Puškomitraljezi velikog kalibra i prvi topovi pojavili su se na zrakoplovima tijekom Prvog svjetskog rata, ali tada su to bili samo plahi pokušaji povećanja vatrene moći prvih zrakoplova. Do sredine 30-ih godina 20. stoljeća ovo se oružje u zrakoplovstvu koristilo samo sporadično. Pravi procvat zrakoplovnih brzometnih topova pao je u predratne godine i godine Drugog svjetskog rata. U Sovjetskom Savezu jedan od najpoznatijih zrakoplovnih topova, koji je instaliran na ogromnom broju zrakoplova od I-16 do La-7, a u sklopu kupola korišten je na bombarderima Pe-8 i Er-2, bio je automatskog zrakoplovnog topa 20 mm ShVAK (Zrakoplovstvo velikog kalibra Shpitalny -Vladimirov). Uglavnom se ovaj pištolj koristio za naoružavanje sovjetskih lovaca.
Istodobno, nijedan se sovjetski zrakoplovni top ne može pohvaliti takvim količinama proizvodnje kao ShVAK. 1942., prilično tešku godinu za cijelu zemlju, sovjetska su poduzeća uspjela proizvesti 34.601 zrakoplovnih topova ovog tipa. Proizvodnja ShVAK-a pokrenuta je u Tulskom oružanom pogonu, Kovrovskom oružanom pogonu i Iževskom strojarstvu. Ukupno je u SSSR-u, uzimajući u obzir predratnu proizvodnju, proizvedeno više od 100 tisuća primjeraka 20-mm zrakoplovnog topa ShVAK. Njegova malo izmijenjena verzija korištena je i za naoružavanje lakih tenkova, na primjer, masovnog tenka T-60. S obzirom na opseg proizvodnje i uporabe ovog topničkog sustava, s pravom se naziva "oružjem pobjede".
ShVAK je prvi sovjetski automatski zrakoplovni top kalibra 20 mm. Pušten je u uporabu 1936. i proizvodio se do 1946., kada je sastavljeno posljednjih 754 topova ovog tipa. Zrakoplovni top proizveden je u četiri verzije: krilo, kupola, motorna puška i sinkrona. Motorni pištolj odlikovao se prisutnošću duže cijevi i amortizera. Po svojoj strukturi ShVAK je bio potpuno sličan istoimenom mitraljezu velikog kalibra 12,7 mm, koji je usvojen davne 1934. godine. Jedina razlika bila je u promjeru korištene cijevi. Ispitivanja mitraljeza velikog kalibra ShVAK pokazali su dizajnerima da se, zahvaljujući raspoloživoj granici sigurnosti, kalibar sustava može povećati na 20 mm bez promjene dimenzija pomičnog sustava, jednostavno zamjenom cijevi. Pištolj ShVAK imao je traku za uvlačenje, postupak ponovnog punjenja izveden je mehanički ili pneumatski.
Zrakoplovni top ShVAK
Sinkroni ShVAK na lovcu La-5
Prvi je put novi top instaliran na lovcu IP-1 koji je dizajnirao Dmitrij Pavlovič Grigorovič. U ljeto 1936. predstavljen je Institutu za istraživanje zračnih snaga na državnim ispitivanjima. Istodobno, trebalo je oko četiri godine za njegovo fino podešavanje. Tek 1940. top SHVAK koji su dizajnirali Boris Gavrilovich Shpitalny i Semyon Vladimirovich Vladimirov počeo se montirati na sovjetske lovce, kako u razbijanju bloka cilindra zrakoplovnog motora M-105 (motorni top), tako i u krilu. Borbeni debi novog sovjetskog zrakoplovnog topa održan je 1939. Zračni topovi ShVAK bili su na lovcima I-16, koji su korišteni u borbama s Japancima na Khalkhin Gol-u.
Strukturno, zrakoplovni top ShVAK od 20 mm ponovio je prethodne modele mitraljeza ShKAS i ShVAK (12, 7 mm). Automatika pištolja radila je na temelju otvora za plin. Zračni pištolj imao je fiksnu cijev, koja je, kada je sastavljena, bila spojena na sklopljenu kutiju pomoću umetka za zaključavanje. Kao i u prethodnom razvoju, u zrakoplovnom topu ShVAK 20-milimetara korišten je vrhunac Shpitalnyjevih sustava-bubanjski mehanizam u 10 položaja za izbacivanje uloška s trake, zahvaljujući njegovoj upotrebi, visokoj stopi vatre sustava bila osigurana. Ali ova shema rada zahtijevala je uporabu vlastitog izrezanog uloška s izbočenom prirubnicom-prirubnicom, koja se držala za utor vijka bubnja pištolja. Iz tog razloga u oružju Spitalnyja nije se mogla upotrijebiti druga vrsta uloška.
Danas možemo sa sigurnošću reći da je ideja ujedinjavanja oružja za različite kalibre prilično razumna. Mnogi su sustavi u svjetskoj praksi slijedili isti put; danas, u prvoj četvrtini 21. stoljeća, višekalibarsko oružje doživljava pravi procvat. Međutim, u slučaju Shpitalnyjevih modela, sve nije bilo tako jednostavno. Stvar je u tome što je njegov prvi projekt zrakoplovnog mitraljeza ShKAS izgrađen oko već postojećeg uloška puške kalibra 7, 62x54R s obodom, što je bilo potpuno opravdano da strojnica postigne visoku stopu vatre. No, već su ShVAK -i zahtijevali od sovjetske industrije stvaranje temeljno novog streljiva zupčastog dizajna. U varijanti s mitraljezom 12,7 mm ovo rješenje nije bilo uspješno. Ovaj kalibar zamišljen je kao univerzalni, planirano ga je koristiti ne samo u zrakoplovstvu. Uz već postojeći uložak degtyarevsky od 12,7x108 mm, koji je bio prikladniji za skladištenje hrane, čak i samopouzdanje koje je bilo karakteristično za Shpitalny nije bilo dovoljno za potiskivanje paralelne proizvodnje sličnog izrezanog uloška 12,7x108R. Takav uložak u SSSR-u kratko se vrijeme proizvodio paralelno s proizvodnjom male serije strojnica velikog kalibra ShVAK. Na kraju je to jednostavno prekinuto.
Krila ShVAK na lovcu I-16 tip-17
No, verziju ShVAK-a od 20 mm čekala je mnogo uspješnija sudbina. U vrijeme razvoja ovog zrakoplovnog pištolja, drugi patrone od 20 mm jednostavno nisu postojali u Sovjetskom Savezu. Kao moguća opcija, proizvodnja "Long Soloturna"-moćnog švicarskog streljiva kalibra 20x138R, za koju je u KB-2 stvoren univerzalni mitraljez Atsleg AP-20, smatrala se, općenito, nišom Streljivo od 20 mm u SSSR-u nije napunjeno, što je potpuno odvezalo ruke tvorcima zračnog topa ShVAK.
Drugim negativnim aspektima objedinjavanja verzija ShVAK-a 12, 7 i 20 mm stručnjaci pripisuju činjenicu da je grupa Vladimirov, pokušavajući održati jedinstveni dizajn čvorova dvaju zrakoplovnih sustava, bila prisiljena izjednačiti geometrijske dimenzije po duljini dviju vrsta uložaka. Duljina oba uloška bila je 147 mm, što je omogućilo jedinstveni dizajn za najintenzivniju sistemsku jedinicu u proizvodnji - strukturu uvlačenja bubnja. Međutim, ako je uložak od 12,7 mm bio dovoljno moćan za svoju klasu, pokazalo se da je novi 20x99R jedno od najslabijih streljiva kalibra 20 mm među svojim stranim kolegama.
U konačnici, mitraljez je bio osnova naoružanja sovjetskih lovaca Jak i LaGG; u krilnoj je verziji otišao i do prvog jurišnog zrakoplova Il-2 s kapacitetom streljiva 200 metaka po cijevi. Početak Velikog Domovinskog rata potaknuo je i masovnu proizvodnju 20-milimetarskih topova ShVAK i uvođenje sinkronih verzija pištolja, koji su se od 1942. počeli pojavljivati na Lavochkinovim lovcima, a instalirani su na pojedinačne serije lovaca MiG-3.
Aviamotor VK-105PF s motornim pištoljem ShVAK
No, verzija kupole ShVAK -a nije se mogla pohvaliti uspješnom sudbinom i nije se ukorijenila u sovjetskom zrakoplovstvu. Pretežak i glomazan, nije se uklapao u lagane kupole naših bombardera. Njegova je upotreba bila iznimno ograničena. Pištolj je instaliran na letećem brodu MTB-2 (ANT-44), kao i na iskusnom bombarderu Myasishchev DB-102. Gotovo jedini serijski borbeni zrakoplov na koji je redovito instalirana kupolasta verzija ShVAK-a bio je teški bombarder Pe-8 (TB-7) čija se proizvodnja tijekom ratnih godina praktički dijelom dijelila. A već na samom kraju rata na gornju kupolu bombardera Er-2 postavljen je i top ShVAK.
Dakle, glavni potrošač zračnih topova ShVAK tijekom cijelog razdoblja njihove proizvodnje bili su sovjetski borbeni zrakoplovi. ShVAK su bili raspoređeni na lovcima I-153P, I-16, I-185, Yak-1, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7 i Pe-3. Kad je lovac I-16 povučen iz proizvodnje, a jurišni zrakoplov Il-2 počeo se naoružavati novim zrakoplovnim topom 23 mm VYa, proizvodnja krilne verzije ShVAK-a bila je gotovo potpuno ograničena. Samo 1943. godine 158 ovih topova ispaljeno je radi ponovnog opremanja Lend-Lease Hurricanea, gdje su instalirani umjesto 7,7-milimetarskih strojnica Browning. I na kraju rata, verzija topa montirana na krilu ponovno je pronašla svoju upotrebu, postajući ofenzivno oružje dvomotornog brzog bombardera Tu-2.
Istodobno je mitraljez ShVAK, s nekim konstrukcijskim promjenama 1941-42, montiran na lake tenkove T-30 (modifikacija T-40) umjesto na 12,7-milimetarskom mitraljezu DShK, koji je moguće je značajno povećati snagu njihovog vatrenog učinka na neprijatelja te je tankerima dalo priliku da pogađaju lako oklopljena neprijateljska vozila (proboj oklopa-do 35 mm projektilom podkalibra), protuoklopne topove, mitraljeska gnijezda i neprijateljske radne snage. Varijanta pištolja pod oznakom ShVAK-tank ili TNSh-20 (tenk Nudelman-Shpitalny) serijski je instalirana na lake tenkove T-60.
Top TNSh-20 u lakom tenku T-60
U svibnju 1942. stručnjaci iz Instituta za istraživanje zračnih snaga došli su do zaključka da zrakoplovni top 20 mm ShVAK besprijekorno radi na lovcima I-16 (u krilu), Yak-1 i LaGG-3 (kroz mjenjač). Projektil ovog topa učinkovit je protiv neprijateljskih zrakoplova, oklopnih automobila, lakih tenkova i vozila te željezničkih spremnika goriva. Za djelovanje protiv srednjih i teških tenkova, granata topa ShVAK nije učinkovita. Općenito, projektil ShVAK u smislu težine, a time i učinkovitosti eksplozivne akcije, bio je inferioran u odnosu na projektil njemačkih zrakoplovnih topova istog kalibra (projektil ShVAK težio je 91 gram, a njemački zrakoplov MG FF - 124 grama). Također je primijećeno da je u smislu učinkovitosti djelovanja na ciljeve ShVAK značajno inferioran u odnosu na 23-milimetarski zrakoplovni top VYa.
Uspoređujući sovjetski ShVAK s njemačkim zrakoplovnim topom MG FF, dolazite do zaključka da je njemačko oružje, koje je koristilo energiju trzanja slobodnog zasuna (na ShVAK - izlaz plina), imalo prednost samo u težini i čvrstoći na lom. od korištenih školjaka. Istodobno, početna brzina projektila njemačkog topa bila je najmanje 220 m / s manja, ali je druga salva za krilne zrakoplovne topove bila praktički ista. Istodobno, MG FF bio je 15 kg lakši, uključujući i zbog korištenja kraće cijevi. Istodobno je ta prednost njemačkih topova izgubljena pojavom u SSSR-u novog zrakoplovnog topa B-20.
Danas je prilično teško objektivno procijeniti vrijednost zrakoplovnog topa ShVAK 20-mm. Naravno, imao je izvjesnu hrpu nedostataka - slabo streljivo sa lošom balistikom, operativnu i tehnološku složenost, što je, osobito u početnoj fazi proizvodnje, dovelo do visoke cijene pištolja. Istodobno, prvi nedostatak lako je nadoknađen velikom vatrom ShVAK -a, koja je dosegla 800 metaka u minuti, a smanjenje troškova je posljedica uspostave masovne proizvodnje i prilagodbe industrije. Vrijedi napomenuti da u pogledu brzine paljbe ShVAK nije imao premca među serijski proizvedenim avionskim topovima drugih država. Istina, sinkrone verzije koje su instalirane na izvrsnim sovjetskim lovcima La-5 i La-7, ovisno o načinu rada motora, imale su manju stopu paljbe-550-750 metaka u minuti.
Usporedba patrone 20x99R s drugim streljivom
U svakom slučaju, možemo reći da je zračni top Shpitalny-Vladimirov postao jedan od onih ikoničnih uzoraka naoružanja Crvene armije koji su mogli osigurati pobjedu naše zemlje u Velikom Domovinskom ratu. Prema riječima lovačkih pilota tih godina, snaga čak i relativno slabih 20-milimetarskih granata topa ShVAK bila je dovoljna za borbu s bilo kojim zrakoplovom Luftwaffe. Naravno, da je Njemačka masovno imala teške bombardere ili da se sovjetsko zrakoplovstvo moralo sudariti na nebu s armadom američkih "letećih tvrđava", našim lovcima bi bilo teško, ali u stvarnosti se ništa od toga nije dogodilo.
Također je važno zapamtiti da u Sovjetskom Savezu dugo nije bilo alternative ShVAK -u. Razvoj obećavajućeg zrakoplovnog topa B-20 koji je projektirao Mihail Evgenijevič Berezin, također ga je stvorio na temelju mitraljeza velikog kalibra i po istom principu djelovanja kao i ShVAK, bio je ozbiljno odgođen zbog bolesti dizajnera. Iz tog razloga, zrakoplovni top ShVAK, unatoč "slabosti", ostao je glavno oružje boraca Velikog Domovinskog rata.
Značajnu ulogu imala je i obuka sovjetskih pilota, koja je tijekom rata porasla i omogućila učinkovitu uporabu oružja koje im je na raspolaganju. Nije tajna da je osoblje Zračnih snaga Crvene armije, koje su rat dočekale 22. lipnja 1941., imalo izrazito niske kvalifikacije i gotovo potpuni nedostatak iskustva u borbenoj uporabi svojih zrakoplova. Izuzetak su bile samo zapovjedne osobe koje su uspjele proći Španjolsku, Khalkhin Gol, zimski rat s Finskom, ali takvih je pilota bilo malo. A oni su, uglavnom, prenosili akumulirano iskustvo u skladu s tečajem obuke "Tijek borbenog zapošljavanja borbenih zrakoplova". To je potvrdila i potrošnja streljiva za zračne ciljeve, koja se tijekom rata mijenjala od prvih do posljednjih mjeseci. Ako su u početnoj fazi rata sovjetski piloti često otvarali vatru na neprijatelja s udaljenosti od 300-400 metara, tada su već 1942. godine, stječući iskustvo, s udaljenosti od 100-150 metara, a ponekad i s 50 metara. To je dovelo do povećanja točnosti gađanja i smanjenja potrošnje streljiva. S obzirom na zrakoplovni top ShVAK, to je povećalo učinkovitost njegovih granata. Kad se neprijateljski zrakoplov pretvorio u cjedilo, niža eksplozivna snaga sovjetskih topovskih granata više nije bila značajna.
Krila njemačkog lovca Bf 109 nakon što je pogođena granatama 20 mm ShVAK
U predratnom razdoblju i godinama Drugog svjetskog rata sovjetska je industrija proizvela više od 100 tisuća topova zrakoplova ShVAK, što ga čini jednim od najmasivnijih topničkih sustava u povijesti zrakoplovstva. Proizvodnja ShVAK -a prekinuta je tek 1946. godine. Zamijenjen je naprednijim zrakoplovnim topom B-20, koji je, sa sličnim borbenim karakteristikama, bio pouzdaniji i lakši.
Karakteristike performansi ShVAK -a:
Duljina / težina:
Verzija krila - 1679 mm / 40 kg.
Varijanta kupole - 1726 mm / 42 kg.
Motorni pištolj - 2122 mm / 44, 5 kg.
Duljina hoda pokretnih dijelova je 185 mm.
Brzina paljbe - 700-800 rds / min.
Brzina njuške je 815 m / s.
Uložak - 20x99 mm R.
