã chế tạo được pháo tăng nòng trơn cỡ 140 mm. Tính năng của pháo mới không được tiết lộ, tuy nhiên chính RUAG đã nghiên cứu khả năng lắp pháo mới cho khoang chiến đấu xe tăng Leopard 2A4. Mỹ đang tiến hành phát triển pháo tăng nòng trơn mới 2 cỡ 120/140 mm XM291.

Ở Nga, đa số các chuyên gia nhất trí giữ pháo tăng ở cỡ 125 mm, nhưng với chiều dài nòng lớn hơn và khả năng sử dụng đạn xuyên giáp dưới cỡ với lõi xuyên giáp dài hơn. Nga cũng đã phát triển và thử nghiệm pháo tăng nòng trơn cỡ nòng lớn hơn. Nhưng việc tăng cỡ nòng pháo tăng lên 140 mm dẫn tới cơ số đạn pháo chở theo trên xe tăng giảm gần như 2 lần. Đây chính là yếu tố hiện cản trở việc sử dụng pháo tăng cỡ nòng lớn hơn.

Trong tương lai xa, người ta có thể sử dụng cho xe tăng các loại pháo điện từ mà nước ngoài đang tích cực phát triển. Việc sử dụng các pháo này sẽ cho phép nâng cao khả năng xuyên giáp của đạn xuyên giáp động năng nhờ có sơ tốc cao hơn, cũng như nâng cao đột biến khả năng sống còn của xe tăng do trong cơ số đạn của xe tăng không còn các liều phóng dùng cho các phát bắn vốn có nguy cơ cháy nổ cao. Các quả đạn được phóng đi từ các loại pháo đó có thể đạt sơ tốc đến 4.000-5.000 m/s, điều đó sẽ cho phép đạn giành thắng lợi thuyết phục trong cuộc đấu tranh muôn thuở giữa vỏ giáp và đạn pháo.

Vấn đề chủ yếu mà các nhà khoa học hiện phải giải quyết để lắp pháo điện từ lên xe tăng là vấn đề phát và duy trì trong không gian xe tăng một lượng điện năng cần thiết. Hiện nay, các hệ thống pháo điện từ đòi hỏi lắp bộ tích năng có trọng lượng hơn 10 tấn, còn trọng lượng các acquy có thể lớn hơn đáng kể trọng lượng của cả xe tăng.

Về đạn, có thể nói rằng, chúng được hoàn thiện liên tục để tăng uy lực. Ngoài ra, người ta cũng đang phát triển các loại đạn mới.

Để nâng cao tính năng của các loại đạn động năng (đạn xuyên giáp dưới cỡ chính là loại đạn này), người ta đang nghiên cứu tìm kiếm các vật liệu mới bằng hợp kim wolfram để sản xuất các lõi xuyên đồng nhất đơn khối không có vỏ thép. Việc sử dụng vật liệu như Uranium nghèo làm lõi xuyên không được phổ biến rộng rãi, trừ Mỹ và Nga.

Kinh nghiêm sử dụng các loại đạn này trong chiến dịch Bão táp sa mạc năm 1991 cho thấy rằng, chúng không an toàn cho sức khỏe các kíp xe, nhất là sau khi xe tăng trúng đạn pháo địch, kể cả khi vỏ giáp không bị xuyên thủng, cũng như đối với môi trường xung quanh sau khi sử dụng đạn theo đúng chức năng. Hơn nữa, Việc tạo ra xung điện từ nhất định tại khu vực có xe tăng với các loại đạn này làm cho Uranium nghèo “phát quang”, và khi đó từ các vệ tinh, bằng cách khí tài đặc biệt sẽ có thể xác định được tọa độ không chỉ của từng xe tăng, mà cả từng quả đạn đơn lẻ. Những hiện tượng đó đã được ghi nhận sau thảm hỏa Nhà máy điện nguyên tử Chernobyl và sau chiến dịch Bão táp sa mạc ở Iraq.

Xe tăng Т-84 Oplot của Ukraine.

Việc nâng cao khả năng xuyên giáp của đạn xuyên dưới cỡ cũng được tiến hành bằng cách tăng sơ tốc đạn (nhờ sử dụng các loại thuốc phóng mạnh mới, cải tiến cấu trúc nòng pháo), kéo dài lõi xuyên trong khi giảm nhỏ đường kính của nó.

Việc vũ khí chống tăng cận chiến, hạng nhẹ, hiệu quả cao xuất hiện dày đặc hơn trên chiến trường hiện đại đã buộc các nhà thiết kế phương Tây bắt tay nghiên cứu chế tạo các loại đạn pháo tăng hiệu quả cao để chống sinh lực đối phương. Trước đây, phương Tây dùng các loại đạn lõm-tạo mảnh cho mục đích này, song hiệu quả thực tế của chúng không cao. Vì thế, mới đây, người ta đã bổ sung vào thành phần cơ số đạn của các xe tăng Abrams, Merkava, Leclerc các phát bắn đạn bi (Shrapnel) 120 mm. Các loại đạn này cho phép tạo ra vùng sát thương sinh lực địch ở các cự ly đến 500 m và rộng đến 50 m.

Các loại đạn phá-mảnh và tạo mảnh kích nổ từ xa trên đường bay đang được tích cực đưa vào thành phần cơ số đạn của xe tăng và xu hướng này nhìn chung sẽ vẫn duy trì. Cách tiếp cận này bảo đảm hiệu quả sát thương cao đối với sinh lực địch ngoài công sự, kể cả ở sau sườn dốc điểm cao, sau những vật cản tự nhiên hay nhân tạo, sau các cánh rừng, tòa nhà..., cũng như khi cần thì cho phép tác chiến chống trực thăng địch bay treo.

Chỉ mới đây đã có tin nói rằng, Israel đang thử nghiệm loại đạn pháo tăng mới dùng để chống sinh lực địch cả ở ngoài công sự, lẫn trong công sự, sau các bức tường đá, trong các tòa nhà... Ngòi nổ của đạn có một số chế độ kích nổ tùy thuộc vào việc đối phương đang ở sau vật cản nào, hay sinh lực đang ở ngoài công sự.

Về nguyên lý hoạt động, đạn của Israel tương tự phát bắn của Nga với đạn phản lực MRG sử dụng một lần. Tức là khi va chạm, chẳng hạn, với bức tường, ngòi nổ kích nổ trước tiên lượng nổ lõm để xuyên thủng vật cản, sau đó phần còn lại của đạn xuyên qua bức tường và ở đó lượng nổ chính phá-mảnh được kích nổ.

Đạn bi sát thương (Shrapnel) М1028 của Mỹ dành cho pháo tăng 120 mm.

Việc hoàn thiện các phát bắn đạn lõm cũng vẫn tiếp tục. Ở phương Tây, những công việc này quả thực được tiến hành hành không với nhịp độ như với các loại đạn động năng. Ở Nga, việc tìm cách nâng cao uy lực đạn lõm cho pháo tăng được tiến hành theo hướng lựa chọn các vật liệu mới và hình dáng hình học làm phễu, lựa chọn các chất nổ tối ưu và thuật toán làm việc cho ngòi nổ. Tổ hợp lại, các biện pháp này có thể tăng đến 20% khả năng xuyên giáp của đạn lõm pháo tăng.

Phạm vi địa lý sử dụng vũ khí có điều khiển (sử dụng các phát bắn với tên lửa có điều khiển) trong thành phần vũ khí trên tăng đang mở rộng. Ngoài Nga và Ukraine vốn sử dụng các hệ thống vũ khí có điều khiển trên xe tăng tổng cộng đã 35 năm, nay có thêm Israel. Nhờ sự trợ giúp của các cựu công dân Liên Xô, Israel đã chế tạo được hệ thống vũ khí điều khiển cho các xe tăng Merkava Mk 3 và Mk 4. Một hệ thống tương tự đang được Ấn Độ nghiên cứu chế tạo dành cho tăng Arjun Mk 2, với sự trợ giúp của Israel.

Tuy nhiên, nếu như ban đầu, các hệ thống vũ khí điều khiển trên xe tăng chỉ sử dụng các tên lửa mang phần chiến đấu xuyên lõm, thì nay Nga đã phát triển và sản xuất ở thành phố Kovrov các phát bắn với tên lửa có điều khiển mang phần chiến đấu phá-mảnh, trong đó có loại chứa các mảnh sát thương tiền chế và uy lực mạnh.

Một tên lửa 9М119F1 kiểu này có uy lực mạnh hơn quả đạn pháo phá-mảnh 155 mm, tuy nhiên ở cự ly đến 2,5 km, tên lửa này ngay từ phát đạn đầu có thể dễ dàng bắn trúng vào lỗ châu mai.

Thành phần vũ khí bổ trợ của xe tăng cũng có thể thay đổi. Sắp tới, người ta dự định lắp cho một số loại xe tăng các pháo tự động điều khiển từ xa cỡ 20-30 mm làm vũ khí bổ trợ. Theo các nhà thiết kế, vũ khí này sẽ nâng cao khả năng tác chiến chống xe bọc thép nhẹ, sinh lực ở trên các tầng thượng, hay trên các điểm cao khống chế, cũng như khi cần là chống trực thăng, máy bay và máy bay không người lái (UAV) bay thấp.

Xe tăng chủ lực cũng sẽ được lắp các ụ súng máy 7,62 hay 12,7 mm điều khiển từ xa. Liên Xô đã bắt đầu sử dụng các ụ súng máy như vậy trên xe tăng vào năm 1973. Nay phương Tây cũng làm như vậy. Một trong những khác biệt cơ bản của tăng Đức Leopard 2A7+ so với các mẫu trước đó chính là có ụ súng máy 12,7 mm như thế. Việc điều khiển ụ súng máy được thực hiện từ vị trí pháo thủ nạp đạn.

Ụ súng máy điều khiển từ xa trên tăng Leopard 2А7+.

Việc tăng cường sức mạnh hỏa lực của xe tăng được thực hiện với nhịp độ cao nhất theo hướng hoàn thiện hệ thống điều khiển hỏa lực của xe, bởi vì hệ thống này ngày nay có ảnh hưởng lớn nhất đến việc nâng cao hiệu quả bắn của xe tăng.

Xe tăng hiện đại được trang bị hệ thống điều khiển hỏa lực tự động hóa, bao gồm các tổ hợp quan sát-ngắm bắn hỗn hợp, quang-điện tử với trường nhìn các máy ngắm được ổn định, thiết bị ổn định vũ khí hai mặt phẳng, máy đo xa laser, thiết bị tự động bám mục tiêu, máy tính đường đạn kỹ thuật số và các loại sensor đo các điều kiện bắn, cho phép tính toán khá khách quan và nhanh chóng sự khác biệt các điều kiện bắn so với các điều kiện chuẩn trong bảng bắn.

Xu hướng chính phát triển các hệ thống điều khiển hỏa lực tự động hóa của xe tăng là áp dụng những cải tiến cho phép giảm thời gian thực hiện nhiệm vụ bắn, nhất là trong điều kiện tầm nhìn hạn chế và ban đêm. Thời gian thực hiện nhiệm vụ bắn được hiểu là thời gian cần cho phát hiện, nhận dạng, chuẩn bị các phần tử ban đầu để thực hiện phát bắn, ngắm, thực hiện phát bắn, đánh giá kết quả bắn cho đến khi tiêu diệt mục tiêu.

Một trong nhiệm vụ quan trọng nhất ở giai đoạn hiện nay mà các công trình sư đang cố giải quyết là trang bị hệ thống nhận dạng địch-ta cho hệ thống điều khiển hỏa lực. Theo thông tin của quân đội Mỹ, trong quá trình chiến dịch Bão táp sa mạc, 90% số xe tăng-thiết giáp bị tổn thất là do “hỏa lực quân nhà”.

Tên lửa có điều khiển 9М119F1 với đầu đạn phá-mảnh.

Nhằm nâng cao khả năng trinh sát, sắp tới, các xe tăng sẽ được trang bị không đơn thuần là các tổ hợp quan sát-ngắm bắn hỗn hợp toàn cảnh mà là các tổ hợp gắn trên giá thò thụt. Hoàn toàn có thể là các trạm radar và khí tài ảnh nhiệt sẽ được bổ sung vào tổ hợp các khí tài quan sát quang-điện tử (khí tài quang, máy đo xa laser, khí tài ảnh nhiệt và thiết bị truyền hình).

Thị kính của các máy ngắm quang trên nhiều xe tăng hiện đại được thay bằng màn hình sensor màu, tinh thể lỏng, trên đó sẽ hiển thị không chỉ hình ảnh trường nhìn của máy ngắm và nhiều thông tin cần thiết khác, mà cả hình ảnh toàn cảnh vòng tròn rộng lớn. Khái niệm này được áp dụng ở tăng Leopard 2A4 cải tiến là MBT Revolution. Trên màn hình của pháo thủ có thể nhìn thấy đầy đủ toàn bộ bức tranh tình huống quanh xe tăng. Chỉ gí ngón tay vào vị trí cần thiết trên bức tranh tình huống là tháp pháo tự động quay về hướng đó và có thể xem xét chi tiết đáng quan tâm thông qua máy ngắm, còn khi cần thì có thể thực hiện nhanh phát bắn ngắm bằng pháo hay vũ khí bổ trợ.

Bảng điều khiển ụ súng máy phòng không của tăng Leopard Revolution.

Trong tương lai, người ta dự định trang bị trí tuệ nhân tạo cho các hệ thống điều khiển hỏa lực xe tăng, cho phép tự động phát hiện và lọc mục tiêu, xác định các mục tiêu nguy hiểm nhất trong số đó.

Hiện nay, trên nhiều mẫu tăng hiện đại hiện nay, hệ thống điều khiển hỏa lực đã được tích hợp với hệ thống thông tin-điều khiển trên xe và hệ thống điều khiển tự động hóa, được liên kết với hệ thống điều khiển tự động hóa cấp chiến thuật. Điều tương tự đã được Pháp áp dụng ở xe tăng Leclerc Tropic chế tạo theo đơn đặt hàng của quân đội Các tiểu vương quốc Arab thống nhất, và Leclerc S21.

Hệ thống điều khiển hỏa lực của các xe tăng tương lai sẽ được trang bị hệ thống thu-phát thông tin chỉ thị mục tiêu, cũng như nhận thông tin trinh sát từ các phương tiện trinh sát khác nhau, kể cả từ UAV và các robot mặt đất.

Nhằm nâng cao khả năng hoạt  động nhanh của các hệ thống vũ khí trên tăng, chúng sẽ được trang bị hệ thống nạp đạn tự động.

Hiện nay, được trang bị máy nạp đạn tự động là tất cả các xe tăng Nga và Ukraine sản xuất sau năm 1973, tăng Leclerc của Pháp, Type-96, Type-98 và Type-99 (sao chép tăng Liên Xô Т-72) của Trung Quốc, K-2 Black Panther của Hàn Quốc, cũng như tăng Falcon (mẫu hiện đại hóa sâu của xe tăng Anh Challenger I do công ty KADDB của Jordanie phát triển) và Al Hussein (Challenger I cải tiến) của Jordanie.