在1905年的日俄战争中，面对俄制马克沁泼洒的弹雨，日军手中的“高卢鸡”——仿制自哈乞开斯机枪的三八式机枪的特有“鸡鸣”时断时续，但战后日军总结认为三八式这款日本自行生产的机枪表现还算令人满意。在对三八式诸如枪管容易过热，枪管使用寿命短等实际使用暴露出的问题进行修改后，1914年（大正三年），一款新式机枪——“大正三年式机枪”正式投入使用。
大正三年式机枪成为制式武器正是在世界大战爆发之时。当年8月，日军站到了协约国一方宣布对同盟国开战，出兵占领了德国在中国的殖民地青岛。三年式机枪首次投入实战就是在堪称堡垒攻击战典范的青岛要塞攻坚战中（这里存疑，维基百科的资料是大正三年式机枪首次投入实战是在1919年日本对苏俄远东的干涉行动中，田中义夫的《日本陆战兵器名鉴1937~1945》中认为1917年后三八式机枪才开始配发部队，由此推测其首次实战只能是1919年远东干涉作战）。
总的来说，三年式机枪在开发中注意继承三八式机枪优点的同时，又参考了实战经验和其他机枪的设计，与哈乞开斯原型和其日本仿制型三八式相比，在闭锁系统耐用性、供弹机构和保弹板的设计和加工、涂油装置，枪管枪身的散热性和快速更换性、枪架等方面都进行了不少改进，握把和击发机构也改成了马克沁机枪一样的形式，日本人自认为三年式是一款居当时世界先进水平的机枪。
在设计中，设计师针对体型较小的日本士兵在野战条件下难以移动机枪的问题，专门进行改进。在携行状态下，前方两脚在末端可插入金属杆，后杆下部可插入“U”型杆，形成类似日本小轿的前后四根抬杆，日后部队反应这种设计极大的方便了机枪转移阵地，因此九二式重机枪的枪架也继承了这种设计。
“特殊重机关枪”
也是在大正三年式入役的1914年，欧洲战场上一种新兵器开始大放异彩，深深影响后世战争的空间格局和形式——这就是军用飞机和空军。当然，飞机进行侦查和对地攻击早已不是什么新鲜事，1911年意大利在意土战争中、1912年法国在对摩洛哥的殖民战争中，以及1912年至1913年的巴尔干战争中，都有飞机自空中窥探秘密和投下死亡。但一战前飞机从未大规模战争中成队投入战场，更从未造成如马恩河发现德军进攻阵型弱点进而拯救法国这样的巨大作用。正是由于飞机在战争胜负天平上日益重要，对抗敌方飞机的武器——高射炮、高射机枪的研发得到了更多的重视。
在总体战背景下，与研制专门的高射用机枪相比，将平射用普通机枪通过加装高射设备实现对空射击显然是更为高效的方式。在战时特有的高效率下，参战的欧洲各国相继迅速拿出了自己的高射枪架。历来节俭的日本陆军也不甘落后，迅速提出了本国的机枪高射枪架研制计划。不过等到大正三年式大规模装备部队，已经是一战远东战场尘埃落定之时，本已吝啬异常的陆军又遇上了削减国防预算，大正三年式机枪高射枪架的研制工作只得搁置。但搁置归搁置，高射枪架总是必须的，无奈的部队只好自己想办法。
大正时期日本陆军大演习有一张著名的上色彩照，是一挺架在木质三脚架上进行对空射击演练的大正三年式机枪。与精益求精追求世界第一的帝国海军相比，旧日本陆军骨子里始终有很强的山寨精神，二战中大量因陋就简千奇百怪的所谓“急造兵器”，丑陋的样式让人怀疑其杀人的本事。大正时期日本陆军也有很多这样的尝试，巨大的海军建设投入和抠门的和平主义政府逼得军部节省每一分钱，因此木质三脚架作为半制式对空枪架这样的疯狂举动便出现在部队中。可想而知这样的枪架的实战效果，大正三年式54公斤的质量加上对空射击产生的巨大后座力使得训练中事故频发，现在已经无法得知造成的伤亡情况，但是根据回忆，官兵们对这种“急造木质枪架”深恶痛绝。
但有趣的是，俄国陆军的马克沁或者称之为马克西姆机枪在实战中也大量使用临时制作的木质高射枪架，甚至有如费多罗夫等设计师认为高射枪架就应该是就地取材的。也许这就是东方式的战争理念，首先够用，好用。
但谁都明白，木质三脚架作为高射枪架装装样子还可以，战场的敌机还是需要真正的对空射击枪架才能应付。1919年，即大正七年，日本参与协约国对红色苏俄的武装干涉，出兵占领苏俄的远东。年轻的苏俄红军已经有了自己的飞行部队，天空中的红星使得干涉军无所遁形，日军迫切需要增强地面部队的防空能力（一战青岛攻防战中，德国的海军航空兵也曾经有所行动，但是由于其远东舰队早已在斯佩伯爵指挥下逃离青岛，德国飞机对日军的攻击毫无影响）。无奈之下，日军部队赶造了一批木质的急造高射枪架，与日军配合作战的俄国白军也提供了一批高射机枪，推测应该是装备高射枪架的马克西姆，如此东挪西凑，日军总算有了一定的对空防御能力。
前方想尽办法，后方的军部也没敢闲着，陆士和陆大以第一次世界大战的实战战例和军用飞机性能数据为基础专门组织步骑枪及机枪对空射击法研究，但此时的研究仍着重于应急射击法，如大正三年式机枪将枪架装载于辎重车上实现应急全向对空射击以及如何在预先构筑的土台阵地上架设高角全向对空射击的大正三年式机枪等。
在以辎重车为射击平台的研究中，由于射击后座力造成的车轮移动给瞄准带来的巨大困难，使得辎重车始终不能成为一个稳定的精确射击平台。而预置土台同样有枪架无法完全固定影响对空射击进度的问题。尤其不能令保守教条的军部满意的是这两种射击平台迫使得射手无法保持日军操典中规定的射击姿势，而且本身的形象实不能与日益现代化的“皇军”相协调。权衡再三，陆军决定重新开始专用对空射击枪架的研制工作，转了一大圈之后，陆军无奈的回到了起点。
日本陆军对专用对空射击枪架给出了如下要求：“专用对空射击枪架的作用是使架设于其上的机枪能够进行高角度全向射击，能够安装特殊对空射击瞄准具以满足对不同航速的敌机射击”。因此设计人员将对空射击枪架设计成一根中心支柱，下部连接钢管支撑的三支脚架，脚架接地处为抓地面积较大的履板，保证对空射击中枪架固定，中心支柱与其上同机枪相连的托架之间有一定夹角，托架上焊有对空射击照门和瞄准环。1925年，即大正14年，专用对空射击枪架研制成功，加装专用对空射击枪架的大正三年式机枪，被陆军称为“特殊重机关枪”。
随着专用对空射击枪架投入使用，日本陆军在昭和年间多次在演习中得意扬扬的展示这款“新式武器”，却出尽洋相。原来，对空射击中正副射手均处于机枪侧下方，滚烫落下的弹壳雨点般的砸在身上，因此每每敌机尚未击落，自己已是满身烫伤。无奈的陆军只得赶制“高射机枪弹壳收集器”装在专用枪架上，与现代机枪的弹壳收集器类似，这是一种薄钢板盒，可以接住落下的弹壳。之后的训练和演习中，部队对此装置反应良好。
但部队对于所谓“特殊重机关枪”和大正三年式机枪专用射击枪架并不买账，普遍认为这种铁塔式三脚枪架射击中稳定度较差，射击准确度受致命影响，大量的恶评迫使日军决定在新型枪架研制成功前，暂停使用专用对空射击枪架，改为在平射用枪架上加装对空射击照门、瞄准环，全向托架等设备。但平射枪架高度很低，即使有全向射击能力，如何实现高角射击呢？部队也想出了办法，这就是所谓“寝射”。
寝射，顾名思义，就是躺着射击，仰躺的射手搭配有一定高度的全向托架，勉强能够实现70度左右的射击高度，但姿势极为狼狈。此时的陆军为何又不管射击姿势是否堂堂正正呢？据说专用高射枪架遭到部队如潮恶评的真正原因是其携行性太差，只能通过枪架放在“枪鞍”上由马匹驮运，对于阵地平整度要求又极高，射击时难以抵消后座力产生的晃动，部队不胜其烦，高级将领中很多人也认为专用高射枪架乃是浪费“皇军”十分紧张的军费。而改造平射枪架成本较低，不展开射击姿势看上去与普通枪架无异，军部也就决定妥协。
但计划中的新型专用对空射击枪架并没有出现，原因是大正三年式机枪自己也到了要被淘汰的时候。三年式作为重机枪，使用与步枪相同的6.5毫米友坂枪弹确实减轻了后勤压力，但是威力却明显不足，这在磨刀霍霍准备对外侵略的日军看来是无法忍受的，日军此时的几个假想敌，中美苏等国普遍使用7.62~7.92毫米枪弹，在射程、侵彻力杀伤力方面都高出6.5毫米弹不少。
在日军看来，步枪子弹射程有差距可以通过士兵更为准确的瞄准来弥补，7.62毫米级别的子弹产生的步枪后坐力对于身形相对单薄的东方士兵来说过大，不利于精确瞄准射击（日军在这一点上比当时的国府要考虑更多，国府着眼于职业军队引进德式7.92毫米口径无可厚非，但是这个水平的后座力对于缺乏射击经验的动员兵来说，不经过一定时间的训练无法克服，这给战时总动员造成不小的问题）。但由于弹头质量小，同等初速下，6.5毫米子弹的速度下降更快，长程射击精确度大幅度下降，因此造成有效射程短，如果作为火力核心战时担负压制敌方火力任务的机枪使用这种有效射程不如敌方的子弹，试想在平原等开阔环境下作战，日军的下场绝好不了（由此可见日本陆军的作战准备是基于中苏这样拥有广袤大平原的环境，在丛林和岛屿作战中，小口径子弹在携行和后勤上还是有优势的）。因此，担心日后在战场上被敌方机枪火力虐杀的日军普通士兵纷纷要求“装备使用更大口径子弹的机枪”。
单从对空射击效果上看，大正三年式的确威力不足，其对空射击的最大射程仅为1000m，有效射程不超过600m，目标的航速不能高于200km/h（也就是一战航空机的水平），即便如此，使用曳光弾射击中也发现弹道在400m左右迅速弯曲。在1931年的“一二八”淞沪会战中，日军使用大正三年式对中国飞机进行攻击，毫无战果，可见这种高射机枪设计整体上是完全失败的。
幸亏此时日军已经引进了使用英式7.7毫米凸缘弹的维克斯E轻机枪，并仿制成功，也就是陆航使用的八九式固定机枪（日本的武器命名法造成的麻烦，同时期航空队有两款八九式机枪，只得分别命名为固定\旋回，后者是大正十一年式轻机枪，也就是歪把子的航空版）。与机枪同时引进的7.7mm*56R仿制版子弹被命名为九二式机枪弹（7.7毫米子弹后来还有一款九九式7.7毫米弹，原型是7.7mm*58）。陆军基于此种子弹研制成功了九二式重型机关枪，这种新机枪的大部分结构与大正三年式相同，只在枪位握把等方面做了小幅改进，对性能影响最大改进是新式枪口消焰制退器，这处改进最初也是在1931年在大正三年式上采用的。通过提高后座力利用效率九二式重机枪总算将射速提高到450发/分，即便如此，与各国采用的主力重机枪相比，九二式的射速仍是倒数第一。
在设计九二式重机枪枪架时，设计师充分吸取此前大正三年式专用高射枪架设计的教训，如携行不便，质量过大，射击稳定度低等，巧妙的将平射用枪架和高射枪架合二为一。九二式重机枪的枪架结构继承自大正三年式的平射枪架，也继承其广受好评的如“抬轿”般的携行状态，后方单脚尾部保留了可搭接“U”型杆的托架，而且此托架也成为高射状态下连接枪身的位置。因此，在战斗中如需迅速由平射改为高射状态，只需将原本贴地尾部长脚立起，将机枪安置在枪架尾脚末端的高射托架上，就完成高射状态准备。与大正三年采用的枪耳式托架相比，九二式的高射托架为“U”字型，与枪身结合更好，射击中能够较好抵消后座力，保持枪身稳定。方便迅捷的平射与高射状态转换模式，对于防控形势严峻的中国战场和太平洋战场尤为重要，九二式重机枪因此在防空作战中大放异彩，实战战例中不乏下面这样“対空射撃による戦果も報告されており、ブーゲンビル島では戦闘機1機を撃墜している（布干维尔作战中击落一架敌战斗机）。馬に重機関銃を載せての運搬は、リスクをともない、敵砲弾の着弾に驚いた馬が暴走し、敵陣に走りこんで捕獲されたケースもある。（立刻将重机枪放在马上准备运走，敌方反击的炮弹惊了驮马跑反了方向，冲到敌阵被俘获了）”依靠九二式重机枪比较优良的携行性能对敌机进行打了就跑的偷袭的战例。
九二式重机枪在对空射击中使用的托架、瞄准环、高射照门等合称为“九二式高射用具”，这些装备配合7.7mm子弹使得九二式能够击落1000m以内时速不超过300km/h的敌机，前提是装备保养良好，因此时常对瞄准具进行校准对实战效果影响巨大。
十一年式轻机枪
十一年式轻机枪完成于大正十四年，这种著名的机枪的最大特色在于其供弹具设计。当时各国使用的轻机枪大都采用插入式弹匣，激战中打光子弹的弹匣基本被随手丢弃，成为一种消耗品。同时，当时的步枪大多使用五发弹夹向固定弹仓压入子弹。实战中使用标准的五发弹夹向机枪用数十发容量的弹匣中压弹不但费时费力，而且可能要占用作战人员名额，因此对于人力资源金属资源都很贫乏的日本陆军来说，装备插入式弹匣供弹的轻机枪是必然亏本的买卖。因此，日本的枪械设计师就琢磨怎样在轻机枪上直接使用标准弹夹供弹。最终，十一年式轻机枪在机匣左侧设置了弹夹漏斗，通过漏斗底部的棘轮旋转就可以完成更换弹夹，子弹上油，退弹壳等，因此只要向漏斗中排入五发弹夹，理论上就可以实现连续供弹射击。
但这套设计独特的供弹具在实战中表现糟糕，沦为后人的笑柄。研究旧日本军队的武器设计，小国寡民资源匮乏工业落后逼得日本人将精细节俭上升到变态的地步。速射和压制火力却要求精确射击减少弹药消耗，过分强调白刃突击等精神战法，这些我们认为日本人的愚蠢，其实大多是无奈的妥协。我想没有一个日本将领不希望始终拥有美国式的生产能力和后勤补给、中苏这般充沛的人力资源，但可惜这些都只出现在对手那边。仗还是得打，还想打赢，就只好独辟蹊径多动脑子，这种绞尽脑汁的无奈挣扎多了，人是容易有些变态倾向的。
大正十一年式在作战中通常使用两脚架进行匍匐射击，但在昭和六年，日本侵略东北的“满洲事变”中，在麦田或者高草丛生遮蔽视野是，日军也能将大正十一年式高高架起，使其射界不受限制，中国军队对此头疼不已。原来，在三年式和九二式重机枪装备对空射击枪架之后，陆军高层认为装备更为广泛，行动便捷的轻机枪因只装备有两脚架，无法进行对空射击是个巨大的浪费。因此在高层推动下，陆军技术本部就开始为大正十一年式轻机枪射击了高射瞄准具和对空射击枪架，预备优先装备关东军。
最初的设置高射用具包括专用瞄准具及可伸缩的两脚架，但经过试验后发现，伸缩两脚架在射击产生的巨大后座力下容易缩回，造成枪身失稳。因此陆军技术本部不得不考虑为轻机枪配置专用的高射三脚架。新试制的高射三脚架有两个型号，“三脚架甲”和“三脚架乙”，射击三脚架装备使得大正三年式轻机枪拥有越肩射击的能力。其中，“三脚架甲”为前部一脚后部两脚，各脚均分为三段，平射时折叠，对空射击时展开。折叠三脚架使得大正十一年式对地形的适应性更强，可以通过骑兵的两种专用驮具或者单人背负的方式移动。
而“三脚架乙”与甲型相比重量较轻，高度较低，携行更为容易。另外乙型的三脚为伸缩式，可以根据地形和敌军火力的情况方便的调整枪架高度。大正十一年式轻机枪高射枪架甲型 诸元如下：重量6.5kg，高低射角正负5°，方向射角左右各23°。
与火炮炮架一样，机枪枪架对于提高命中力作用巨大。枪架设计师必须在总重较低的前提下，保证机枪射击时脚架能够抵消后座力保持枪身稳定，同时也要考虑枪架对地形的适应力和迅速转移阵地的能力。因此，实际使用中，大正十一年式轻机枪在对敌机进行高速回转追射时不得不依靠其他士兵压住枪架。
大正十一年式轻机枪对空射击三脚架研制完成后，迅速被配发给国内守备部队，关东军以及苏满边境的守备队，各部迅速以此装备组成专门的对空防御机枪组。但骑兵部队在使用中仍感觉枪架质量过大，因此在昭和十六年九月，在“三脚架乙”的基础上，又研制了骑兵专用的“轻三脚架”。这种质量较轻的枪架可折叠放入骑兵的鞍袋中，装拆也更为便利。
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