Groot kaliber machinegeweren en de eerste kanonnen verschenen aan boord van vliegtuigen tijdens de Eerste Wereldoorlog, maar toen waren dit slechts timide pogingen om de vuurkracht van het eerste vliegtuig te vergroten. Tot het midden van de jaren '30 van de 20e eeuw werd dit wapen slechts sporadisch gebruikt in de luchtvaart. De echte hoogtijdagen van de luchtvaartsnelvuurkanonnen vielen in de vooroorlogse jaren en de jaren van de Tweede Wereldoorlog. In de Sovjet-Unie werd een van de beroemdste vliegtuigkanonnen, geïnstalleerd op een groot aantal vliegtuigen van I-16 tot La-7, en als onderdeel van de torentjes gebruikt op Pe-8- en Er-2-bommenwerpers, het ShVAK 20-mm automatische luchtvaartkanon (Shpitalny-Vladimirov Aviation Large-kaliber). Dit kanon werd voornamelijk gebruikt om Sovjet-jagers te bewapenen.
Tegelijkertijd kon geen van de Sovjet-vliegtuigkanonnen bogen op zulke productievolumes als de ShVAK. In 1942, een nogal moeilijk jaar voor het hele land, konden Sovjetondernemingen 34.601 vliegtuigkanonnen van dit type produceren. De productie van ShVAK werd gelanceerd in de Tula Arms Plant, Kovrov Arms Plant en Izhevsk Machine-Building Plants. In totaal werden in de USSR, rekening houdend met de vooroorlogse productie, meer dan 100 duizend exemplaren van het 20 mm ShVAK-vliegtuigkanon vervaardigd. De licht gewijzigde versie werd ook gebruikt om lichte tanks te bewapenen, bijvoorbeeld de massale T-60-tank. Gezien de omvang van de productie en het gebruik van dit artilleriesysteem, wordt het terecht het "wapen van de overwinning" genoemd.
ShVAK is het eerste Sovjet automatische luchtvaartkanon van 20 mm kaliber. Het werd in 1936 in gebruik genomen en werd geproduceerd tot 1946, toen de laatste 754 kanonnen van dit type werden geassembleerd. Het vliegtuigkanon werd geproduceerd in vier versies: vleugel, torentje, motorkanon en synchroon. Het motorkanon onderscheidde zich door de aanwezigheid van een langere loop en een schokdemper. In zijn structuur leek de ShVAK volledig op het groot kaliber 12, 7 mm machinegeweer met dezelfde naam, dat in 1934 werd aangenomen. Het enige verschil zat in de diameter van het gebruikte vat. Tests van het ShVAK-machinegeweer van groot kaliber toonden de ontwerpers aan dat, dankzij de beschikbare veiligheidsmarge, het kaliber van het systeem kan worden verhoogd tot 20 mm zonder de afmetingen van het bewegende systeem te veranderen, simpelweg door de loop te vervangen. Het ShVAK-kanon had een bandaanvoer, het herlaadproces werd mechanisch of pneumatisch uitgevoerd.
Luchtvaart kanon ShVAK
Synchrone ShVAK op La-5 jager
Voor de eerste keer werd het nieuwe kanon geïnstalleerd op de IP-1-jager, ontworpen door Dmitry Pavlovich Grigorovitsj. In de zomer van 1936 werd het gepresenteerd aan het Air Force Research Institute voor staatstests. Tegelijkertijd duurde het ongeveer vier jaar om het te finetunen. Pas in 1940 begon het ShVAK-kanon, ontworpen door Boris Gavrilovich Shpitalny en Semyon Vladimirovich Vladimirov, te worden gemonteerd op Sovjetjagers, zowel bij het uiteenvallen van het cilinderblok van de M-105 vliegtuigmotor (motorgeweer) als in de vleugel. Het gevechtsdebuut van het nieuwe Sovjet-vliegtuigkanon vond plaats in 1939. ShVAK-luchtkanonnen bevonden zich op de I-16-jagers, die werden gebruikt in gevechten met de Japanners bij Khalkhin Gol.
Structureel herhaalde het ShVAK 20-mm vliegtuigkanon de vorige modellen van de ShKAS- en ShVAK-machinegeweren (12, 7 mm). De automaten van het pistool werkten op basis van een gasuitlaat. Het luchtkanon had een vaste loop, die, wanneer gemonteerd, door middel van een vergrendelingsinzet was verbonden met de gemonteerde doos. Net als bij eerdere ontwikkelingen, werd in het ShVAK 20-mm vliegtuigkanon een hoogtepunt van Shpitalny's systemen gebruikt - een trommelmechanisme met 10 posities om de cartridge uit de tape te halen, dankzij het gebruik ervan, een hoge vuursnelheid van het systeem werd verzekerd. Maar dit werkschema vereiste het gebruik van zijn eigen welted cartridge met een uitstekende flensflens, die zich vastklampte aan de schroefgroef van de pistooltrommel. Om deze reden kon geen ander type patroon worden gebruikt in het wapen van de Spitalny.
Vandaag kunnen we gerust zeggen dat het idee om wapens voor verschillende kalibers te verenigen heel verstandig is. Veel systemen in de wereldpraktijk volgden hetzelfde pad; vandaag, in het eerste kwart van de 21e eeuw, beleven multi-kaliber wapens een echte bloeitijd. In het geval van de modellen van Shpitalny was alles echter niet zo eenvoudig. Het punt is dat zijn eerste project van het ShKAS-vliegtuigmachinegeweer werd gebouwd rond de reeds bestaande cartridge van een geweerkaliber 7, 62x54R met een rand, wat volledig gerechtvaardigd was voor het machinegeweer om een hoge vuursnelheid te bereiken. Maar ShVAK's eisten al van de Sovjet-industrie om fundamenteel nieuwe munitie van welted design te creëren. In de variant met een 12,7 mm machinegeweer was deze oplossing niet succesvol. Dit kaliber was bedoeld als universeel, het was de bedoeling om het niet alleen in de luchtvaart te gebruiken. Met de reeds bestaande 12,7x108 mm degtyarevsky-cartridge, die handiger was voor het bewaren van voedsel, was zelfs de assertiviteit die kenmerkend was voor Shpitalny niet voldoende om de parallelle productie van een vergelijkbare welted cartridge 12.7x108R te stimuleren. Zo'n patroon in de USSR werd korte tijd geproduceerd parallel met de productie van een kleine serie machinegeweren van groot kaliber ShVAK. Uiteindelijk is het gewoon gestopt.
Wing ShVAK op I-16 type-17 jager
Maar de 20 mm-versie van de ShVAK wachtte op een veel succesvoller lot. Ten tijde van de ontwikkeling van dit vliegtuigkanon bestonden er gewoonweg geen andere 20 mm-patronen in de Sovjet-Unie. Als mogelijke optie werd de productie van de "Long Soloturn" - een krachtige Zwitserse munitie van het kaliber 20x138R, waarvoor het universele machinegeweer Atsleg AP-20 in KB-2 werd gemaakt, echter in het algemeen beschouwd als de niche van 20 mm-munitie in de USSR was niet gevuld, wat de handen volledig losmaakte van de makers van het ShVAK-luchtkanon.
Aan andere negatieve aspecten van de eenwording van de 12-, 7-mm- en 20-mm-versies van de ShVAK schrijven experts het feit toe dat de Vladimirov-groep, die probeerde een enkel ontwerp van de knooppunten van de twee vliegtuigsystemen te behouden, werd gedwongen om egaliseer de geometrische afmetingen langs de lengte van de twee soorten cartridges. De lengte van beide cartridges was 147 mm, wat een enkel ontwerp opleverde voor de meest arbeidsintensieve systeemeenheid in productie - de drumtoevoerstructuur. Als de 12,7 mm-cartridge echter krachtig genoeg was voor zijn klasse, bleek de nieuwe 20x99R een van de zwakste 20 mm-munitie onder zijn buitenlandse tegenhangers.
Uiteindelijk vormde het motorkanon de basis van de bewapening van de Sovjet Yak- en LaGG-jagers; in de vleugelversie ging het ook naar het eerste Il-2 aanvalsvliegtuig met een munitiecapaciteit van 200 ronden per vat. Het begin van de Grote Patriottische Oorlog leidde tot zowel de massaproductie van 20-mm ShVAK-kanonnen als de introductie van synchrone versies van het kanon, dat sinds 1942 op de jagers van Lavochkin begon te verschijnen en werd geïnstalleerd op individuele series van de MiG-3-jager.
Aviamotor VK-105PF met motorpistool ShVAK
Maar de torenversie van de ShVAK kon niet opscheppen over een succesvol lot en wortelde niet in de Sovjetluchtvaart. Te zwaar en omslachtig, het paste niet in de lichte geschutskoepels van onze bommenwerpers. Het gebruik ervan was uiterst beperkt. Het kanon werd geïnstalleerd op een vliegboot MTB-2 (ANT-44), evenals op een ervaren bommenwerper Myasishchev DB-102. Bijna het enige seriële gevechtsvliegtuig waarop de koepelversie van de ShVAK regelmatig werd geïnstalleerd, was de zware Pe-8 (TB-7) bommenwerper, waarvan de productie gedurende de oorlogsjaren praktisch fragmentarisch was. En al aan het einde van de oorlog werd ook een ShVAK-kanon geïnstalleerd op de bovenste toren van de Er-2-bommenwerper.
Zo was de belangrijkste consument van ShVAK-vliegtuigkanonnen gedurende de gehele periode van hun productie het Sovjet-jachtvliegtuig. ShVAK werden ingezet op I-153P, I-16, I-185, Yak-1, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7 en Pe-3 strijders. Toen de I-16-jager uit productie werd genomen en het Il-2-aanvalsvliegtuig begon te herbewapenen met het nieuwe VYa 23-mm luchtvaartkanon, werd de productie van de vleugelversie van de ShVAK bijna volledig ingeperkt. Alleen al in 1943 werden 158 van deze kanonnen afgevuurd om de Lend-Lease Hurricanes opnieuw uit te rusten, waar ze werden geïnstalleerd in plaats van 7, 7-mm Browning-machinegeweren. En aan het einde van de oorlog vond de op de vleugel gemonteerde versie van het kanon opnieuw zijn gebruik en werd het aanvalswapen van de Tu-2 tweemotorige hogesnelheidsbommenwerper.
Tegelijkertijd werd het ShVAK-motorgeweer, met enkele ontwerpwijzigingen in 1941-42, gemonteerd op lichte T-30-tanks (modificatie van de T-40) in plaats van het 12, 7-mm DShK-machinegeweer, waardoor het mogelijk om de kracht van hun vuureffect op de vijand aanzienlijk te vergroten en gaf tankers de mogelijkheid om licht gepantserde vijandelijke voertuigen te raken (pantserpenetratie - tot 35 mm met een sub-kaliber projectiel), antitankkanonnen, machinegeweernesten en vijandelijke mankracht. Een variant van het kanon onder de aanduiding ShVAK-tank of TNSh-20 (tank Nudelman-Shpitalny) werd in serie geïnstalleerd op lichte tanks T-60.
TNSh-20 kanon in de T-60 lichte tank
In mei 1942 kwamen specialisten van het Air Force Research Institute tot de conclusie dat het ShVAK 20 mm vliegtuigkanon feilloos werkt op de I-16 (in de vleugel), Yak-1 en LaGG-3 jagers (via de versnellingsbak). Het projectiel van dit kanon is effectief tegen vijandelijke vliegtuigen, gepantserde auto's, lichte tanks en voertuigen, en spoorwegbrandstoftanks. Voor actie tegen middelzware en zware tanks is de schaal van het ShVAK-kanon niet effectief. Over het algemeen was het ShVAK-projectiel qua gewicht, en dus de effectiviteit van de explosieve actie, inferieur aan het projectiel van de Duitse vliegtuigkanonnen van hetzelfde kaliber (het ShVAK-projectiel woog 91 gram en het Duitse MG FF-vliegtuigkanon - 124 gram). Er werd ook opgemerkt dat de ShVAK in termen van de effectiviteit van actie op doelen aanzienlijk inferieur was aan het 23-mm VYa-vliegtuigkanon.
Als je de Sovjet ShVAK vergelijkt met het Duitse MG FF-vliegtuigkanon, kom je tot de conclusie dat het Duitse kanon, dat de terugstootenergie van de vrije bout (op de ShVAK - gasuitlaat) gebruikte, alleen een voordeel had in het gewicht en de breeksterkte van de gebruikte schelpen. Tegelijkertijd was de initiële projectielsnelheid van het Duitse kanon minstens 220 m / s minder, maar het tweede salvo voor de kanonnen van de vleugelvliegtuigen was praktisch hetzelfde. Tegelijkertijd was de MG FF 15 kg lichter, onder meer door het gebruik van een kortere loop. Tegelijkertijd ging dit voordeel van de Duitse kanonnen verloren met het verschijnen in de USSR van het nieuwe B-20-vliegtuigkanon.
Tegenwoordig is het nogal moeilijk om de waarde van het ShVAK 20-mm vliegtuigkanon objectief te beoordelen. Natuurlijk had het een aantal tekortkomingen: zwakke munitie met slechte ballistiek, operationele en technologische complexiteit, die, vooral in de beginfase van de productie, leidde tot hoge kosten van het pistool. Tegelijkertijd werd het eerste nadeel gemakkelijk gecompenseerd door de enorme vuursnelheid van de ShVAK, die 800 ronden per minuut bereikte, en de kostenverlaging was te danken aan de oprichting van massaproductie en aanpassing van de industrie. Het is vermeldenswaard dat de ShVAK qua vuursnelheid geen gelijke had onder de in serie geproduceerde vliegtuigkanonnen van andere staten. Toegegeven, de synchrone versies die op de uitstekende Sovjet La-5 en La-7-jagers waren geïnstalleerd, hadden, afhankelijk van de bedrijfsmodus van de motor, een lagere vuursnelheid - 550-750 schoten per minuut.
Vergelijking van de 20x99R cartridge met andere munitie
In ieder geval kunnen we zeggen dat het luchtkanon van Shpitalny-Vladimirov een van die iconische voorbeelden is geworden van de wapens van het Rode Leger die ons land in de Grote Patriottische Oorlog konden laten winnen. Volgens de jachtpiloten van die jaren was de kracht van zelfs de relatief zwakke 20 mm-granaten van het ShVAK-kanon voldoende om elk Luftwaffe-vliegtuig te bestrijden. Natuurlijk, als Duitsland massaal zware bommenwerpers had of Sovjet-luchtvaart in de lucht moest botsen met armada van Amerikaanse "vliegende forten", zouden onze jagers het moeilijk hebben gehad, maar in werkelijkheid gebeurde dit allemaal niet.
Het is ook belangrijk om te onthouden dat er in de Sovjet-Unie lange tijd geen alternatief was voor ShVAK. De ontwikkeling van het veelbelovende B-20-vliegtuigkanon ontworpen door Mikhail Evgenievich Berezin, ook door hem gemaakt op basis van een groot kaliber machinegeweer en gebaseerd op hetzelfde werkingsprincipe als de ShVAK, werd ernstig vertraagd door de ziekte van de ontwerper. Om deze reden bleef het ShVAK-vliegtuigkanon, ondanks zijn "zwakte", het belangrijkste wapen van de jagers van de Grote Patriottische Oorlog.
De opleiding van Sovjetpiloten, die tijdens de oorlog groeide en het mogelijk maakte om de wapens die tot hun beschikking stonden, effectief te gebruiken, speelde ook een belangrijke rol. Het is geen geheim dat het personeel van de luchtmacht van het Rode Leger, dat op 22 juni 1941 de oorlog ontmoette, extreem lage kwalificaties had en een bijna volledig gebrek aan ervaring in het gevechtsgebruik van hun vliegtuigen. De enige uitzonderingen waren het commandopersoneel dat Spanje, Khalkhin Gol, de winteroorlog met Finland wist te passeren, maar er waren maar weinig van dergelijke piloten. En ze gaven over het algemeen de opgebouwde ervaring door in overeenstemming met de training "Het verloop van de gevechtsinzet van jachtvliegtuigen." Dit werd bevestigd door het verbruik van munitie voor luchtdoelen, dat tijdens de oorlog van de eerste tot de laatste maanden veranderde. Als Sovjetpiloten in de beginfase van de oorlog vaak het vuur op de vijand openden vanaf een afstand van 300-400 meter, dan al in 1942, nadat ze ervaring hadden opgedaan, vanaf een afstand van 100-150 meter en soms vanaf 50 meter. Dit leidde tot een toename van de schietnauwkeurigheid en een vermindering van het munitieverbruik. Met betrekking tot het ShVAK-vliegtuigkanon verhoogde dit de effectiviteit van zijn granaten. Toen het vijandelijke vliegtuig in een vergiet veranderde, was de lagere explosieve kracht van de Sovjet-kanongranaten niet langer significant.
Vleugel van de Duitse Bf 109-jager na geraakt te zijn door 20 mm ShVAK-granaten
Tijdens de vooroorlogse periode en de jaren van de Tweede Wereldoorlog produceerde de Sovjet-industrie meer dan 100 duizend ShVAK-vliegtuigkanonnen, waardoor het een van de meest massieve artilleriesystemen in de geschiedenis van de luchtvaart is. De productie van ShVAK werd pas in 1946 stopgezet. Het werd vervangen door het meer geavanceerde B-20-vliegtuigkanon, dat, met vergelijkbare gevechtskenmerken, betrouwbaarder en lichter was.
De prestatiekenmerken van ShVAK:
Lengte / gewicht:
Vleugelversie - 1679 mm / 40 kg.
Turret-variant - 1726 mm / 42 kg.
Motorkanon - 2122 mm / 44,5 kg.
De slaglengte van de bewegende delen is 185 mm.
Vuursnelheid - 700-800 rds / min.
De mondingssnelheid is 815 m/s.
Patroon - 20x99 mm R.
