En el momento del ataque alemán a la URSS, nuestra aviación estaba armada con dos tipos de cañones de aviones: ShVAK de 20 mm (aviación de gran calibre Shpitalny-Vladimirova), cuyo diseño era en muchos aspectos similar al 7, 62 ametralladora de aviación ShKAS de mm y 23 mm. VYa (Volkova-Yartseva).
El cañón ShVAK de 20 mm se fabricó en las siguientes variantes: ala, torreta y cañón motorizado. El peso de las armas es de 40 kg - 44,5 kg. Cadencia de fuego 700-800 rds / min. La velocidad inicial es de 815 m / s. Se instalaron soportes ShVAK de 20 mm sincrónicos y montados en alas en los cazas I-153P, I-16, Yak-1, Yak-3, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7, Pe-3, y en 1943 se produjeron 158 cañones para su instalación en los cazas Hurricane en lugar de 7 ametralladoras Browning de 92 mm. Se colocaron dos cañones estacionarios en el bombardero Tu-2 y en parte de los bombarderos Pe-2. Se instalaron torretas defensivas con cañones ShVAK de 20 mm en los bombarderos Pe-8 y Er-2.
El ShVAK era superior en todos los aspectos al cañón de avión alemán MG-FF, que en 1941 era el más común en la aviación alemana.
En 1940, los diseñadores A. A. Volkov y S. A. Yartsev crearon un cañón automático VYa-23 de 23 mm para un nuevo cartucho de 23 mm. Con un peso de 66 kg, la pistola hizo 550-650 disparos / min.
En el cañón VYa, se utilizaron proyectiles que pesaban 200 gramos, que es el doble que el del ShVAK. Un proyectil incendiario perforador de blindaje a una distancia de 400 m a lo largo del blindaje normal perforado de 25 mm.
El retroceso del cañón VYa era lo suficientemente grande y no se instaló originalmente en los cazas. Al comienzo de la guerra, su único portaaviones era el avión de ataque Il-2, en cada ala de la cual se instaló un cañón VYa con una carga de munición de 150 rondas por barril. Más tarde, estaba armada con aviones de ataque Il-10 y en parte cazas LaGG-3.
En el curso de las hostilidades, resultó que los cañones de los aviones soviéticos de calibre 20-23 mm solo podían luchar eficazmente contra los vehículos blindados ligeros del enemigo, los tanques medianos y los cañones autopropulsados eran demasiado duros para ellos.
En la segunda mitad de 1942, se lanzó una pequeña serie de la versión Il-2, armada con cañones ShFK-37 de 37 mm.
El cañón de avión ShFK-37 de 37 mm se desarrolló bajo el liderazgo de B. G. Shpitalny.
El peso del cañón montado en el avión Il-2 era de 302,5 kg. La velocidad de disparo del ShFK-37, según las pruebas de campo, promedió 169 disparos por minuto a una velocidad inicial de proyectil de aproximadamente 894 m / s.) Proyectiles.
El proyectil BZT-37 proporcionó la penetración del blindaje del tanque alemán de 30 mm de espesor en un ángulo de 45 grados. a la normal desde una distancia de no más de 500 m. Espesor de armadura 15-16 mm y menos, el proyectil perforado en ángulos de encuentro no más de 60 grados. a las mismas distancias. El proyectil BZT-37 atravesó una armadura de 50 mm de espesor (parte frontal del casco y torreta de los tanques medianos alemanes) desde distancias de no más de 200 m en ángulos de encuentro que no superaban los 5 grados.
Las grandes dimensiones generales de los cañones ShFK-37 y la comida de la tienda (capacidad del cargador de 40 rondas) determinaron su ubicación en los carenados debajo del ala del avión Il-2. Debido a la instalación de un cargador grande en el cañón, tuvo que bajarse fuertemente en relación con el plano de construcción del ala (eje del avión), lo que no solo complicó el diseño de unir el cañón al ala (el arma estaba montada en un amortiguador absorbedor y se movía con el cargador al disparar), pero también requería que se hiciera para sus carenados voluminosos con una gran sección transversal.
Las pruebas mostraron que el rendimiento de vuelo del Il-2 con los cañones de aire ShFK-37 de gran calibre, en comparación con el Il-2 de serie con los cañones ShVAK o VYa, disminuyó significativamente. El avión se ha vuelto más inerte y más difícil de volar, especialmente en virajes y vueltas a baja altitud. La maniobrabilidad se deterioró a altas velocidades. Los pilotos se quejaron de cargas importantes en los timones al realizar maniobras.
Disparar con el objetivo de los cañones ShFK-37 en el Il-2 fue en gran parte difícil debido al fuerte retroceso de los cañones al disparar y la falta de sincronización en su operación. Debido a la gran separación de los cañones en relación con el centro de masa de la aeronave, así como debido a la rigidez insuficiente del soporte de la montura del cañón, llevó al hecho de que el avión de ataque experimentó fuertes golpes, "picotazos". y fue derribado de la línea de puntería al disparar, y esto, a su vez, teniendo en cuenta la estabilidad longitudinal insuficiente "Ila", condujo a una dispersión significativa de los proyectiles y una fuerte disminución (aproximadamente 4 veces) en la precisión del fuego.
Disparar con un cañón era completamente imposible. El avión de ataque se volvió inmediatamente hacia el cañón de disparo por lo que no fue posible introducir una enmienda a la puntería. En este caso, golpear el objetivo solo podría ser el primer proyectil.
Durante todo el período de prueba, los cañones ShFK-37 no funcionaron de manera confiable: el porcentaje promedio de municiones disparadas por falla fue solo del 54%. Es decir, casi cada segunda salida en una misión de combate IL-2 con cañones ShFK-37 estuvo acompañada por la falla de al menos uno de los cañones. La carga máxima de bombas del avión de ataque disminuyó y fue de solo 200 kg. Todo esto redujo significativamente el valor de combate del nuevo avión de ataque.
A pesar del fracaso con el ShFK-37, se continuó trabajando en esta dirección. En 1943, comenzó la producción del cañón de aire NS-37 (diseñadores Nudelman y Suranov). Usó alimentación de cinta, lo que permitió aumentar la velocidad de disparo a 240-260 rds / min. La velocidad de salida del proyectil es de 810 m / s, el peso del arma es de 171 kg. Gracias a la alimentación por correa y al menor peso, fue posible instalar el nuevo sistema en los cazas.
Las pruebas militares del arma se llevaron a cabo en el LaGG-3 del 21 de abril al 7 de junio de 1943 en el Frente Kalinin y en el Yak-9T del 22 de julio al 21 de agosto de 1943 en el Frente Central. Después de las pruebas militares, el arma se puso en servicio con la designación NS-37. El avión Yak-9T (tanque) se fabricó desde marzo de 1943 hasta junio de 1945. Se produjeron un total de 2.748 aviones.
Según lo concebido por los diseñadores, se suponía que el aumento de la potencia de fuego de los cazas aumentaría el rango de disparo apuntado y la probabilidad de acertar en el objetivo. Para derribar un caza, por regla general, un impacto de un proyectil de 37 mm era suficiente; para un bombardero bimotor, se requerían dos o tres.
Sin embargo, el nuevo cañón también tenía sus inconvenientes. El aumento de calibre redujo la velocidad de disparo y el número de cartuchos de munición a bordo del caza. El disparo efectivo a objetivos aéreos fue solo proyectiles individuales, ya que al disparar desde un avión Yak-9, el avión se balanceó fuertemente y el fuego dirigido se obtuvo solo con el primer disparo, con los proyectiles posteriores dispersos. Vale la pena señalar la ausencia de miras de alta calidad en la mayoría de los cazas soviéticos construidos durante la guerra, como regla general, era el "Vizir Vasiliev" más simple que consistía en anillos pintados en el parabrisas y una mira frontal, esto, por supuesto, afectó la efectividad. de disparos a media y larga distancia.
El 20 de julio de 1943 comenzaron las pruebas militares del Il-2 con dos cañones de aire NS-37 de 37 mm, que continuaron hasta el 16 de diciembre. En total, 96 aviones de ataque Il-2 con NS-37 participaron en juicios militares.
En comparación con el Ilami de serie, armado con cañones ShVAK o VYa, el Il-2 con el NS-37 y con una carga de bomba de 200 kg se ha vuelto más inerte, más difícil en una curva y en un giro de combate.
El deterioro de las características acrobáticas del nuevo avión de ataque, como el IL-2 con los cañones ShFK-37, se asoció con una gran masa repartida en la envergadura y la presencia de carenados de cañón, que empeoran la aerodinámica del avión. El IL-2 con NS-37 no tenía estabilidad longitudinal en todo el rango de CG, lo que redujo significativamente la precisión de los disparos al aire. Esto último se vio agravado por el fuerte retroceso de los cañones al disparar desde ellos.
Las pruebas han demostrado que disparar desde un avión Il-2 desde cañones NS-37 solo debe dispararse en ráfagas cortas de no más de dos o tres disparos de longitud, ya que al disparar simultáneamente desde dos cañones, debido al funcionamiento asincrónico de la aeronave, la aeronave experimentó picotazos significativos y se salió de la línea de puntería. Apuntar a la corrección en este caso era básicamente imposible.
Al disparar desde un cañón, solo era posible dar en el blanco con el primer disparo, ya que el avión de ataque se volvió hacia el cañón que disparaba y la corrección de puntería se hizo imposible. La derrota de objetivos puntuales: tanques, vehículos blindados, automóviles, etc. con el funcionamiento normal de los cañones era bastante factible.
Al mismo tiempo, los impactos en los tanques se recibieron solo en el 43% de las salidas, y el número de impactos en la munición gastada fue del 2,98%.
Según la opinión general, el personal de vuelo que volaba el IL-2 del NS-37, el avión de ataque, al atacar objetivos pequeños, no tenía ventajas sobre el IL-2 con cañones de menor calibre (ShVAK o VYa) con una bomba normal. carga de 400 kg. Al mismo tiempo, el uso de IL-2 con NS-37 para grandes áreas y objetivos volumétricos, depósitos de municiones, acumulaciones de tanques, baterías de artillería y antiaéreas, trenes ferroviarios, embarcaciones pequeñas, etc., podría tener bastante éxito.
Cuando se opera contra objetivos terrestres, la efectividad de cada tipo de arma está determinada por la naturaleza del objetivo. Entonces, al disparar a objetivos vivos ubicados abiertamente, la acción de una bala de 7, 62 mm difería poco de la acción de un proyectil de 20 mm, ya que su efecto de fragmentación es muy débil y se requería un golpe directo para derrotar al personal. Al disparar contra automóviles, estaciones de ferrocarril y pequeñas embarcaciones, las ametralladoras de 7, 62-12 y 7 mm fueron ineficaces, y el efecto de los cañones de los aviones aumentó drásticamente con un aumento en el calibre y el peso del proyectil. Aquí, solo se necesitaban armas de un calibre mayor.
La destrucción masiva de tanques por cañones de aviones, ampliamente publicitada en películas y memorias, en la mayoría de los casos se refiere a historias de caza. Es simplemente imposible penetrar el blindaje vertical de un tanque mediano o pesado con un cañón de avión de 20 mm a 37 mm. Solo podemos hablar del blindaje del techo del tanque, que es varias veces más delgado que el vertical y fue de 15-20 mm para tanques medianos y de 30-40 mm para tanques pesados. Los cañones de las aeronaves utilizaban proyectiles perforadores de blindaje de calibre y subcalibre. En ambos casos, no contenían explosivos, sino solo ocasionalmente algunos gramos de sustancias incendiarias. En este caso, el proyectil tuvo que impactar perpendicularmente a la armadura. Está claro que en condiciones de combate, los proyectiles golpean el techo de los tanques en ángulos mucho más pequeños, lo que reduce drásticamente la penetración de su blindaje o incluso rebota. A esto hay que añadir que no todos los proyectiles que perforaron el blindaje de un tanque lo dejaron fuera de combate.
Teniendo en cuenta la disminución de las características de vuelo y la disminución de la carga de bombas en el avión Il-2 armado con el NS-37, esta modificación del avión de ataque no fue generalizada. Las bombas acumulativas PTAB-2, 5-1, 5, que entraron en servicio en 1943, resultaron ser un arma antitanque mucho más eficaz.
Sobre la base del cañón NS-37, manteniendo las dimensiones generales, se creó un cañón automático NS-45 de aviación de 45 mm. El peso de la pistola fue de 150-153 kg. Cadencia de fuego 260-280 rds / min. El cañón se suministra con una correa de alimentación. Por primera vez en la URSS, se utilizó un freno de boca en el cañón de avión de 45 mm NS-45, que absorbió hasta el 85% de la energía de retroceso. En 1944-45, se produjeron un total de aproximadamente 200 armas. El caza Yak-9K (gran calibre) con el cañón NS-45 en el colapso del motor, con 29 rondas de munición fue especialmente diseñado y construido para este arma. Se fabricaron un total de 53 aviones de este tipo.
44 aviones Yak-9K fueron sometidos a pruebas militares del 13 de agosto al 18 de septiembre de 1944 en el 3er Frente Bielorruso y del 15 de enero al 15 de febrero de 1945 en el 2º Frente Bielorruso. Se asumió que los cazas con cañones de gran calibre operarían contra grupos de bombarderos enemigos, estando fuera de la zona de fuego defensiva efectiva de sus puestos de tiro. En promedio, se gastaron diez proyectiles de 45 mm en un avión enemigo derribado.
Sin embargo, los propios Yak-9K necesitaban cobertura para cazas con cañones de 20 mm, entre los que había máquinas esclavas. El disparo dirigido con cañones de 45 mm se obtuvo solo en el primer disparo, el resto de los proyectiles pasaron volando. Luego de una ráfaga de tres disparos, disparados incluso a máxima velocidad, este último cayó bruscamente, se perdió la estabilidad de la aeronave, se observaron fugas de aceite y agua en las tuberías.
Además, era muy raro encontrar un gran grupo de bombarderos enemigos a fines de 1944, y no había una necesidad particular de un caza de este tipo. Según los resultados de las pruebas militares, el Yak-9K no se lanzó a la producción en masa.
En la URSS, en tiempos de guerra, se desarrollaron cañones de aviones y calibres más grandes. El cañón automático de 57 mm N-57 fue desarrollado bajo el liderazgo del diseñador líder G. A. Zhirnykh al final de la Gran Guerra Patria. Para este calibre, el arma tenía una masa relativamente pequeña: 135 kg. Se fabricó una pequeña serie de 36 cañones.
El arma fue probada con éxito en el caza a reacción MiG-9 "F-3" (tercer prototipo). Este fue el primer y único caso en la historia de la aviación en el que se instaló un cañón de 57 mm en un caza a reacción. Pero la producción del MiG-9 se lanzó con el cañón N-37 de 37 mm, aunque algunos de los aviones del primer lote todavía estaban equipados con el cañón N-57. Posteriormente, en todos los aviones, fue reemplazado por el cañón N-37.
En 1943-1945. en el TsAKB encabezado por V. G. Grabin, se estaba trabajando para crear cañones automáticos de aviación de gran calibre.
Se desarrollaron cañones automáticos de aviones de 65 mm, 76 mm, 100 mm.
En 1948, se fabricaron y probaron en fábrica dos prototipos del cañón de 65 mm. En 1949, se envió una muestra para pruebas de campo en el Instituto de Investigación de la Fuerza Aérea. Para el cañón de 65 mm, se crearon dos disparos: con un proyectil OFZT y con un proyectil BRZT. A una distancia de 600 m, el proyectil BRZT atravesó 60 mm de blindaje en un ángulo de encuentro de 30 °. Así, este proyectil podría penetrar el blindaje de cualquier tanque de esa época desde arriba.
En 1948, TsNII-58 comenzó a trabajar en el cañón de aviación automático B-0902 de 100 mm. Se suponía que iba a instalarse en bombarderos Tu-2 y Tu-4, que se iban a convertir en cazas. Naturalmente, ni los propulsores de hélice (Yak-3, JIa-5, La-7, La-9, etc.) ni los aviones de combate (Yak-15, MiG-9, etc.) podrían llevar físicamente este arma debido a su peso. e impacto.
El equipo automático del cañón de 100 mm era de tipo mecánico con un largo recorrido de cañón, y todas las operaciones se realizaban de forma automática. La pistola estaba equipada con un potente freno de boca que absorbía el 65% de la energía de retroceso. El cañón se hizo compacto debido a la ubicación racional de todas sus unidades. Guarde los alimentos sin cinta adhesiva. La tienda tenía 15 cartuchos unitarios.
El control del disparo y la recarga neumática se realizó desde la cabina. El peso de la pistola sin la caja de alimentación fue de 1350 kg. Velocidad de disparo: 30,5 disparos por minuto. Fuerza de retroceso: 5 toneladas.
Para el cañón V-0902, TsNII-58 creó especialmente tres disparos: con un proyectil FZT, con un proyectil BRZT y con una granada remota.
El cartucho con el proyectil FZT (trazador incendiario de alto explosivo) tenía un peso de 27 kg y una longitud de 990 mm. El peso de la carga propulsora fue de 4,47 kg, por lo que el proyectil tenía una velocidad inicial de 810 m / s. El proyectil en sí, que pesaba 13,9 kg, contenía 1,46 kg de explosivos. El rango de disparo efectivo del proyectil FZT fue de 1000-1200 m.
El cartucho con el proyectil BRZT tenía un peso de 27, 34 kg y una longitud de 956 mm. El peso de la carga propulsora fue de 4,55 kg y el proyectil recibió una velocidad inicial de 800 m / s. El proyectil en sí, que pesaba 14,2 kg, contenía un poco de explosivo (0,1 kg). Durante el disparo de prueba, el proyectil BZRT a una distancia de 600 m atravesó un blindaje de 120 mm (en un ángulo de encuentro de 30 °).
Para disparar a objetivos aéreos, se creó una granada remota de 100 mm con elementos incendiarios letales. El peso de la granada es de 15,6 kg. La granada contenía 0, 605 kg de explosivo (carga de expulsión) y 93 elementos incendiarios letales que pesaban entre 52 y 61 g cada uno. El proyectil estaba equipado con un tubo remoto VM-30. En 1948-1949. Se probaron lotes experimentales de granadas con disposición unitaria y anular de elementos incendiarios letales. Para probar la eficacia de los fragmentos y su "capacidad incendiaria", se llevó a cabo un disparo desde tierra en la aeronave.
El cañón B-0902 de 100 mm se convirtió en el cañón automático para aviones más poderoso no solo en la URSS, sino también, aparentemente, en el mundo. Desde un punto de vista técnico, fue una obra maestra de ingeniería. El único problema es que tenía cinco años de retraso. En 1944-1945. un bombardero de alta velocidad con un motor de pistón podría disparar desde él con casi impunidad las fortalezas voladoras B-17 y B-29 volando en orden denso desde una distancia de 1 km y más. Pero la llegada de los aviones de combate cambió radicalmente las tácticas del combate aéreo, y los cañones de los aviones pesados perdieron toda importancia, al menos para disparar contra los aviones.
