二战中，航空机关炮成为了各国战斗机最为倚重的机载武器之一，相对于以往使用的航空机枪，大口径的航空机炮拥有更大的毁伤能力，装备机炮的战斗机也在空战中拥有显著的火力优势。但是，和其他热衷于为战斗机换装航空机炮的国家不同的是，美国在二战中使用的各型战斗机几乎都在使用勃朗宁12.7毫米机枪作为主力机载武器。为什么二战中的美国战斗机要坚持使用12.7毫米机枪，而不是像其他国家一样换装航空机炮呢？
美国在战前其实已经研究过为战斗机换装航空机炮的可能性。当时美国已经成功研制出了37毫米M4型航炮，这种航炮在战争中主要安装在P-39和P-63上，虽然威力惊人，但是炮弹初速低、射程短，备弹量也比较少，因此美国人转而又寻找其他合适的航空机炮。
苏联空勤人员正在讲解P-39“飞蛇”使用的37毫米M4型航炮的维护技巧，苏联飞行员们对于这种美国大口径航炮赞誉有加，唯一的抱怨是炮弹太少
美国人最为看好的是英国皇家空军正在换装的西斯帕诺HS.404型20毫米机炮，美国陆航和海航同时认为，西斯帕诺机炮威力显著大于美国战斗机在战前装备的7.62毫米和12.7毫米航空机枪，认为1门20毫米机炮的火力相当于3挺12.7毫米机枪，而重量只相当于不到2挺机枪，同时这种机炮还具备高射速高初速特性，是较为理想的航空机炮。
英国生产的西斯帕诺型20毫米机炮，是“喷火”式战斗机的主力机载武器之一
美国引进西斯帕诺机炮专利后，仿制生产出了M1型20毫米航空机炮。在美国人的计划中，一旦M1型机炮生产线运作顺利、能够生产足够数量的机炮后，就为自己的战斗机批量换装20毫米机炮。而正在与德军苦战的英国空军也对美国人能够生产20毫米机炮一事非常期待，希望美国产20毫米机炮能够协助补充英军战斗机的武器供应。
但是，事与愿违，M1型机炮由于生产尺寸公差问题，机炮的炮膛比原版更长，导致机炮经常出现哑火故障，而一旦对称安装的2门机炮有一门哑火、另外一门还在开火的话，机炮后坐力可能还会导致飞机偏航失稳。M1型机炮出现的不可靠问题，让英国人立刻放弃了这一机炮。
20毫米机炮在战前暴露出的不可靠问题，让美国陆航和海航失去了为战斗机大批量换装机炮的动力，AN/M2型12.7毫米勃朗宁航空机枪也因此继续成为了美国战斗机的主力装备。
AN/M2型12.7毫米勃朗宁航空机枪
美国加入二战后，美国陆航和海航的战斗机都开始接受实战的考验。在实战中，12.7毫米机枪表现出了很多优点：
在高应力、高G力的空战环境中，机枪运作的可靠性很高，由于结构相对于机炮要更为简洁，空中卡弹故障的次数要更少。
机枪携弹量大，火力持续时间长。主力战斗机型如P-51“野马”、F6F“地狱猫”和F4U“海盗”都搭载6挺机枪，“野马”共计备弹1800发左右，F6F和F4U每挺机枪备弹量400发，总计2400发弹药；配备8挺机枪的P-47“雷电”每挺备弹量425发，总计3400发弹药。作为对比，德军Fw 190战斗机所装备的MG 151/20型机炮，每门机炮备弹量约在200-250发左右（翼根机炮备弹量相对较多，外翼机炮通常每门仅140发炮弹）。
弹道特性好，射击精度高，飞行员能够很快熟练掌握机枪弹道特性；统一的12.7毫米机枪弹道特性几乎一致，能更好地方便校正所有机枪的射击交汇点，对飞行员和地勤来说都是好事。
机枪后坐力相对于机炮要小，射击时对于飞机飞行稳定性的影响更小。
12.7毫米机枪平直稳定的弹道特性和较高的射击精度受到美国飞行员的欢迎
统一采用12.7毫米机枪，给地勤带来了极大的方便：地勤人员只需要维修保养一种武器，不用像德国、英国和日本等国的战斗机地勤那样要同时整备2种乃至3种航空枪炮，机枪弹药的储备和补充也更加标准化。
正在为P-51战斗机补充12.7毫米机枪弹药的美军地勤
二战中，各国战斗机提升火力配置的一大因素，来自于对付敌方防御日益坚固的重型轰炸机。对于德国和日本两国来说更是如此。在欧洲战场，德军的Bf 109和Fw 190装备了20乃至30毫米的机炮，以对付盟军的B-17、B-24和“兰开斯特”等重型轰炸机，而日本陆海军航空兵也在太平洋战场上直面盟军重型轰炸机的威胁，特别是战争后期日本进入本土防空作战后，截击B-29几乎成为了日本战斗机最首要的任务，30毫米以上的大口径机炮也被计划搬上日军的新式截击战斗机。
截击防御坚固的盟军重型轰炸机群，成为了德日两国战斗机将大口径航炮搬上战斗机的主要目的
而对于美国陆航和海航来说，显然没有对付轴心国重型轰炸机的压力存在，美国战斗机在空中的主要目标依然是敌人的战斗机。在这种环境下，12.7毫米机枪被美国人认为是威力足够的，12.7毫米机枪相对于机炮更多的载弹量，也能让美国飞行员有更多的射击机会和容错率击落敌机。
虽然美国战斗机一直在使用12.7毫米机枪，但美国人依然对于20毫米机炮念念不忘。战争中后期，随着20毫米AN/M2型航空机炮的日益成熟可靠，一部分美国战斗机也开始用20毫米机炮取代12.7毫米机枪。除了美国陆航的P-38“闪电”、P-61“黑寡妇”外，美国海航在自己的F6F-5N夜间战斗机上也开始采用20毫米机炮。海军为战斗机更换20毫米机炮的原因主要是为了对抗日军在战争末期日益疯狂的神风特攻飞机，为了尽可能地降低神风飞机接近美军舰队的机会，升级战斗机火力成为了对策之一。
为了对抗日军疯狂的神风特攻攻击，F6F-5N换装了4门20毫米AN/M2型航炮，以求在日军特攻飞机接近美军舰队之前将其打爆
12.7毫米勃朗宁机枪在二战中的出色表现，让美国在进入喷气式战斗机时代后也依然将其作为战斗机的主力机载武器。但是，当装备12.7毫米机枪的F-86“佩刀”，在朝鲜战场的上空与拥有23毫米和37毫米大口径机炮的米格-15遭遇之时，美国人才意识到，12.7毫米机枪似乎不再适合作为战斗机主武器了。同时，面对冷战中截击苏联远程轰炸机的需求，美国海空军的战斗机也更需要搭载大口径航空机关炮。不过，这就是另外的故事了。
朝鲜战场上米格15与F-86的厮杀，宣告着喷气式战斗机空战时代的到来，也让航空机炮加速回归到美国战斗机上
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