Velkorážné kulomety a první děla se objevovaly na palubách letadel během první světové války, ale tehdy to byly jen nesmělé pokusy o zvýšení palebné síly prvního letounu. Do poloviny 30. let 20. století se tato zbraň používala v letectví jen sporadicky. Skutečný rozkvět leteckých rychlopalných děl připadl na předválečné roky a roky druhé světové války. V Sovětském svazu bylo jedno z nejslavnějších leteckých kanónů, které bylo instalováno na obrovské množství letadel od I-16 do La-7 a jako součást věží bylo použito u bombardérů Pe-8 a Er-2, automatický letecký kanón ShVAK 20 mm (Shpitalny -Vladimirov Aviation Large-caliber). Tato zbraň byla hlavně použita k vyzbrojení sovětských stíhaček.
Současně se žádné ze sovětských letadel nemohlo pochlubit takovými objemy výroby jako ShVAK. V roce 1942, což byl pro celou zemi poměrně obtížný rok, sovětské podniky dokázaly vyrobit 34 601 letounových děl tohoto typu. Výroba ShVAK byla zahájena v Tula Arms Plant, Kovrov Arms Plant a Izhevsk Machine-Building Plants. Celkem bylo v SSSR s přihlédnutím k předválečné výrobě vyrobeno více než 100 tisíc kopií 20mm kanónu letadla ShVAK. Jeho mírně upravená verze byla použita také k vyzbrojení lehkých tanků, například hromadného tanku T-60. S ohledem na objem výroby a využití tohoto dělostřeleckého systému je právem označován jako „zbraň vítězství“.
ShVAK je první sovětské automatické letecké dělo ráže 20 mm. Byl uveden do provozu v roce 1936 a vyráběl se až do roku 1946, kdy bylo sestaveno posledních 754 děl tohoto typu. Letoun byl vyroben ve čtyřech verzích: křídlové, věžové, motorové a synchronní. Motorový kanón se vyznačoval delší hlavní a tlumičem nárazů. ShVAK byl ve své struktuře zcela podobný velkorážnému 12,7mm kulometu stejného jména, který byl přijat již v roce 1934. Jediný rozdíl byl v průměru použité hlavně. Zkoušky velkorážného kulometu ShVAK konstruktérům ukázaly, že díky dostupné rezervě bezpečnosti lze ráži systému zvýšit na 20 mm bez změny rozměrů pohyblivého systému, a to pouhou výměnou hlavně. Zbraň ShVAK měla posuv pásky, proces nabíjení byl prováděn mechanicky nebo pneumaticky.
Letecké dělo ShVAK
Synchronní ShVAK na stíhačce La-5
Poprvé bylo nové dělo instalováno na stíhačku IP-1 navrženou Dmitrijem Pavlovičem Grigorovičem. V létě 1936 byl předložen výzkumnému ústavu letectva ke státním zkouškám. Přitom jeho vyladění trvalo zhruba čtyři roky. Teprve v roce 1940 se na sovětské stíhačky začalo montovat dělo ShVAK navržené Borisem Gavrilovičem Shpitalnym a Semjonem Vladimirovičem Vladimirovem, a to jak při rozbití bloku válců leteckého motoru M-105 (motorový kanón), tak v křídle. Bojový debut nového sovětského kanónu se uskutečnil v roce 1939. Vzduchová děla ShVAK byla na stíhačkách I-16, které byly použity v bitvách s Japonci u Khalkhin Gol.
Strukturálně 20mm kanón ShVAK zopakoval předchozí modely kulometů ShKAS a ShVAK (12,7 mm). Automatika zbraně fungovala na základě výstupu plynu. Vzduchovka měla pevnou hlaveň, která byla po sestavení spojena se sestavenou krabicí pomocí zajišťovací vložky. Stejně jako v předchozím vývoji byl v 20mm kanónu ShVAK použit vrchol systémů Shpitalny-10polohový bubnový mechanismus pro vyřazení kazety z pásky, díky jejímu použití, vysoká rychlost střelby systému bylo zajištěno. Toto schéma práce však vyžadovalo použití vlastní svařované kazety s vyčnívající přírubou-přírubou, která přilnula k drážce šroubu bubnu pistole. Z tohoto důvodu nemohl být ve zbrani Spitalny použit žádný jiný typ náboje.
Dnes můžeme bezpečně říci, že myšlenka sjednocení zbraní pro různé ráže je docela rozumná. Mnoho systémů ve světové praxi šlo stejnou cestou; dnes, v první čtvrtině 21. století, vícekalibrové zbraně zažívají skutečný rozkvět. V případě Shpitalnyho modelů však nebylo vše tak jednoduché. Jde o to, že jeho první projekt leteckého kulometu ShKAS byl postaven na již existující kazetě pušky ráže 7, 62x54R s ráfkem, což bylo pro kulomet zcela opodstatněné pro dosažení vysoké rychlosti střelby. Ale již ShVAKs požadoval od sovětského průmyslu vytvořit zásadně novou munici svařovaného designu. U varianty s 12,7mm kulometem bylo toto řešení neúspěšné. Tento kalibr byl koncipován jako univerzální, bylo plánováno jeho použití nejen v letectví. S již existující kazetou degtyarevského 12,7x108 mm, která byla vhodnější pro skladování potravin, ani asertivita, která byla pro Shpitalnyho charakteristická, nestačila k posunu paralelní výroby podobné svařované kazety 12,7x108R. Taková kazeta v SSSR byla vyráběna na krátkou dobu souběžně s výrobou malé série kulometů velkého kalibru ShVAK. Nakonec bylo jednoduše přerušeno.
Wing ShVAK na stíhačce I-16 typu 17
Ale 20 mm verze ShVAK čekala na mnohem úspěšnější osud. V době vývoje tohoto leteckého kanónu jiné 20mm náboje v Sovětském svazu prostě neexistovaly. Jako možná možnost byla považována výroba „Long Soloturn“-silné švýcarské munice ráže 20x138R, pro kterou byl v KB-2 vytvořen univerzální kulomet Atsleg AP-20, obecně však byla výklenek 20 mm munice v SSSR nebyla naplněna, což zcela rozvázalo ruce tvůrcům vzduchového děla ShVAK.
K dalším negativním aspektům sjednocení verzí ShVAK 12, 7 mm a 20 mm odborníci připisují skutečnost, že skupina Vladimirov, která se snaží zachovat jednotný design uzlů obou letadlových systémů, byla nucena vyrovnat geometrické rozměry podél délky obou typů kazet. Délka obou kazet byla 147 mm, což poskytlo jedinou konstrukci pro nejnáročnější pracovní jednotku systému ve výrobě - strukturu podávání bubnu. Pokud však byla 12,7mm kazeta dostatečně výkonná na svou třídu, pak se nová 20x99R ukázala být jednou z nejslabších munice ráže 20 mm mezi svými zahraničními protějšky.
Motorová zbraň nakonec tvořila základ výzbroje sovětských stíhaček Jaků a LaGG; ve verzi křídla se dostala také k prvnímu útočnému letounu Il-2 s kapacitou munice 200 ran na barel. Začátek Velké vlastenecké války podnítil jak hromadnou výrobu 20mm kanónů ShVAK, tak zavedení synchronních verzí zbraní, které se od roku 1942 začaly objevovat na Lavočkinových stíhačkách a byly instalovány na jednotlivé řady stíhaček MiG-3.
Aviamotor VK-105PF s motorovým dělem ShVAK
Ale věžová verze ShVAK se nemohla chlubit úspěšným osudem a nezapustila kořeny v sovětském letectví. Příliš těžký a těžkopádný, nevešel se do lehkých věží našich bombardérů. Jeho použití bylo extrémně omezené. Zbraň byla instalována na létající člun MTB-2 (ANT-44), stejně jako na zkušeného bombardéru Myasishchev DB-102. Téměř jediným sériovým bojovým letounem, na který byla pravidelně instalována věžová verze ShVAK, byl těžký bombardér Pe-8 (TB-7), jehož výroba byla během válečných let prakticky kusá. A již na samém konci války bylo na horní věž bombardéru Er-2 nainstalováno také dělo ShVAK.
Hlavním spotřebitelem letadel ShVAK po celou dobu jejich výroby tedy byla sovětská stíhací letadla. ShVAK byly nasazeny na stíhačkách I-153P, I-16, I-185, Jak-1, Jak-7B, LaGG-3, La-5, La-7 a Pe-3. Když byl stíhač I-16 stažen z výroby a útočné letadlo Il-2 začalo znovu vyzbrojovat novým 23mm leteckým kanónem VYa, výroba křídlové verze ShVAK byla téměř úplně omezena. Jen v roce 1943 bylo vypáleno 158 těchto zbraní, aby se znovu vybavily hurikány Lend-Lease, kde byly nainstalovány místo 7,7mm kulometů Browning. A na konci války verze na kanónu umístěná na křídlech opět našla své využití a stala se ofenzivní zbraní dvoumotorového vysokorychlostního bombardéru Tu-2.
Současně byl motorový kanón ShVAK s určitými konstrukčními změnami v letech 1941-42 namontován na lehké tanky T-30 (modifikace T-40) namísto kulometu 12, 7 mm DShK, který je možné výrazně zvýšit sílu jejich palebného účinku na nepřítele a dal tankistům možnost zasáhnout lehce obrněná nepřátelská vozidla (průbojnost brnění-až 35 mm s projektilem ráže), protitanková děla, kulometná hnízda a nepřátelská pracovní síla. Varianta děla pod označením ShVAK-tank nebo TNSh-20 (tank Nudelman-Shpitalny) byla sériově instalována na lehké tanky T-60.
Kanón TNSh-20 v lehkém tanku T-60
V květnu 1942 dospěli specialisté z Výzkumného ústavu letectva k závěru, že 20mm kanón letadla ShVAK funguje bezchybně na stíhačkách I-16 (v křídle), Jak-1 a LaGG-3 (přes převodovku). Střela tohoto děla je účinná proti nepřátelským letadlům, obrněným vozidlům, lehkým tankům a vozidlům a železničním palivovým nádržím. Pro zásah proti středním a těžkým tankům není střela kanónu ShVAK účinná. Obecně byla střela ShVAK z hlediska hmotnosti, a tím i účinnosti výbušné akce, nižší než střela německých letounů stejného ráže (střela ShVAK vážila 91 gramů a německá zbraň letounu MG FF - 124 gramů). Bylo také poznamenáno, že pokud jde o účinnost akce na cíle, ShVAK byl výrazně horší než 23 mm kanón letadla VYa.
Porovnáním sovětského ShVAK s německým kanónem letounu MG FF dojdete k závěru, že německé dělo, které využívalo energii zpětného rázu volného šroubu (na výstupu ShVAK - plyn), mělo výhodu pouze ve váze a pevnosti v lomu použitých skořápek. Současně byla počáteční rychlost střely německého kanónu nejméně o 220 m / s menší, ale druhá salva pro děla křídlových letadel byla prakticky stejná. Ve stejné době, MG FF byl o 15 kg lehčí, a to i díky použití kratší hlavně. Současně byla tato výhoda německých děl ztracena, když se v SSSR objevilo nové dělo letounu B-20.
Dnes je poměrně obtížné objektivně posoudit hodnotu 20mm kanónu ShVAK. Samozřejmě to mělo jistou hromadu nedostatků - slabou munici se špatnou balistikou, provozní a technologickou náročnost, což zejména v počáteční fázi výroby vedlo k vysokým nákladům na zbraň. Současně byla první nevýhoda snadno kompenzována obrovskou rychlostí střelby ShVAK, která dosáhla 800 ran za minutu, a snížení nákladů bylo způsobeno zavedením hromadné výroby a přizpůsobením průmyslu. Stojí za zmínku, že pokud jde o rychlost střelby, ShVAK neměl obdobu mezi sériově vyráběnými letadlovými děly jiných států. Je pravda, že synchronní verze, které byly nainstalovány na vynikající sovětské stíhačky La-5 a La-7, měly v závislosti na provozním režimu motoru nižší rychlost střelby-550–750 ran za minutu.
Porovnání náboje 20x99R s jinou municí
V každém případě můžeme říci, že vzduchové dělo Shpitalny-Vladimirov se stalo jedním z těch ikonických vzorků zbraní Rudé armády, které dokázaly zajistit vítězství naší země ve Velké vlastenecké válce. Podle stíhacích pilotů těch let byla síla i relativně slabých 20mm granátů kanónu ShVAK dostačující pro boj s jakýmkoli letounem Luftwaffe. Samozřejmě, kdyby Německo masivně mělo těžké bombardéry nebo sovětské letectvo muselo na obloze narazit na armádu amerických „létajících pevností“, naši stíhači by to měli těžké, ale ve skutečnosti se nic z toho nestalo.
Je také důležité si uvědomit, že v Sovětském svazu dlouho neexistovala alternativa k ShVAK. Vývoj slibného kanónu letounu B-20, jehož autorem byl Michail Evgenievich Berezin, který rovněž vytvořil na základě velkorážného kulometu a byl založen na stejném principu činnosti jako ShVAK, se kvůli projektantově nemoci výrazně zpozdil.. Z tohoto důvodu zůstal kanón letadla ShVAK, navzdory své „slabosti“, hlavní zbraní bojovníků Velké vlastenecké války.
Významnou roli sehrálo také školení sovětských pilotů, které za války rostlo a umožňovalo efektivně využívat zbraně, které měly k dispozici. Není žádným tajemstvím, že personál letectva Rudé armády, který válku potkal 22. června 1941, měl extrémně nízkou kvalifikaci a téměř naprostý nedostatek zkušeností s bojovým využitím svých letadel. Výjimkou byl pouze velitelský personál, kterému se podařilo projít Španělskem, Khalkhin Gol, zimní válkou s Finskem, ale takových pilotů bylo málo. A oni v zásadě předali nashromážděné zkušenosti v souladu s výcvikovým kurzem „Kurz bojového zaměstnání stíhacích letadel“. Potvrdila to spotřeba munice pro vzdušné cíle, která se během války měnila od prvních měsíců do posledních. Pokud v počáteční fázi války sovětští piloti často zahájili palbu na nepřítele ze vzdálenosti 300-400 metrů, pak již v roce 1942, když získali zkušenosti, ze vzdálenosti 100-150 metrů a někdy z 50 metrů. To vedlo ke zvýšení přesnosti střelby a snížení spotřeby munice. S ohledem na kanón letadla ShVAK se tím zvýšila účinnost jeho granátů. Když se nepřátelské letadlo změnilo v cedník, nižší výbušná síla sovětských granátových kanónů již nebyla významná.
Křídlo německé stíhačky Bf 109 po zasažení 20 mm granáty ShVAK
Během předválečného období a let druhé světové války vyrobil sovětský průmysl více než 100 tisíc letounů ShVAK, což z něj činí jeden z nejmasivnějších dělostřeleckých systémů v historii letectví. Výroba ShVAK byla ukončena až v roce 1946. Nahradilo jej pokročilejší letounové dělo B-20, které s podobnými bojovými vlastnostmi bylo spolehlivější a lehčí.
Výkonnostní charakteristiky ShVAK:
Délka / hmotnost:
Křídlová verze - 1679 mm / 40 kg.
Varianta věže - 1726 mm / 42 kg.
Motorový kanón - 2122 mm / 44, 5 kg.
Délka zdvihu pohyblivých částí je 185 mm.
Rychlost střelby - 700-800 ran / min.
Úsťová rychlost je 815 m / s.
Kazeta - 20x99 mm R.
