駕機、瞄準、擊發 這是很多少年的夢想
一戰起步，空戰時代到來從1914年10月，法國「瓦贊」307式飛機用側面安裝的哈奇開斯機槍擊落德國「阿維亞蒂克」雙座飛機開始，到1956年AIM-9B「響尾蛇」飛彈取得首個戰果結束，42年間，機槍與機炮是空戰的絕對主角。儘管今日機炮已淪為空戰武器中最不起眼的那個，絕大多數四代戰機（F-22、F-35、蘇-57）仍未將其捨棄。【軍武研究員】系列文章將為您呈現百年來，航空機炮（槍）的發展歷程，並介紹其中典型代表。
一戰到二戰 逐步由機槍過渡到機炮
軍事上，一般將20毫米彈丸口徑作為槍與炮的分界線，低於20毫米被稱為槍，如56式14.5毫米高機，20毫米及以上，被稱為炮，如厄利空20毫米高炮。空戰初期，受飛機動力限制，機身強度和裝甲防護有限，中口徑機槍（常見有7.62、7.9、7.7）即可勝任，隨著技術發展，大口徑機槍也被搬上飛機。經過1930年代局部衝突，軍隊對更大口徑航空武器提出需求，飛行員也發現空戰中無需將敵機打爆，打著即可（進而引燃油料和彈藥），20毫米是有效引燃飛機油料的最小口徑。於是，二戰前，多個歐洲國家已列裝瑞士厄利孔和法國西斯潘諾20毫米機炮，穿甲燃燒、殺傷爆破燃燒等具備燃燒效應的炮彈被大量應用。
二戰中後期 攔截轟炸機成為德國空軍首要任務
二戰爆發，機炮快速發展二戰初期，德國空軍使用的機載武器是7.92毫米MG15、MG17機槍，13毫米的MG131機槍，以及厄利孔20毫米MG-FF機炮。1940年5月至1945年4月，近5年間，盟軍對德國展開了曠日持久的戰略轟炸，護航與攔截成為歐洲空戰的主要內容。轟炸機的結構較戰鬥機更為堅固，要擊落盟軍4發重型戰鬥機，需命中n發12.7 毫米槍彈，為戰鬥機配備大威力機炮成為當務之急，1942年德國航空部提出20毫米是空戰武器的最小口徑。德國確實在攔截戰鬥機和機載武器方面花費大量心血，戰時共研發16種20毫米以上口徑機炮，20毫米MG151和30毫米MK-108機炮成為標配。
為MG151型20毫米機炮裝彈
德國在二戰末期的實驗表明，1發30毫米炮彈就可將戰鬥機打爆，但擊落一架四發重型轟炸機，至少需要命中4發30毫米炮彈。受此啟發，德國為噴氣新銳Me-262配備了4門MK-108。以今天的眼光，MK-108機炮外形短粗，很像30毫米榴彈發射器。可不要小看它的威力，1944年9月的一次空戰中，6架Me-262噴氣式戰鬥機，耗時6分鐘就擊落15架B-17轟炸機！
德國Mk-108機炮
二戰經典1：德軍MK-108機炮
德國人設計武器，往往過於精巧，卻不利於生產和維護，虎式、豹式堪稱坦克標杆，卻敗於簡單、可靠、量大的T-34、謝爾曼。MK-108機炮是一款非典型的德國武器，系出名門萊茵金屬，卻追求實用，80%零件衝壓而成，儘量減少活動部件，具備結構緊湊、重量較輕（58千克，像BF-109之類的輕型戰鬥機也能裝備）、非常可靠和易於生產等優點，加上威力巨大，成為戰爭後期德國空軍戰鬥機的標準武器。缺點是炮管較短，炮口初速較低（僅540米/秒），目標較遠時，命中率低。
搭載50毫米炮的Me-262
儘管MK108機炮性能已屬上乘，德國人對其威力還不甚滿意，在大口徑機炮的道路上越走越遠。先後在Bf-110G-2/R1 和Bf-110G-4a/R1安裝了37毫米BK3.7機炮，在Me-410A-2/U4 和Me-410B-2/U4上安裝50毫米BK5機炮；還為新銳的Me-262換裝毛瑟Mk214A型50毫米炮（原是反坦克炮），不過由於該炮過重（半噸、備彈45發），後坐力過大，破壞了Me-262機頭平衡，僅試裝2架。
二戰前期英國戰機標配 白朗寧7.7毫米中口徑機槍
不同於德國人對大口徑、大威力的執著，英美兩國更偏愛航空機槍。二戰前期（如不列顛空戰），英國颶風、噴火戰鬥機均裝備維克斯公司生產的白朗寧M1919型7.7毫米中口徑機槍，這主要是因為二戰期間，維克斯槍廠一直在高強度生產此槍，貿然改換產品可能影響產量。再者，英軍認為空中接觸時間極短，射速指標更具意義（該槍射速高達1150發/分）；儘管有飛行員質疑其威力過小，但並非主流。噴火總師去世後，副總師操刀對噴火進行改進，增加了2門西斯潘諾20毫米機炮，但此炮體積龐大，炮管長長探出機翼，成為噴火後期型的識別特徵。1942年後，英國機載武器也進入機炮時代，新入役的8種戰鬥機均裝備機炮。
噴火後期型 長長的機炮炮管
蘇聯飛行員支援西班牙內戰時，就得出結論，大口徑機槍已不能滿足未來空戰需求。1940年，蘇軍在蘇芬戰爭繳獲了一些拉茲 Lathi 20毫米機關炮，蘇聯據此研發出12.7毫米別列津Berezin UB航空機槍和20毫米B-20機炮。隨後在其基礎上擴大口徑，研製了著名的vya-23毫米機炮，發射23×115炮彈，因後坐力巨大，主要裝備伊爾-2強擊機。蘇聯還大量裝備20毫米Shvak施瓦克機炮，此炮由7.62毫米的施卡斯ShKAS機槍放大而來。該機槍是二戰中射速最快的航空機槍，射速超過1500發/分鐘。
美機標配12.7毫米AN/M2航空機槍 正在裝彈
二戰，美軍標準機載武器是12.7毫米AN/M2航空機槍（綽號.50、老乾媽），並且一直沿用到50年代，第一代戰鬥機經典F-86就裝備了6挺M3航空機槍（AN/M2改進型）。.50之所以成為絕對主力，除性能優異、拆（轟炸）機任務不重，或許還因為缺少一款靠譜的20毫米機炮，飛行員從未體驗過一發銷魂的快感。美軍並非沒有20毫米機炮，擊落山本五十六的P-38閃電戰鬥機就採用20毫米機炮+12.7毫米重機槍的火力搭配，但其可靠性堪憂，頻頻掉鏈子。
B-17轟炸機自衛武器射界
空中堡壘絕非浪得虛名
德國空軍之所以壓力山大，是因為其對手絕非魚腩，而是四處吐火的刺蝟。以美軍著名的B-17轟炸機為例，機身前後共安裝了16挺12.7毫米機槍，再加上抗揍的機體，綽號「空中堡壘」（波音還註冊了商標）。
二戰經典2：美軍.50機槍
AN/M2型航空機槍由M1919白朗寧輕機槍改進而來，射速有較大提升，約750-850發/分，改進型M3射速進一步提升到1200/分。空槍重38kg，發射12.7x99重彈，機械擊發，初速890米/秒。總產量超過200萬挺。
F-86與米格-15棋逢對手 巔峰也是跌落的起點
「寡頭」壟斷，優秀機炮一統江湖二戰後，隨著對地攻擊武器的發展，飛彈（如小牛、硫磺石）、制導炸彈逐漸取代了機炮和無控火箭，除少數「舔地神器」（下篇會專門介紹「舔地神器」的發展史），機炮再次聚焦「主業」——打飛機。由於戰機是非常典型的系統工程，具備戰機研發能力的國家屈指可數，這些國家負責機炮系統的單位也相對固定。如果某款機炮比較靠譜，就會被同一陣營多款戰鬥機共用，甚至長期使用，很難出現「百家爭鳴」的局面，於是過去50年間，主流機炮款式並不多。
GSh-23L
紅色雙雄：Gsh-23L與GSH301機炮
GSh-23L使用德國工程師卡爾·加斯特1916年發明的雙管氣退式原理，簡稱加斯特原理，一個炮管開火時，其後座力通過一個槓桿裝置來帶動另一個炮管裝填及發射炮彈，並循環往復。如此設計的好處在於：結構簡單緊湊（全重僅51千克）、可靠性高、射速高，特別是初始射速，甚至超過採用外驅動力的加特林轉管炮。Gsh-23L被蘇聯米格-21（後續型號）、米格-23、米格-27戰鬥機、米-24武裝直升機、圖-22轟炸機等飛機使用，連伊爾-76的尾炮塔中也裝有2門GSh-23L機炮。
GSH301機炮
上個世紀80年代，蘇聯經典三代機米格-29與蘇-27相繼服役，它們裝備的是新式Gsh301型30毫米機炮。火炮採用輕量化設計，備彈150-200發，提供3-4次射擊機會，因備彈較少無需配備大型彈鼓，使用火藥燃氣驅動，較「火神」節約了動力馬達，火炮僅重50公斤，擠佔空間也小。缺點是因採用輕量化設計，炮管壽命較短。
殲-10開火
由於我國長期使用蘇制戰機，三代機也是從引進蘇-27系列起步，機炮從生產到使用秉承蘇俄路線，不追求超高射速，更重視彈丸威力。50年代引進了蘇聯23毫米機炮，仿製為23-1型機炮，配備國產殲-5。80年代初，我國成功仿製了GSh-23L並命名為23-3型雙管機炮，裝備殲-7 Ⅲ、殲-8Ⅱ、殲轟-7、殲-10等戰機。後來，Gsh301型機炮隨蘇-27進入中國，國產殲-11、殲-15、殲-16均安裝1門國產化GSh-301。
永遠的火神M61
雄鷹利爪：永遠的火神M61
50年代的空戰，棋逢對手的米格-15與F-86是最大看點，「米格走廊」上，面對火力強大的米格-15（1門N-37型37毫米炮+2門NR-23型23毫米炮，備彈40+80X2=200枚），火力還停留在二戰水平（6挺AN-M3 型12.7毫米機槍，備彈267X6=1602發）的F-86絲毫佔不到便宜，1枚37毫米或2枚23毫米炮彈就能擊毀一架F-86。
米格-15火力組合
空戰結果讓自詡世界第一十分沒面子，之後美軍在機炮方面花了很多功夫，於是就誕生了一款截至目前最經典的機炮--M61「火神」。M61沿襲了美軍自二戰以來堅持的小口徑、高射速、多備彈之路，採用6管加特林原理，配備2個驅動馬達，為炮管和彈鼓提供動力，射速高達6000發/分。從此美軍機炮進入加特林轉管炮時代，並誕生了炮霸GAU-8，裝備A-10攻擊機，在海灣戰爭中大顯神威。
吊裝機炮
轉膛雙雄：BK27與GIAT30
二戰後期，戰鬥機飛行速度大幅提高，空戰中交匯的時間非常短暫，提高射速和增大機炮口徑變得同等重要。12.7毫米機槍之所以在美軍站穩腳跟，超過1000發/分的射速是一大優勢。傳統滑動機心式機炮射速提高潛力有限，德國工程師另闢蹊徑研發了MG213C型轉膛炮，理論射速高達1200發/分，幾乎是當時最靠譜的20毫米MG151機炮的2倍。轉膛炮有一個可以旋轉的彈膛，射擊時火藥氣體帶動鼓輪旋轉，鼓輪上的炮彈對準炮管即可擊發，原理與左輪手槍相似。
毛瑟BK27
儘管MG213C研發時間較晚，並未大量裝備，但其設計給後人很大啟發，轉膛機炮家族先後誕生了美國20 毫米M39、英國ADEN阿登、法國德發和瑞士厄利孔302RK等航空機炮。1976年，德國毛瑟公司開始為狂風戰鬥轟炸機研發新一代單管轉膛炮，定位「四高」--高初速、高射速、高精度、高可靠性，1979年研製成功，這就是毛瑟BK27。為配合陣風項目，法國武器工業集團於1988年研發了GIAT基亞特30M791單管轉膛機炮（別名德發791B），改用7條膛線和電子擊發裝置，創造了2500發/分的單管射速記錄。
GIAT基亞特30M791單管轉膛機炮
保留VS取消？這是個問題1956年，以「響尾蛇」為代表的格鬥空空飛彈取得首個戰果，空戰進入飛彈時代。1992年12月27日，一架美國空軍F-16C戰鬥機使用AIM-120A 飛彈擊落伊拉克空軍米格-25，空戰進入超視距時代。如今，四代機紛紛服役，以AIM-9X為代表的新世代格鬥飛彈性能卓越，先進頭盔瞄準具配合大離軸角發射的格鬥飛彈，理論上威力秒殺機炮。四代機是否還需要保留機炮設計？這是擺在設計師面前無法迴避的問題。
與F-35A的高調相比 F-22機炮頗為神秘
現役四代機中，F-22、F-35A（空軍型）、蘇-57均保留了固定機炮，F-35B和F-35C並未安裝固定機炮，像F-4一樣使用機炮吊艙應對不時之需。軍迷尋遍殲-20圖片和有關資料，未見機炮蹤影，網傳殲-20具備安裝機炮的能力，但暫未安裝。
F-35A內置機炮開火
來源： 頭條/軍武研究員
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