日本陸軍航空兵看到大口徑203 37公釐火炮在攻擊美製四引擎重型轟炸機時所表現出的巨大威力，認為已經找到了“本土戰機炮”的正確發展方向。
另一方面，日本陸軍航空兵再次公升級火炮，也被B-29超級飛行堡壘逼了出來，雖然B-29的防禦火力遠不如豪豬般的兇猛B-17，但其可怕的飛行高度讓當時的日本攔截機只能仰望天空嘆息， 在新型高空戰機問世之前，日本攔截機飛行員只能利用跳躍的危險動作來爭取短暫的射擊視窗，一般**時間只有幾秒鐘，此時的射速意義不大，機槍的攻擊力成為決定攻擊是否有效的最關鍵因素。
幸運的是，日本陸軍航空兵有一些現成的大口徑火炮可供使用。 早在昭和16年底，2024年，日本陸軍航空公司就秘密向國內各機槍製造商訂購了40公釐以上的巨型機槍。 關於這批機槍的研發目的有兩種說法，但基本可以確定是陸軍航空兵對敵人的超重爆炸感到緊張的結果。 40 公釐 301 火炮、57 公釐 401 402 火炮和 75 公釐 501 超級火炮投入使用。
說日本巨炮怪怪真的不是吐槽，比如301 40mm炮其實更像是無殼炮彈。 說起無殼炮彈，似乎是一件很老練的事情，十幾年前，美國XM297十字軍火炮大肆宣傳液體推進劑的概念，大家都一頭霧水。
其實早在南北戰爭時期，就已經有人研製出易碎的炮彈，大炮發射後，炮彈碎片也被炸出槍管。 不過，日本人製造的無殼子彈更像是噴射炸彈——它附著在彈體下部的推進劑燃燒室上，也可以看作是固體火箭發動機推進器，發射時推進劑會點燃，大量氣體從彈體下部的小孔中噴出， 將外殼推出腔室。
40公釐301加農炮採用噴入式炮彈，左右彩色圖片為**型手榴彈結構，與航炮噴彈幾乎一模一樣。
但是誰對看過我之前**說的朋友說過，2024年日本人還沒有獲得德國火箭**資料，他們從哪裡學來的這種設計？在結構上，這種設計應該是從日本的手榴彈罐專用手榴彈演變而來的，**型重型手榴彈罐，無論是形狀還是結構，與40公釐301機炮彈殼都相當相似，估計陸軍航空技術研究所在研製彈藥時參考了**型手榴彈的設計。
採用射中彈設計的最大優點是整門火炮的質量大大減少，但由於口徑小，火箭炮後坐力小的優勢並不突出，經過計算，301 40公釐火炮的後坐力約為800kg，比短管自動式的203大約100kg。
301 40-mm槍有乙個8發彈匣。
但是，就整門火炮的質量而言，203的質量達到了90kg，而301 40mm火炮只有40kg。 考慮到原來的1941 203還沒有爆發能力，槍管長度比後來的自動型更長，整體炮質量更大，301 40mm航空炮應該是43之前日本陸軍航空兵手中最好的輕型大口徑自動炮。
301 40mm加農炮僅重40kg，結構輕巧。
這種輕量級自然是有代價的，首先，301槍的裝填次數很少，它使用8發彈匣供彈，火力缺乏連續性，但理論上可以手動裝填（每發590g，8發彈匣的滿重約為5kg）。 其次，它的自動部件和機構過於簡化，強度非常有限，一般100發子彈發射後必須拆裝修理，否則很容易卡住，而這100發子彈的資料是從地面實驗中獲得的，機體內部振動強度遠大於地面實驗， 因此，日本地勤人員幾乎需要在每次操作後立即進行大修，以確保接下來的301 40公釐火炮不會在下一次公升空操作中襲擊（比德軍的後勤更苦澀）。
此外，由於使用了噴氣式炮彈，彈藥的初速非常低，日本陸軍航空兵認為，301加農炮在220m s處的初速也適合打擊敵方大型轟炸機。 由於彈藥的初速低，自轉速度慢，301 40公釐加農炮的射程很短，彈道極其彎曲，普通飛行員很難適應。
但就像許多奇異的日本設計一樣，301 40公釐火炮的彎曲軌跡成為一些怪物飛行員手中的致命邊緣。 據說，日本陸軍航空兵的著名王牌上保良太郎擅長利用301 40mm加農炮的彎曲軌跡，以不可思議的飛行姿勢攻擊B-29（就像最近用榴彈炮更新的戰爭雷聲一樣，彎曲的高爆彈丸彈道可以擊中許多初速坦克炮無法擊中的地方）。
上房良太郎一共擊落了12架B-29，他最好的飛機是Ki-44-II B-2戰鬥機鐘馵，日本飛行員曾經寫過它，他們認為它太脆弱了，看起來像個男人。 不過，這架少女戰機的輕型機身非常適合快速跳躍攻擊，而301 40mm機槍的輕型機身也很容易塞進Ki-44的機翼，上房良太郎等一批日本陸軍航空兵的老鳥利用Ki-44的快速跳躍能力，配合301的彎曲軌跡，將40mm噴射彈砸向美軍B-29一記高投，而這種奇葩的攻擊方式，卻取得了不少的效果。
配備兩門301 40公釐火炮作為翼炮，Ki-44-II B-2單動戰鬥機“中馬”B改裝。
除了裝備Ki-44外，301 40mm加農炮還裝備了Ki-45屠龍者，包括裝備了雷達（無線電裝置）的II型Fuzhan Type E，但由於日本陸軍航空兵的本土防空隊直到2024年才大規模裝備Ki-44-II B，此時日本陸軍航空兵所剩無幾的精英飛行員， 而且裝備和補給水平大大降低，B-29的效能遠遠領先於Ki-44，所以總的來說，301 40公釐炮在日本陸軍航空兵服役時乏善可陳，遠不如德國MK103加農炮和隔壁ME262的組合。
301 40公釐加農炮還裝備了Ki-45屠龍者。
但日軍仍然不滿意，他們已經盯上了更大的口徑——57公釐。
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