“梅卡瓦”Mk4的主炮仍沿用Mk3坦克上的120毫米滑膛炮，但反后坐装置已改用压缩气体作为储能元件，而不是以前惯用的螺旋弹簧。这一改性不仅使反后坐装置的直径减小了约100毫米，而且允许火炮使用更大的膛压发射弹丸，使弹丸的速度提高、穿甲能力增大。该炮的另一个特征是使用了新的热防护套，导热性更为均匀，这样炮管温度变化所导致的形变更小，从而提高了火炮的射击精度。据说以色列国防军借鉴了“豹”2A6坦克及“勒克莱尔”坦克的火力增强方案，为Mk4专门研制了一种新型穿甲弹，该弹具备较高的初速和精度。除此之外，Mk4的主炮还可发射近年来新出现的反人员／器材穿甲弹（APAM）和激光制导反坦克炮射导弹（LAHAT）。
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