最初MG 151/15机炮作为主要武器安装在BF-109F-2上,但因其表现不佳很快就被MG 151/20机炮取代并成为Bf-109F-4战斗机的标准配置,直至MG 151/20机炮的位置被30mm的MK-108航空机炮取代。
在生产MG 151/20弹药时,毛瑟采用了相对简便的工艺,仅将MG 151/15的药筒颈部增大至20mm弹头的直径(碰巧和MG-FF机炮使用的是相同弹头),之后将药筒长度缩短以使两种口径弹药达到相同长度。此举简化了将MG 151/15改装成MG 151/20的工序(仅需更换枪管后做略微调整),但此举也导致枪口初速从900m/s降低到800m/s,不过如果和MG FF相比,MG 151的枪口初速也算得到显著提高,从而使MG 151的弹道特性更好、命中速度更高、射程更远。
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