37毫米以上口径的航炮从来没有作为机载武器大范围的流行过，尽管一直以来人们都在尝试在飞机上安装重型火炮，但一些技术瓶颈始终困绕和限制着大口径航炮的运用。大口径航炮根本性的优势在于其对重型轰炸机，小型舰船和坦克的一击必杀的威力，这在没有导弹和精确轰炸技术的年代对人们有着几乎致命的吸引力。但大口径航炮的缺点也和它的优势一样突出，首先它重量太大，对飞机载荷有着比较高的要求；其次大口径航炮发射时产生的巨大后坐力对载机的结构强度是一个严峻的考验；再次，大口径航炮相对较少的弹药携带量和相对较低的射速也是个棘手的问题。无后坐力炮从理论上来讲是一种比较好的解决方案，但事实上在飞机上应用无后坐力炮几乎就从来没有成功过。

尽管大口径航炮没有成为机载武器的主流，但它至少代表了人们在导弹和精确制导武器出现前在航空前沿领域的一种有益探索，本文将带大家从上世纪20年代的法国开始，浏览近百年的大口径航炮的发展历程。

最早被用作记载武器使用的大口径航炮是法国法国哈奇开斯37毫米/47毫米火炮。37毫米炮生产数量十分巨大，主要包括长管型和短管型。数百架法国空军飞机在一战期间装备了由这种火炮改进而来的37毫米大口径航炮，主要是单发的布雷盖-5和瓦赞-5，其中瓦赞-5是1915年服役的双翼单发轻型轰炸机，除了安装1门37毫米航炮外，还可携带60公斤炸弹。由于哈奇开斯37毫米航炮采用手动装填，因此射速极低，在相对位置瞬息万变的空战中几乎完全没有用，法国空军无奈之下将其用于对地攻击。法国人在一战期间发现了机载大口径火炮的新用途：反潜。一战期间的飞机一般速度比较缓慢，反潜方式主要是俯冲投弹攻击，因此被追踪的潜艇来得及在飞机俯冲投弹前迅速下潜，脱离其攻击范围。如果在反潜机上装备大口径航炮，则载机即可拥有直瞄打击火力，大大扩展了飞机的攻击距离。法国人迅速将这一理论付诸实践，其顶峰是“远洋水上飞机”(high seas flying boat)，这种大型水上飞机拥有4名机组成员，最大留空时间可达8小时，机上装备2挺机枪，120公斤炸弹和一门75毫米航炮(携弹量30发)。该型飞机最终停留在原型机阶段，并未进入空军服役，但法国空军显然没有完全放弃大口径航炮反潜的思想，1920-1922年间，这架安装了75毫米炮的Tellier T.7飞机作为75毫米航炮的测试平台进行了一系列实验。

同一时期，英国方面也对大口径武器用于航空领域产生了兴趣，皇家空军在这方面进行了大量实验。大口径航炮主要用来攻击防空气球和飞艇，偶尔也被用于对地攻击。英国皇家空军使用的大口径航炮主要是维克斯公司研制的维克斯1.5磅和1磅炮；1.59英寸维克斯克劳福德炮(因为其发射燃烧弹弹拖着燃烧轨迹而被称为火箭炮——Rocket Gun)和维克斯1英寸炮。由马克沁机枪放大而成的一磅自动炮十分成功，但装备数量稀少，因为其后座力过大，会对载机机体造成严重损坏。与维克斯公司一起，考文垂炮兵厂也研制了相当数量的大口径航炮，其数量甚至比维克斯公司还多。其中最成功的设计当属37毫米1磅“母牛炮”(COW gun)。与同口径航炮相比，它的重量非常轻，全自动发射，弹道性能优秀。遗憾的是它的体积依然过于庞大，影响了它的实用性。在两次世界大战期间，有几种大型飞机进行过搭载实验，英国航空部门还专门设计过几型搭载这种37毫米炮的战斗机，但皇家空军没有采纳任何一种设计，因此，“母牛炮”主要还是作为地面防空炮使用。

克里兰德·戴维斯设计了以他的名字命名的戴维斯大口径航炮，这些方案结构简单，采用了反后座原理，其炮身简单到几乎就是一段前后开口的钢管。火炮发射时产生的后坐力被向后喷射的部分火药抵消了。戴维斯航炮共有3个型号量产，分别是2磅、6磅和12磅炮，作为攻击德国巨大的齐柏林飞艇的机载武器服役，但不久就被英国皇家空军从装备序列表里除名，因为它巨大的后射焰对当时机体结构脆弱的飞机来说是难以承受的。

第一种真正为使用大口径火炮设计的飞机是英国海军1000型(TYPE 1000)，通常被称为AD-1型。出于对德国舰队实力的忧虑，英国皇家海军计划发展三种反舰飞机——轰炸机、携带450毫米轻型鱼雷的鱼雷轰炸机和装备戴维斯12磅无后坐力炮的攻击机。其中攻击机被要求可在安全距离外使用呈抛物线弹道发射的炮弹攻击小型舰艇。AD-1这种巨型水上飞机于1915年开始设计，1916年夏完成并进行了首飞。由于戴维斯12磅炮的巨大后射焰，军方决定换成传统型的12磅海军炮，安装在AD-1的机鼻上，射角为+49到-38度。但最终这一计划随着一战的结束无疾而终。

苏联无后坐力炮


采用了无后座力原理的戴维斯炮启发了以B·S·斯特奇金(Stechkin)和L·V·库尔奇耶夫斯基(Kurchyevskii)为代表的苏联武器设计师，他们研制出了一系列无后座力炮。从1930-1936年，库尔奇耶夫斯基在他自己被大清洗之前设计出一系列大口径无后座力航炮，并且安装到了实验型飞机甚至量产的战斗机上。但他的设计也同样受到后射焰的严重困扰，以至于不得不把火炮挪到机翼上，或者将炮管极度拉长，使炮尾突出于尾翼，防止巨大的后射焰伤害机体。

真正接近于成功的设计是Z计划，也被称为TsKB-7，它是一种由格里格洛维奇(Grigorovich)设计的小型下单翼战斗机。一架I-5双翼机被用做性能测试，每侧机翼下各挂一门76.2毫米DPR无后座力炮，机身上安装1挺用于校射的7.62毫米PV-1机枪。最后这型飞机生产了约50架，编号为I-Z，生产数量如此之少很大程度上是由于DPR炮只能单发射击，不符合苏联空军的要求。格里格洛维奇随后对I-Z进行改进设计出了IP-1，其翼梢上安装了两门APK-4航炮，每门炮可携带5发炮弹。尽管IP-1进入了量产阶段，但无后座力炮并没有被采用，而是换成了常规发射原理的ShVAK 20毫米机炮。格里格洛维奇后来又研制出带4门APK-11 40毫米航炮的IP-4飞机，但只停留在实验阶段。

同时图波列夫设计局也在进行无后座力大口径航炮的研制工作。ANT-23是一种很有创意和潜力的设计：两个发动机一推一拉分别安装在机身前后的发动机舱内，而APK-4型炮长长的炮身干脆直接做成了飞机的双尾梁。这样新奇的设计无疑满足了飞机的气动要求，但炮管做尾梁会导致一旦它被击中，ANT-23几乎就不可能安全着陆，因为炮管膛炸会毁掉飞机的整个尾翼部分。因此，ANT-23方案最终被放弃。改进型的ANT-29是一架回归传统的双发飞机，机身上1门102毫米DRP炮或者两门APK-8航炮。另一种类似的设计是ANT-46，在两翼下各挂一门APK-11，显然，其最终设计目标是安装100毫米口径的APK-100炮。但是随着图波列夫被捕，库尔奇耶夫斯基在肃反中“失踪”，苏联在军用飞机上安装大口径无后座力航炮的努力停滞下来。

坦克开罐器

在经过了两次大战间约20年的“冰河期”后，各国对大口径航炮的兴趣随着第二次世界大战的爆发而重新被点燃。二战初期，德国装甲部队的所向披靡使得盟国空军希望得到专用的航空反坦克武器和专用反坦克飞机，因为轰炸机不能实现精确攻击。而且飞机在攻击装甲目标时，开火距离通常很近，所以大口径航炮相对低的射速仍可接受。尽管在需求上不存在问题，但技术瓶颈仍然使大口径航炮的发展显得步履维艰。坦克防护力的发展使得只要直接命中的炮弹才能对其造成伤害，而要航炮达到如此高的命中率有相当难度，装甲较薄或者没有装甲的“软皮车”以及马拉炮兵显然是更容易摧毁的目标，但用大口径航炮来对付它们显得太过浪费。

苏联人同样是对地攻击的强力支持者，伊柳欣设法说服了政治局，使他们相信苏联也需要有厚重装甲的现代化对地攻击机。苏联的第一种新型对地攻击机是著名的伊尔-2，它于1939年完成首飞。总装甲重达990公斤的伊尔-2成了德国地面部队的噩梦，尽管它的机动性不佳易遭战斗机拦截，但厚装甲保护了它免受地面轻武器的伤害。在斯大林的亲自过问下，战争期间伊尔-2总共生产了惊人的36000架！伊尔-2是人类航空史生产数量最大的飞机之一，高产量是为了弥补其在战斗中同样高的惊人的损耗。伊尔-2并未使用大口径航炮，而是高速小口径机炮，最初是20毫米ShVAK，随后换装了威力更大的23毫米VYa航炮，它可以发射更大更高速的炮弹。1943年夏季少数伊尔-2换装了37毫米NS-37炮，因为苏联认为德国装甲部队装备的坦克的顶部和后部装甲比较薄弱，23毫米航炮已经足够应付。之后45毫米，甚至57毫米口径的航炮相继开发出来。雅克-9K就有1门可以从桨毂中间发射的45毫米反坦克航炮。

苏霍伊设计局的方案也值得一提。P·O·苏霍伊(P.O. Sukhoi)首先设计出苏-6在与伊尔-2的竞争中失败，但这并未使苏霍伊气垒，他在1942年设计出长航程的双发强击机苏-8，作为对近程的伊尔-2机群的补充。苏-8是一种带有重装甲座舱的火力强大的飞机，可装备4门37毫米11P-37航炮或者2门45毫米OKB-16航炮(使用弹夹装填)，4挺7.62毫米校射机枪安装在翼下。苏-8本有机会成为二战期间拥有当时世界上最强大齐射火力的飞机，但它最后终止在原型机阶段，并未量产，原因很简单——战争已经胜利在望，苏联空军已经不需要这种远程强击机了。苏-8的概念给了图波列夫灵感，图2第二架原型机图-2Sh装备一门75毫米炮，第三架则装备两门ShVAk20毫米机炮，两门37毫米NS-37机炮和两门45毫米NS-45机炮。这些飞机并未投产。

正如苏联开发伊尔-2的初衷是为了阻止强大的德国装甲部队，德国人也为了应付T-34的洪流而开发自己的反坦克飞机。德国也将希望寄托在高速机炮上，但他们的口径一上来就比苏联的来得大，使用最广泛的大口径航炮是37毫米的BK-3.7，它是由陆军的Flak-18型37毫米防空炮发展而来的。德国空军二战时期主要的反坦克攻击机型号有两种，首先是两翼下各挂一门BK-3.7航炮(每门备弹6发)的Ju-87G。尽管飞机本身设计已显落伍，性能并不出色，但BK-3.7航炮在战斗中被证明是对付苏联坦克的有效武器；另一种被广泛使用的攻击机是Hs-129。由于使用两台缴获的法国Gnome-Rhone 14M4/5水冷发动机，Hs-129的动力明显不足。Hs-129机身两侧安装有MG-17和MG-151/20机炮各1门，真正用于反坦克的是机腹下吊挂的1门大口径航炮——Mk-101/103或BK-3.7。为了对付装甲日益加厚的苏联坦克，德国人实验过在Hs-129上安装威力惊人的75毫米口径BK-7.5航炮。同样也是75毫米口径的KwK-39和PAK-40也曾被安装在Ju-88P上，但它们的体积、重量和巨大的膛口焰是双发Ju-88P所不能承受的。因此，在Ju-88P1后的型号上，航炮的选择重新回到了BK-3.7或者由PAK-38发展而来的50毫米BK-5炮。

英国皇家空军和美国陆军航空队并没有类似伊尔-2这样的专职反坦克攻击机，他们更多的是使用战斗轰炸机。尽管与伊尔-2相比，这些战斗轰炸机装甲薄，易受地面轻武器的攻击，但它们普遍在速度、航程和机动性方面更好，能够有效对抗敌方战斗机的拦截。战斗轰炸机也能装备大口径航炮，英国在这方面做了很多尝试。早在20世纪30年代中期，英国皇家空军的空战研究得出结论：单发两磅重的炮弹就可以使绝大部分的飞机严重毁坏。这一指导思想导致了1938年的维克斯S型40毫米航炮的产生。二战开始后，为对付德军坦克，英国专门为S型航炮开发了特殊的炮弹：能在400码外击穿2英寸(50毫米)装甲板的穿甲弹(虽然通常的攻击距离是150码)，之后于1942开发的3磅炮弹使穿甲厚度提高了9%。

1941年夏，维克斯S型航炮被安装在一架英俊战士(Beautifighter)上(另有资料说是一架英国皇家空军的野马)，完成了空中火力试验。之后，2门各有15发弹仓的S型航炮装在了霍克飓风MKIID的两翼下，另有2挺勃朗宁7.62毫米校射机枪。装备这种飓风式战斗机的第6飞行中队参加了在1942年5月至1943年5月的北非战役，1943年11月这种飞机也被用在远东战场。这些航炮被证明是十分可靠且精确的，甚至超过了之后取代他们的火箭弹。但这些没有厚重装甲保护的飞机极易受地面炮火的攻击(被高射炮击落39架)，同时他们也不能与敌人的战斗机抗衡。而且英国皇家空军认为其武器已经不能有效攻击新型的虎式坦克了，因此在回到欧洲战场后飓风MKIID即被抛弃。但即使如此，第6飞行中队仍击中了144辆坦克(其中摧毁47辆)和177辆其他车辆。

英国皇家空军最终使用的重型航炮——莫林斯航炮——有一段曲折的发展历史。1942年英国陆军要求发展一种使用6磅炮弹的反坦克炮自动装弹机，莫林斯公司接手了该计划。虽然该公司之前只生产自动机械，而从没有生产过军械，但他们只用了5个月就完成了。但这时虎式坦克的出现使得陆军认为6磅炮弹不足以击穿其前装甲，所以该计划被取消。莫林斯公司转而为海军生产这种反坦克炮的航炮版，莫林斯航炮口径达57毫米，炮长3.78米，使用有22发炮弹的旋转弹仓。不屈不挠的莫林斯公司继续发展这种航炮，皇家空军在1943年订购了36门，用于将蚊式战斗轰炸机改装成反坦克攻击机。7月，总共有27架蚊式经过改装并装载了这种航炮，成为蚊式FB.MK XVIII型。但这种炮也被认为不能有效攻击虎式坦克的装甲。这些蚊式攻击机被转交给了海岸司令部，用于反舰及反潜任务。战争后期，美、英比较彻底的抛弃了反坦克用大口径航炮，而转向了空地无制导火箭的研究。

战争结束前，一些新式的攻击机开始试飞，这些型号的飞机在外形上很像轻型轰炸机，但性能接近战斗轰炸机。其中的典型是美国开发的A-38灰熊(Grizzly)——一种外形紧凑简洁的飞机，2台强劲的R-3350发动机为其提供动力。A-38在机鼻处安装了威力强大的T-15E1 75毫米航炮(备弹20发)。但不幸的是，由于B-29的地位更优先，因此占用了几乎所有生产出来的R-3350发动机，A-38项目因此下马。

海空重锤

蚊式Mk.XVIII并不是唯一一种装备大口径航炮，用于反舰/反潜任务的飞机。最著名的应当是号称北美空中炮艇的B-25G米切尔中型轰炸机。B-25G装备有1门75毫米M-4航炮，B-25H则换成T-13E1 75毫米炮。M-4是一种轻巧紧凑的陆军火炮，B-25的机鼻空间刚好能容纳它。T-13E1则是在M-4基础上专门为飞机设计的轻型化版本。这种火炮在对付小型舰船和地面目标时非常有效，但由于它只能手动装填，且备弹量也很少，加之战争末期的太平洋上已经没有多少目标好打，因此B-25G/H上的航炮经常被拆下来换成几挺12.7毫米机枪。

而更加野心勃勃的计划是出自意大利人之手，它的名字是Piaggo P.108A。这是一种类似B-17的四发大型现代化轰炸机，但由于意大利实力有限，Piaggo P.108A只建造了很少数量，装备了意大利空军仅有的1个战略轰炸机中队。Piaggo P.108A在机鼻安装了一门102毫米海军炮，射角向下。加上反后座系统，全炮重不超过1500公斤，火炮备弹50发，弹药总重1吨。除了局部的小缺陷外，Piaggo P.108A被认为是不错的设计。其轰炸改型则称为P.108B，它的性能难以评价，因为意大利的迅速投降令这个项目终结。

拦截重型轰炸机

使用重型大口径航炮攻击轰炸机有两个可能的途径，其一是固定安装，像常规机载武器那样瞄准和使用；另一种是设计成吊舱，灵活安装在飞机上，使用手动或自动调炮。后一种方式需要更大更重的载机作为平台，但它对于安装了37毫米甚至更重型航炮的战斗机而言算不得什么缺陷，因为后者已经很笨重了。吊舱方式的优势在于使用自动调炮系统和优秀的瞄准具可以获得更好的精度，这使载机可以在轰炸机自卫火力打击范围外开火。在20世纪30年代，吊舱方式的效力被高估了。

早期最出名的设计是贝尔的FM-1，使用配备涡轮增压器的阿里逊V-1710发动机，1937年完成首飞。两具推式螺旋桨位于机翼后缘，腾出机翼前缘位置给2门37毫米M-4机炮，炮管自发动机整流罩中央穿出。机炮使用液压控制，配备一挺同轴校射机枪。位于机鼻的炮手使用Sperry自动控制仪：改进自防空炮的火控系统和一具光学瞄准具。这架飞机的性能和火力都令人印象深刻，但在造出来后美国人才发现一个问题：没有适合它执行的任务，甚至连发明一种可以使这飞机派上用场的战术环境都做不到(毕竟，当时世界上还没有能威胁到美国本土的远程轰炸机)。于是只好将其封存起来。其后，英国也在这方面做了尝试，安装有维克斯S型40毫米机炮的维克斯414方案被设计出来，但也只停留在制图板上。

FM-1的影响非常深刻，贝尔公司自此疯狂迷恋上了37毫米炮，毫不犹豫的将它装备在新设计的单座战斗机上——P-39飞蛇。P-39是作为高空截击机设计的，和它的先辈FM-1一样使用配备涡轮增压器的阿里逊V-1710发动机，1门37毫米炮固定安装在机鼻处。机鼻前方的发动机迫使炮手回到驾驶舱里操纵火炮。尚未发展成熟的涡轮增压器最后被取消，这使得P-39立刻变成了一种普普通通的中低高度战斗机(没有涡轮增压器，活塞式发动机难以在空气稀薄的高空正常运转)。同时37毫米M-4机炮在使用中也显示出射速低和弹道过于弯曲的问题。后来在M-4基础上改进研制了M-10航炮，装在了P-63眼镜王蛇战斗机上。美国陆军航空队对P-39和P-63都缺乏兴趣，恰好苏德开战，于是根据租借法案，大批P-39装上运输船，运到苏联，在辽阔的俄罗斯上空，P-39/63获得惊人的成功。M-4机炮也被用于其他飞机，麦克唐纳P-67在翼根部位安装了4门该机炮，最早的P-38也曾在机头安装过该炮，不过很快换成性能更好、更适合战斗机使用的希斯派诺20毫米机炮。

苏联人对P-39的喜爱也许是因为他们自己已经习惯了使用37毫米和45毫米航炮。雅克和拉格战斗机都安装克里莫夫M-105水冷发动机，该发动机是法国Hispano-Suiza 12Y发动机的苏联改进版，这种发动机适合安装过桨心的机炮。开始是使用20毫米ShVAK机炮或威力大得多的23毫米VYa机炮，但很快威力更大航炮被装上苏制战斗机。一小部分拉格-3和雅克-9T装备了37毫米Sh-37航炮，随后换成同口径的NS-37。另有部分雅克-9TK和雅克-9K安装了NS-45(NS-37的45毫米口径版本)。后来NS-37被重量更轻的N-37航炮取代。这些口径的航炮后来都出现在雅克活塞式战斗机的终极版本——雅克-9P上，这说明苏联空军对这些航炮的性能是满意的。但是大口径航炮的后座力问题并没有得到解决，以至于苏联飞行员接受的训练是：NS-37航炮进行3发点射，而NS-45则只能进行单发射击。而且他们还被告戒只能在高速条件下开火。

重型的双发战斗机显然更适合安装大口径航炮。尽管苏联较早的研制了双发重型战斗机的原型，但他们装备的绝大多数都是单发的轻型战斗机。需求带动工业生产的原则在德国航空界得到了最好的体现，为了对抗数量庞大的盟军远程轰炸机群，德国人生产了大量双发重型战斗机并在其上安装了大口径航炮。最初是在梅塞施米特Bf-110G-2/R1和Bf-110G-4a/R1的机腹下安**K-3.7航炮，Me-410作为Bf-110的后续机型被设计出来，开上生产线的Me-410A-2/U4和Me-410B-2/U4上安装了50毫米口径BK-5航炮。但随后，盟军装备了相当数量的远程战斗机为轰炸机编队护航，在这些高机动性的轻型战斗机面前，德军的双发重型战斗机显得太过笨重而易受攻击，它们对轰炸机的威胁也被降至最低。德国方面开始尝试在划时代的Me-262喷气式战斗机上安装50毫米口径航炮，安装有BK-5和MK-214A航炮的Me-262原型机被生产出来。Me-262开创性的使用了空对空R-4M无制导火箭弹。尽管是俄国人最先在战场上大规模使用火箭弹，但R-4M火箭弹宣告了一种新的，更有效的攻击方式的来临，尽管准确度稍低，但攻击强度和范围都有了质的提升。

其他国家中，日本的屠龙二式和Ki.102双发战斗机装备过多种大口径机炮，包括94型37毫米炮，Ho-203和Ho-204，40毫米口径的Ho-301，57毫米口径的Ho-401。94型37毫米炮也曾装备在三菱Ki.46高空侦察机上，装在机背上，向上开火。这是一种应急的无奈之举。日本也曾将88型75毫米空降兵用防空炮安装在Ki.67轰炸机上，编号为Ki-109。所有这些都是为了对付高高在上、难以企及的B-29，大部分日本飞机根本无法爬升到B-29所的在飞行高度，更惶论发起攻击了。即使这些做法能有所效果，一切都已经无法挽回了。

大口径航炮的绝唱——AC-130

随着空空/空地导弹的崛起，航炮的生存面临极大的威胁，甚至一度出现了“航炮无用论”。尽管越战证明航炮的作用仍然是不可替代的，但明显的趋势是：现代战斗机均使用口径在30毫米以下的小口径高速航炮，并且是作为导弹的辅助武器使用的。即使是专用的对地攻击机，例如A-10也不例外。这一方面是因为导弹的出现使得大口径航炮的存在变的没有意义，另一方面也是弹药技术的进步(比如贫铀穿甲弹)使小口径航炮也可拥有较大的破坏力。二战后60年来，除了第一代喷气机尚有少数保留了30毫米口径以上的航炮外(苏制37毫米航炮曾装备著名的米格-15战斗机)，唯一装备了超过大口径重型航炮的就是美国的AC-130炮艇机了。炮艇机的出现源于越战特殊的战场环境。尽管略显笨重的炮艇机生存能力较差，但还是立下了赫赫战功。

AC-130初期型号上使用从7.62毫米到20毫米的各种机龘枪机炮；并携带大威力的重磅炸龘弹，如用于铲除大面积丛林的重型BLU-82炸龘弹。后期的H型安装了1门105毫米榴弹炮(改进自陆军的105毫米炮，加装反后座装置)，这可能是航空史上口径最大的航炮。

近年对AC-130的改进在不断的进行：AC-130部队换装了APQ-180攻击雷达，更新战术态势地图，改善机上航空电子、电子对抗、弹龘药和火控系统的软硬件。2002年4月美空军开始为AC-130改进火炮。新的火炮将使用某些新改进弹龘药。在打击塔利班期间，AC-130和无人机相结合取得了满意的效果，火力持久、凶猛而低廉，能满足在偏远地区的反恐任务的需要。因此美空军认为有必要以此发展新的火力/侦察平台。此外，美国空军决定扩充目前8架AC-130H和13架AC-130U组成的空中炮艇部队。计划在2003财年和2006财年间，将其4架C-130H运输机改装成AC-130U型，满足新形势下的要求。空军将在以后30个月以第一优先权进行这一项目，头18个月制造一架，后12个月再造3架。