Mitragliatrici di grosso calibro e i primi cannoni apparvero a bordo degli aerei durante la prima guerra mondiale, ma poi si trattava solo di timidi tentativi di aumentare la potenza di fuoco dei primi velivoli. Fino alla metà degli anni '30 del XX secolo, quest'arma veniva utilizzata nell'aviazione solo sporadicamente. Il vero periodo di massimo splendore dei fucili a fuoco rapido per l'aviazione cadde negli anni prebellici e negli anni della seconda guerra mondiale. In Unione Sovietica, uno dei cannoni aerei più famosi, che è stato installato su un numero enorme di aerei dall'I-16 al La-7, e come parte delle torrette è stato utilizzato sui bombardieri Pe-8 ed Er-2, è stato il cannone automatico dell'aviazione ShVAK da 20 mm (Shpitalny -Vladimirov Aviation di grosso calibro). Principalmente, questa pistola era usata per armare i combattenti sovietici.
Allo stesso tempo, nessuno dei cannoni aerei sovietici poteva vantare volumi di produzione come lo ShVAK. Nel 1942, un anno piuttosto difficile per l'intero paese, le imprese sovietiche furono in grado di produrre 34.601 cannoni per aerei di questo tipo. La produzione di ShVAK è stata avviata presso lo stabilimento di armi di Tula, lo stabilimento di armi di Kovrov e gli stabilimenti di costruzione di macchine di Izhevsk. In totale, in URSS, tenendo conto della produzione prebellica, sono state prodotte più di 100 mila copie del cannone aereo ShVAK da 20 mm. La sua versione leggermente modificata è stata utilizzata anche per armare carri armati leggeri, ad esempio il carro armato T-60 di massa. Considerando il volume di produzione e l'uso di questo sistema di artiglieria, è giustamente indicato come "l'arma della vittoria".
ShVAK è il primo cannone automatico dell'aviazione sovietico di calibro 20 mm. Fu messo in servizio nel 1936 e fu prodotto fino al 1946, quando furono assemblati gli ultimi 754 cannoni di questo tipo. Il cannone aereo è stato prodotto in quattro versioni: ala, torretta, mitragliatrice e sincrono. Il motoscafo si distingueva per la presenza di una canna più lunga e di un ammortizzatore. Nella sua struttura, lo ShVAK era completamente simile alla mitragliatrice di grosso calibro 12, 7-mm con lo stesso nome, adottata nel 1934. L'unica differenza era nel diametro della canna utilizzata. I test della mitragliatrice di grosso calibro ShVAK hanno dimostrato ai progettisti che, grazie al margine di sicurezza disponibile, il calibro del sistema può essere aumentato a 20 mm senza modificare le dimensioni del sistema mobile, semplicemente sostituendo la canna. La pistola ShVAK aveva un'alimentazione a nastro, il processo di ricarica veniva eseguito meccanicamente o pneumaticamente.
Cannone dell'aviazione ShVAK
ShVAK sincrono su caccia La-5
Per la prima volta, il nuovo cannone è stato installato sul caccia IP-1 progettato da Dmitry Pavlovich Grigorovich. Nell'estate del 1936 fu presentato all'Air Force Research Institute per i test di stato. Allo stesso tempo, ci sono voluti circa quattro anni per perfezionarlo. Solo nel 1940, il cannone ShVAK progettato da Boris Gavrilovich Shpitalny e Semyon Vladimirovich Vladimirov iniziò a essere montato sui combattenti sovietici, sia nella rottura del blocco cilindri del motore aeronautico M-105 (pistola a motore) che nell'ala. Il debutto in combattimento del nuovo cannone aereo sovietico avvenne nel 1939. I cannoni ad aria ShVAK erano sui caccia I-16, che furono usati nelle battaglie con i giapponesi a Khalkhin Gol.
Strutturalmente, il cannone aereo ShVAK 20-mm ha ripetuto i precedenti modelli delle mitragliatrici ShKAS e ShVAK (12, 7 mm). L'automatico della pistola funzionava sulla base di una presa di gas. Il fucile ad aria compressa aveva una canna fissa, che, una volta assemblata, era collegata alla scatola assemblata mediante un inserto di bloccaggio. Come negli sviluppi precedenti, nel cannone aereo ShVAK da 20 mm è stato utilizzato un punto culminante dei sistemi di Shpitalny: un meccanismo a tamburo a 10 posizioni per eliminare gradualmente la cartuccia dal nastro, grazie al suo utilizzo, un'alta velocità di fuoco del sistema era assicurato. Ma questo schema di lavoro richiedeva l'uso della propria cartuccia welted con una flangia sporgente, che si aggrappava alla scanalatura della vite del tamburo della pistola. Per questo motivo nell'arma dello Spitalny non poteva essere utilizzato nessun altro tipo di cartuccia.
Oggi possiamo tranquillamente affermare che l'idea di unificare armi per diversi calibri è abbastanza sensata. Molti sistemi nella pratica mondiale hanno seguito lo stesso percorso; oggi, nel primo quarto del 21° secolo, le armi multicalibro stanno vivendo un vero periodo di massimo splendore. Tuttavia, nel caso dei modelli di Shpitalny, tutto non è stato così semplice. Il fatto è che il suo primo progetto della mitragliatrice per aerei ShKAS è stato costruito attorno alla cartuccia già esistente di un fucile calibro 7, 62x54R con un bordo, che era completamente giustificato affinché la mitragliatrice raggiungesse un'alta cadenza di fuoco. Ma già ShVAK chiedeva all'industria sovietica di creare munizioni fondamentalmente nuove di design welted. Nella variante con una mitragliatrice da 12, 7 mm, questa soluzione non ha avuto successo. Questo calibro è stato concepito come universale, è stato progettato per usarlo non solo nell'aviazione. Con la cartuccia degtyarevsky da 12,7x108 mm già esistente, che era più conveniente per conservare il cibo, anche l'assertività che era caratteristica di Shpitalny non era sufficiente per spingere la produzione parallela di una simile cartuccia con guardolo 12,7x108R. Tale cartuccia in URSS è stata prodotta per un breve periodo in parallelo con la produzione di una piccola serie di mitragliatrici di grosso calibro ShVAK. Alla fine, è stato semplicemente interrotto.
Ala ShVAK su caccia I-16 di tipo 17
Ma la versione da 20 mm dello ShVAK stava aspettando un destino molto più riuscito. Al momento dello sviluppo di questo cannone aereo, nell'Unione Sovietica semplicemente non esistevano altre cartucce da 20 mm. Come possibile opzione, la produzione del "Long Soloturn" - una potente munizione svizzera di calibro 20x138R, per la quale è stata creata la mitragliatrice universale Atsleg AP-20 in KB-2, è stata considerata, in generale, la nicchia di Le munizioni da 20 mm in URSS non sono state riempite, il che ha completamente slegato le mani ai creatori del cannone ad aria ShVAK.
Ad altri aspetti negativi dell'unificazione delle versioni da 12, 7 mm e 20 mm dello ShVAK, gli esperti attribuiscono il fatto che il gruppo Vladimirov, cercando di mantenere un unico design dei nodi dei due sistemi aeronautici, sia stato costretto a equalizzare le dimensioni geometriche lungo la lunghezza dei due tipi di cartucce. La lunghezza di entrambe le cartucce era di 147 mm, il che forniva un unico design per l'unità di sistema più laboriosa in produzione: la struttura di alimentazione del tamburo. Tuttavia, se la cartuccia da 12,7 mm era abbastanza potente per la sua classe, la nuova 20x99R si è rivelata una delle munizioni di calibro 20 mm più deboli tra le sue controparti straniere.
Alla fine, la mitragliatrice costituì la base dell'armamento dei caccia sovietici Yak e LaGG; nella versione ad ala, andò anche al primo aereo d'attacco Il-2 con una capacità di munizioni di 200 colpi per barile. L'inizio della Grande Guerra Patriottica stimolò sia la produzione di massa di cannoni ShVAK da 20 mm sia l'introduzione di versioni sincrone della pistola, che dal 1942 iniziarono ad apparire sui combattenti di Lavochkin e furono installate su singole serie del caccia MiG-3.
Aviamotor VK-105PF con mitragliatrice ShVAK
Ma la versione a torretta dello ShVAK non poteva vantare un destino di successo e non mise radici nell'aviazione sovietica. Troppo pesante e ingombrante, non si adattava alle torrette leggere dei nostri bombardieri. Il suo uso era estremamente limitato. La pistola è stata installata su un idrovolante MTB-2 (ANT-44), nonché su un bombardiere esperto Myasishchev DB-102. Quasi l'unico aereo da combattimento seriale su cui veniva regolarmente installata la versione a torretta dello ShVAK era il bombardiere pesante Pe-8 (TB-7), la cui produzione fu praticamente frammentaria durante gli anni della guerra. E già alla fine della guerra, un cannone ShVAK fu installato anche sulla torretta superiore del bombardiere Er-2.
Pertanto, il principale consumatore di pistole per aerei ShVAK durante l'intero periodo della loro produzione era l'aereo da combattimento sovietico. ShVAK sono stati schierati sui caccia I-153P, I-16, I-185, Yak-1, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7 e Pe-3. Quando il caccia I-16 fu ritirato dalla produzione e l'aereo d'attacco Il-2 iniziò a riarmarsi con il nuovo cannone aeronautico VYa da 23 mm, la produzione della versione ad ala dello ShVAK fu quasi completamente ridotta. Solo nel 1943, 158 di questi cannoni furono sparati per riequipaggiare gli uragani Lend-Lease, dove furono installati al posto delle mitragliatrici Browning da 7,7 mm. E alla fine della guerra, la versione alare del cannone trovò di nuovo il suo uso, diventando l'arma offensiva del bombardiere ad alta velocità bimotore Tu-2.
Allo stesso tempo, la mitragliatrice ShVAK, con alcune modifiche progettuali nel 1941-42, fu montata su carri armati leggeri T-30 (modifica del T-40) invece della mitragliatrice DShK da 12, 7 mm, che rendeva è stato possibile aumentare significativamente la potenza del loro effetto di fuoco sul nemico e ha dato alle navi cisterna l'opportunità di colpire veicoli nemici leggermente corazzati (penetrazione dell'armatura - fino a 35 mm con un proiettile di sotto-calibro), cannoni anticarro, nidi di mitragliatrici e manodopera nemica. Una variante della pistola con la denominazione ShVAK-tank o TNSh-20 (serbatoio Nudelman-Shpitalny) è stata installata in serie su carri armati leggeri T-60.
Cannone TNSh-20 nel carro leggero T-60
Nel maggio 1942, gli specialisti dell'Air Force Research Institute giunsero alla conclusione che il cannone aereo ShVAK 20-mm funziona perfettamente sui caccia I-16 (nell'ala), Yak-1 e LaGG-3 (attraverso il cambio). Il proiettile di questo cannone è efficace contro aerei nemici, autoblindo, carri armati e veicoli leggeri e serbatoi di carburante delle ferrovie. Per l'azione contro i carri armati medi e pesanti, il guscio del cannone ShVAK non è efficace. In generale, il proiettile ShVAK in termini di peso, e quindi l'efficacia dell'azione esplosiva, era inferiore al proiettile dei cannoni aerei tedeschi dello stesso calibro (il proiettile ShVAK pesava 91 grammi e il cannone aereo tedesco MG FF - 124 grammi). È stato anche notato che in termini di efficacia dell'azione sugli obiettivi, lo ShVAK era significativamente inferiore al cannone aereo VYa da 23 mm.
Confrontando lo ShVAK sovietico con il cannone aereo tedesco MG FF, si arriva alla conclusione che il cannone tedesco, che utilizzava l'energia di rinculo del bullone libero (sullo ShVAK - uscita del gas), aveva un vantaggio solo nel peso e nella resistenza alla rottura dei gusci utilizzati. Allo stesso tempo, la velocità iniziale del proiettile del cannone tedesco era di almeno 220 m / s in meno, ma la seconda salva per i cannoni degli aerei ad ala era praticamente la stessa. Allo stesso tempo, la MG FF era più leggera di 15 kg, anche grazie all'uso di una canna più corta. Allo stesso tempo, questo vantaggio dei cannoni tedeschi è stato perso con l'apparizione in URSS del nuovo cannone aereo B-20.
Oggi è piuttosto difficile valutare oggettivamente il valore del cannone aereo ShVAK 20-mm. Certo, aveva un certo numero di difetti: munizioni deboli con scarsa balistica, complessità operativa e tecnologica, che, specialmente nella fase iniziale della produzione, portavano all'alto costo della pistola. Allo stesso tempo, il primo inconveniente è stato facilmente compensato dall'enorme velocità di fuoco dello ShVAK, che ha raggiunto 800 colpi al minuto, e la riduzione dei costi è stata dovuta all'istituzione della produzione di massa e all'adattamento dell'industria. Vale la pena notare che in termini di velocità di fuoco, lo ShVAK non aveva eguali tra i cannoni aerei prodotti in serie di altri stati. È vero, le versioni sincrone installate sugli eccellenti caccia sovietici La-5 e La-7, a seconda della modalità operativa del motore, avevano una velocità di fuoco inferiore: 550-750 colpi al minuto.
Confronto della cartuccia 20x99R con altre munizioni
In ogni caso, possiamo dire che il cannone ad aria di Shpitalny-Vladimirov è diventato uno di quei campioni iconici delle armi dell'Armata Rossa che sono stati in grado di garantire la vittoria del nostro paese nella Grande Guerra Patriottica. Secondo i piloti di caccia di quegli anni, la potenza anche dei proiettili da 20 mm relativamente deboli del cannone ShVAK era sufficiente per combattere qualsiasi aereo della Luftwaffe. Naturalmente, se la Germania avesse avuto in modo massiccio bombardieri pesanti o l'aviazione sovietica avesse dovuto scontrarsi in cielo con un'armata di "fortezze volanti" americane, i nostri combattenti avrebbero avuto difficoltà, ma in realtà nulla di tutto questo è accaduto.
È anche importante ricordare che in Unione Sovietica non c'era alternativa a ShVAK per molto tempo. Lo sviluppo del promettente cannone aereo B-20 progettato da Mikhail Evgenievich Berezin, anch'esso creato da lui sulla base di una mitragliatrice di grosso calibro e basato sullo stesso principio di funzionamento dello ShVAK, è stato gravemente ritardato a causa della malattia del progettista. Per questo motivo, il cannone aereo ShVAK, nonostante la sua "debolezza", è rimasto l'arma principale dei combattenti della Grande Guerra Patriottica.
Anche l'addestramento dei piloti sovietici, cresciuto durante la guerra e che ha permesso di utilizzare efficacemente le armi a loro disposizione, ha svolto un ruolo significativo. Non è un segreto che il personale dell'Aeronautica dell'Armata Rossa, che affrontò la guerra il 22 giugno 1941, aveva qualifiche estremamente basse e una mancanza quasi completa di esperienza nell'uso in combattimento dei loro aerei. Le uniche eccezioni erano il personale di comando che riuscì a superare la Spagna, Khalkhin Gol, la guerra invernale con la Finlandia, ma c'erano pochi piloti del genere. E, principalmente, hanno trasmesso l'esperienza accumulata in conformità con il corso di formazione "Il corso dell'impiego in combattimento di aerei da combattimento". Ciò è stato confermato dal consumo di munizioni per bersagli aerei, che è cambiato durante la guerra dai primi mesi all'ultimo. Se nella fase iniziale della guerra, i piloti sovietici aprivano spesso il fuoco sul nemico da una distanza di 300-400 metri, allora già nel 1942, dopo aver acquisito esperienza, da una distanza di 100-150 metri e talvolta da 50 metri. Ciò ha comportato un aumento della precisione di tiro e una riduzione del consumo di munizioni. Per quanto riguarda il cannone aereo ShVAK, ciò ha aumentato l'efficacia dei suoi proiettili. Quando l'aereo nemico si trasformò in uno scolapasta, la minore forza esplosiva dei proiettili dei cannoni sovietici non era più significativa.
Ala del caccia tedesco Bf 109 dopo essere stato colpito da proiettili ShVAK da 20 mm
Durante il periodo prebellico e gli anni della seconda guerra mondiale, l'industria sovietica ha prodotto più di 100 mila cannoni per aerei ShVAK, il che lo rende uno dei sistemi di artiglieria più massicci nella storia dell'aviazione. La produzione di ShVAK fu interrotta solo nel 1946. Fu sostituito dal più avanzato cannone aereo B-20, che, avendo caratteristiche di combattimento simili, era più affidabile e leggero.
Le caratteristiche prestazionali di ShVAK:
Lunghezza/peso:
Versione ad ala - 1679 mm / 40 kg.
Variante torretta - 1726 mm / 42 kg.
Pistola a motore - 2122 mm / 44, 5 kg.
La lunghezza della corsa delle parti mobili è di 185 mm.
Velocità di fuoco - 700-800 rds / min.
La velocità iniziale è di 815 m/s.
Cartuccia - 20x99 mm R.
