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在短短的一个多世纪里，战斗机从无到有，再到成为战争的关键力量，其武器系统也经历了翻天覆地的变化。从最初的手枪互相对射，再到现代的导弹对决，战斗机武器的发展史，就是一部人类空中战争的进化史。
在早期的军事航空时代，飞机主要用于侦察，而非战斗。但是，当敌对双方的飞行员同时升空相遇，空中战斗便不可避免。1913年的墨西哥革命中，首次出现了飞机之间的战斗，尽管那时的飞行员只是用手枪互相射击，但并未取得实质性的战果。一年后，第一次世界大战爆发，战斗机的诞生成为了西方战线的新焦点。
战争初期，飞行员们使用手枪和步枪相互攻击，但很快，他们意识到需要威力更大的武器才能击毁对方。有人尝试携带机枪的想法随之出现，但由于当时飞机本身木质结构，机身太轻且发动机功率有限，额外的负重让飞机步履蹒跚。1914年8月22日，一架英国飞机尝试携带刘易斯机枪参战，但由于机枪的重量，飞机花了半个小时才爬升到300米的高度，飞行员被上级呵斥再也不能这样做。
随着飞机技术的进步，机枪被安装在飞机上供第二名机组成员使用。但要使飞机真正成为战斗机，它们需要能够向前射击的武器。如果机枪与飞行员的视线对齐，那么他在飞行中就可以瞄准。然而，问题随之而来，机枪越靠近飞行员的视线，就越有可能射中自己的螺旋桨。
法国人首次尝试解决这个问题，他们加固了螺旋桨，尽管如此，子弹仍然可能损坏螺旋桨，甚至可能反弹击中飞行员。1915年，荷兰工程师安东尼·福克为德国人提供了解决方案。他发明的中断装置与枪械机构相互作用，当螺旋桨位于枪口前方时停止射击，而在螺旋桨通过的瞬间则允许射击。1915年7月，福克EI型飞机携带这种装置参战，盟军也模仿了这项技术，狗斗战法随之发展起来，不得不说，发明这个装置的人真的是个天才。
两次世界大战之间，机枪得到了改进，安装在飞机上的方式也发生了变化。多挺机枪被携带，通常安装在飞机的机翼上。空军升级了他们使用的武器，例如英国人从每分钟射击750发的刘易斯机枪升级到了每分钟射击1200发的布朗宁机枪。这些差异至关重要，因为飞行员往往只有一瞬间的时间射击敌人，能够在这段时间内将尽可能多的子弹射向敌机是无价的。
从机枪到火炮的转变始于第一次世界大战期间。英国人发现，火炮的后坐力会导致飞机失速，而法国人则更为聪明，他们为一些王牌飞行员装备了37毫米火炮。到了第二次世界大战开始时，机枪仍然是标准装备。然而，改进的飞机装甲和自封油箱使飞机能够承受以前无法承受的打击。需要爆炸性弹丸才能将它们击落。
在决定装备飞机的武器时，需要进行权衡。德国的梅塞施密特Bf109的火炮武器每秒可以发射五枚爆炸性弹丸，从而快速命中目标。英国的飓风式战斗机的八挺机枪则可以在同样的时间里喷射160发子弹。选择是在数量和质量之间做出折衷。结果通常是妥协。英国人在后期型号的飓风和喷火战斗机上安装了火炮和机枪的混合配置。
20世纪30年代末，苏联开始试验将空对空火箭作为战斗机武器。他们使用的是撞击引信的高爆弹头，能够对敌机造成重大损害。德国人在火箭技术方面处于领先地位，并在战争中最为成功地部署了这种技术。他们的第一个空对空导弹是一种带有22.5磅高爆弹头的8.27英寸火箭，由定时引信触发。战争后期，德国战斗机常常携带24枚这样的火箭，用大量的齐射来弥补其简陋的触发机制。
战争结束时，几个国家都在试验火箭。这些无制导的导弹一直使用到20世纪50年代。最具破坏力的例子是道格拉斯“天才”导弹，其1.5吨的核弹头具有超过1000英尺的致命半径。
真正的空对空导弹技术的突破来自于制导系统的发展。它们主要有两类。红外制导导弹具有传感器，可以锁定热源，如喷气发动机的排气口。然后，它们会追踪并爆炸在该热源上。雷达最初会在战斗机上瞄准目标，一旦发射，导弹自己的雷达制导系统就会接管，将其引向目标。
二战后的几年里，导弹的引爆方式也发生了变化。只要接近目标，爆炸弹头就不必直接命中目标。因此，近炸引信成为了标准。现在，短程、中程和远程导弹都在使用，一些导弹的射程达到了数百英里。飞机继续携带火炮，如英国的阿登炮，这是德国毛瑟MG-213的英国版本。随着导弹以数倍音速飞行，锁定数百英里外的目标，空中战争已经发生了巨大的变化。
两个飞行员在驾驶舱中挥舞着手枪的近距离业余战斗已经成为历史。战斗机武器从最初的手枪互射到如今的高科技导弹，战斗机的火力已经变得前所未有的强大和精准，它们在空中战场上的作用不可替代。
