V době německého útoku na SSSR bylo naše letectví vyzbrojeno dvěma typy letadel: 20 mm ShVAK (Shpitalny-Vladimirova large-caliber aviation), jehož konstrukce byla v mnoha ohledech podobná 7, 62 -mm letecký kulomet ShKAS a 23 mm. VYa (Volkova-Yartseva).
20mm kanón ShVAK byl vyroben v následujících variantách: křídlo, věž a motorové dělo. Hmotnost zbraní je 40 kg - 44,5 kg. Rychlost střelby 700-800 ran / min. Počáteční rychlost je 815 m / s. Na stíhačky I-153P, I-16, Yak-1, Yak-3, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7, Pe-3 byly nainstalovány synchronní a na křídle namontované držáky 20 mm ShVAK a v roce 1943 bylo vyrobeno 158 děl pro instalaci na stíhače Hurricane místo 7, 92 mm kulometů Browning. Na bombardér Tu-2 a na část bombardérů Pe-2 byla umístěna dvě stacionární děla. Na bombardéry Pe-8 a Er-2 byly instalovány obranné věže s 20mm kanóny ShVAK.
ShVAK byl ve všech ohledech nadřazený německému letadlovému kanónu MG-FF, který byl v roce 1941 v německém letectví nejčastější.
V roce 1940 konstruktéři A. A. Volkov a S. A. Yartsev vytvořili 23mm automatické dělo VYa-23 pro nový 23mm náboj. S hmotností 66 kg dělo dělo 550-650 ran / min.
V kanónu VYa byly použity granáty o hmotnosti 200 gramů, což je dvakrát více než u ShVAK. Průbojná zápalná střela ve vzdálenosti 400 m podél normálního proraženého 25 mm pancíře.
Zpětný ráz děla VYa byl dostatečně velký a původně nebyl instalován na stíhačkách. Na začátku války byl jeho jediným nosičem útočný letoun Il-2, do každého křídla bylo instalováno jedno dělo VYa s nábojem 150 nábojů na barel. Později byla vyzbrojena útočnými letouny Il-10 a částečně stíhačkami LaGG-3.
V průběhu nepřátelských akcí se ukázalo, že sovětská děla ráže 20-23 mm dokázala účinně bojovat pouze proti lehkým obrněným vozidlům nepřítele, střední tanky a samohybná děla pro ně byly příliš těžké.
Ve druhé polovině roku 1942 byla vydána malá série verze Il-2 vyzbrojená 37mm kanóny ShFK-37.
Letoun 37 mm ShFK-37 byl vyvinut pod vedením B. G. Shpitalnyho.
Hmotnost děla namontovaného na letounu Il-2 byla 302,5 kg. Rychlost střelby ShFK-37 podle terénních testů dosahovala v průměru 169 ran za minutu při počáteční rychlosti střely asi 894 m / s.) Granátů.
Střela BZT-37 poskytovala průnik německému pancíři o síle 30 mm pod úhlem 45 stupňů. k normálu ze vzdálenosti ne větší než 500 m. Tloušťka pancíře 15-16 mm a méně, střela prorazila v úhlech setkávání ne více než 60 stupňů. na stejné vzdálenosti. Pancíř o síle 50 mm (přední část trupu a věže středních německých tanků) byl zasažen projektilem BZT-37 ze vzdáleností nejvýše 200 m v úhlech setkání nepřesahujících 5 stupňů.
Velké celkové rozměry kanónů ShFK-37 a skladu potravin (kapacita zásobníku 40 nábojů) určovaly jejich umístění do kapotáží pod křídlem letounu Il-2. Kvůli instalaci velkého zásobníku na kanón musel být silně spuštěn vzhledem k rovině konstrukce křídla (osa letadla), což nejen komplikovalo konstrukci připevnění děla k křídlu (zbraň byla namontována na tlumič absorbér a pohyboval se zásobníkem při střelbě), ale také vyžadoval, aby to bylo provedeno pro její kapotáže objemné s velkým průřezem.
Testy ukázaly, že letové výkony Il-2 se vzduchovými děly ShFK-37 velkého kalibru ve srovnání se sériovými Il-2 s děly ShVAK nebo VYa výrazně poklesly. Letoun se stal inertnějším a obtížnějším letem, zejména v zatáčkách a zatáčkách v malé výšce. Manévrovatelnost se při vysokých rychlostech zhoršovala. Piloti si při provádění manévrů stěžovali na značné zatížení kormidel.
Cílená palba z kanónů ShFK-37 na Il-2 byla do značné míry obtížná kvůli silnému zpětnému rázu děl při střelbě a nedostatku synchronizace v jejich provozu. Vzhledem k velké rozteči děl vzhledem k těžišti letadla a také kvůli nedostatečné tuhosti uchycení držáku zbraně to vedlo k tomu, že útočný letoun zažíval silné rázy, „pecky“a byl při výstřelu sražen ze zaměřovací čáry, a to zase s přihlédnutím k nedostatečné podélné stabilitě „Ila“vedlo k výraznému rozptylu granátů a prudkému snížení (asi 4krát) přesnosti palby.
Střílet z jednoho děla bylo zcela nemožné. Útočný letoun se okamžitě otočil směrem k palebnému dělu, takže nebylo možné zavést změnu zaměřování. V tomto případě by zasažení cíle mohlo být pouze prvním projektilem.
Během celého testovacího období děla ShFK -37 fungovala nespolehlivě - průměrné procento výstřelu munice na selhání bylo pouze 54%. To znamená, že téměř každý druhý výpad na bojové misi IL-2 s kanóny ShFK-37 byl doprovázen selháním alespoň jednoho z děl. Maximální zatížení bomby útočného letounu se snížilo a činilo pouze 200 kg. To vše výrazně snížilo bojovou hodnotu nového útočného letounu.
Navzdory neúspěchu s ShFK-37 práce v tomto směru pokračovaly. V roce 1943 byla zahájena výroba vzduchového děla NS-37 (konstruktéři Nudelman a Suranov). Používal posuv pásky, což umožnilo zvýšit rychlost střelby na 240-260 ran / min. Úsťová rychlost střely je 810 m / s, hmotnost zbraně je 171 kg. Díky posuvu pásu a nižší hmotnosti bylo možné nový systém nainstalovat na stíhačky.
Vojenské zkoušky děla byly prováděny na LaGG-3 od 21. dubna do 7. června 1943 na Kalininské frontě a na Jaku-9T od 22. července do 21. srpna 1943 na centrální frontě. Po vojenských zkouškách byla zbraň uvedena do provozu pod označením NS-37. Letoun Jak-9T (tankový) byl vyráběn od března 1943 do června 1945. Celkem bylo vyrobeno 2748 letadel.
Jak pojali konstruktéři, zvýšení palebné síly stíhaček mělo zvýšit cílený dostřel a pravděpodobnost zasažení cíle. Ke sestřelení stíhačky stačil zpravidla jeden zásah 37 mm střely; u dvoumotorového bombardéru byly zapotřebí dva nebo tři.
Nové dělo však mělo i své nevýhody. Zvýšení kalibru snížilo rychlost střelby a počet nábojů na palubě stíhačky. Účinnou střelbou na vzdušné cíle byly pouze jednotlivé střely, protože při střelbě z letounu Jak-9 se letadlo silně pohupovalo a cílená palba byla získána pouze prvním výstřelem, s následnými střelami rozptýlenými. Stojí za zmínku absence vysoce kvalitních památek na většině sovětských stíhačů postavených během války, zpravidla to byl nejjednodušší „Vizir Vasiliev“sestávající z prstenů namalovaných na čelním skle a čelního pohledu, což samozřejmě ovlivnilo účinnost střelby na střední a dlouhé vzdálenosti.
20. července 1943 začaly vojenské zkoušky letounu Il-2 se dvěma vzduchovými děly NS-37 ráže 37 mm, které pokračovaly až do 16. prosince. Do vojenských zkoušek bylo zapojeno celkem 96 útočných letadel Il-2 s NS-37.
Ve srovnání se sériovým Ilami, vyzbrojeným děly ShVAK nebo VYa, se Il-2 s NS-37 a s bombovým nákladem 200 kg staly inertnějšími, obtížnějšími v zatáčce a v bojové zatáčce.
Zhoršení akrobatických vlastností nových útočných letadel, jako IL-2 s kanóny ShFK-37, bylo spojeno s velkou hmotností rozprostřenou po rozpětí křídel a přítomností dělových kapotáží, které zhoršují aerodynamiku letounu. IL-2 s NS-37 neměl podélnou stabilitu v celém rozsahu CG, což výrazně snížilo přesnost střelby ve vzduchu. Ten byl při střelbě zhoršován silným zpětným rázem zbraní.
Zkoušky ukázaly, že střelba z letounu Il-2 z kanónů NS-37 by měla být prováděna pouze v krátkých dávkách o délce nejvýše dvou nebo tří výstřelů, protože při současné střelbě ze dvou děl v důsledku asynchronního provozu letadla, letadlo zažilo značné píchnutí a bylo sraženo z mířící čáry. Zaměření na korekci v tomto případě bylo v podstatě nemožné.
Při střelbě z jednoho děla bylo zasažení cíle možné pouze prvním výstřelem, protože útočný letoun se otočil směrem k palné zbrani a korekce míření se stala nemožnou. Porážka bodových cílů - tanků, obrněných vozidel, aut atd. za normálního provozu děl to bylo docela dosažitelné.
Zásahy na tanky byly zároveň zaznamenány pouze u 43% bojových letů a počet zásahů do vyhořelé munice byl 2,98%.
Podle obecného názoru letový personál létající na IL-2 z NS-37 neměl útočný letoun při útoku na malé cíle žádné výhody oproti IL-2 s děly menší ráže (ShVAK nebo VYa) s normální bombou zatížení 400 kg. Přitom použití IL-2 s NS-37 pro velkoplošné a volumetrické cíle, muniční sklady, akumulace tanků, dělostřeleckých a protiletadlových baterií, železničních vlaků, malých plavidel atd. By mohlo být docela úspěšné.
Při působení proti pozemním cílům je účinnost každého typu děla dána povahou cíle. Při střelbě na otevřeně umístěné živé cíle se tedy působení střely ráže 7 62 mm jen málo lišilo od působení střely 20 mm, protože jejich fragmentační účinek je velmi slabý a k porážce personálu byl vyžadován přímý zásah. Při střelbě na automobily, nádraží a malá plavidla byly kulomety 7, 62-12, 7 mm neúčinné a účinek letadel děla prudce vzrostl s nárůstem ráže a hmotnosti střely. Zde byly potřeba pouze zbraně většího kalibru.
Masivní ničení tanků z leteckých děl, široce propagované ve filmech a pamětech, ve většině případů odkazuje na lovecké příběhy. Proniknout do svislého pancíře středního nebo těžkého tanku pomocí 20mm - 37mm kanónu letadla je prostě nemožné. Můžeme hovořit pouze o pancíři střechy nádrže, která je několikrát tenčí než ta svislá a byla 15-20 mm pro střední tanky a 30-40 mm pro těžké tanky. Letadlová děla používala průbojné granáty ráže i podkalibru. V obou případech neobsahovaly výbušniny, ale jen občas pár gramů zápalných látek. V tomto případě musel projektil zasáhnout kolmo na pancíř. Je jasné, že v bojových podmínkách skořápky narážely na střechu tanků v mnohem menších úhlech, což prudce omezilo jejich průbojnost nebo se dokonce odrazilo. K tomu je třeba dodat, že ne každý granát, který prorazil pancíř tanku, jej vyřadil z provozu.
S přihlédnutím ke snížení letových vlastností a snížení zatížení pumou na letounu Il-2 vyzbrojeném NS-37 nebyla tato modifikace útočného letounu příliš rozšířená. Kumulativní pumy PTAB-2, 5-1, 5, které vstoupily do služby v roce 1943, se ukázaly být mnohem účinnější protitankovou zbraní.
Na základě kanónu NS-37 byl při zachování celkových rozměrů vytvořen letecký, automatický 45mm kanón NS-45. Hmotnost zbraně byla 150-153 kg. Rychlost střelby 260-280 ran / min. Kanón je dodáván s posuvem pásu. Poprvé v SSSR byla v 45mm kanónu NS-45 použita úsťová brzda, která absorbovala až 85% energie zpětného rázu. V letech 1944-45 bylo vyrobeno celkem asi 200 děl. Stíhačka Jak-9K (velký ráže) s dělem NS-45 v kolapsu motoru, s 29 náboji, byla speciálně navržena a vyrobena pro toto dělo. Celkem bylo vyrobeno 53 letadel tohoto typu.
44 letadel Jak-9K prošlo vojenskými zkouškami od 13. srpna do 18. září 1944 na 3. běloruském frontě a od 15. ledna do 15. února 1945 na 2. běloruském frontě. Předpokládalo se, že bojovníci s velkorážnými děly budou operovat proti skupinám nepřátelských bombardérů, budou mimo efektivní obrannou palebnou zónu jejich palebných bodů. Na jedno sestřelené nepřátelské letadlo bylo průměrně vynaloženo deset 45 mm granátů.
Samotný Jak-9K však potřeboval kryt pro stíhače s 20mm kanóny, mezi nimiž byly i otrokářské stroje. Cílená palba ze 45mm kanónů byla získána pouze při prvním výstřelu, zbytek granátů proletěl kolem. Po výbuchu tří výstřelů, vystřelených i při maximální rychlosti, druhý prudce klesl, ztratila se stabilita letadla, byly pozorovány úniky oleje a vody v potrubí.
Kromě toho bylo velmi vzácné potkat na konci roku 1944 velkou skupinu nepřátelských bombardérů a o takovou stíhačku nebylo nouze. Podle výsledků vojenských testů nebyl Jak-9K uveden do sériové výroby.
V SSSR byla za války vyvinuta letadlová děla a větší ráže. 57mm automatické dělo N-57 bylo vyvinuto pod vedením předního konstruktéra G. A. Zirnykha na konci Velké vlastenecké války. U tohoto kalibru měla zbraň relativně malou hmotnost - 135 kg. Byla vyrobena malá série 36 děl.
Zbraň byla úspěšně testována na proudovém stíhači MiG-9 „F-3“(třetí prototyp). Jednalo se o první a jediný případ v historii letectví, že bylo do proudového stíhače nainstalováno 57mm dělo. Výroba MiGu-9 však byla zahájena s kanónem N-37 ráže 37 mm, i když některá letadla první dávky byla stále vybavena kanónem N-57. Následně byl na všech letadlech nahrazen kanónem N-37.
V letech 1943-1945. na TsAKB, které vedl V. G. Grabine, probíhaly práce na vytvoření velkorážných leteckých automatů.
Byly vyvinuty automatické letouny 65 mm, 76 mm, 100 mm.
V roce 1948 byly vyrobeny dva prototypy 65mm kanónu, které byly testovány v továrně. V roce 1949 byl jeden vzorek odeslán k polním testům do Výzkumného ústavu letectva. Pro 65mm kanón byly vytvořeny dva výstřely: s projektilem OFZT a projektilem BRZT. Na vzdálenost 600 m střela BRZT prorazila 60 mm pancíře pod úhlem setkání 30 °. Tento projektil tedy mohl shora proniknout pancířem jakéhokoli tehdejšího tanku.
V roce 1948 začala TsNII-58 pracovat na automatickém leteckém kanónu B-0902 100 mm. Měl být instalován na bombardéry Tu-2 a Tu-4, které se chystaly přestavět na stíhačky. Přirozeně ani zbraň poháněná vrtulemi (Jak-3, JIa-5, La-7, La-9 atd.), Ani proudové stíhače (Jak-15, MiG-9 atd.) Nemohly fyzicky nosit tuto zbraň kvůli její hmotnosti a dopad.
Automatické vybavení 100 mm kanónu bylo mechanického typu s dlouhým zdvihem hlavně a všechny operace byly prováděny automaticky. Zbraň byla vybavena výkonnou úsťovou brzdou, která absorbovala 65% energie zpětného rázu. Dělo bylo vyrobeno kompaktní kvůli racionálnímu umístění všech jeho jednotek. Potraviny skladujte bez pásky. Obchod pojal 15 unitárních kazet.
Řízení palby ze zbraně a pneumatické přebíjení bylo prováděno z kokpitu. Hmotnost zbraně bez pohonné skříně byla 1350 kg. Rychlost střelby - 30,5 ran za minutu. Síla zpětného rázu - 5 tun.
Pro dělo V-0902 vytvořil TsNII-58 speciálně tři výstřely: projektilem FZT, projektilem BRZT a dálkovým granátem.
Nábojnice s projektilem FZT (vysoce explozivní zápalný stopovač) měla hmotnost 27 kg a délku 990 mm. Hmotnost hnací náplně byla 4,47 kg, díky čemuž střela měla počáteční rychlost 810 m / s. Vlastní skořápka o hmotnosti 13,9 kg obsahovala 1,46 kg trhaviny. Účinný dostřel střely FZT byl 1000-1200 m.
Nábojnice s projektilem BRZT měla hmotnost 27, 34 kg a délku 956 mm. Hmotnost hnací náplně byla 4,55 kg a střela získala počáteční rychlost 800 m / s. Samotná skořápka o hmotnosti 14,2 kg obsahovala trochu výbušniny (0,1 kg). Během zkušební palby střela BZRT na vzdálenost 600 m prorazila 120 mm pancíř (pod úhlem setkání 30 °).
Pro střelbu na vzdušné cíle byl vytvořen 100 mm vzdálený granát se smrtícími zápalnými prvky. Hmotnost granátu je 15,6 kg. Granát obsahoval 0, 605 kg výbušniny (vypouštěcí nálož) a 93 smrtících zápalných prvků o hmotnosti 52 až 61 g. Střela byla vybavena dálkovým tubusem VM-30. V letech 1948-1949. Byly testovány experimentální dávky granátů s jednotným a prstencovým uspořádáním smrtících zápalných prvků. Aby se otestovala účinnost úlomků a jejich „zápalná schopnost“, byla v letadle provedena pozemní palba.
100 mm kanón B-0902 se stal nejsilnějším automatickým kanónem nejen v SSSR, ale zjevně i na světě. Z technického hlediska to bylo mistrovské inženýrské dílo. Jediným problémem je, že měla pět let zpoždění. V letech 1944-1945. vysokorychlostní bombardér s pístovým motorem z něj mohl téměř beztrestně střílet na létající pevnosti B-17 a B-29 létající v hustém pořadí ze vzdálenosti 1 km a více. Nástup stíhaček ale radikálně změnil taktiku vzdušného boje a děla těžkých letadel ztratila veškerý význam, přinejmenším pro střelbu na letadla.
