Līdz Vācijas uzbrukumam PSRS mūsu aviācija bija bruņota ar divu veidu lidmašīnu lielgabaliem: 20 mm ShVAK (Shpitalny-Vladimirova liela kalibra aviācija), kuras dizains daudzējādā ziņā bija līdzīgs 7, 62 -mm ShKAS aviācijas ložmetējs un 23 mm. VJA (Volkova-Yartseva).
20 mm ShVAK lielgabals tika ražots šādos variantos: spārns, tornītis un dzinējs. Ieroču svars ir 40 kg - 44,5 kg. Uguns ātrums 700-800 apgr./min. Sākotnējais ātrums ir 815 m / s. Sinhronie un spārnos uzstādītie 20 mm ShVAK stiprinājumi tika uzstādīti iznīcinātājiem I-153P, I-16, Yak-1, Yak-3, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7, Pe-3., un 1943. gadā tika ražoti 158 lielgabali, kas uzstādīti uz viesuļvētras iznīcinātājiem, nevis 7, 92 mm Browning ložmetēji. Uz bumbvedēja Tu-2 un uz daļu no bumbvedējiem Pe-2 tika novietoti divi stacionāri lielgabali. Uz bumbvedējiem Pe-8 un Er-2 tika uzstādīti aizsardzības torņi ar 20 mm ShVAK lielgabaliem.
ShVAK visos aspektos bija pārāks par vācu lidmašīnas lielgabaliem MG-FF, kas 1941. gadā bija visizplatītākais Vācijas aviācijā.
1940. gadā dizaineri A. A. Volkovs un S. A. Yartsevs jaunai 23 mm patronai izveidoja 23 mm automātisko lielgabalu VYa-23. Sverot 66 kg, lielgabals izdarīja 550-650 šāvienus minūtē.
VYa lielgabalā tika izmantoti čaumalas, kas svēra 200 gramus, kas ir divas reizes vairāk nekā ShVAK. Bruņas caurdurošs aizdedzinošs šāviņš 400 m attālumā pa parastajām caurdurtajām 25 mm bruņām.
VYa lielgabala atsitiens bija pietiekami liels, un sākotnēji tas nebija uzstādīts uz iznīcinātājiem. Līdz kara sākumam tā vienīgais nesējs bija uzbrukuma lidmašīna Il-2, kuras katrā spārnā tika uzstādīts viens VYa lielgabals ar munīcijas slodzi 150 šāvienu uz barelu. Vēlāk viņa bija bruņota ar uzbrukuma lidmašīnām Il-10 un daļēji iznīcinātājiem LaGG-3.
Karadarbības gaitā izrādījās, ka padomju lidmašīnas ar 20-23 mm kalibru varēja efektīvi cīnīties tikai ar ienaidnieka vieglajām bruņumašīnām, vidējas tvertnes un pašgājēji lielgabali viņiem bija pārāk smagi.
1942. gada otrajā pusē tika izlaista neliela Il-2 versijas sērija, kas bija bruņota ar 37 mm ShFK-37 lielgabaliem.
37 mm ShFK-37 lidmašīnas lielgabals tika izstrādāts B. G. Špitalnija vadībā.
Lidmašīnā Il-2 uzstādītā lielgabala svars bija 302,5 kg. ShFK-37 ugunsgrēka ātrums, saskaņā ar lauka testiem, bija vidēji 169 šāvieni minūtē ar sākotnējo šāviņa ātrumu aptuveni 894 m / s.) Šāviņi.
Lādiņš BZT-37 nodrošināja 30 mm biezu vācu tanku bruņu iespiešanos 45 grādu leņķī. līdz normālam no attāluma, kas nepārsniedz 500 m. Bruņu biezums 15-16 mm un mazāks, šāviņš tika sadursts ne vairāk kā 60 grādu leņķī. tādos pašos attālumos. 50 mm biezas bruņas (korpusa priekšējā daļa un vidējo vācu tanku tornītis) ar lādiņu BZT-37 iekļuva no attāluma, kas nepārsniedz 200 m, saskares leņķī, kas nepārsniedz 5 grādus.
Lielie ShFK-37 lielgabalu un pārtikas preču uzglabāšanas izmēri (žurnāla ietilpība 40 kārtas) noteica to izvietojumu apvalkos zem lidmašīnas Il-2 spārna. Tā kā uz lielgabala tika uzstādīts liels žurnāls, tas bija stipri jāsamazina attiecībā pret spārnu konstrukcijas plakni (lidmašīnas asi), kas ne tikai sarežģīja lielgabala piestiprināšanas pie spārna konstrukciju (lielgabals tika uzstādīts uz trieciena) absorbentu un pārvietojās kopā ar žurnālu, šaušanas laikā), bet arī prasīja, lai tas tiktu darīts, lai viņas apvalki būtu apjomīgi ar lielu šķērsgriezumu.
Pārbaudes parādīja, ka Il-2 lidojuma veiktspēja ar lielkalibra ShFK-37 gaisa lielgabaliem, salīdzinot ar sērijveida Il-2 ar ShVAK vai VYa lielgabaliem, ievērojami samazinājās. Lidmašīna ir kļuvusi inertāka un grūtāk lidojama, jo īpaši līkumos nelielā augstumā. Manevrētspēja pasliktinājās lielā ātrumā. Piloti sūdzējās par ievērojamām slodzēm uz stūres, veicot manevrus.
Mērķtiecīga šaušana no ShFK-37 lielgabaliem uz Il-2 lielā mērā bija sarežģīta, jo lielgabali spēcīgi atsitās šaušanas laikā un nebija sinhronizācijas to darbībā. Sakarā ar lielo ieroču atstarpi attiecībā pret lidmašīnas masas centru, kā arī ieroča stiprinājuma stiprinājuma nepietiekamās stingrības dēļ tas noveda pie tā, ka uzbrukuma lidmašīna piedzīvoja spēcīgus satricinājumus, "knābās" un šaušanas laikā tika notriekta no mērķa līnijas, un tas, savukārt, ņemot vērā nepietiekamo garenisko stabilitāti "Ila", izraisīja ievērojamu šāviņu izkliedi un strauju ugunsgrēka precizitātes samazināšanos (apmēram 4 reizes).
Šaut no viena lielgabala bija pilnīgi neiespējami. Uzbrukuma lidmašīna nekavējoties pagriezās pret šāvienu, tāpēc nebija iespējams ieviest mērķa grozījumu. Šajā gadījumā trāpīšana mērķī varētu būt tikai pirmais šāviņš.
Visā testa periodā ShFK -37 lielgabali strādāja neuzticami - vidējais nošauto munīcijas procents uz vienu neveiksmi bija tikai 54%. Tas ir, gandrīz katru otro kaujas misiju IL-2 ar ShFK-37 lielgabaliem pavadīja vismaz viena ieroča neveiksme. Uzbrukuma lidmašīnas maksimālā bumbas slodze samazinājās un bija tikai 200 kg. Tas viss ievērojami samazināja jauno uzbrukuma lidmašīnu kaujas vērtību.
Neskatoties uz neveiksmi ar ShFK-37, darbs šajā virzienā tika turpināts. 1943. gadā sāka ražot gaisa lielgabalus NS-37 (dizaineri Nudelmans un Suranovs). Tas izmantoja lentes padevi, kas ļāva palielināt ugunsgrēka ātrumu līdz 240-260 apgr./min. Lādiņa purnas ātrums ir 810 m / s, lielgabala svars ir 171 kg. Pateicoties jostas padevei un mazākajam svaram, kļuva iespējams uzstādīt jauno sistēmu cīnītājiem.
Pistoles militārie testi tika veikti LaGG-3 no 1943. gada 21. aprīļa līdz 7. jūnijam Kaļiņinas frontē un Jak-9T no 1943. gada 22. jūlija līdz 21. augustam Centrālajā frontē. Pēc militāriem izmēģinājumiem lielgabals tika nodots ekspluatācijā ar apzīmējumu NS-37. Lidmašīna Yak-9T (tanks) tika ražota no 1943. gada marta līdz 1945. gada jūnijam. Kopumā tika saražotas 2748 lidmašīnas.
Kā domāja dizaineri, kaujinieku uguns spēku palielināšanai vajadzēja palielināt mērķēto šaušanas diapazonu un iespējamību trāpīt mērķī. Lai notriektu cīnītāju, parasti pietika ar vienu 37 mm šāviņa triecienu; divmotoru bumbvedējam bija nepieciešami divi vai trīs.
Tomēr jaunajam lielgabalam bija arī trūkumi. Kalibra pieaugums samazināja ugunsgrēka ātrumu un munīcijas šāviņu skaitu uz iznīcinātāja. Efektīva šaušana uz gaisa mērķiem bija tikai atsevišķi šāviņi, jo, izšaujot no lidmašīnas "Yak-9", lidmašīna spēcīgi šūpojās, un mērķēta uguns tika iegūta tikai ar pirmo šāvienu, pēc tam izkliedējot šāviņus. Ir vērts atzīmēt, ka lielākajai daļai kara laikā uzcelto padomju iznīcinātāju nav augstas kvalitātes apskates objektu, parasti tas bija vienkāršākais "Vizir Vasiliev", kas sastāvēja no gredzeniem, kas krāsoti uz vējstikla, un priekšējā skata, tas, protams, ietekmēja efektivitāti šaušana vidējos un lielos attālumos.
1943. gada 20. jūlijā sākās Il-2 militārie izmēģinājumi ar diviem 37 mm NS-37 gaisa lielgabaliem, kas turpinājās līdz 16. decembrim. Kopumā militārajos izmēģinājumos bija iesaistītas 96 uzbrukuma lidmašīnas Il-2 ar NS-37.
Salīdzinot ar sērijveida Ilami, bruņotu ar ShVAK vai VYa lielgabaliem, Il-2 ar NS-37 un ar 200 kg bumbas slodzi ir kļuvis inertāks, grūtāks līkumā un kaujas pagriezienā.
Jaunās uzbrukuma lidmašīnas, piemēram, IL-2 ar ShFK-37 lielgabaliem, akrobātisko īpašību pasliktināšanās bija saistīta ar lielu masu izplatīšanos spārnu platumā un lielgabalu apvalku klātbūtni, kas pasliktina lidmašīnas aerodinamiku. IL-2 ar NS-37 nebija gareniskas stabilitātes visā CG diapazonā, kas ievērojami samazināja šaušanas precizitāti gaisā. Pēdējo pasliktināja spēcīgais ieroču atsitiens, šaujot no tiem.
Pārbaudes ir parādījušas, ka šaušana no lidmašīnas Il-2 no NS-37 lielgabaliem drīkstētu tikt izšauta tikai īsos pārrāvumos, kuru garums nepārsniedz divus vai trīs šāvienus, jo, vienlaicīgi izšaujot no diviem lielgabaliem, gaisa kuģa asinhronās darbības dēļ., lidmašīna piedzīvoja ievērojamus knābājumus un tika nogāzta no mērķa līnijas. Korekcijas mērķēšana šajā gadījumā būtībā bija neiespējama.
Izšaujot no viena lielgabala, trāpīt mērķī bija iespējams tikai ar pirmo šāvienu, jo uzbrukuma lidmašīna pagriezās pret šaujamieroci un mērķa korekcija kļuva neiespējama. Punktu mērķu sakāve - tanki, bruņumašīnas, automašīnas utt. ar normālu lielgabalu darbību tas bija diezgan sasniedzams.
Tajā pašā laikā triecieni uz cisternām tika saņemti tikai 43% gadījumu, un trāpījumu skaits izlietotajai munīcijai bija 2,98%.
Saskaņā ar vispārējo viedokli, lidojuma personālam, kas lido ar IL-2 no NS-37, uzbrukuma lidmašīnai, uzbrūkot maziem mērķiem, nebija priekšrocību salīdzinājumā ar IL-2 ar mazāka kalibra lielgabaliem (ShVAK vai VYa) ar parastu bumbu. slodze 400 kg. Tajā pašā laikā IL-2 izmantošana ar NS-37 lielām teritorijām un tilpuma mērķiem, munīcijas noliktavām, tanku, artilērijas un pretgaisa bateriju, dzelzceļa vilcienu, mazu kuģu u.c. uzkrājumiem varētu būt diezgan veiksmīga.
Darbojoties pret zemes mērķiem, katra veida ieroča efektivitāti nosaka mērķa raksturs. Tātad, izšaujot uz atklāti esošiem dzīviem mērķiem, 7,62 mm lodes darbība maz atšķīrās no 20 mm šāviņa darbības, jo to sadrumstalotības efekts ir ļoti vājš un personāla sakāvei bija nepieciešams tiešs trieciens. Apšaujot automašīnas, dzelzceļa stacijas un mazos kuģus, 7, 62-12, 7 mm ložmetēji bija neefektīvi, un lidmašīnu lielgabalu ietekme strauji pieauga, palielinoties šāviņa kalibram un svaram. Šeit bija vajadzīgi lielāka kalibra ieroči.
Masveida tanku iznīcināšana no lidmašīnu lielgabaliem, ko plaši reklamē filmās un memuāros, vairumā gadījumu attiecas uz medību stāstiem. Ar 20 mm - 37 mm lidmašīnas lielgabalu vienkārši nav iespējams iekļūt vidēja vai smaga tanka vertikālajās bruņās. Mēs varam runāt tikai par tvertnes jumta bruņām, kas ir vairākas reizes plānākas par vertikālo un bija 15-20 mm vidējām tvertnēm un 30-40 mm smagām tvertnēm. Lidmašīnas lielgabalos tika izmantoti gan kalibra, gan subkalibra bruņu caurduršanas apvalki. Abos gadījumos tie nesatur sprāgstvielas, bet tikai dažkārt dažus gramus uzliesmojošu vielu. Šajā gadījumā šāviņam bija jāsit perpendikulāri bruņām. Ir skaidrs, ka kaujas apstākļos čaumalas ietriecās tanku jumtā daudz mazākos leņķos, kas krasi samazināja to bruņu iespiešanos vai pat rikošetēja. Tam jāpiebilst, ka ne katrs apvalks, kas iedūrās tanka bruņās, to neizmantoja.
Ņemot vērā lidojuma raksturlielumu samazināšanos un bumbas slodzes samazināšanos ar NS-37 bruņotajām lidmašīnām Il-2, šī uzbrukuma lidmašīnas modifikācija nebija plaši izplatīta. PTAB-2, 5-1, 5 kumulatīvās bumbas, kuras sāka lietot 1943. gadā, izrādījās daudz efektīvāks prettanku ierocis.
Pamatojoties uz lielgabalu NS-37, saglabājot kopējos izmērus, tika izveidots aviācijas automātiskais 45 mm lielgabals NS-45. Pistoles svars bija 150-153 kg. Uguns ātrums 260-280 apgr./min. Lielgabals tiek piegādāts ar lentes padevi. Pirmo reizi PSRS 45 mm lidmašīnas lielgabalā NS-45 tika izmantota uzpurņa bremze, kas absorbēja līdz 85% atsitiena enerģijas. 1944.-45. Gadā kopumā tika saražoti aptuveni 200 ieroči. Yak-9K (liela kalibra) iznīcinātājs ar lielgabalu NS-45 dzinēja sabrukumā ar 29 munīcijas kārtām tika īpaši izstrādāts un izgatavots šim lielgabalam. Kopumā tika izgatavotas 53 šāda veida lidmašīnas.
44 lidmašīnas Yak-9K tika pakļautas militārajiem izmēģinājumiem no 1944. gada 13. augusta līdz 18. septembrim 3. Baltkrievijas frontē un no 1945. gada 15. janvāra līdz 15. februārim 2. Baltkrievijas frontē. Tika pieņemts, ka cīnītāji ar lielkalibra lielgabaliem darbosies pret ienaidnieka bumbvedēju grupām, atrodoties ārpus to šaušanas punktu efektīvās aizsardzības uguns zonas. Vidēji uz vienu notriektu ienaidnieka lidmašīnu tika iztērēti desmit 45 mm apvalki.
Tomēr pašiem Yak-9K bija nepieciešams segums cīnītājiem ar 20 mm lielgabaliem, starp kuriem bija vergu mašīnas. Mērķtiecīga šaušana no 45 mm lielgabaliem tika iegūta tikai pirmajā šāvienā, pārējie šāviņi lidoja garām. Pēc trīs šāvienu pārsprāgšanas, kas tika raidīti pat ar maksimālo ātrumu, pēdējais strauji kritās, tika zaudēta lidmašīnas stabilitāte, tika novērota naftas un ūdens noplūde cauruļvados.
Turklāt 1944. gada beigās bija ļoti reti satikt lielu ienaidnieka bumbvedēju grupu, un nebija īpaši vajadzīgs šāds cīnītājs. Saskaņā ar militāro testu rezultātiem, Yak-9K netika uzsākts masveida ražošanā.
PSRS kara laikā tika izstrādāti lidmašīnu lielgabali un lielāki kalibri. 57 mm automātiskais lielgabals N-57 tika izstrādāts vadošā dizainera G. A. Zhirnykh vadībā Lielā Tēvijas kara beigās. Šim kalibram lielgabala masa bija salīdzinoši maza - 135 kg. Tika izgatavota neliela 36 ieroču sērija.
Pistole tika veiksmīgi pārbaudīta ar reaktīvo iznīcinātāju MiG-9 "F-3" (trešais prototips). Šis bija pirmais un vienīgais gadījums aviācijas vēsturē, kad reaktīvajam iznīcinātājam tika uzstādīts 57 mm lielgabals. Bet MiG-9 ražošana tika uzsākta ar 37 mm lielgabalu N-37, lai gan dažas pirmās sērijas lidmašīnas joprojām bija aprīkotas ar lielgabalu N-57. Pēc tam visos lidaparātos to aizstāja ar lielgabalu N-37.
1943.-1945. TsAKB, kuru vadīja V. G. Grabin, tika veikts darbs, lai izveidotu liela kalibra aviācijas automātiskos lielgabalus.
Tika izstrādāti 65 mm, 76 mm, 100 mm automātiskie lidmašīnu lielgabali.
1948. gadā tika izgatavoti divi 65 mm lielgabala prototipi un pārbaudīti rūpnīcā. 1949. gadā viens paraugs tika nosūtīts gaisa izmēģinājumu institūta lauka izmēģinājumiem. 65 mm lielgabalam tika izveidoti divi šāvieni: ar OFZT šāviņu un ar BRZT šāviņu. 600 m attālumā BRZT šāviņš sadursta 60 mm bruņas 30 ° leņķī. Tādējādi šis šāviņš no augšas varēja iekļūt jebkura tā laika tanka bruņās.
1948. gadā TsNII-58 sāka darbu pie 100 mm automātiskās aviācijas lielgabala B-0902. To vajadzēja uzstādīt uz bumbvedējiem Tu-2 un Tu-4, kurus paredzēts pārveidot par iznīcinātājiem. Protams, ne dzenskrūves (Yak-3, JIa-5, La-7, La-9 uc), ne reaktīvie iznīcinātāji (Yak-15, MiG-9 uc) nevarēja fiziski nēsāt šo pistoli tā svara dēļ. un ietekme.
100 mm lielgabala automātiskais aprīkojums bija mehāniska tipa ar garu stobra gājienu, un visas darbības tika veiktas automātiski. Pistole bija aprīkota ar jaudīgu uzpurņa bremzi, kas absorbēja 65% no atsitiena enerģijas. Lielgabals tika padarīts kompakts visu tā vienību racionālas izvietošanas dēļ. Uzglabājiet pārtiku bez lentes. Veikalā bija 15 vienotas patronas.
Pistoles ugunsgrēka kontrole un pneimatiskā pārlādēšana tika veikta no kabīnes. Pistoles svars bez barošanas kārbas bija 1350 kg. Ugunsgrēka ātrums - 30,5 šāvieni minūtē. Atgriešanās spēks - 5 tonnas.
V-0902 lielgabalam TsNII-58 speciāli izveidoja trīs šāvienus: ar FZT šāviņu, ar BRZT šāviņu un ar tālvadības granātu.
Patronas ar šāviņu FZT (sprādzienbīstams aizdedzinošs marķieris) svars bija 27 kg un garums 990 mm. Propelenta lādiņa svars bija 4,47 kg, kā rezultātā šāviņa sākotnējais ātrums bija 810 m / s. Pats apvalks, kas svēra 13,9 kg, saturēja 1,46 kg sprāgstvielu. FZT šāviņa efektīvais šaušanas diapazons bija 1000-1200 m.
Kārtridža ar BRZT šāviņu svars bija 27, 34 kg un garums 956 mm. Propelenta lādiņa svars bija 4,55 kg, un šāviņš saņēma sākotnējo ātrumu 800 m / s. Pats apvalks, kas svēra 14,2 kg, saturēja nelielu sprāgstvielu (0,1 kg). Pārbaudes šaušanas laikā BZRT šāviņš 600 m attālumā iedūra 120 mm bruņas (saskares leņķī 30 °).
Šaušanai no gaisa mērķiem tika izveidota 100 mm tālvadības granāta ar nāvējošiem aizdedzinošiem elementiem. Granātas svars ir 15,6 kg. Granātā bija 0, 605 kg sprāgstvielas (lādiņš) un 93 nāvējoši aizdegšanās elementi, kas katrs svēra no 52 līdz 61 g. Lādiņš bija aprīkots ar VM-30 tālvadības cauruli. 1948.-1949. Tika pārbaudītas eksperimentālas granātu partijas ar nāvējošu aizdedzinošu elementu vienotu un gredzenveida izvietojumu. Lai pārbaudītu fragmentu efektivitāti un to "uzliesmojošo spēju", lidmašīnā tika veikta šaušana uz zemes.
100 mm lielgabals B-0902 kļuva par visspēcīgāko automātisko lidmašīnas lielgabalu ne tikai PSRS, bet arī, acīmredzot, pasaulē. No tehniskā viedokļa tas bija inženierzinātņu šedevrs. Vienīgā problēma ir tā, ka viņa kavējās piecus gadus. 1944.-1945. ātrgaitas bumbvedējs ar virzuļdzinēju varēja gandrīz nesodīti nošaut lidojošos cietokšņus B-17 un B-29, kas blīvā secībā lidoja no 1 km un vairāk attāluma. Bet reaktīvo iznīcinātāju parādīšanās radikāli mainīja gaisa kaujas taktiku, un smago lidmašīnu lielgabali zaudēja jebkādu nozīmi, vismaz šaušanai uz lidmašīnām.
