Vào thời điểm Đức tấn công Liên Xô, hàng không của ta được trang bị hai loại pháo máy bay: ShVAK 20 ly (Shpitalny-Vladimirova cỡ nòng lớn), kiểu dáng về nhiều mặt tương tự như khẩu 7,62. -mm súng máy hàng không ShKAS và 23-mm. VYa (Volkova-Yartseva).
Pháo ShVAK 20 mm được sản xuất với các biến thể sau: cánh, tháp pháo và pháo động cơ. Trọng lượng của súng từ 40 kg - 44,5 kg. Tốc độ bắn 700-800 rds / phút. Tốc độ ban đầu là 815 m / s. Các giá treo ShVAK 20 mm đồng bộ và gắn trên cánh được lắp trên máy bay chiến đấu I-153P, I-16, Yak-1, Yak-3, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7, Pe-3, và vào năm 1943, 158 khẩu được sản xuất để lắp trên máy bay chiến đấu Hurricane thay cho súng máy Browning 7, 92 mm. Hai khẩu pháo cố định được đặt trên máy bay ném bom Tu-2 và một phần của máy bay ném bom Pe-2. Tháp pháo phòng thủ với pháo ShVAK 20 mm được lắp đặt trên máy bay ném bom Pe-8 và Er-2.
ShVAK vượt trội về mọi mặt so với pháo máy bay MG-FF của Đức, loại pháo phổ biến nhất trong hàng không Đức vào năm 1941.
Năm 1940, các nhà thiết kế A. A. Volkov và S. A. Yartsev đã tạo ra một khẩu pháo tự động 23 mm VYa-23 cho một hộp đạn 23 mm mới. Với trọng lượng 66 kg, súng bắn được 550-650 phát / phút.
Trong khẩu pháo VYa, những quả đạn nặng 200 gram đã được sử dụng, gấp đôi so với đạn ShVAK. Đạn cháy xuyên giáp ở khoảng cách 400 m dọc theo lớp giáp 25 mm xuyên qua bình thường.
Độ giật của súng VYa đủ lớn và ban đầu nó không được lắp trên máy bay chiến đấu. Vào đầu chiến tranh, tàu sân bay duy nhất của nó là máy bay cường kích Il-2, trên mỗi cánh của nó được lắp một khẩu pháo VYa với cơ số đạn 150 viên / nòng. Sau đó, nó được trang bị máy bay cường kích Il-10 và một phần là máy bay chiến đấu LaGG-3.
Trong quá trình chiến đấu, hóa ra các loại pháo máy bay của Liên Xô cỡ nòng 20-23 mm chỉ có thể chiến đấu hiệu quả với các loại xe bọc thép hạng nhẹ của đối phương, xe tăng hạng trung và pháo tự hành là quá khó đối với chúng.
Vào nửa cuối năm 1942, một loạt nhỏ phiên bản Il-2 đã được ra mắt, trang bị pháo 37 mm ShFK-37.
Pháo máy bay ShFK-37 37 mm được phát triển dưới sự lãnh đạo của B. G. Shpitalny.
Trọng lượng của súng lắp trên máy bay Il-2 là 302,5 kg. Tốc độ bắn của ShFK-37, theo các bài kiểm tra thực địa, đạt trung bình 169 phát / phút với tốc độ đạn ban đầu khoảng 894 m / s.) Đạn pháo.
Đạn BZT-37 có khả năng xuyên thủng lớp giáp dày 30 mm của xe tăng Đức ở góc 45 độ. về phương diện bình thường từ khoảng cách không quá 500 m. Giáp dày từ 15-16 mm trở xuống, đạn xuyên qua các góc gặp nhau không quá 60 độ. ở những khoảng cách như nhau. Lớp giáp dày 50 mm (phần trước của thân và tháp pháo của xe tăng hạng trung Đức) bị đạn BZT-37 xuyên thủng từ khoảng cách không quá 200 m ở góc gặp nhau không quá 5 độ.
Kích thước tổng thể lớn của khẩu pháo ShFK-37 và kho lương thực (băng đạn 40 viên) đã xác định vị trí của chúng trong các ống dẫn dưới cánh của máy bay Il-2. Do lắp một băng đạn lớn trên pháo nên phải hạ xuống mạnh so với mặt phẳng chế tạo cánh (trục máy bay), điều này không chỉ phức tạp trong việc thiết kế gắn pháo vào cánh (súng lắp trên xung kích). bộ hấp thụ và di chuyển cùng băng đạn khi bắn), nhưng cũng yêu cầu nó phải được thực hiện đối với ống dẫn của cô cồng kềnh với tiết diện lớn.
Các cuộc thử nghiệm cho thấy hiệu suất bay của Il-2 với pháo hàng không ShFK-37 cỡ nòng lớn, so với chiếc Il-2 nối tiếp với pháo ShVAK hoặc VYa, giảm đáng kể. Máy bay ngày càng trơ và khó bay hơn, đặc biệt là quay đầu và quay đầu ở độ cao thấp. Khả năng cơ động bị suy giảm ở tốc độ cao. Các phi công phàn nàn về tải trọng đáng kể trên bánh lái khi thực hiện các bài diễn tập.
Mục tiêu bắn từ các khẩu pháo ShFK-37 trên Il-2 phần lớn là khó khăn do độ giật mạnh của các khẩu pháo khi khai hỏa và sự thiếu đồng bộ trong hoạt động của chúng. Do khoảng cách giữa các khẩu pháo so với trọng tâm máy bay quá lớn, cũng như do giá đỡ của bệ súng không đủ cứng nên dẫn đến việc máy bay cường kích gặp phải những cú sốc mạnh, "mổ bụng". và bị văng ra khỏi đường ngắm khi bắn, và điều này, do tính đến độ ổn định dọc không đủ "Ila", dẫn đến sự phân tán đáng kể của đạn pháo và độ chính xác của hỏa lực giảm mạnh (khoảng 4 lần).
Việc bắn từ một khẩu pháo là hoàn toàn không thể. Máy bay cường kích ngay lập tức quay về phía khẩu pháo đang bắn để không thể thực hiện sửa đổi mục tiêu. Trong trường hợp này, bắn trúng mục tiêu chỉ có thể là quả đạn đầu tiên.
Trong toàn bộ thời gian thử nghiệm, súng ShFK-37 hoạt động không đáng tin cậy - tỷ lệ đạn bắn hỏng trung bình chỉ là 54%. Có nghĩa là, hầu hết mỗi lần xuất kích thứ hai trong nhiệm vụ chiến đấu IL-2 với khẩu pháo ShFK-37 đều đi kèm với việc ít nhất một trong số các khẩu pháo bị hỏng. Tải trọng bom tối đa của máy bay cường kích giảm xuống chỉ còn 200 kg. Tất cả những điều này đã làm giảm đáng kể giá trị chiến đấu của máy bay cường kích mới.
Mặc dù thất bại với ShFK-37, công việc theo hướng này vẫn được tiếp tục. Năm 1943, việc sản xuất pháo phòng không NS-37 bắt đầu (các nhà thiết kế Nudelman và Suranov). Nó sử dụng nguồn cấp băng, giúp tăng tốc độ bắn lên 240-260 rds / phút. Sơ tốc đầu nòng của đạn là 810 m / s, trọng lượng của súng là 171 kg. Nhờ có dây đai và trọng lượng thấp hơn, người ta có thể lắp đặt hệ thống mới trên máy bay chiến đấu.
Các cuộc thử nghiệm quân sự của loại súng này đã được thực hiện trên LaGG-3 từ ngày 21 tháng 4 đến ngày 7 tháng 6 năm 1943 ở Mặt trận Kalinin và trên Yak-9T từ ngày 22 tháng 7 đến ngày 21 tháng 8 năm 1943 ở Mặt trận trung tâm. Sau các cuộc thử nghiệm quân sự, khẩu súng này được đưa vào trang bị dưới tên gọi NS-37. Máy bay Yak-9T (xe tăng) được sản xuất từ tháng 3 năm 1943 đến tháng 6 năm 1945. Tổng cộng có 2.748 chiếc được sản xuất.
Theo quan niệm của các nhà thiết kế, việc tăng hỏa lực của máy bay chiến đấu được cho là nhằm tăng tầm bắn nhằm mục đích và khả năng bắn trúng mục tiêu. Để bắn hạ một máy bay chiến đấu, theo quy định, một quả đạn 37 mm là đủ; đối với máy bay ném bom hai động cơ, cần phải có hai hoặc ba quả.
Tuy nhiên, loại pháo mới cũng có những mặt hạn chế. Việc tăng cỡ nòng làm giảm tốc độ bắn và số viên đạn trên máy bay chiến đấu. Việc bắn hiệu quả vào các mục tiêu trên không chỉ là những đường đạn đơn lẻ, vì khi bắn từ máy bay Yak-9, máy bay sẽ lắc lư mạnh, và mục tiêu bắn chỉ đạt được khi phát bắn đầu tiên, với những quả đạn tiếp theo rải rác. Điều đáng chú ý là hầu hết các máy bay chiến đấu của Liên Xô được chế tạo trong chiến tranh đều không có các ống ngắm chất lượng cao, theo quy luật, đó là loại "Vizir Vasiliev" đơn giản nhất bao gồm các vòng sơn trên kính chắn gió và kính nhìn phía trước, điều này tất nhiên ảnh hưởng đến hiệu quả. chụp ở khoảng cách trung bình và xa.
Vào ngày 20 tháng 7 năm 1943, các cuộc thử nghiệm quân sự của Il-2 với hai khẩu pháo phòng không 37 mm NS-37 bắt đầu, kéo dài cho đến ngày 16 tháng 12. Tổng cộng, 96 máy bay cường kích Il-2 với NS-37 đã tham gia vào các cuộc thử nghiệm quân sự.
So với Ilami nối tiếp, được trang bị pháo ShVAK hoặc VYa, Il-2 với NS-37 với tải trọng bom 200 kg đã trở nên trơ trọi hơn, khó khăn hơn khi ở khúc cua và khi chuyển hướng chiến đấu.
Sự suy giảm các đặc tính nhào lộn trên không của máy bay cường kích mới, như IL-2 với pháo ShFK-37, có liên quan đến một khối lượng lớn trải rộng trên sải cánh và sự hiện diện của các ống pháo, làm xấu tính khí động học của máy bay. IL-2 cùng với NS-37 không có độ ổn định dọc trong toàn bộ phạm vi của CG, điều này làm giảm đáng kể độ chính xác khi bắn trên không. Thứ hai càng trở nên trầm trọng hơn do độ giật mạnh của súng khi bắn từ chúng.
Các cuộc thử nghiệm đã chỉ ra rằng việc bắn từ máy bay Il-2 từ các khẩu pháo NS-37 chỉ nên bắn từng đợt ngắn với độ dài không quá hai hoặc ba phát, vì khi bắn đồng thời từ hai khẩu pháo, do hoạt động không đồng bộ của máy bay., chiếc máy bay đã trải qua những vết mổ đáng kể và bị văng ra khỏi đường ngắm. Mục tiêu điều chỉnh trong trường hợp này về cơ bản là không thể.
Khi bắn từ một khẩu pháo, việc bắn trúng mục tiêu chỉ có thể thực hiện được với phát bắn đầu tiên, vì máy bay tấn công quay về phía súng bắn và việc điều chỉnh mục tiêu trở nên bất khả thi. Việc đánh bại các mục tiêu điểm - xe tăng, xe bọc thép, ô tô, v.v. với hoạt động bình thường của các khẩu pháo thì điều đó hoàn toàn có thể đạt được.
Đồng thời, số lần bắn trúng xe tăng chỉ nhận được trong 43% số lần xuất kích, và số lần trúng đạn đã sử dụng là 2,98%.
Theo đánh giá chung của các nhân viên bay IL-2 từ NS-37, máy bay cường kích khi tấn công các mục tiêu nhỏ không có lợi thế hơn IL-2 có pháo cỡ nòng nhỏ hơn (ShVAK hoặc VYa) với bom thường. tải trọng 400 kg. Đồng thời, việc sử dụng IL-2 cùng với NS-37 cho các mục tiêu có diện tích và thể tích lớn, kho đạn, kho chứa xe tăng, pháo và pháo phòng không, tàu hỏa, tàu nhỏ, v.v., có thể khá thành công.
Khi tác chiến chống lại các mục tiêu mặt đất, hiệu quả của từng loại súng được quyết định bởi tính chất của mục tiêu. Vì vậy, khi bắn vào các mục tiêu sống được định vị công khai, hành động của đạn 7, 62 mm khác với hành động của đạn 20 mm, vì hiệu ứng phân mảnh của chúng rất yếu và cần phải có một đòn đánh trực tiếp để hạ gục nhân viên. Khi bắn vào ô tô, nhà ga và thủ công nhỏ, súng máy 7, 62-12, 7 ly không hiệu quả, và tác dụng của đại bác máy bay tăng mạnh cùng với sự gia tăng cỡ nòng và trọng lượng của đạn. Ở đây, súng có cỡ nòng lớn hơn là cần thiết.
Sự phá hủy hàng loạt xe tăng từ vòi rồng của máy bay, được quảng cáo rộng rãi trong các bộ phim và hồi ký, trong hầu hết các trường hợp đều đề cập đến những câu chuyện săn bắn. Đơn giản là không thể xuyên thủng lớp giáp dọc của xe tăng hạng trung hoặc hạng nặng bằng pháo máy bay 20mm - 37mm. Chúng ta chỉ có thể nói về lớp giáp trên nóc xe tăng, mỏng hơn nhiều lần so với lớp giáp dọc và là 15-20 mm đối với xe tăng hạng trung và 30 - 40 mm đối với xe tăng hạng nặng. Pháo máy bay sử dụng cả đạn xuyên giáp cỡ nòng và cỡ nòng nhỏ. Trong cả hai trường hợp, chúng không chứa chất nổ, mà chỉ thỉnh thoảng có vài gam chất gây cháy. Trong trường hợp này, đường đạn phải đánh vuông góc với áo giáp. Rõ ràng là trong điều kiện chiến đấu, đạn pháo đập vào nóc xe tăng ở các góc nhỏ hơn nhiều, khiến khả năng xuyên giáp của chúng giảm mạnh hoặc thậm chí bị bắn tung. Về điều này, cần phải nói thêm rằng không phải mọi quả đạn xuyên qua giáp của xe tăng đều khiến nó ngừng hoạt động.
Tính đến việc giảm đặc tính bay và giảm tải trọng bom trên máy bay Il-2 trang bị NS-37, việc sửa đổi máy bay cường kích này không phổ biến. Bom tích lũy PTAB-2, 5-1, 5, được đưa vào trang bị vào năm 1943, hóa ra lại là một loại vũ khí chống tăng hiệu quả hơn nhiều.
Trên cơ sở pháo NS-37, trong khi vẫn giữ nguyên kích thước tổng thể, một khẩu pháo NS-45 tự động, hàng không đã được tạo ra. Trọng lượng của súng là 150-153 kg. Tốc độ bắn 260-280 rds / phút. Pháo được cung cấp bộ cấp đai. Lần đầu tiên ở Liên Xô, một phanh đầu nòng được sử dụng trong pháo máy bay 45 mm NS-45, loại pháo này hấp thụ tới 85% năng lượng giật. Trong năm 1944-45, tổng cộng có khoảng 200 khẩu súng được sản xuất. Máy bay chiến đấu Yak-9K (cỡ nòng lớn) với pháo NS-45 khi sập động cơ, với cơ số đạn 29 viên được thiết kế và chế tạo đặc biệt cho loại súng này. Tổng cộng có 53 máy bay loại này được sản xuất.
44 máy bay Yak-9K đã trải qua các cuộc thử nghiệm quân sự từ ngày 13 tháng 8 đến ngày 18 tháng 9 năm 1944 tại Phương diện quân Belorussia 3 và từ ngày 15 tháng 1 đến ngày 15 tháng 2 năm 1945 tại Phương diện quân Belorussian số 2. Người ta cho rằng các máy bay chiến đấu với các khẩu pháo cỡ lớn sẽ hoạt động chống lại các nhóm máy bay ném bom của đối phương, nằm ngoài vùng hỏa lực phòng thủ hiệu quả của các điểm bắn của chúng. Trung bình, 10 quả đạn pháo 45 ly đã được chi viện cho một máy bay địch bị bắn rơi.
Tuy nhiên, bản thân Yak-9K cũng cần sự che chở cho các máy bay chiến đấu với khẩu pháo 20 mm, trong số đó có các cỗ máy nô lệ. Mục tiêu bắn từ đại bác 45 ly chỉ đạt được trong lần bắn đầu tiên, phần còn lại của các quả đạn đã bay qua. Sau một loạt ba phát, bắn dù ở tốc độ tối đa, quả sau giảm mạnh, mất tính ổn định của máy bay, có thể quan sát thấy hiện tượng rò rỉ dầu và nước trong các đường ống dẫn.
Ngoài ra, rất hiếm khi gặp một nhóm lớn máy bay ném bom của đối phương vào cuối năm 1944, và đặc biệt không cần đến loại máy bay chiến đấu như vậy. Theo kết quả của các cuộc thử nghiệm quân sự, Yak-9K không được đưa vào sản xuất hàng loạt.
Ở Liên Xô, trong thời chiến, pháo máy bay và các loại cỡ nòng lớn hơn đã được phát triển. Súng tự động 57 mm N-57 được phát triển dưới sự lãnh đạo của nhà thiết kế hàng đầu G. A. Zhirnykh vào cuối Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại. Đối với cỡ nòng này, súng có khối lượng tương đối nhỏ - 135 kg. Một loạt nhỏ gồm 36 khẩu súng đã được thực hiện.
Súng đã được thử nghiệm thành công trên tiêm kích phản lực MiG-9 "F-3" (nguyên mẫu thứ ba). Đây là trường hợp đầu tiên và duy nhất trong lịch sử ngành hàng không lắp pháo 57 mm trên máy bay chiến đấu phản lực. Nhưng việc sản xuất MiG-9 đã được khởi động với pháo 37 mm N-37, mặc dù một số máy bay của đợt đầu tiên vẫn được trang bị pháo N-57. Sau đó, trên tất cả các máy bay, nó được thay thế bằng pháo N-37.
Năm 1943-1945. tại TsAKB do V. G. Grabin, công việc đang được tiến hành để tạo ra các khẩu pháo tự động hàng không cỡ lớn.
Pháo máy bay tự động 65 mm, 76 mm, 100 mm được phát triển.
Năm 1948, hai nguyên mẫu của pháo 65 mm đã được sản xuất và thử nghiệm tại nhà máy. Năm 1949, một mẫu đã được gửi đi thử nghiệm thực địa tại Viện Nghiên cứu Không quân. Đối với súng 65 mm, hai phát bắn được tạo ra: với đạn OFZT và với đạn BRZT. Ở khoảng cách 600 m, đạn BRZT xuyên thủng lớp giáp 60 mm ở góc gặp 30 °. Do đó, quả đạn này có thể xuyên qua giáp của bất kỳ loại xe tăng nào thời đó từ trên cao.
Năm 1948, TsNII-58 bắt đầu chế tạo pháo hàng không tự động B-0902 100 mm. Nó được cho là sẽ được lắp đặt trên các máy bay ném bom Tu-2 và Tu-4, chúng sẽ được chuyển đổi thành máy bay chiến đấu. Đương nhiên, cả máy bay chiến đấu (Yak-3, JIa-5, La-7, La-9, v.v.) hoặc máy bay chiến đấu phản lực (Yak-15, MiG-9, v.v.) đều không thể mang loại súng này vì trọng lượng của nó. và tác động.
Thiết bị tự động của pháo 100 ly thuộc loại cơ khí với hành trình nòng dài và mọi hoạt động đều được thực hiện tự động. Súng được trang bị phanh đầu nòng mạnh mẽ, hấp thụ 65% năng lượng giật. Pháo được chế tạo nhỏ gọn do bố trí hợp lý tất cả các đơn vị của nó. Bảo quản thực phẩm không vòi. Cửa hàng có 15 hộp mực đơn nhất.
Việc điều khiển súng bắn và nạp đạn bằng khí nén được thực hiện từ buồng lái. Trọng lượng của súng khi không có hộp động lực là 1350 kg. Tốc độ bắn - 30,5 phát mỗi phút. Lực giật - 5 tấn.
Đối với pháo V-0902, TsNII-58 đặc biệt tạo ra 3 phát bắn: với đạn FZT, với đạn BRZT và với lựu đạn từ xa.
Đạn với đạn FZT (chất gây cháy nổ cao) có trọng lượng 27 kg và chiều dài 990 mm. Khối lượng của thuốc phóng là 4,47 kg, do đó quả đạn có vận tốc đầu 810 m / s. Bản thân quả đạn, nặng 13,9 kg, chứa 1,46 kg thuốc nổ. Tầm bắn hiệu quả của đạn FZT là 1000-1200 m.
Đạn với đạn BRZT có trọng lượng 27, 34 kg và dài 956 mm. Khối lượng của thuốc phóng là 4,55 kg, và quả đạn nhận được vận tốc ban đầu 800 m / s. Bản thân quả đạn, nặng 14,2 kg, chứa một ít thuốc nổ (0,1 kg). Trong khi bắn thử, đạn BZRT ở cự ly 600 m xuyên thủng giáp 120 mm (ở góc gặp 30 °).
Để bắn vào các mục tiêu trên không, lựu đạn từ xa 100 mm với các phần tử gây cháy gây chết người đã được tạo ra. Trọng lượng của lựu đạn là 15,6 kg. Lựu đạn chứa 0, 605 kg chất nổ (lượng nổ) và 93 phần tử gây cháy có trọng lượng từ 52 đến 61 g mỗi viên. Đạn được trang bị ống phóng xa VM-30. Năm 1948-1949. Các lô lựu đạn thử nghiệm với sự sắp xếp đơn nhất và hình khuyên của các phần tử gây cháy gây chết người đã được thử nghiệm. Để kiểm tra tính hiệu quả của các mảnh vỡ và "khả năng gây cháy" của chúng, người ta đã tiến hành bắn từ mặt đất vào máy bay.
Pháo 100 mm B-0902 đã trở thành khẩu pháo máy bay tự động mạnh nhất không chỉ ở Liên Xô mà còn rõ ràng là trên thế giới. Từ quan điểm kỹ thuật, nó là một kiệt tác của kỹ thuật. Rắc rối duy nhất là cô ấy đã đến muộn năm năm. Năm 1944-1945. một máy bay ném bom tốc độ cao với động cơ piston có thể bắn từ nó mà gần như không bị trừng phạt các pháo đài bay B-17 và B-29 bay theo thứ tự dày đặc từ khoảng cách 1 km trở lên. Nhưng sự ra đời của máy bay chiến đấu phản lực đã thay đổi hoàn toàn chiến thuật tác chiến trên không, và các khẩu pháo hạng nặng của máy bay đã mất hết ý nghĩa, ít nhất là để bắn vào máy bay.
