Súng máy cỡ lớn và những khẩu đại bác đầu tiên xuất hiện trên máy bay trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, nhưng sau đó đây chỉ là những nỗ lực rụt rè nhằm tăng hỏa lực của chiếc máy bay đầu tiên. Cho đến giữa những năm 30 của thế kỷ 20, loại vũ khí này chỉ được sử dụng lẻ tẻ trong ngành hàng không. Thời kỳ hoàng kim thực sự của súng bắn nhanh hàng không rơi vào những năm trước chiến tranh và những năm Chiến tranh thế giới thứ hai. Ở Liên Xô, một trong những khẩu pháo máy bay nổi tiếng nhất, được lắp đặt trên một số lượng lớn máy bay từ I-16 đến La-7, và như một phần của tháp pháo được sử dụng trên máy bay ném bom Pe-8 và Er-2, là pháo hàng không tự động ShVAK 20 mm (Shpitalny -Vladimirov Aviation Large-caliber). Chủ yếu, loại súng này được sử dụng để trang bị cho các máy bay chiến đấu của Liên Xô.
Đồng thời, không loại pháo máy bay nào của Liên Xô có thể tự hào về số lượng sản xuất như ShVAK. Năm 1942, một năm khá khó khăn đối với cả nước, các doanh nghiệp Liên Xô đã có thể sản xuất được 34.601 khẩu pháo máy bay loại này. Việc sản xuất ShVAK được đưa ra tại Nhà máy vũ khí Tula, Nhà máy vũ khí Kovrov và Nhà máy chế tạo máy Izhevsk. Tổng cộng, ở Liên Xô, tính đến quá trình sản xuất trước chiến tranh, hơn 100 nghìn bản sao của khẩu pháo máy bay ShVAK 20 mm đã được sản xuất. Phiên bản sửa đổi nhẹ của nó cũng được sử dụng để trang bị cho xe tăng hạng nhẹ, ví dụ như xe tăng T-60 khối lượng lớn. Xét về số lượng sản xuất và sử dụng của hệ thống pháo này, nó được gọi đúng là "vũ khí của Chiến thắng".
ShVAK là khẩu pháo hàng không tự động đầu tiên của Liên Xô cỡ nòng 20 mm. Nó được đưa vào trang bị từ năm 1936 và được sản xuất cho đến năm 1946, khi 754 khẩu súng cuối cùng thuộc loại này được lắp ráp. Pháo máy bay được sản xuất với 4 phiên bản: cánh, tháp pháo, động cơ-pháo và đồng bộ. Động cơ-súng được phân biệt bởi sự hiện diện của một nòng dài hơn và một bộ phận giảm giật. Về cấu trúc của nó, ShVAK hoàn toàn tương tự với khẩu súng máy cỡ lớn 12, 7 mm cùng tên, được sử dụng vào năm 1934. Sự khác biệt duy nhất là đường kính của thùng được sử dụng. Các thử nghiệm của súng máy cỡ lớn ShVAK đã chứng minh cho các nhà thiết kế thấy rằng, nhờ mức độ an toàn sẵn có, cỡ nòng của hệ thống có thể tăng lên 20 mm mà không cần thay đổi kích thước của hệ thống chuyển động, chỉ đơn giản bằng cách thay thế nòng súng. Súng ShVAK có bộ phận nạp băng, quá trình nạp đạn được thực hiện bằng cơ khí hoặc bằng khí nén.
Pháo hàng không ShVAK
ShVAK đồng bộ trên tiêm kích La-5
Lần đầu tiên, pháo mới được lắp trên tiêm kích IP-1 do Dmitry Pavlovich Grigorovich thiết kế. Vào mùa hè năm 1936, nó được trình bày cho Viện Nghiên cứu Không quân để thử nghiệm cấp nhà nước. Đồng thời, mất khoảng bốn năm để tinh chỉnh nó. Chỉ đến năm 1940, pháo ShVAK do Boris Gavrilovich Shpitalny và Semyon Vladimirovich Vladimirov thiết kế mới bắt đầu được lắp trên các máy bay chiến đấu của Liên Xô, cả trong việc phá vỡ khối xi lanh của động cơ máy bay M-105 (súng máy) và ở cánh. Màn ra mắt chiến đấu của loại súng máy bay mới của Liên Xô diễn ra vào năm 1939. Các khẩu pháo không quân ShVAK có trên máy bay chiến đấu I-16, được sử dụng trong các trận chiến với quân Nhật tại Khalkhin Gol.
Về mặt cấu tạo, pháo máy bay ShVAK 20 mm lặp lại các mẫu súng máy ShKAS và ShVAK (12, 7 mm) trước đó. Hệ thống tự động của súng hoạt động dựa trên cơ sở thoát khí. Súng hơi có một nòng cố định, khi lắp ráp, nó được kết nối với hộp lắp ráp bằng một khóa chèn. Như trong phần phát triển trước, trong khẩu pháo máy bay ShVAK 20-mm, một điểm nổi bật của hệ thống Shpitalny đã được sử dụng - cơ chế trống 10 vị trí để loại bỏ dần hộp mực khỏi băng, nhờ vào việc sử dụng nó, tốc độ bắn của hệ thống cao. đã được đảm bảo. Nhưng sơ đồ công việc này yêu cầu sử dụng hộp mực hàn riêng với mặt bích nhô ra, bám vào rãnh vít của trống súng. Vì lý do này, không có loại hộp mực nào khác có thể được sử dụng trong vũ khí của Spitalny.
Ngày nay, chúng ta có thể nói một cách an toàn rằng ý tưởng thống nhất các loại vũ khí cho các cỡ nòng khác nhau là khá hợp lý. Nhiều hệ thống trên thế giới đã đi theo con đường tương tự; ngày nay, trong 1/4 đầu thế kỷ 21, vũ khí đa cỡ nòng đang trải qua thời kỳ hoàng kim thực sự. Tuy nhiên, trong trường hợp của những người mẫu của Shpitalny, mọi thứ không đơn giản như vậy. Vấn đề là dự án đầu tiên của ông về súng máy máy bay ShKAS được chế tạo xung quanh hộp đạn hiện có của súng trường cỡ nòng 7, 62x54R có vành, điều này hoàn toàn hợp lý để súng máy đạt được tốc độ bắn cao. Nhưng ShVAKs đã yêu cầu ngành công nghiệp Liên Xô tạo ra loại đạn mới về cơ bản có thiết kế hàn. Trong biến thể với súng máy 12, 7-mm, giải pháp này không thành công. Cỡ cỡ này được coi là phổ quát, người ta đã lên kế hoạch sử dụng nó không chỉ trong ngành hàng không. Với hộp mực 12,7x108 mm degtyarevsky đã có sẵn, thuận tiện hơn cho việc bảo quản thực phẩm, ngay cả sự quyết đoán vốn là đặc trưng của Shpitalny cũng không đủ để thúc đẩy việc sản xuất song song một hộp mực hàn 12,7x108R tương tự. Một hộp mực như vậy ở Liên Xô được sản xuất trong một thời gian ngắn song song với việc sản xuất một loạt súng máy cỡ nhỏ ShVAK. Cuối cùng, nó chỉ đơn giản là ngừng sản xuất.
Cánh ShVAK trên tiêm kích I-16 kiểu-17
Nhưng phiên bản 20 mm của ShVAK đang chờ đợi một số phận thành công hơn nhiều. Vào thời điểm phát triển loại súng máy bay này, các loại đạn 20 mm khác đơn giản là không tồn tại ở Liên Xô. Tuy nhiên, như một phương án khả thi, việc sản xuất "Long Soloturn" - một loại đạn mạnh mẽ của Thụy Sĩ cỡ nòng 20x138R, loại súng máy phổ thông Atsleg AP-20 được tạo ra trong KB-2, tuy nhiên, nói chung, được coi là phù hợp với Đạn 20 ly của Liên Xô không được lấp đầy, điều này đã hoàn toàn cởi trói cho những người chế tạo ra khẩu pháo phòng không ShVAK.
Đối với các khía cạnh tiêu cực khác của việc hợp nhất các phiên bản 12, 7 mm và 20 mm của ShVAK, các chuyên gia cho rằng thực tế là nhóm Vladimirov, cố gắng duy trì một thiết kế duy nhất của các nút của hai hệ thống máy bay, đã buộc phải cân bằng kích thước hình học dọc theo chiều dài của hai loại hộp mực. Chiều dài của cả hai hộp mực là 147 mm, cung cấp một thiết kế duy nhất cho đơn vị hệ thống sử dụng nhiều lao động nhất trong sản xuất - cơ cấu cấp liệu trống. Tuy nhiên, nếu hộp đạn 12,7mm đủ mạnh đối với lớp của nó, thì khẩu 20x99R mới hóa ra là một trong những loại đạn cỡ 20mm yếu nhất trong số các đối tác nước ngoài của nó.
Cuối cùng, pháo động cơ đã hình thành nền tảng của vũ khí trang bị cho các máy bay chiến đấu Yak và LaGG của Liên Xô; ở phiên bản cánh, nó cũng là loại máy bay cường kích Il-2 đầu tiên có cơ số đạn 200 viên / nòng. Sự khởi đầu của Chiến tranh Vệ quốc vĩ đại đã thúc đẩy cả việc sản xuất hàng loạt khẩu pháo ShVAK 20 mm và sự ra đời của các phiên bản đồng bộ của loại súng này, từ năm 1942 bắt đầu xuất hiện trên các máy bay chiến đấu của Lavochkin và được lắp đặt trên từng loạt máy bay chiến đấu MiG-3..
Aviamotor VK-105PF với súng động cơ ShVAK
Nhưng phiên bản tháp pháo của ShVAK không thể tự hào về số phận thành công và không bén rễ với hàng không Liên Xô. Quá nặng và cồng kềnh, nó không vừa với tháp pháo hạng nhẹ của máy bay ném bom của chúng tôi. Việc sử dụng nó rất hạn chế. Súng được lắp đặt trên xuồng bay MTB-2 (ANT-44), cũng như trên máy bay ném bom giàu kinh nghiệm Myasishchev DB-102. Gần như chiếc máy bay chiến đấu nối tiếp duy nhất mà phiên bản tháp pháo của ShVAK thường xuyên được lắp đặt là máy bay ném bom hạng nặng Pe-8 (TB-7), việc sản xuất chúng thực tế là từng mảnh trong suốt những năm chiến tranh. Và vào cuối cuộc chiến, một khẩu pháo ShVAK cũng được lắp trên tháp pháo phía trên của máy bay ném bom Er-2.
Do đó, khách hàng tiêu thụ chính của súng máy bay ShVAK trong suốt thời kỳ sản xuất của họ là máy bay chiến đấu của Liên Xô. ShVAK được triển khai trên các máy bay chiến đấu I-153P, I-16, I-185, Yak-1, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7 và Pe-3. Khi máy bay chiến đấu I-16 bị rút khỏi sản xuất và máy bay cường kích Il-2 bắt đầu được trang bị lại pháo hàng không VYa 23 mm mới, việc sản xuất phiên bản cánh của ShVAK gần như bị cắt đứt hoàn toàn. Chỉ riêng trong năm 1943, 158 khẩu trong số này đã được bắn để tái trang bị cho Lend-Lease Hurricanes, nơi chúng được lắp đặt thay vì súng máy Browning 7 mm. Và khi chiến tranh kết thúc, phiên bản pháo gắn trên cánh lại được phát huy công dụng, trở thành vũ khí tấn công của máy bay ném bom cao tốc hai động cơ Tu-2.
Đồng thời, súng động cơ ShVAK, với một số thay đổi về thiết kế trong giai đoạn 1941-42, được lắp trên xe tăng hạng nhẹ T-30 (sửa đổi của T-40) thay vì súng máy DShK 12,7 mm. nó có thể làm tăng đáng kể sức mạnh hỏa lực của chúng đối với kẻ thù và cho phép lính tăng có cơ hội bắn trúng các phương tiện bọc thép hạng nhẹ của đối phương (xuyên giáp - lên đến 35 mm với đạn cỡ nòng phụ), súng chống tăng, súng máy. và nhân lực của đối phương. Một biến thể của súng dưới tên gọi xe tăng ShVAK hoặc TNSh-20 (xe tăng Nudelman-Shpitalny) đã được lắp đặt nối tiếp trên xe tăng hạng nhẹ T-60.
Pháo TNSh-20 trên xe tăng hạng nhẹ T-60
Vào tháng 5 năm 1942, các chuyên gia của Viện Nghiên cứu Không quân đã đưa ra kết luận rằng pháo máy bay ShVAK 20 mm hoạt động hoàn hảo trên các máy bay chiến đấu I-16 (trong cánh), Yak-1 và LaGG-3 (thông qua hộp số). Đạn của loại pháo này có tác dụng chống lại máy bay địch, ô tô bọc thép, xe tăng hạng nhẹ và các thùng nhiên liệu đường sắt. Để chống lại xe tăng hạng trung và hạng nặng, đạn pháo ShVAK không hiệu quả. Nhìn chung, đạn ShVAK về trọng lượng, và do đó hiệu quả của hành động nổ, kém hơn so với đạn của súng máy bay Đức có cùng cỡ nòng (đạn ShVAK nặng 91 gram, và súng máy bay MG FF của Đức - 124 gam). Cũng cần lưu ý rằng về hiệu quả tác chiến đối với mục tiêu, ShVAK thua kém đáng kể so với pháo máy bay 23 mm VYa.
So sánh khẩu ShVAK của Liên Xô với khẩu pháo máy bay MG FF của Đức, bạn đi đến kết luận rằng khẩu súng Đức, sử dụng năng lượng giật của chốt tự do (trên ShVAK - lỗ thoát khí), chỉ có lợi thế về trọng lượng và độ bền đứt. của vỏ được sử dụng. Đồng thời, vận tốc đường đạn ban đầu của khẩu pháo Đức nhỏ hơn ít nhất là 220 m / s, nhưng khẩu salvo thứ hai dành cho pháo máy bay có cánh trên thực tế là như nhau. Đồng thời, MG FF nhẹ hơn 15 kg, bao gồm cả việc sử dụng nòng ngắn hơn. Đồng thời, lợi thế này của pháo Đức đã mất đi khi Liên Xô xuất hiện loại pháo máy bay B-20 mới.
Ngày nay, thật khó để đánh giá một cách khách quan giá trị của khẩu pháo máy bay ShVAK 20 ly. Tất nhiên, nó có một số thiếu sót nhất định - đạn yếu với đường đạn kém, vận hành và công nghệ phức tạp, đặc biệt là ở giai đoạn sản xuất ban đầu, dẫn đến giá thành của súng cao. Đồng thời, nhược điểm đầu tiên dễ dàng được bù đắp bởi tốc độ bắn của ShVAK rất lớn, đạt 800 phát / phút, và chi phí giảm là do thiết lập sản xuất hàng loạt và thích ứng với ngành công nghiệp. Điều đáng chú ý là về tốc độ bắn, ShVAK không bằng các loại súng máy bay được sản xuất nối tiếp của các bang khác. Đúng như vậy, các phiên bản đồng bộ được lắp đặt trên các máy bay chiến đấu La-5 và La-7 xuất sắc của Liên Xô, tùy thuộc vào chế độ vận hành động cơ, có tốc độ bắn thấp hơn - 550-750 phát / phút.
So sánh hộp mực 20x99R với các loại đạn khác
Trong mọi trường hợp, chúng ta có thể nói rằng khẩu pháo không quân của Shpitalny-Vladimirov đã trở thành một trong những mẫu vũ khí mang tính biểu tượng của Hồng quân có thể đảm bảo chiến thắng cho đất nước chúng ta trong Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại. Theo các phi công chiến đấu những năm đó, sức công phá của đạn pháo 20 mm tương đối yếu của pháo ShVAK cũng đủ để chống lại bất kỳ máy bay nào của Không quân Đức. Tất nhiên, nếu Đức ồ ạt điều máy bay ném bom hạng nặng hoặc hàng không Liên Xô phải va chạm trên bầu trời với dàn pháo đài bay của Mỹ thì máy bay chiến đấu của chúng ta sẽ gặp nhiều khó khăn, nhưng thực tế không có chuyện này xảy ra.
Cũng cần nhớ rằng ở Liên Xô không có phương án thay thế ShVAK trong một thời gian dài. Việc phát triển khẩu pháo máy bay B-20 đầy hứa hẹn do Mikhail Evgenievich Berezin thiết kế, cũng do ông sáng tạo trên cơ sở súng máy cỡ lớn và dựa trên nguyên lý hoạt động tương tự như ShVAK, đã bị trì hoãn nghiêm trọng do nhà thiết kế bị ốm.. Chính vì lẽ đó, pháo máy bay ShVAK dù có “điểm yếu” vẫn là vũ khí chủ lực của các máy bay chiến đấu trong Chiến tranh Vệ quốc vĩ đại.
Việc đào tạo các phi công Liên Xô, vốn phát triển trong chiến tranh và giúp họ có thể sử dụng hiệu quả các loại vũ khí theo ý của họ, cũng đóng một vai trò quan trọng. Không có gì bí mật khi các nhân viên của Lực lượng Không quân Hồng quân tham chiến vào ngày 22 tháng 6 năm 1941, có trình độ cực kỳ thấp và gần như hoàn toàn thiếu kinh nghiệm trong việc sử dụng máy bay của họ. Ngoại lệ duy nhất là các nhân viên chỉ huy đã vượt qua được Tây Ban Nha, Khalkhin Gol, cuộc chiến mùa đông với Phần Lan, nhưng có rất ít phi công như vậy. Và chính họ đã truyền lại những kinh nghiệm tích lũy được theo khóa huấn luyện "Khóa học sử dụng máy bay chiến đấu". Điều này đã được xác nhận bởi việc tiêu thụ đạn dược cho các mục tiêu trên không, vốn đã thay đổi trong suốt cuộc chiến từ tháng đầu tiên đến tháng cuối cùng. Nếu ở giai đoạn đầu của cuộc chiến, các phi công Liên Xô thường nổ súng vào đối phương từ khoảng cách 300-400 mét, thì đến năm 1942, khi đã rút kinh nghiệm, từ cự ly 100-150 mét, và đôi khi từ 50 mét. Điều này dẫn đến tăng độ chính xác khi bắn và giảm tiêu hao đạn dược. Đối với pháo máy bay ShVAK, điều này đã làm tăng hiệu quả của đạn pháo. Khi máy bay địch biến thành chao đảo, lực nổ thấp hơn của đạn đại bác Liên Xô không còn đáng kể.
Cánh của máy bay chiến đấu Bf 109 của Đức sau khi trúng đạn pháo 20 mm ShVAK
Trong thời kỳ trước chiến tranh và những năm Chiến tranh thế giới thứ hai, ngành công nghiệp Liên Xô đã sản xuất hơn 100 nghìn khẩu pháo máy bay ShVAK, khiến nó trở thành một trong những hệ thống pháo khổng lồ nhất trong lịch sử ngành hàng không. Việc sản xuất ShVAK chỉ bị ngừng vào năm 1946. Nó được thay thế bằng loại pháo máy bay B-20 tiên tiến hơn, có đặc điểm tác chiến tương tự, đáng tin cậy hơn và nhẹ hơn.
Các đặc tính hiệu suất của ShVAK:
Chiều dài / trọng lượng:
Phiên bản có cánh - 1679 mm / 40 kg.
Biến thể tháp pháo - 1726 mm / 42 kg.
Súng cơ - 2122 mm / 44, 5 kg.
Chiều dài hành trình của các bộ phận chuyển động là 185 mm.
Tốc độ bắn - 700-800 rds / phút.
Vận tốc đầu nòng là 815 m / s.
Hộp mực - 20x99 mm R.
