“山姆医生”麦克莱恩
1857年，萨缪尔·尼尔·麦克莱恩出生于美国爱荷华州的首府爱荷华城，3岁时，其父亲因病去世，母亲含辛茹苦将家中的5个孩子抚养成人。麦克莱恩年少时勤工俭学，利用暑假时间卖书赚取学费。
1877年，麦克莱恩作为致告别辞的优秀学生代表从爱荷华州立大学顺势疗法系毕业。他搬到华盛顿市，并建立顺势疗法医学的诊所，这在当时是一种相当新颖的医学治疗概念。麦克莱恩受到居民们的热情欢迎，人们称其为“山姆医生”（Sam是Samuel的简称，译为山姆）。他的病人经常说，“山姆医生”一走进房间，他们就感觉好多了。
然而，麦克莱恩和加特林一样，对从医没有太大的兴趣，而是喜爱发明，尤其对设计枪械充满热情。他自幼就被枪械深深吸引，并对枪械的后坐力抱有与众不同的想法，经常思考如何利用好这股力量。他经常在兄长托马斯·麦克莱恩的车间里一待就是几个小时，那里有不少加工木材和钢铁的设备，为他研究枪械提供了很大便利。
此外，从医的经历也让他对枪械的射速更加敏感。一次，麦克莱恩告诉一位女士自己发明了一支枪，每分钟能发射240发弹。当女士问他是怎么计算出来的，麦克莱恩称自己经常给幼儿把脉（幼儿比成人的脉搏跳动快），计算射速对他来说并不难。
全身心投入枪炮设计
19世纪末，枪和弹的技术飞速发展，各国都在寻求最先进的枪械，枪炮设计霎时间成为充满“钱途”的领域。麦克莱恩的努力赢得了几名投资人的认可，在1896年凑出10万美元的资本注册麦克莱恩武器公司。第二年，他彻底放弃医生工作，全身心投入到枪炮设计中。公司选用一位股东名下的房屋，在第7层布置加工设备，还可以在指定的时间段对着窗外伊利湖上的标靶试射。
尽管“山姆医生”设计的枪炮未取得巨大成就，但还是吸引不少名人前来参观，甚至他与“自动武器之父”马克沁成为挚友。1903年，麦克莱恩受墨西哥总统迪亚斯的邀请前去展示自己的发明，尽管测试结果让墨西哥当局感到满意，但这次“旅途”并未给麦克莱恩带来任何订单。
从手动武器到自动武器
转行后的麦克莱恩先是设计了几种杠杆枪机式步枪。它们采用回转式枪机，通过机匣下方的拉杆操作。前后推拉拉杆，就能实现推弹入膛、退壳。他还大胆尝试过无托布局，将弹仓设在扳机后方，这在那个年代十分前卫。
1898年，麦克莱恩紧随时代潮流，设计出一支导气式原理的自动装填手枪。较为独特的是，他将击针与击针安装座设计在活塞杆后端。当活塞杆前后运动时，击针安装座与枪机开闭锁槽相配合，带动枪机绕枪膛轴线旋转，实现开闭锁。
紧接着，他将这个系统运用在步枪上，利用枪弹被击发后产生的火药燃气推动活塞杆向后运动，进而带动枪机开锁、后坐。
后来，麦克莱恩在他设计的自动炮、重机枪和轻机枪上都采用这套独具特色的导气式系统。不仅如此，它更是被艾萨克·牛顿·刘易斯沿用，成为刘易斯机枪的核心特征之一。
此外，麦克莱恩还设计出一种制退器，并宣称它能减小86%的后坐力。1898年，麦克莱恩带着他的发明前往美国军械与防御委员会进行展示。虽然委员会不看好他的设计，担任记录官的艾萨克·牛顿·刘易斯中尉却被麦克莱恩的制退器吸引，私下与他建立了友谊，还时不时到他的公司造访交流。
刘易斯看好麦克莱恩的导气系统，鼓励他继续改进。麦克莱恩也多次与刘易斯探讨枪炮的设计，向他寻求建议，并试图说服他离开军队，一起设计枪械，但被热爱军事生涯的刘易斯拒绝。
四面碰壁，命途多舛
20世纪初，麦克莱恩将他的导气系统和制退器运用于火炮上，发明一门37mm口径的一磅自动炮，并于1902年生产出第一台样机，希望它能引起美国陆军的兴趣。
1904年3～11月，麦克莱恩带着他的一磅炮去往桑迪·胡克试验场先后进行多次展示，有时因严重故障而不得不中止射击，返厂修理，然后再用汽车牵引到试验场进行测试。在持续射击中，麦克莱恩一磅炮的导气活塞受热膨胀后卡死在导气管内，供弹的流畅性也不尽如人意。最终，在发射1182发炮弹后，一磅炮被美国陆军委员会严词拒绝。
随后，麦克莱恩将一磅炮缩小、简化，研发出一挺气冷式重机枪。考虑到自动炮在测试中因过热引起的故障，麦克莱恩将冷却方式改为水冷式，在枪管外安装一个大型水冷式套筒，水冷式套筒的形状像个气罐。
与麦克莱恩自动炮一样，这挺水冷式机枪拥有一个大型导气管，导气管内部是1根较大的活塞杆，复进簧套在活塞杆外，直接对着导气孔内喷出的高温高压火药燃气，性能和寿命都大打折扣。
麦克莱恩机枪采用回转式枪机闭锁机构，枪机外部设有5组闭锁突笋。与较大的活塞杆相比，枪机反倒显得十分迷你。击针固定在活塞杆后端的击针安装座上，从枪机下方的开槽伸进中空的枪机内。击针安装座与枪机底部的开槽相配合，当活塞杆带动击针安装座前后运动时，击针安装座控制着枪机旋转、开闭锁。
此外，麦克莱恩还购买了托马斯·凯珀尔·诺斯1902年申请的弹盘专利，稍做优化，使其能够容纳148发.30-03步枪弹，作为水冷式机枪的供弹具。
在几次展示中，麦克莱恩的一磅炮和重机枪都未取得令人满意的成果。在这段时间里，公司在设备、人工和弹药上消耗了大量资金，却迟迟未迎来商业成功。1907年，麦克莱恩失去对公司的掌控，股东们也对他失去信心。为了获得军方的认可，公司在1908年5月聘请军械部门的专家奥曼迪·利萨克上校，全权接管厂房里的设备，并负责改进麦克莱恩的设计，麦克莱恩本人则被降级为顾问。
1908年12月，利萨克上校对麦克莱恩水冷式机枪进行改进，但仅是将质量减轻一些。在测试中，麦克莱恩-利萨克机枪只射击200～300发弹，水冷式套筒上的阀门就发生故障，泄出的水蒸气遇空气液化，变成一团“白雾”笼罩在阀门附近，受到海军官员的严厉批评。
1909年，利萨克基于麦克莱恩的一磅炮设计出一门三磅炮，但美国军方对它毫无兴趣，军械部门甚至觉得不值得为它举行一场官方测试。
无奈之下，公司的代理人亨利·拉德带着三磅炮去往英国，以岸防武器的名义推销。然而，英国当局否定它在所有兵种中的使用潜力，更何况它发射的还不是英军的制式炮弹。推销失败后，公司还尝试向来访的法国官员与俄国官员出售专利，也未获成功。不久后，利萨克上校身患重病，不得不退出工作。测试中射击的炮弹也都是公司自费提供的，却未能换来任何订单，这对公司无疑是雪上加霜。
利萨克卧病在床后，公司重新让麦克莱恩主持设计。针对水冷式套筒的问题，麦克莱恩咨询了刘易斯，刘易斯建议他在水冷式套筒外增加冷凝回流装置，通过冷凝管引导水蒸气冷凝回液态水，再流入套筒内。
麦克莱恩-利萨克机枪仍然存在严重的性能问题。由于导气孔数量太多，而复进簧直接套在活塞杆外，承受着火药燃气的高温高压，在射击约300发弹后，滚烫的复进簧就难以提供所需的弹性。此外，活塞杆的质量过大，受热后疲软的复进簧难以及时推动活塞杆，导致射速下降、卡顿频繁。可惜的是，麦克莱恩始终未意识到这一点。
1909年12月22日，带有冷凝回流装置的麦克莱恩-利萨克机枪在马里兰州的海军测试场接受最后一次测试，射击200发后开始出现故障，冷凝回流装置也产生泄露，“白雾”喷出，过热和供弹不畅接踵而至。随着委员会叫停该项目、拒绝接受进一步的测试，麦克莱恩和股东们最后的希望落空。12月31日，银行接管公司的全部财产。次年1月9日，俄亥俄州长宣布公司停业，麦克莱恩的“武器梦”就这样遗憾收场。
仅有的成功
不久后，一战爆发。俄国政府四处求购军械，曾被英美拒绝的麦克莱恩一磅炮也成为其选择。俄国人找到美国马里兰州的普尔机械工程公司签下合同，采购由该公司改进的麦克莱恩一磅炮。这些自动炮在俄国服役20余年，先后参加过一战、苏俄内战和苏芬战争。在西班牙内战期间，苏联当局还向西班牙共和军出售过这种武器。
涅槃重生：从麦克莱恩机枪到刘易斯机枪
麦克莱恩公司倒闭后，股东们想尽办法从银行那里保留一挺麦克莱恩水冷式机枪，并邀请刘易斯参观。刘易斯观看该枪的表现后，当即否定其价值：既不如马克沁、维克斯等水冷式机枪可靠，又不符合机枪轻量化的时代趋势。
事后，原麦克莱恩公司的代理人亨利·拉德找到刘易斯，询问他是否有意向研发一种气冷式机枪。刘易斯正好在构思一种更高效的气冷装置：利用枪口高速喷出的火药燃气卷吸周围的空气，带动它们不断“扫”过枪管，以达到持续冷却的效果。原麦克莱恩公司的几位股东邀请刘易斯加入新成立的“自动武器公司”，并为他提供那挺麦克莱恩水冷式机枪，用于验证他的气冷式装置。
然而，改为气冷式的麦克莱恩机枪表现仍不理想。由于麦克莱恩机枪在枪管下方开设有多个导气孔，火药燃气进入导气管时无法提供一个强而快的力来推动活塞杆。此外，麦克莱恩机枪的活塞杆直径过大，消耗了太多的火药燃气，导致弹头初速不足，复进簧受热严重，性能衰减。刘易斯意识到，麦克莱恩机枪需要脱胎换骨的改造，才能重获新生。
于是，刘易斯大幅度缩小活塞杆的直径，并将复进簧从活塞杆的外围移动到活塞杆后方，使它远离导气管内的火药燃气，从而降低高温对复进簧性能和寿命的影响。
此外，刘易斯还在枪管和导气管外安装一个采用引射原理的气冷式套筒，内部设有铝制隔板。射击时，火药燃气从枪口高速喷出，经过套筒前端。在射流的紊动扩散作用下，周围的空气受到卷吸，从套筒后方进入，穿过隔板之间的空隙，“扫”过枪管对其冷却，再从前端泄出。
后来，为了进一步避免导气管内的火药燃气影响复进簧的性能和寿命，刘易斯设计一个内置卷簧的齿轮充当复进机构，安装在活塞杆的下方。活塞杆底部设有齿条，与齿轮相配合，当火药燃气推动活塞杆后坐时，活塞杆带动齿轮旋转，压缩其中的卷簧，将动能转化为弹性势能。活塞杆和枪机后坐到位后，卷簧将储备的弹性势能转化为动能，驱动齿轮反方向旋转，进而驱使活塞杆向前复位。
刘易斯还改进麦克莱恩机枪颇为笨重的弹盘，优化其内部结构，容弹量减少至50发。1911年9月～1912年4月，萨维奇公司代理加工4挺最新的刘易斯机枪。其空枪质量约11.5kg，长1264mm，只能全自动射击，闭膛待击，理论射速900发/分，仅由47个零件构成，且只需要一发枪弹就能完全分解。
在接下来的展示与测试中，尽管刘易斯等人遭到美国军械部门的冷落乃至阻挠，焕然一新的刘易斯机枪仍然凭借优异的性能赢得欧洲国家的看好。一战期间，刘易斯机枪先后被比、英、法、俄、美等国装备使用，成为协约国不可或缺的火力担当，在地面和天空的战斗中都大显身手。
不甘与释然
公司破产后，“武器梦”幻灭的麦克莱恩不得不退出这一领域，另谋出路。他来到密歇根州的弗林特市，在别克汽车公司找到新的工作。在总裁的安排下，他被派去管理7号工厂，并从事汽车零件相关的发明。好景不长，2年后总裁换人，麦克莱恩随即被解雇。1916年，他又受聘进入斯佩利-乌利格公司，并在那里设计出一种火花塞。
不久后，看到基于自己设计的刘易斯机枪在一战中功成名就，心怀不甘的麦克莱恩“重拾旧业”，设计出一种气冷式轻机枪，期待它能够被军方采用。该枪由麦克莱恩之前的水冷式机枪改进而成，依然使用他引以为豪的那套固定击针的导气系统，通过活塞杆后端的击针安装座控制枪机旋转开、闭锁。
麦克莱恩的这种轻机枪带有2个扳机，分别控制全自动和半自动模式。拉机柄位于机匣右侧，形状和操作方式与栓动步枪的相似，不随枪机往复运动。
为加大和空气的接触面积，提升冷却效果，枪管和导气管外表面都加工出滚花。较大的导气管下方设有木制握把，避免手掌和滚烫的导气管接触，方便转移与携带。
该枪采用一个甜甜圈形状的供弹具，安装在枪身右侧，导致重心极不平衡。1919年5月，麦克莱恩在阿纳科斯蒂亚海军航空站向海军军械官展示该枪，它表现出明显的不平衡感，性能也不过关。
一战结束后，麦克莱恩将他的投资人们告上法庭，因为他们擅自将他的重机枪交给刘易斯改良，并从中赚取巨大的利益。此事一度闹到美国最高法院，但他最终铩羽而归。麦克莱恩生命的最后几年都是在失落与悲伤中度过的，他甚至尝试过自杀，但被路过的儿童和卡车司机救下。
1928年，71岁的麦克莱恩不幸中风，他告诉孩子们自己丝毫不惧怕死亡，他原谅了曾经“坑骗”过自己的金融家，并用一句简短的语言总结自己的一生：“I'm famous”（我很出名）。1930年5月31日，麦克莱恩与世长辞，享年73岁。