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GSh-301型航空機關炮是典型的蘇俄設計風格的現代化航空機關炮，專門配備於蘇-27、蘇-30和米格-29系列第三代戰鬥機，用於殺傷和殲滅空中、地面和水面目標，射速高達1800發/分，初速為860米/秒，全炮質量僅有50公斤，具有147.9千焦的炮口動能和4400千瓦的炮口功率。在單管、管退式航空機關炮型號中，GSh-301型航空機關炮的各項性能和殺傷威力都佔據領先地位。
GSh-301型航空機關炮是GSh-23型航空機關炮（射速低、單發命中率低、口徑過小等）的後繼者，主要是因為在現代空戰中，敵我雙方都在進行高速飛行，並且在大機動中尋找戰機，開火的機會非常有限，航空機關炮的開火條件也很複雜，口徑也不能太大，因此需要儘可能的提高航空機關炮的射速，以便滿足目標稍縱即逝的情況，可以確保一定數量的射彈可以覆蓋目標的概略方位，並且保證一定的殺傷概率。
為了實現這樣的目標，GSh-301型航空機關炮調整了航炮彈丸與裝藥質量的比值，彈丸質量為396克，裝藥量117克，以保證擁有394兆帕的最大膛壓和860米/秒的彈丸初速，並且能夠為自動機提供足夠的工作動力。
此外，GSh-301型航空機關炮採用了小質量垂直運動機心，縮小了機心機匣尺寸；採用活動部件暴露布局，取消了傳統的炮箱部件；使用質量僅3克的輔助點火器代替了3公斤的冷氣復裝彈裝置；採用線路接觸式擊發方式取代電磁機構的擊發方式（減重1-2公斤）等。
另外，GSh-301型航空機關炮打破了傳統的設計觀念，很好的將兩種不同工作方式的閉鎖機構結合在一起，當炮身後坐帶動鎖膛臂運動時，由於接觸器的限制，鎖膛臂逆時針旋轉，其尾部向上，帶動鎖膛機向上開膛，使得整個運動行程更短，炮身結構更加緊湊，質量更輕。而且其進彈機構也採用了槓桿原理，當送彈板向進彈機構拉動第1發彈時，第1發彈與擋彈片之間的弧形面抵壓上翹，頂住第2發彈，強制第2發彈不能前移，避免出現“湧彈”形象，提高了供彈和射擊的可靠性，且結構簡單，工作可靠，減重效果顯著。
虹攝庫爾斯克
蘇聯航炮為什麼做到那樣輕，這是源於美蘇不同的設計思路，對於戰鬥機寶貴的重量如何分配，是否將這些重量分配到航炮上，體現出美蘇對航炮不同的理解和工不同的業實力。進入三代機後，由於近距格鬥導彈的性能不斷提高，戰鬥機對航炮的依賴不斷降低。所以在航炮上美蘇兩國走出了完全不一樣的發展模式。
圖為前蘇聯系列SU-27戰鬥機裝備的GSH301航炮
前蘇聯時期設計的GSh-301型航炮，是一種超輕量型單管單膛30毫米口徑機炮，只有 50 KG，是現有航炮中重量最輕的。因結構輕量化、射速高、燒蝕大，所以使用壽命較低。
圖為美國F-16戰鬥機裝備的M61火神航空航炮
反觀美軍戰鬥機裝備的航炮口徑均為20mm。美軍認為小口徑航炮在同等重量下攜彈量大，可增加射擊時間提高命中率。比如F-16備彈515發，F-15備彈940發，F/A-18備彈570發，F-14備彈675發。不過美軍航炮缺陷是轉管炮射速有波動，射擊不穩定、精度差；而前蘇聯單管火炮射擊精度高、彈藥威力大，30毫米口徑的航炮只要命中1發也能致命。俄軍蘇-27/30戰鬥機攜彈均為150發，到蘇-35進一步減少為100發。
同時由於美蘇兩國發動機、機載雷達電子設備、火控系統上發展水平不一樣,美國作為戰鬥機發動機強國不惜在航炮上增加重量提高命中率,而前蘇聯在發動機、機載電子設備能力上均不如美國,勢必在航炮、載彈量上儘可能的減重，依靠取消炮箱、微型火藥、水蒸汽冷卻炮管、提高火炮精度等辦法，提高大口徑航炮的單發威力，以達到與美軍小口徑航炮勢均力敵的效果。
思遠防務
回答這個問題前，首先要說明一點並不是所有蘇聯機載機炮都很輕，具有突出輕量化的有50千克的GSh-301單管30毫米機炮、51千克的GSh-23雙管23毫米炮，以及29千克的NR-23單管23毫米機炮和其後繼型66千克的NR-30單管30毫米機炮。其他攻擊機用的機炮，如Gsh-6-23、GSh-6-30這樣的加特林機炮和蘇-25的GSh-30-2雙管機炮在重量上則與西方同類產品重量相當。
蘇聯戰鬥機機炮在設計上非常注重減重，大多采用火藥燃氣驅動方式，所以沒有西方慣用加特林機炮的外部驅動結構和多炮管，也沒有轉膛炮上沉重的多彈膛，能做得輕量化。
以NR-23/NR-30為例，這兩種機炮屬於管退式單管航空機炮，採用後坐力加火藥燃氣復進，靠射擊時產生的火藥燃氣帶動各活動部件自動完成全部射擊循環，沒有西方航炮複雜的機械結構，在重量上自然佔據優勢。該炮由炮管、進彈機、冷氣裝彈機構、炮箱、機心、電發火機和總裝零件6部分組成、零件數量僅163個，結構非常簡單。
GSh-23雙管炮是一種氣退、滑動機心式雙管航空機炮，利用炮管引出的火藥燃氣帶動各活動部件的後退與復進，自動完成兩根炮管的全部射擊循環。機炮由炮管、電發火機、緩衝器和進彈機這四個組件組成，並列兩根炮管，各配有一套互相聯動的滑板閉鎖機構，而全炮的其它機構則共用一套，整個機炮活動部件質量小，體積緊湊。GSh-23設計非常巧妙，兩個炮管以“蹺蹺板”的方式排列，一根在發射時就驅動另一根上膛，出實現輕量化外，射速還超高，達每分鐘3600發。
GSh-301延續NR-30的基本原理，也是一種管退式單管航空機炮，採用短行程後座式槍機，並不是很多媒體認為的轉膛炮。該炮通過採用更先進的製造工藝和材料使重量進一步下降，具有達到1800發／分的射速，但一般限制在1500發／分以降低炮管的磨損。
蘇聯航炮的輕量化帶來的副作用是炮管壽命不長，加重了維護工作量，但對於每一個減重都非常重要的戰鬥機來說，付出這些代價還是值得的。
DS軍美
航炮的設計思路和使用環境、使用方法密切相關。在空中受空氣阻力與機動搖擺的影響，子彈會成弧度下墜，並不能直線擊中。咬尾射擊時以掃射為主：打出一串弧形彈鏈，擊中飛機，有持續的彈鏈效果更好。美國實戰經驗豐富：在歐洲和太平洋戰場上，依靠航炮槍管多，火力猛全面壓制納粹和日本的飛機。這就是美國飛機喜歡配置20毫米加特林，F15.F16.F18F22都是如此。美軍機載航炮的配置都是依據時代特徵和需求設計的：在越戰時，空射導彈成為格鬥主流新玩法，F4鬼怪就沒有設計航炮。後來在實戰中發現：發射完導彈自己就成了肉雞，眼睜睜看著米格從眼前溜走，追也不敢追，怕反咬一口，迫切需要航炮補射，於是又加裝航炮。到了F35時，隱身時代來了，又沒有設計航炮；咬尾其他飛機都不會被發現，飛行員還想擁有航炮補射，又設計了外掛航炮和內置航炮。
蘇聯設計航炮，是從蘇聯自身環境說起的：美國人經常跑到家門口偵查挑釁，開炮就挑戰不能首先使用；咬尾格鬥時，能補射就補射，不能補射就撞機，甚至同歸於盡，這事都能幹出來。所以蘇聯飛機航炮輕，子彈少，打兩下不行就撞，不囉嗦。你說這還需要航炮配置嗎？
xyz1130
關於航空機炮，大家可能第一時間就想到A-10攻擊機裝備的那門巨大的GAU-8/A型復仇者式機炮，反觀蘇聯的航空機炮，好像就沒有那麼大的，都是比較小而且重量輕的。為什麼蘇聯人的機炮可以做的如此輕便，難道是用了什麼特殊材料嗎？
首先要說明一點並不是所有蘇聯機載機炮都很輕，具有突出輕量化的有50千克的GSh-301單管30毫米機炮、51千克的GSh-23雙管23毫米炮，以及29千克的NR-23單管23毫米機炮和其後繼型66千克的NR-30單管30毫米機炮。其他攻擊機用的機炮，如Gsh-6-23、GSh-6-30這樣的加特林機炮和蘇-25的GSh-30-2雙管機炮在重量上則與西方同類產品重量相當。
蘇聯戰鬥機機炮在設計上非常注重減重，大多采用火藥燃氣驅動方式，所以沒有西方慣用加特林機炮的外部驅動結構和多炮管，也沒有轉膛炮上沉重的多彈膛，能做得輕量化
以NR-23/NR-30為例，這兩種機炮屬於管退式單管航空機炮，採用後坐力加火藥燃氣復進，靠射擊時產生的火藥燃氣帶動各活動部件自動完成全部射擊循環，沒有西方航炮複雜的機械結構，在重量上自然佔據優勢。該炮由炮管、進彈機、冷氣裝彈機構、炮箱、機心、電發火機和總裝零件6部分組成、零件數量僅163個，結構非常簡單。
GSh-23雙管炮是一種氣退、滑動機心式雙管航空機炮，利用炮管引出的火藥燃氣帶動各活動部件的後退與復進，自動完成兩根炮管的全部射擊循環。機炮由炮管、電發火機、緩衝器和進彈機這四個組件組成，並列兩根炮管，各配有一套互相聯動的滑板閉鎖機構，而全炮的其它機構則共用一套，整個機炮活動部件質量小，體積緊湊。GSh-23設計非常巧妙，兩個炮管以“蹺蹺板”的方式排列，一根在發射時就驅動另一根上膛，出實現輕量化外，射速還超高，達每分鐘3600發。
GSh-301延續NR-30的基本原理，也是一種管退式單管航空機炮，採用短行程後座式槍機，並不是很多媒體認為的轉膛炮。該炮通過採用更先進的製造工藝和材料使重量進一步下降，具有達到1800發／分的射速，但一般限制在1500發／分以降低炮管的磨損。
蘇聯航炮的輕量化帶來的副作用是炮管壽命不長，加重了維護工作量，但對於每一個減重都非常重要的戰鬥機來說，付出這些代價還是值得的。
