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在1941年，美国陆军兵工总署注意到在西欧战场使用的几种冲锋枪都相当简单有效，尤其是德国的MP40和英国的司登，相比之下，即使是已经简化的M1A1汤姆森冲锋枪仍然是成本较高、生产较费时。于是，在6月份由兵工总署轻武器发展处提出要求研制一种新的冲锋枪，以取代汤姆森冲锋枪。其要求为：全金属结构，最好能任意发射9mm派拉贝鲁姆弹或.45 ACP弹，至少能有转换工具，可以方便用户自己转换口径，外形应与司登类似，成本最好像司登一样低。

在1942年10月，通用汽车内陆分公司（Inland Division）的治·海德（George Hyde）和费雷德克·辛普森（Frederick Sampson）一起研制出一种符合要求的原型枪，前者是内陆分公司的总设计师，后者是负责筹备和组织生产设备和工装的工艺师。该原型枪的外形类似司登，可选择单发或连发，被命名为T15。随后他们又在T15的基础上，取消了保险开关和单发射击功能，还有其他一些小的改进，改进型被命名为T20。

在11月，T20冲锋枪就提交给军队，在阿伯丁试验场进行了全面试验。试验结果证明该枪无论是威力和可靠性，还是寿命都优于当时的同类武器（测试中射击超过5000发，只发生了两次故障）。1942年12月12日，美国陆军正式决定采用该冲锋枪作为制式武器，并定型为“美国M3 .45口径冲锋枪”（United States Submachine Gun, Cal. .45, M3）。同时批准通用汽车导航灯分公司（Guide Lamp Division）生产该枪，并打算逐步换回战场上的汤姆森冲锋枪。

M3冲锋枪的外形设计参考了司登冲锋枪，机匣是简单的圆筒形，前面接有外露的枪管，因为其形状与一种工具相似，因此被士兵们俗称为“注油枪”（Grease gun），在过去，国内曾把这个词翻译成“黄油枪”。

M3冲锋枪的设计目的是用一种成本更低、更容易大规模生产的新枪来代替汤姆森系列，该枪主要由钢件冲压和焊接而成，而且公差要求也很宽，只有对枪管、枪机和发射机构有较为精确的加工，所以生产和组装一支枪的工时很少，在当时的成本大约是20美元一支。

机匣由两块金属片焊接在一起，形成一个圆筒。在前端有一个枪管固定螺帽，枪管有4条右旋膛线。早期的M3并无枪口装置，后来增加了一个可拆卸的M9型喇叭形消焰器。

M3采用自由后坐式枪机，开膛待击和前冲击发，枪机面上有固定撞针，大而重的枪机装在两根平行的复进簧导杆上，因此有两根复进簧，而抛壳挺安装在击发机构上。M3的抛壳口上有一个铰链式防尘盖，当枪机向后运动时会把防尘盖顶开，然后防尘盖会在弹簧的作用下保持打开状态，直到射手用手重新合上防尘盖。

在机匣右侧、扳机的前上方，有一个由9个部件组成的回转曲柄，这个就是M3的枪机待击拉柄。当拉动曲柄向后转动时，一个棘爪会抬起并钩住枪机底部的待击凸笋，把枪机推向后方，直到枪机底部的待击缺口被击发阻铁卡住。此时枪就处于待击状态。扣下扳机后，枪机在复进簧的作用下向前推进，从弹匣上推一发弹进膛，当枪机闭锁的瞬间固定击针会撞击底火，枪弹击发，然后枪机开始后坐，完成抽壳、抛壳的动作。待击曲柄的柄头有一个附加功能，可以作为涂油时的油刷柄子。

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