Tegen de tijd van de Duitse aanval op de USSR was onze luchtvaart bewapend met twee soorten vliegtuigkanonnen: 20-mm ShVAK (Shpitalny-Vladimirova groot kaliber luchtvaart), waarvan het ontwerp in veel opzichten vergelijkbaar was met de 7, 62 -mm ShKAS luchtvaart machinegeweer en 23 mm. VYa (Volkova-Yartseva).
Het 20 mm ShVAK-kanon werd geproduceerd in de volgende varianten: vleugel, toren en motorkanon. Het gewicht van de kanonnen is 40 kg - 44,5 kg. Vuursnelheid 700-800 rds / min. De beginsnelheid is 815 m/s. Op de I-153P, I-16, Yak-1, Yak-3, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7, Pe-3 jagers werden synchrone en op de vleugels gemonteerde 20-mm ShVAK-mounts geïnstalleerd, en in 1943 werden 158 kanonnen geproduceerd voor installatie op orkaanjagers in plaats van 7 Browning-machinegeweren van 92 mm. Op de Tu-2 bommenwerper en op een deel van de Pe-2 bommenwerpers werden twee stationaire kanonnen geplaatst. Defensieve torentjes met 20 mm ShVAK-kanonnen werden geïnstalleerd op Pe-8- en Er-2-bommenwerpers.
De ShVAK was in alle opzichten superieur aan het Duitse MG-FF-vliegtuigkanon, dat in 1941 het meest gebruikte in de Duitse luchtvaart.
In 1940 creëerden ontwerpers A. A. Volkov en S. A. Yartsev een 23-mm automatisch kanon VYa-23 voor een nieuwe 23-mm cartridge. Met een gewicht van 66 kg deed het pistool 550-650 schoten / min.
In het VYa-kanon werden granaten van 200 gram gebruikt, wat twee keer zoveel is als die van de ShVAK. Een pantserdoordringend brandgevaarlijk projectiel op een afstand van 400 m langs het normale doorboorde pantser van 25 mm.
De terugslag van het VYa-kanon was groot genoeg en was oorspronkelijk niet op jagers geïnstalleerd. Aan het begin van de oorlog was de enige drager het Il-2 aanvalsvliegtuig, in elke vleugel waarvan één VYa-kanon was geïnstalleerd met een munitielading van 150 ronden per vat. Later was ze bewapend met Il-10 aanvalsvliegtuigen en deels LaGG-3-jagers.
In de loop van de vijandelijkheden bleek dat Sovjet-vliegtuigkanonnen van 20-23 mm kaliber alleen effectief konden vechten tegen lichte gepantserde voertuigen van de vijand, middelgrote tanks en zelfrijdende kanonnen waren te zwaar voor hen.
In de tweede helft van 1942 werd een kleine serie van de Il-2-versie uitgebracht, bewapend met 37 mm ShFK-37 kanonnen.
Het 37 mm ShFK-37 vliegtuigkanon werd ontwikkeld onder leiding van B. G. Shpitalny.
Het gewicht van het kanon dat op het Il-2-vliegtuig was gemonteerd, was 302,5 kg. De vuursnelheid van de ShFK-37 was volgens veldtests gemiddeld 169 ronden per minuut bij een aanvankelijke projectielsnelheid van ongeveer 894 m / s.) granaten.
Het BZT-37-projectiel zorgde voor penetratie van Duitse tankpantser van 30 mm dik onder een hoek van 45 graden. naar de normaal vanaf een afstand van niet meer dan 500 m. Pantserdikte 15-16 mm en minder, het projectiel doorboord met ontmoetingshoeken van niet meer dan 60 graden. op dezelfde afstanden. Een pantser van 50 mm dik (voorste deel van de romp en toren van middelgrote Duitse tanks) werd door het BZT-37-projectiel gepenetreerd vanaf afstanden van niet meer dan 200 m bij ontmoetingshoeken van niet meer dan 5 graden.
Grote afmetingen van de ShFK-37 kanonnen en voedselopslag (magazijncapaciteit van 40 ronden) bepaalden hun plaatsing in stroomlijnkappen onder de vleugel van het Il-2-vliegtuig. Vanwege de installatie van een groot magazijn op het kanon moest het sterk worden neergelaten ten opzichte van het vleugelconstructievlak (vliegtuigas), wat niet alleen het ontwerp van het bevestigen van het kanon aan de vleugel bemoeilijkte (het kanon was op een schokdemper gemonteerd) absorber en bewoog met het magazijn bij het afvuren), maar vereiste ook dat het werd gedaan voor haar stroomlijnkappen omvangrijk met een grote dwarsdoorsnede.
Uit de tests bleek dat de vliegprestaties van de Il-2 met de ShFK-37-luchtkanonnen van groot kaliber, vergeleken met de seriële Il-2 met de ShVAK- of VYa-kanonnen, aanzienlijk afnamen. Het vliegtuig is inert geworden en moeilijker te besturen, vooral in bochten en bochten op lage hoogte. De wendbaarheid verslechterde bij hoge snelheden. De piloten klaagden over aanzienlijke belasting van de roeren bij het uitvoeren van manoeuvres.
Gericht afvuren van de ShFK-37 kanonnen op de Il-2 was grotendeels moeilijk vanwege de sterke terugslag van de kanonnen bij het afvuren en het gebrek aan synchronisatie in hun werking. Vanwege de grote afstand van de kanonnen ten opzichte van het zwaartepunt van het vliegtuig, evenals vanwege de onvoldoende stijfheid van de bevestiging van de kanonbevestiging, leidde dit ertoe dat het aanvalsvliegtuig sterke schokken ondervond, "pikt" en werd tijdens het schieten van de richtlijn geslagen, en dit, op zijn beurt, rekening houdend met de onvoldoende longitudinale stabiliteit "Ila", leidde tot een aanzienlijke verspreiding van granaten en een scherpe afname (ongeveer 4 keer) in de nauwkeurigheid van het vuur.
Schieten met één kanon was totaal onmogelijk. Het aanvalsvliegtuig keerde onmiddellijk naar het afvuurkanon zodat het niet mogelijk was een wijziging in het richten aan te brengen. In dit geval kan het raken van het doel alleen het eerste projectiel zijn.
Gedurende de hele testperiode werkten de ShFK-37-kanonnen onbetrouwbaar - het gemiddelde percentage munitieschot per storing was slechts 54%. Dat wil zeggen, bijna elke tweede uitval op een IL-2-gevechtsmissie met ShFK-37-kanonnen ging gepaard met het falen van ten minste één van de kanonnen. De maximale bommenlast van het aanvalsvliegtuig nam af en bedroeg slechts 200 kg. Dit alles verminderde de gevechtswaarde van het nieuwe aanvalsvliegtuig aanzienlijk.
Ondanks de mislukking met de ShFK-37 werd het werk in deze richting voortgezet. In 1943 begon de productie van het NS-37 luchtkanon (ontwerpers Nudelman en Suranov). Het gebruikte tape-feed, wat het mogelijk maakte om de vuursnelheid te verhogen tot 240-260 rds / min. De mondingssnelheid van het projectiel is 810 m / s, het gewicht van het pistool is 171 kg. Dankzij de riemaanvoer en het lagere gewicht werd het mogelijk om het nieuwe systeem op jagers te installeren.
De militaire tests van het kanon werden uitgevoerd op de LaGG-3 van 21 april tot 7 juni 1943 aan het Kalinin Front en op de Yak-9T van 22 juli tot 21 augustus 1943 aan het Centrale Front. Na militaire proeven werd het kanon in gebruik genomen onder de aanduiding NS-37. Het Yak-9T (tank) vliegtuig werd geproduceerd van maart 1943 tot juni 1945. Er werden in totaal 2.748 vliegtuigen geproduceerd.
Zoals bedacht door de ontwerpers, werd verondersteld dat de toename van de vuurkracht van de jagers het beoogde schietbereik en de kans op het raken van het doelwit zou vergroten. Om een jager neer te halen, was in de regel één treffer van een 37 mm projectiel voldoende, voor een tweemotorige bommenwerper waren er twee of drie nodig.
Het nieuwe kanon had echter ook zijn nadelen. De toename van het kaliber verminderde de vuursnelheid en het aantal munitiepatronen aan boord van de jager. Effectief schieten op luchtdoelen waren slechts enkele projectielen, omdat bij het schieten vanuit een Yak-9-vliegtuig het vliegtuig sterk zwaaide en gericht vuur alleen werd verkregen met het eerste schot, met daaropvolgende granaten verspreid. Het is vermeldenswaard dat de meeste Sovjet-jagers die tijdens de oorlog zijn gebouwd, geen hoogwaardige bezienswaardigheden hebben, in de regel was het de eenvoudigste "Vizir Vasiliev", bestaande uit ringen die op de voorruit waren geschilderd en een zicht aan de voorkant, dit had natuurlijk invloed op de effectiviteit schieten op middellange en lange afstanden.
Op 20 juli 1943 begonnen de militaire proeven van de Il-2 met twee 37 mm NS-37 luchtkanonnen, die tot 16 december duurden. In totaal waren 96 Il-2 aanvalsvliegtuigen met NS-37 betrokken bij militaire processen.
Vergeleken met de seriële Ilami, bewapend met ShVAK- of VYa-kanonnen, is de Il-2 met de NS-37 en met een bommenlading van 200 kg inerter geworden, moeilijker in een bocht en in een gevechtsbocht.
De verslechtering van de acrobatische eigenschappen van het nieuwe aanvalsvliegtuig, zoals de IL-2 met de ShFK-37 kanonnen, werd geassocieerd met een grote massaspreiding over de spanwijdte en de aanwezigheid van kanonnen stroomlijnkappen, die de aerodynamica van het vliegtuig verslechteren. De IL-2 met NS-37 had geen longitudinale stabiliteit over het hele bereik van CG's, wat de nauwkeurigheid van het schieten in de lucht aanzienlijk verminderde. Dit laatste werd verergerd door de sterke terugslag van de kanonnen wanneer er vanaf werd geschoten.
Tests hebben aangetoond dat het afvuren van een Il-2-vliegtuig met NS-37-kanonnen alleen in korte bursts van niet meer dan twee of drie schoten mag worden afgevuurd, omdat bij gelijktijdig schieten vanuit twee kanonnen, vanwege de asynchrone werking van het vliegtuig, ondervond het vliegtuig aanzienlijke pikken en werd van de richtlijn geslagen. Het richten van correctie was in dit geval in principe onmogelijk.
Bij het schieten vanuit één kanon was het alleen mogelijk om het doelwit te raken met het eerste schot, omdat het aanvalsvliegtuig naar het schietkanon draaide en de richtcorrectie onmogelijk werd. Het verslaan van puntdoelen - tanks, gepantserde voertuigen, auto's, enz. met normale werking van de kanonnen was het redelijk haalbaar.
Tegelijkertijd werden slechts in 43% van de vluchten treffers op de tanks ontvangen en was het aantal treffers op de gebruikte munitie 2,98%.
Volgens de algemene opinie had het vliegpersoneel dat met de IL-2 vanaf de NS-37 vloog, het aanvalsvliegtuig, bij het aanvallen van kleine doelen, geen voordelen ten opzichte van de IL-2 met kleiner kaliber kanonnen (ShVAK of VYa) met een normale bom belasting van 400 kg. Tegelijkertijd zou het gebruik van IL-2 met NS-37 voor grote oppervlakte- en volumetrische doelen, munitiedepots, accumulaties van tanks, artillerie- en luchtafweerbatterijen, spoorwegtreinen, kleine schepen, enz. behoorlijk succesvol kunnen zijn.
Bij het opereren tegen gronddoelen wordt de effectiviteit van elk type wapen bepaald door de aard van het doel. Dus bij het schieten op openlijk geplaatste levende doelen, verschilde de actie van een kogel van 7, 62 mm weinig van de actie van een projectiel van 20 mm, omdat hun fragmentatie-effect erg zwak is en een directe treffer nodig was om personeel te verslaan. Bij het schieten op auto's, treinstations en kleine vaartuigen waren 7, 62-12, 7 mm machinegeweren niet effectief en het effect van vliegtuigkanonnen nam sterk toe met een toename van het kaliber en het gewicht van het projectiel. Hier waren gewoon geweren van een groter kaliber nodig.
De massale vernietiging van tanks door vliegtuigkanonnen, waarover veel wordt geadverteerd in films en memoires, verwijst in de meeste gevallen naar jachtverhalen. Het is eenvoudigweg onmogelijk om door het verticale pantser van een middelzware of zware tank te dringen met een 20 mm - 37 mm vliegtuigkanon. We kunnen alleen praten over het pantser van het dak van de tank, dat meerdere malen dunner is dan de verticale en 15-20 mm was voor middelgrote tanks en 30-40 mm voor zware tanks. Vliegtuigkanonnen gebruikten zowel kaliber als sub-kaliber pantserdoordringende granaten. In beide gevallen bevatten ze geen explosieven, maar slechts incidenteel enkele grammen brandgevaarlijke stoffen. In dit geval moest het projectiel loodrecht op het pantser raken. Het is duidelijk dat in gevechtsomstandigheden de granaten het dak van de tanks onder veel kleinere hoeken raakten, waardoor hun pantserpenetratie sterk verminderde of zelfs afketste. Hieraan moet worden toegevoegd dat niet elke granaat die het pantser van een tank doorboorde, het buiten werking stelde.
Rekening houdend met de afname van de vliegeigenschappen en de afname van de bommenlading op het Il-2-vliegtuig bewapend met de NS-37, was deze aanpassing van het aanvalsvliegtuig niet wijdverbreid. De cumulatieve bommen PTAB-2, 5-1, 5, die in 1943 in dienst kwamen, bleken een veel effectiever antitankwapen te zijn.
Op basis van het NS-37 kanon, met behoud van de totale afmetingen, werd een luchtvaart, automatisch 45 mm NS-45 kanon gemaakt. Het gewicht van het pistool was 150-153 kg. Vuursnelheid 260-280 rds / min. Het kanon wordt geleverd met een riemaanvoer. Voor het eerst in de USSR werd een mondingsrem gebruikt in het 45 mm-vliegtuigkanon NS-45, dat tot 85% van de terugstootenergie absorbeerde. In 1944-45 werden in totaal ongeveer 200 kanonnen geproduceerd. De Yak-9K (groot kaliber) jager met het NS-45 kanon in de motor instorten, met 29 patronen munitie is speciaal ontworpen en gebouwd voor dit kanon. In totaal zijn er 53 vliegtuigen van dit type vervaardigd.
44 Yak-9K-vliegtuigen ondergingen militaire proeven van 13 augustus tot 18 september 1944 aan het 3e Wit-Russische Front en van 15 januari tot 15 februari 1945 aan het 2e Wit-Russische front. Er werd aangenomen dat jagers met kanonnen van groot kaliber zouden opereren tegen groepen vijandelijke bommenwerpers, buiten de effectieve defensieve vuurzone van hun schietpunten. Gemiddeld werden tien 45-mm granaten gebruikt op één neergeschoten vijandelijk vliegtuig.
De Yak-9K zelf had echter dekking nodig voor jagers met kanonnen van 20 mm, waaronder slavenmachines. Gericht schieten met kanonnen van 45 mm werd alleen bij het eerste schot verkregen, de rest van de granaten vlogen voorbij. Na een uitbarsting van drie schoten, afgevuurd zelfs op maximale snelheid, viel de laatste scherp, de stabiliteit van het vliegtuig ging verloren, olie- en waterlekken in de pijpleidingen werden waargenomen.
Bovendien was het zeer zeldzaam om eind 1944 een grote groep vijandelijke bommenwerpers te ontmoeten en was er geen specifieke behoefte aan een dergelijke jager. Volgens de resultaten van militaire tests werd de Yak-9K niet in massaproductie gelanceerd.
In de USSR werden in oorlogstijd vliegtuigkanonnen en grotere kalibers ontwikkeld. Het 57 mm automatische kanon N-57 werd ontwikkeld onder leiding van de toonaangevende ontwerper G. A. Zhirnykh aan het einde van de Grote Patriottische Oorlog. Voor dit kaliber had het pistool een relatief kleine massa - 135 kg. Er werd een kleine serie van 36 kanonnen gemaakt.
Het kanon werd met succes getest op de MiG-9 "F-3" straaljager (derde prototype). Dit was het eerste en enige geval in de geschiedenis van de luchtvaart dat een 57 mm kanon op een straaljager werd geïnstalleerd. Maar de productie van de MiG-9 werd gelanceerd met het 37 mm N-37 kanon, hoewel sommige vliegtuigen van de eerste batch nog steeds waren uitgerust met het N-57 kanon. Vervolgens werd het op alle vliegtuigen vervangen door het N-37-kanon.
In 1943-1945. bij de TsAKB die onder leiding stond van V. G. Grabin, er werd gewerkt aan het maken van automatische luchtkanonnen van groot kaliber.
Er werden 65 mm, 76 mm, 100 mm automatische vliegtuigkanonnen ontwikkeld.
In 1948 werden twee prototypes van het 65 mm kanon vervaardigd en in de fabriek getest. In 1949 werd één monster opgestuurd voor veldtesten bij het Air Force Research Institute. Voor het 65 mm-kanon werden twee schoten gemaakt: met een OFZT-projectiel en met een BRZT-projectiel. Op een afstand van 600 m doorboorde het BRZT-projectiel 60 mm pantser met een ontmoetingshoek van 30 °. Zo kon dit projectiel van bovenaf het pantser van elke tank uit die tijd binnendringen.
In 1948 begon TsNII-58 te werken aan het B-0902 100 mm automatische luchtvaartkanon. Het zou worden geïnstalleerd op Tu-2 en Tu-4 bommenwerpers, die zouden worden omgebouwd tot jagers. Natuurlijk kunnen noch propelleraangedreven (Yak-3, JIa-5, La-7, La-9, enz.) noch straaljagers (Yak-15, MiG-9, enz.) dit kanon fysiek dragen vanwege zijn gewicht en invloed.
De automatische uitrusting van het 100 mm kanon was van een mechanisch type met een lange loopslag en alle bewerkingen werden automatisch uitgevoerd. Het kanon was uitgerust met een krachtige mondingsrem die 65% van de terugstootenergie absorbeerde. Het kanon is compact gemaakt door de rationele plaatsing van al zijn eenheden. Bewaar voedsel tapeloos. De winkel had 15 unitaire cartridges.
De besturing van het kanonvuur en pneumatisch herladen werd uitgevoerd vanuit de cockpit. Het gewicht van het pistool zonder de powerbox was 1350 kg. Vuursnelheid - 30,5 schoten per minuut. Terugslagkracht - 5 ton.
Voor het V-0902-kanon heeft TsNII-58 speciaal drie schoten gemaakt: met een FZT-projectiel, met een BRZT-projectiel en met een granaat op afstand.
De patroon met het FZT-projectiel (high-explosive incendiary tracer) had een gewicht van 27 kg en een lengte van 990 mm. Het gewicht van de voortstuwende lading was 4,47 kg, waardoor het projectiel een beginsnelheid had van 810 m / s. De granaat zelf, met een gewicht van 13,9 kg, bevatte 1,46 kg explosieven. Het effectieve schietbereik van het FZT-projectiel was 1000-1200 m.
De cartridge met het BRZT-projectiel had een gewicht van 27, 34 kg en een lengte van 956 mm. Het gewicht van de voortstuwende lading was 4,55 kg en het projectiel kreeg een beginsnelheid van 800 m / s. De schaal zelf, met een gewicht van 14,2 kg, bevatte een klein explosief (0,1 kg). Tijdens testvuren doorboorde het BZRT-projectiel op een afstand van 600 m 120 mm pantser (in een ontmoetingshoek van 30 °).
Voor het afvuren op luchtdoelen werd een 100 mm afstandsgranaat met dodelijke brandgevaarlijke elementen gemaakt. Het gewicht van de granaat is 15,6 kg. De granaat bevatte 0,605 kg explosieven (uitstootlading) en 93 dodelijke brandgevaarlijke elementen met een gewicht van 52 tot 61 g elk. Het projectiel was uitgerust met een VM-30 buis op afstand. 1948-1949. Experimentele batches granaten met unitaire en ringvormige opstelling van dodelijke brandgevaarlijke elementen werden getest. Om de effectiviteit van de fragmenten en hun "brandgevaarlijke vermogen" te testen, werd er op het vliegtuig op de grond geschoten.
Het 100 mm B-0902 kanon werd het krachtigste automatische vliegtuigkanon, niet alleen in de USSR, maar blijkbaar ook in de wereld. Technisch gezien was het een technisch meesterwerk. Het enige probleem is dat ze vijf jaar te laat was. In 1944-1945. een hogesnelheidsbommenwerper met een zuigermotor kon er bijna straffeloos de vliegende forten B-17 en B-29 uitschieten die in dichte volgorde vlogen vanaf een afstand van 1 km en meer. Maar de komst van straaljagers veranderde de tactiek van luchtgevechten radicaal, en zware vliegtuigkanonnen verloren alle betekenis, althans voor het afvuren op vliegtuigen.
