QF 3インチ 20cwt高射砲
本砲は1914年にイギリス陸軍省の指定に基づき、戦前に開発されたヴィッカース社製QF 3インチ艦砲を改修したものが原型である。この砲(Mk.I)は半自動射撃を可能にするために垂直鎖栓式閉鎖機を導入した。砲身及び閉鎖機は砲の発射後に反動で後退し、再び元の位置まで前進する。本砲はこの動作により閉鎖機を開放して空薬莢を排出し、撃発機をコックして装填の準備をすることが可能である。砲手が砲弾を再装填すると砲尾が閉鎖されて射撃する。
初期の弾量12.5ポンド(5.7kg)・初速2,500フィート/秒 (760 m/秒) の榴散弾は砲身を過度に痛める原因となり、また飛翔時の安定性を欠いていた。1916年に導入された弾量16ポンド(7.3kg)・初速2,000フィート/秒 (610 m/秒)の砲弾は弾道性が優れており、また榴弾を使用するのにも適していた。
Mk.I*は異なるライフリングを有する型式である。次のMk.IIでは半自動機構は失われることとなった。1916年に登場したMk.IIIでは生産能力に合わせて2段階動作式の閉鎖機に戻ることとなった。そしてMk.IVでは単一の砲身と、ウェリン(Welin)式閉鎖栓及びアズベリー(Asbury)式砲尾から成る1段階動作式の閉鎖機を有していた。
1917年に出されたアメリカ陸軍の高射砲に関する報告書では、本砲の半自動式装填システムは高仰角時の動作の困難さゆえに停止してしまい、そしてヴィッカース型の直線引き抜き式閉鎖システムに置き換えられたと書かれている。このため、発射速度は毎分22発から20発へと減少した。
2秒を要した。同様に40°の角度で高度10,000フィート(3,000 m)に達するのに15.5秒、55°の角度で高度15,000フィート(4,600 m)に達するのに18.8秒を要する。これにより砲隊は航空機の9から18秒後の未来位置を計算する必要があり、それに応じて偏差を決定して信管を正しく設定し、装填・照準・発射を行う。偏差角は光学式の高度測定機及び測遠機を用いてグラフと機械から計算される。これらの情報は2つの部分からなるウィルソン・ダルビー(Wilson-Dalby)式照準算定機に送られ、砲に取り付けられた計器に信管の長さを表示した。
打ち上げた砲弾を空中で炸裂させるために必要なイギリスの時限信管は粉状薬が燃えるものであった。しかしながら粉状薬の燃える割合は気圧が減少するに従って変化してしまい、新たに対空射撃を行う際に信管が不均一であるという問題をもたらした。改修した信管はやや均一な性能に近づいたものの、問題が解決されたわけではなかった。ドイツが時計式の時限信管を開発する一方で、イギリスの対策は遅々として進まなかった。更に実際の運用からタイマーが故障した場合に榴散弾を炸裂させるのに用いられる時限信管内の衝撃機構は、砲弾が友軍のいる地域や市民の近くに落下した際に危険だということで廃止する必要があると判明した。
本項の参考文献の1つである『A History of the Royal Regiment of Artillery: Anti-aircraft Artillery, 1914-55』の著者、N.W.ラウトレッジは16ポンド砲弾を使用する際の発射速度は毎分16から18発と推察している 。これは実際に継続可能な有効発射速度を表している。
1930年代初頭、新型の緩衝ばね付き4輪トレーラー式砲床が導入され、第一次大戦時から使用され続けていた旧式の運搬車を置き換えていった。同時に新型の砲身が使用されるようになり、また砲の備品としてヴィッカース社製No.1照準算定機が加わった。戦間期には新たに8つの派生型が生まれた。1934年までにロッキング・バー式の偏差照準機はマグスリップ(Magslip)式受信ダイアルに換えられた。これは照準算定機から入力された情報を受け取り、目標を追尾する代わりに各階層の情報を指示針に表示するものであった。No.1照準算定機は1937年 以降、アメリカのスペリー社製M3A3高射電算機を基にしたNo.2照準算定機によって補完されることとなった。これは速度400マイル/時 (640 km/h) ・高度25,000フィート(7,600 m)で飛行する目標を追尾することが可能であった。これら照準算定機は共に高度諸元を受け取るが、観測具としては主にバー&ストラウド社製UB7測遠機(基線長9フィート)が用いられた。
本砲は1938年以降、より優れた性能を有するQF 3.7インチ高射砲によって取って代わられることとなったが、第二次大戦を通じて種々の本砲が運用され続けた。海軍では1920年代にHA(high-angle:高角)砲架に載せられたQF 4インチ Mk.V艦砲によって置き換えられた。