Metralhadoras de grande calibre e os primeiros canhões apareceram a bordo de aeronaves durante a Primeira Guerra Mundial, mas essas foram apenas tentativas tímidas de aumentar o poder de fogo da primeira aeronave. Até meados da década de 30 do século 20, essa arma era usada na aviação apenas esporadicamente. O verdadeiro apogeu das armas de fogo rápido da aviação ocorreu nos anos anteriores à guerra e na Segunda Guerra Mundial. Na União Soviética, um dos mais famosos canhões de aeronaves, que foi instalado em um grande número de aeronaves de I-16 a La-7, e como parte das torres foi usado em bombardeiros Pe-8 e Er-2, foi o canhão de aviação automático ShVAK 20 mm (Shpitalny -Vladimirov Aviation Large-caliber). Principalmente, essa arma foi usada para armar caças soviéticos.
Ao mesmo tempo, nenhum dos canhões de aeronaves soviéticos poderia se orgulhar de volumes de produção como o ShVAK. Em 1942, um ano bastante difícil para todo o país, as empresas soviéticas conseguiram produzir 34.601 canhões de aeronaves desse tipo. A produção de ShVAK foi lançada na fábrica de armas de Tula, fábrica de armas Kovrov e fábricas de construção de máquinas Izhevsk. No total, na URSS, levando-se em consideração a produção pré-guerra, foram fabricados mais de 100 mil exemplares do canhão para aeronaves ShVAK de 20 mm. Sua versão ligeiramente modificada também foi usada para armar tanques leves, por exemplo, o tanque mass T-60. Considerando o volume de produção e uso deste sistema de artilharia, é justamente referido como a "arma da Vitória".
ShVAK é o primeiro canhão de aviação automático soviético de calibre 20 mm. Entrou em serviço em 1936 e foi produzido até 1946, quando foram montados os últimos 754 canhões deste tipo. O canhão da aeronave foi produzido em quatro versões: asa, torre, canhão a motor e síncrono. A metralhadora se distinguia pela presença de um cano mais longo e um amortecedor. Em sua estrutura, o ShVAK era totalmente semelhante à metralhadora de grande calibre 12,7 mm de mesmo nome, adotada ainda em 1934. A única diferença estava no diâmetro do cano usado. Os testes da metralhadora ShVAK de grande calibre demonstraram aos projetistas que, graças à margem de segurança disponível, o calibre do sistema pode ser aumentado para 20 mm sem alterar as dimensões do sistema móvel, simplesmente substituindo o cano. A arma ShVAK tinha alimentação de fita, o processo de recarga era realizado mecanicamente ou pneumaticamente.
Canhão de aviação ShVAK
ShVAK síncrono no caça La-5
Pela primeira vez, o novo canhão foi instalado no caça IP-1 projetado por Dmitry Pavlovich Grigorovich. No verão de 1936, foi apresentado ao Instituto de Pesquisa da Força Aérea para testes estaduais. Ao mesmo tempo, levou cerca de quatro anos para fazer o ajuste fino. Somente em 1940, o canhão ShVAK projetado por Boris Gavrilovich Shpitalny e Semyon Vladimirovich Vladimirov começou a ser montado em caças soviéticos, tanto na ruptura do bloco de cilindros do motor da aeronave M-105 (metralhadora) quanto na asa. A estreia em combate do novo canhão da aviação soviética ocorreu em 1939. Os canhões de ar ShVAK estavam nos caças I-16, que foram usados em batalhas com os japoneses em Khalkhin Gol.
Estruturalmente, o canhão da aeronave ShVAK 20 mm repetia os modelos anteriores das metralhadoras ShKAS e ShVAK (12,7 mm). As automáticas da arma funcionavam com base em uma saída de gás. O canhão a ar tinha um cano fixo que, ao ser montado, era conectado à caixa montada por meio de um cadeado de travamento. Como em desenvolvimentos anteriores, no canhão de aeronave ShVAK de 20 mm, um destaque dos sistemas de Shpitalny foi usado - um mecanismo de tambor de 10 posições para retirar o cartucho da fita, graças ao seu uso, uma alta taxa de disparo do sistema foi assegurado. Mas esse esquema de trabalho exigia o uso de seu próprio cartucho debruado com um flange-flange saliente, que se prendia à ranhura do parafuso do tambor da arma. Por esta razão, nenhum outro tipo de cartucho poderia ser usado na arma do Spitalny.
Hoje podemos dizer com segurança que a ideia de unificar armas para diferentes calibres é bastante sensata. Muitos sistemas na prática mundial seguiram o mesmo caminho; hoje, no primeiro quarto do século 21, as armas de vários calibres estão experimentando um verdadeiro apogeu. Porém, no caso dos modelos de Shpitalny, nem tudo era tão simples. Acontece que seu primeiro projeto de metralhadora para aeronaves ShKAS foi construído em torno do cartucho já existente de um rifle calibre 7, 62x54R com aro, o que se justificava completamente para que a metralhadora atingisse um alto índice de tiro. Mas os ShVAKs já exigiam da indústria soviética a criação de munições fundamentalmente novas de design deformado. Na variante com metralhadora 12,7 mm, a solução não teve sucesso. Este calibre foi concebido como universal, foi planejado para ser usado não só na aviação. Com o cartucho degtyarevsky de 12,7x108 mm já existente, que era mais conveniente para armazenar alimentos, mesmo a assertividade que era característica de Shpitalny não foi suficiente para impulsionar a produção paralela de um cartucho deformado semelhante 12,7x108R. Esse cartucho na URSS foi produzido por um curto período de tempo em paralelo com a produção de uma pequena série de metralhadoras de grande calibre ShVAK. No final, foi simplesmente descontinuado.
Wing ShVAK no caça I-16 tipo-17
Mas a versão de 20 mm do ShVAK estava esperando por um destino muito mais bem-sucedido. Na época do desenvolvimento deste canhão para aeronaves, outros cartuchos de 20 mm simplesmente não existiam na União Soviética. Como opção possível, a produção da "Long Soloturn" - potente munição suíça de calibre 20x138R, para a qual foi criada a metralhadora universal Atsleg AP-20 em KB-2, foi considerada, porém, em geral, o nicho da A munição de 20 mm na URSS não foi preenchida, o que desamarrou completamente as mãos dos criadores do canhão de ar ShVAK.
A outros aspectos negativos da unificação das versões 12, 7 mm e 20 mm do ShVAK, os especialistas atribuem o fato de que o grupo de Vladimirov, tentando manter um único desenho dos nós dos dois sistemas de aeronaves, foi forçado a equalizar as dimensões geométricas ao longo do comprimento dos dois tipos de cartuchos. O comprimento de ambos os cartuchos era de 147 mm, o que proporcionava um design único para a unidade de sistema de produção mais trabalhosa - a estrutura de alimentação do tambor. No entanto, se o cartucho de 12,7 mm era potente o suficiente para sua classe, o novo 20x99R acabou sendo uma das munições de calibre 20 mm mais fracas entre suas contrapartes estrangeiras.
Em última análise, o canhão a motor formou a base do armamento dos caças soviéticos Yak e LaGG; na versão asa, também foi para o primeiro avião de ataque Il-2 com capacidade de munição de 200 tiros por barril. O início da Grande Guerra Patriótica estimulou a produção em massa de canhões ShVAK de 20 mm e a introdução de versões sincronizadas da arma, que desde 1942 começaram a aparecer nos caças de Lavochkin e foram instaladas em séries individuais do caça MiG-3.
Aviamotor VK-105PF com pistola a motor ShVAK
Mas a versão torre do ShVAK não podia se orgulhar de um destino de sucesso e não se enraizou na aviação soviética. Muito pesado e incômodo, não cabia nas torres leves de nossos bombardeiros. Seu uso era extremamente limitado. A arma foi instalada em um barco voador MTB-2 (ANT-44), bem como em um bombardeiro experiente Myasishchev DB-102. Quase a única aeronave de combate em série na qual a versão da torre do ShVAK era regularmente instalada foi o bombardeiro pesado Pe-8 (TB-7), cuja produção foi praticamente fragmentada ao longo dos anos de guerra. E já no final da guerra, um canhão ShVAK também foi instalado na torre superior do bombardeiro Er-2.
Assim, o principal consumidor de canhões para aeronaves ShVAK durante todo o período de sua produção foi o caça soviético. ShVAK foram implantados em caças I-153P, I-16, I-185, Yak-1, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7 e Pe-3. Quando o caça I-16 foi retirado da produção, e a aeronave de ataque Il-2 começou a se rearmar com o novo canhão de aviação VYa de 23 mm, a produção da versão asa do ShVAK foi quase completamente reduzida. Só em 1943, 158 dessas armas foram disparadas para reequipar os furacões Lend-Lease, onde foram instaladas em vez de metralhadoras Browning de 7, 7 mm. E no final da guerra, a versão montada em asa do canhão novamente encontrou seu uso, tornando-se a arma ofensiva do bombardeiro bimotor Tu-2 de alta velocidade.
Ao mesmo tempo, a metralhadora ShVAK, com algumas mudanças de design em 1941-42, foi montada em tanques leves T-30 (modificação do T-40) em vez da metralhadora DShK de 12,7 mm, que fez foi possível aumentar significativamente o poder do seu efeito de fogo sobre o inimigo e deu aos petroleiros a oportunidade de atingir veículos inimigos com blindagem leve (penetração da armadura - até 35 mm com um projétil de subcalibre), canhões antitanque, ninhos de metralhadora e mão de obra inimiga. Uma variante da arma com a designação ShVAK-tank ou TNSh-20 (tanque Nudelman-Shpitalny) foi instalada em série em tanques leves T-60.
Canhão TNSh-20 no tanque leve T-60
Em maio de 1942, especialistas do Instituto de Pesquisa da Força Aérea chegaram à conclusão de que o canhão da aeronave ShVAK 20 mm funciona perfeitamente nos caças I-16 (na asa), Yak-1 e LaGG-3 (através da caixa de câmbio). O projétil deste canhão é eficaz contra aeronaves inimigas, carros blindados, tanques e veículos leves e tanques de combustível de ferrovias. Para ação contra tanques médios e pesados, o projétil do canhão ShVAK não é eficaz. Em geral, o projétil ShVAK em termos de peso e, portanto, a eficácia da ação explosiva, era inferior ao projétil dos canhões de aviões alemães do mesmo calibre (o projétil ShVAK pesava 91 gramas, e o canhão alemão MG FF - 124 gramas). Também foi notado que em termos de eficácia de ação sobre os alvos, o ShVAK era significativamente inferior ao canhão da aeronave VYa de 23 mm.
Comparando o ShVAK soviético com o canhão alemão MG FF, chega-se à conclusão de que o canhão alemão, que utilizava a energia de recuo do ferrolho livre (no ShVAK - saída de gás), tinha vantagem apenas no peso e na resistência à ruptura das conchas usadas. Ao mesmo tempo, a velocidade inicial do projétil do canhão alemão era de pelo menos 220 m / s menor, mas a segunda salva para os canhões das aeronaves de asa foi praticamente a mesma. Ao mesmo tempo, o MG FF era 15 kg mais leve, inclusive devido ao uso de um cano mais curto. Ao mesmo tempo, essa vantagem dos canhões alemães foi perdida com o aparecimento na URSS do novo canhão de aeronaves B-20.
Hoje é bastante difícil avaliar objetivamente o valor do canhão de aeronave ShVAK de 20 mm. Claro, tinha um certo monte de deficiências - munição fraca com balística ruim, complexidade operacional e tecnológica, o que, principalmente na fase inicial de produção, acarretava no alto custo do canhão. Ao mesmo tempo, a primeira desvantagem era facilmente compensada pela enorme cadência de tiro do ShVAK, que chegava a 800 tiros por minuto, e a redução de custos se devia ao estabelecimento da produção em massa e adaptação da indústria. É importante notar que em termos de cadência de tiro, o ShVAK não tinha igual entre os canhões de aeronaves produzidos em série de outros estados. É verdade que as versões síncronas que foram instaladas nos excelentes caças soviéticos La-5 e La-7, dependendo do modo de operação do motor, tinham uma cadência de tiro menor - 550-750 tiros por minuto.
Comparação do cartucho 20x99R com outra munição
Em qualquer caso, podemos dizer que o canhão de ar de Shpitalny-Vladimirov se tornou uma daquelas amostras icônicas de armas do Exército Vermelho que foram capazes de garantir a vitória de nosso país na Grande Guerra Patriótica. De acordo com os pilotos de caça daqueles anos, a potência até mesmo dos relativamente fracos projéteis de 20 mm do canhão ShVAK era suficiente para lutar contra qualquer aeronave da Luftwaffe. Claro, se a Alemanha tivesse bombardeiros pesados maciçamente ou a aviação soviética tivesse que colidir no céu com a armada de "fortalezas voadoras" americanas, nossos caças teriam passado por maus bocados, mas na realidade nada disso aconteceu.
Também é importante lembrar que na União Soviética não havia alternativa ao ShVAK por muito tempo. O desenvolvimento do promissor canhão da aeronave B-20 projetado por Mikhail Evgenievich Berezin, também criado por ele com base em uma metralhadora de grande calibre e baseado no mesmo princípio de operação do ShVAK, foi seriamente atrasado devido à doença do projetista. Por esta razão, o canhão de aeronaves ShVAK, apesar de sua "fraqueza", continuou sendo a principal arma dos lutadores da Grande Guerra Patriótica.
O treinamento dos pilotos soviéticos, que cresceu durante a guerra e tornou possível o uso eficaz das armas à sua disposição, também teve um papel significativo. Não é segredo que o pessoal da Força Aérea do Exército Vermelho, que enfrentou a guerra em 22 de junho de 1941, tinha qualificações extremamente baixas e uma quase completa falta de experiência no uso de combate de suas aeronaves. As únicas exceções foram o pessoal de comando que conseguiu ultrapassar a Espanha, Khalkhin Gol, a guerra de inverno com a Finlândia, mas havia poucos pilotos assim. E eles, no essencial, repassaram a experiência acumulada de acordo com o curso de treinamento “O curso do emprego de combate de aeronaves de caça”. Isso foi confirmado pelo consumo de munição para alvos aéreos, que mudou ao longo da guerra desde os primeiros meses até o último. Se na fase inicial da guerra, os pilotos soviéticos muitas vezes abriam fogo contra o inimigo a uma distância de 300-400 metros, então já em 1942, tendo adquirido experiência, a uma distância de 100-150 metros, e às vezes a 50 metros. Isso levou a um aumento na precisão do tiro e uma redução no consumo de munição. Com relação ao canhão da aeronave ShVAK, isso aumentou a eficácia de seus projéteis. Quando o avião inimigo se transformou em uma peneira, a força explosiva inferior dos projéteis de canhão soviéticos não era mais significativa.
Asa do caça alemão Bf 109 após ser atingido por projéteis ShVAK de 20 mm
Durante o período pré-guerra e os anos da Segunda Guerra Mundial, a indústria soviética produziu mais de 100 mil canhões de aeronaves ShVAK, o que o torna um dos sistemas de artilharia mais massivos da história da aviação. A produção do ShVAK foi interrompida apenas em 1946. Foi substituído pelo mais avançado canhão de aeronaves B-20, que, tendo características de combate semelhantes, era mais confiável e leve.
As características de desempenho do ShVAK:
Comprimento / peso:
Versão asa - 1679 mm / 40 kg.
Variante da torre - 1726 mm / 42 kg.
Pistola a motor - 2122 mm / 44,5 kg.
O comprimento do curso das peças móveis é de 185 mm.
Taxa de tiro - 700-800 rds / min.
A velocidade do focinho é de 815 m / s.
Cartucho - 20x99 mm R.
