二戰時期大多數戰機裝備機炮口徑大多在20mm上下，或裝備機槍，射程大約在2000米左右，與地面槍炮的效能基本無差上下，戰後隨著導彈成為空戰主要武器，對機炮的要求就沒有那麼迫切了，射程也就2000-3000米左右

先看個飛機結構圖吧

飛機大部分的結構都是骨架和蒙皮組成，在結構強度上有足夠的冗餘。二戰早期那些和步槍子彈通用的航空機槍擊中非要害部位，絕大多數也就是在機身上穿個孔，這對於強度冗餘很大的戰機而言壓根不算個事兒，所以你往往能看到被打成這樣的飛機

而隨著二戰後期，對於駕駛艙保護的增強，自封油箱的普遍應用，讓常規航空機槍的子彈越來越沒辦法對敵機造成嚴重傷害，尤其是子彈撐死了就搞點燃燒劑輔助燃燒，計量還特別少，即便是擊中油箱或者發動機都不一定能打壞打著。而20mm以上的航炮無論射燃燒劑量還是高爆裝藥的擊中效果都能比子彈好太多了，比方說MG151/20的薄殼高爆彈平均4發命中就可以擊落一架單引擎戰鬥。

你就這麼想，空戰是一種高機動作戰，能夠瞄準並射擊的視窗時間非常短暫，只有在短時間內投放更多的傷害才是根本。而子彈這種東西真的是無法和炮彈的殺傷相提並論，所以縱觀整個二戰時期，大家都在追求射擊視窗單位時間的殺傷效率提高，最好的辦法就是加大口徑，加大彈頭裝藥，所以也就成就了機炮。

外加戰鬥機往往也有截擊轟炸機的需要，轟炸機整體更大，結構強度更高，發動機也更多，因此更需要大口徑的機炮來取得理想的殺傷效果。

一般來說無論是炮彈還是子彈，口徑越大威力也就越大，本著大一毫米壓死人的原則，航空機炮和航空機槍相差的可不止一毫米，一般來說口徑低於20毫米以下的稱為機槍，口徑等於或大於20毫米的成為炮，而二戰時期用的最多的機炮就是20毫米口徑的，機槍用過最大口徑的是日本的13.2毫米航空機槍，兩者相差了6.8毫米，而且二戰時期最成功的機槍是美軍12.7毫米的M-2重機槍，口徑更是相差了7.3毫米。不過不同的作戰思路和環境所產生的作戰方法其實是不一樣的。機炮炮彈和機槍彈的差別

如果看二戰時期的飛機可以發現，歐洲的飛機大部分用20毫米機炮，而太平洋地區則多是機槍。相比機槍彈的毀傷效果機炮，20毫米機炮的毀傷效果是可以說是非常可怕的，一旦命中重要部位兩炮就能打得下來，而且這種大口徑火力對付轟炸機時效果會更好，在歐洲場上特別是蘇聯面對德軍轟炸機，蘇聯的戰鬥機裝備的大多都是機炮，就是為了要攔截德國的轟炸機，而蘇聯的飛機充當的角色一般都是劫機機而非戰鬥機，因為要擊落轟炸機所以採用了大口徑的機炮。而對於美國來說，他們的主要任務是給轟炸機護航，需要更大的載彈量，只需要驅離對方的攔截的飛機就可以了，並不需要完全擊落對方，所以12.7毫米的機槍已經夠用了。美軍的P39飛蛇戰機，由於發動機後置，所以機首可以安裝一門37毫米大機炮

不過在太平戰場上，一些日本海航飛行員表示，"我寧願用7.7毫米的小水管，也不願用20毫米的尿尿炮。"這是因為20毫米機炮的彈道弧線實在太大了，而且都是使用60發的彈鼓供彈，很容易就打完了，最後還得靠7.7毫米的機槍。由於機炮厄彈道弧線太大遠距離命中率低，必須抵近射擊才行。不過在二戰中由於各方的在飛機效能上的差距機炮和機槍的威力並沒有多太大的明顯，而進入噴氣機時代，在北韓戰場上才展現出來。由於當時雙方的噴氣機器人相差不遠，志願軍的飛機經常被幾十個彈孔還能安全飛回，但是美軍飛機卻經受不住23毫米和37毫米機炮的打擊。FW-190的機炮吊艙

從上世紀30年代開始，由於飛機速度大大提高，生存力也隨之提升，普通小口徑航空機槍射擊效率大為降低，各國紛紛開始研製大口徑航空機槍與機炮。

1930 年代中期，英國皇家空軍空戰研究得出結論：單發兩磅重的炮彈就可以給大部分的飛機造成嚴重的破壞。這一指導思想導致了 1938 年的 維克斯Vickers S 型 40 毫米航炮的產生，這種航炮吸取了高射炮的設計經驗，但炮彈來自海軍的兩磅重的高射炮彈。

不過這型機炮空戰應用很少，主要用於對坦克攻擊，所配用穿甲彈可以在400碼（約366米）外擊穿2英寸（約50.8毫米）裝甲。

美國陸軍航空隊也對航炮情有獨鍾，P-39和P-63戰鬥機上都裝有M4型37毫米航炮，根據租借法案，兩型飛機都提供給了蘇聯一部分。不過蘇方認為美軍M4航炮不如自己的HC-37航炮，重量較重，且初速不如HC-37且射速只有HC-37的一半。

蘇聯空軍在二戰中主要裝備了兩款機炮。一種是ВЯ型23毫米機炮，它由於初速高、破壞力大，不僅可以打擊空中目標，也可以敵機地面目標。炮彈擊中油箱，油箱便會爆炸，如果擊中機翼，則會在機翼上留下0.75平方米的破洞。對於地面目標，可以在400米距離擊穿25毫米裝甲。

另外一種HC-37航炮1942年投入使用，使用穿甲彈摧毀地面目標，爆破彈用來打擊空中目標。理論上1發就可以摧毀飛機，穿甲彈在200米外可以擊穿50毫米裝甲。

同樣，德國也對大口徑航炮研製傾注不少。二戰初期，MK101/MK103 型30毫米和 BK3.7型37毫米(由 Flak18 高射炮改進而來)航炮被用作地面攻擊武器，裝有這些航炮的飛機有亨舍爾 Hs129、容克Ju 87G 和 Ju 88P 被大量使用在東線。之後德軍又裝備了威力更大的BK5型50毫米和 BK7.5型75毫米航炮。此外，德軍在空戰中也使用了這些航炮，用來反擊裝甲厚重的 B-17“空中堡壘”轟炸機，Me 262 為此還在機頭裝上了 BK5型50毫米航炮。

關於航炮的威力，蘇聯在1944-1945年做過試驗，結論是擊落1架飛機需要消耗147發20毫米炮彈或者31發37毫米炮彈或者10發45毫米炮彈。因為建議最佳方案是裝備20毫米航炮飛機為長機，裝有37或者45毫米航炮飛機為僚機。僚機主要負責掩護長機攻擊敵機並用大口徑航炮透過短點射力求破壞對方飛機機構穩定性，此後長機負責跟進擊落敵機。