本文是“燃烧的岛群”第1326篇原创文章，作者：Me410。
作者简介：Me410，江苏南京人，主要撰写近代战争历史。最早在2008年于《战舰》杂志发表了“日本海军阿号作战始末”一文。此后笔耕不辍，迄今已发表各类文章50余篇。
全文共8933字，配图13幅，阅读需要18分钟，2024年12月14日首发。
图1. 本文主角之一，德国空军的MGFF航炮
1941年初，尽管不列颠空战的帷幕已经降下，但是作为德国空军单引擎战斗机主力的Bf109，正在渐入佳境。经过五年的发展演变，这种战斗机终于迎来了第五个列装型号Bf109F型，从而实现了最初定下的目标，即为这种战斗机安装一款性能优异的大口径航炮。
作为一款打满二战全场的经典战斗机，Bf109的历史可以追溯到1934年RLM发布的一份新式战斗机的招标书。威利.梅塞施密特立即抓住机会，以其大获成功的Bf108型运动飞机为基础，于第二年推出了Bf109的原型机。下单翼布局、可收放式起落架、金属蒙皮，以及封闭式座舱，俨然挺立于时代潮头。唯独火力配置算不上突出。
在当时的历史条件下，人们对于战斗机的火力配置存在诸多争议。首先是关于武器口径。早在第一次世界大战中，德国人已经研发并装备了20毫米口径的“贝克”航炮，作为空战武器。但是要想命中一个快速运动中的空中目标，射程和射速似乎才是更重要的指标。而大口径武器带来的威力优势，反而是一个相对次要的指标。所以战后很长一段时间里，各国战斗机更多的倾向于安装机枪。
其次则是武器的安装位置。基于一战中“福克式灾难”的经验，大多数国家都认识到，机载武器应布置在引擎罩上方。通过调谐器使子弹穿过螺旋桨缝隙，向前射击。而法国人早在一战期间就开创了一种新的模式。他们率先在其SPAD12型飞机上安装了一门37毫米火炮。炮口穿过螺旋桨的桨毂，向前射击。尽管此种37毫米炮只是一种手动装填的半自动炮，只有12发备弹，仅能用于对地攻击。但是此种安装模式的好处显而易见。
由于被置于机身中轴线上，火炮发射时的后坐力不会导致飞机偏航。因而具有最高的射击精度。相反，如果将火炮置于机翼，那么当一侧火炮因故障卡壳时，另一侧的火炮也就会因为后坐力不均匀而失去精度，根本不可能命中。更何况在机翼上安装后坐力更大的武器，还会涉及到机翼结构的强化问题。
基于各国的技术路劲和实战需求，各国战斗机在武器配置问题上的选择，各有千秋。美国人在整个二战期间，满足于经典的点50口径机枪，作为标准空战兵器。P38和P39各自安装的20毫米和37毫米航炮，作为空战武器的价值，并不突出。英国人在战前甚至满足于自己的点303口径的机枪，试图以小口径强化火力密度。而对于威力需求并不敏感。直至开战之后，英国人才意识到需要为战斗机配备20毫米口径的航炮。并且，由于其液冷引擎的安装方式连同化油器的安装位置，英国战斗机在整个二战中从未采用过中轴炮设计。
倒是法国人，在30年代再次引领潮流。他们从瑞士引进了20毫米口径的Hispano-Suiza 404。后者最初也是厄利空的产品，编号Oerlikon FF S。不仅如此，法国人还准备将这门航炮与中轴炮设计结合起来。由此诞生了Dewoitine D520战斗机，在1940年初进入量产。
图2. Bf109的主要假想敌之一，法国空军的Dewoitine D520战斗机
作为法国人的宿敌，德国人在思想上并不迟钝。早在Bf109诞生之初，就已经有了“追上法国人”的意识。这就意味着需要采用机枪和航炮的混搭模式。但是对于德国人而言，Oerlikon FF S太大太重，实在无法接受。于是德国设计师不得不基于更加严苛的重量限制，研制出一款威力相近的武器。这其中首要的问题就是需要采用一种口径相对较小的武器，但性能依然要向20毫米航炮靠拢。于是，毛瑟在1935年启动了15毫米口径的毛瑟MG151型航炮的开发工作。
显然，对于新生的Bf109而言，MG151的研发进度实在缓不济急。无奈之下，德国人只能寻求一种临时解决方案。和法国人一样，他们也找上了瑞士人。但是基于Bf109的载荷限制，他们只能选择厄利空的另一种轻量化的产品Oerlikon FF F。该型号的历史可以追朔到德国人在第一次世界大战中研制的20毫米口径的“贝克”航炮。这是一战期间出现的四种大口径航炮之一。剩下的三种由英国和意大利瓜分。
德国战败之后，“贝克”航炮的发展前景被《凡尔赛和约》扼杀，遂被厄利空引进。其编号中的“FF”，其实是德文Flügel Fest，即“机翼安装”。最后一个F，则是型号的编号。如今，德国人又将其买回来。德国空军赋予其MGFF的编号，由位于柏林的Ikaria工厂买下专利许可证，并组织生产。
但是接下来，MGFF与Bf109的结合并不顺利。在Bf109V4原型机上，德国人首次尝试了中轴炮的布局。其倒置的V型液冷引擎特别适合中轴炮的安装。但是一旦开火，就会带来巨大的后坐力震动。漫长的改进研发之路由此开启。在之后的Bf109V8和V9号原型机上，德国人又做了进一步尝试。前者继续将MGFF作为中轴炮。而后者将其装载到两侧的机翼上。然而两者都不成功。
图3. 最初尝试中轴炮的Bf109V4号原型机。双叶螺旋桨和600马力的容克斯引擎，是Bf109A到D型的主要特征
很明显，震动问题在短期内难以克服。不得已，德国人只能勉强接受只安装7.92毫米机枪的Bf109。这是莱茵金属-博西格公司研发的MG17型机枪。全重仅10.2千克。全长1175毫米。其中枪管长度为600毫米。射速1200发/分钟。枪口初速760米/秒。
在第一款量产型的Bf109A上，只有两挺MG17。它们被安装在其倒置的容克斯引擎的上方。子弹穿过螺旋桨的缝隙，射向前方。这使得机枪的实际射速，降至1000发/分钟。以其500发的弹夹容量，可以连续开火30秒。
接下来的Bf109B型，在中轴炮位置加装了第三挺MG17。但是德国人很快发现，引擎工作时产生的热量和振动，都会对这挺机枪的可靠性造成明显影响。有了此种经验之后，在接下来的Bf109C和D型上，全都取消了中轴机枪。取而代之的是在左右机翼各自配置一挺同款MG17机枪。因此，机枪数量增至四挺。每挺机枪的备弹数量都增至1000发。
但是再一次，德国人在使用中发现了之前没有预见到的问题。空战中的飞机需要使出浑身解数，上下翻飞，因而往往会处于高G状态。此时，巨大的离心力使得机翼内的机枪很容易卡壳。对于这个新问题，当时尚未有深入研究。德国飞行员只能谨慎操作，在剧烈机动状态下避免使用机翼武器。即便如此，MG17依然存在隐患。与步兵手中的机枪不动，作为空战武器的机枪，并不存在枪管过热的问题。因为飞机在飞行过程中，迎面而来的气流可以为机枪提供良好的冷却效果。相反，飞行过程中的结冰现象，倒是时有发生，从而影响到武器的可靠性。
显然，作为德国空军主力战斗机的Bf109，不仅存在火力不足的毛病，而且枪械的可靠性也令人担忧。因此，武器升级势在必行。终于在1938年夏天，MGFF随同Bf109V14号原型机升空。这就是新一代Bf109E的原型机。至此，德国战斗机部队终于获得了第一款20毫米航炮。
图4. 在机翼上安装了MGFF航炮的Bf109E型
平心而论，与其竞争对手Hispano-Suiza航炮相比，MGFF的性能并不出众。其全长1.37米。其中身管长度只有822毫米。全重26.3千克。采用气吹式枪机原理。所以射速只有540发/分钟。依据不同的弹丸种类，炮口初速600米/秒。相比之下，首先由法国人然后再由英国人接手的Hispano-Suiza航炮，全长2.52米。全重43千克。射速700发/分钟。炮口初速高达880米/秒。此外，尽管两者的直径一致，但是弹药长度差距明显。MGFF的弹壳长度只有80毫米。Hispano-Suiza的弹壳足有110毫米。由此使得MGFF弹药的火药装填数量相对少了三分之一。再加上更短的炮管，初速和射程差距不可避免。
尽管存在明显的性能差距，德国人还是看中了MGFF重量较轻的特点。毕竟，Bf109本身就是一架紧凑的飞机。对于机载设备的重量，必须斤斤计较。此外，由于较高的环境温度会影响到MGFF的可靠性，所以无法将其作为中轴炮，而只能在每侧机翼各装一门。而为了避免破坏机翼外形从而造成额外的阻力，每侧机翼内的载弹量被缩减至60发，全部塞进一个弹鼓内。
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