Совершенствование авиационных пушек шло, в основном, по пути уменьшения массы оружия и повышения скорострельности. Если требование весового совершенства оставалось общим для авиационной техники, то необходимость существенного роста скорострельности была порождена послевоенным скачком скоростей полета, достигнутым реактивной авиацией. Возросшие скорости сближения самолетов и относительные перемещения делали воздушную атаку скоротечной, и для надежного поражения противника в секунды огневого контакта требовалось увеличение массы залпа. Помимо высокого темпа стрельбы, этому способствовало увеличение поражающего действия самих снарядов при повышении калибра. Очевидно, что цель поражалась с тем большей вероятностью, чем более насыщенной снарядами была очередь и мощнее сами «средства поражения». Сразу после войны было принято решение о том, что калибр 23 мм должен стать минимальным вместо прежнего калибра 20 мм, уже недостаточного для поражения большинства целей, включая и новые самолеты. Соответствующее постановление правительства было принято осенью 1947 г. и основывалось на указании И.В. Сталина (при выработке задания на один из новых самолетов возникший спор о том, какими пушками его оснастить — 20 или 23 мм, Сталин разрешил однозначно, пообещав снять свою подпись под документом, если машина не получит 23-мм пушки). Незначительное, на первый взгляд, увеличение калибра на деле позволяло вдвое повысить массу снаряда и мощность его действия. Новый снаряд весил 200 г против 96 г у снарядов 20-мм калибра.

В то же время задача улучшения баллистики не ставилась: считалось, что достигнутые начальные скорости снаряда (порядка 800—900 м/с) достаточны, так как в воздушном бою при высоких скоростях самолетов стрельба с больших расстояний будет неэффективной — противник успеет выйти из-под огня, а быстрое сближение, напротив, позволит даже сократить дистанции прицельной стрельбы. Соответственно, первые послевоенные пушки конструировались под патроны уменьшенной баллистики, более легкие и с меньшей начальной скоростью снаряда.

В пушках ВЯ-23 военного времени использовался 23-мм патрон, разработанный Наркоматом Боеприпасов в 1938 г. Однако при большей скорострельности и, соответственно, возраставших нагрузках конструкция новых пушек по прочностным требованиям становилась гораздо более тяжелой. Кроме того, военные требовали существенного увеличения боезапаса на самолетах (к примеру, фронтовой бомбардировщик Ил-28 должен был нести боекомплект из 650 снарядов к бортовым пушкам калибра 23 мм, для истребителей требовалось обеспечить боекомплект не менее 60—80 снарядов калибра 23 мм на ствол). В итоге общий вес вооружения прибавлял сотни и сотни килограммов, что в «штыки» встречалось конструкторами-самолетчиками.

Создание патронов и прочие вопросы, относившиеся к боеприпасам авиационного вооружения, в принципе, являлось задачей ведущего ГСКБ-398 А.А. Бобровского, однако насущные потребности заставляли то и дело заниматься этими вопросами и самих оружейников. Как-никак, при конструировании оружия многие проблемы и решения шли от патрона, мощь которого определяла работу автоматики и системы в целом, под нее подбиралась прочность узлов и зависели основные характеристики пушки. А.Э. Нудельман совершенно определенно высказывался на этот счет: «Залогом успеха всегда является верное конструктивное решение по патрону. Поэтому очень ценно для конструктора пушки иметь возможность создавать патрон — основу боевой эффективности оружия.» Неудивительно, что именно в его ОКБ-16 и занялись поиском «обходного пути» решения вопроса создания легкой и скорострельной артиллерийской системы. Этими работами занялся талантливый инженер П.И. Грибков, по собственному призванию, «питавший душевную приязнь» ко всевозможным боеприпасам. Нельзя сказать, что ОКБ-16 было пионером такого подхода при конструировании авиавооружения: уже для ШКАС потребовалось ставить в производство специальные патроны с усиленным креплением пули в гильзе, поскольку при развиваемой скорострельности создаваемые рывками подачи инерционные силы разбалтывали пулю, грозя вырвать ее из патрона. Одновременно были разработаны и более эффективные пули с трассером зажигательного и бронебойно-зажигательного действия, ставшие первыми отечественными специальными авиационными боеприпасами.

Новый патрон калибра 23 мм, предложенный ОКБ-16, был создан с использованием гильзы 14,5-мм противотанкового патрона, дульце которой переобжималось под 23-мм штатный снаряд. Его масса со звеном ленты по сравнению с прежним патроном была снижена вдвое. Подобную доработку прошел и патрон 37-мм пушек — штатный снаряд, стоявший в производстве, комплектовался новой легкой гильзой (была взята гильза 37-мм зенитной пушки, укороченная и пережатая с переделкой закраины). Метательный заряд снаряжался отработанным нитроцеллюлозным порохом. Легкие и компактные патроны позволяли создать пушки меньших размеров и веса, обладавшие небольшой отдачей, упростив их установку с одновременным увеличением скорострельности.

Вопрос, однако, не ограничивался решением чисто конструкторских проблем. Как-никак, речь шла о принятии на вооружение боеприпасов с уменьшенной против существующих мощностью, что при иной постановке вопроса в сталинские времена могло трактоваться и как прямое ослабление мощи ВВС. В острой борьбе интересов «доброхотов», готовых указать на «имеющие место недостатки», хватало — достаточно вспомнить предыдущих руководителей ОКБ-16 Я.Т. Таубина и М.Н. Бабурина, арестованных в мае 1941 г. и репрессированных по обвинению во «вредительстве и преступных упущениях» в создании авиационного вооружения.

Нашлись противники и у новых боеприпасов. Крайне остро выступил против Б.Г. Шпитальный, чья позиция с учетом его влияния грозила серьезными «оргвыводами». Для решения вопроса в октябре 1944 г. в ЦК ВКП(б) собралось расширенное совещание с участием ведущих конструкторов авиапрома и вооружений. «Цена вопроса» была достаточно весомой — по сути, определялся облик вооружения военной авиации не только на ближайшие послевоенные годы, но и последующие десятилетия. На стороне нововведения выступали «самолетчики», привлеченные возможностью достижения желанной весовой экономии при удовлетворении требований к новой авиатехнике: создаваемые самолеты получали оговоренное пушечное вооружение в заданном калибре, обеспечивался достаточный боекомплект при жестких весовых лимитах, а уж возможность выиграть несколько сот килограммов была настоящим подарком для любого конструктора.