Puškomitraljezi velikog kalibra i prvi topovi pojavili su se u avionima tokom Prvog svjetskog rata, ali tada su to bili samo plašljivi pokušaji povećanja vatrene moći prvih aviona. Do sredine 30-ih godina 20. stoljeća ovo se oružje u zrakoplovstvu koristilo samo sporadično. Pravi procvat zračnih brzometnih topova pao je u predratne godine i godine Drugog svjetskog rata. U Sovjetskom Savezu jedan od najpoznatijih avionskih topova, koji je instaliran na ogromnom broju aviona od I-16 do La-7, a u sklopu kupola korišten je na bombarderima Pe-8 i Er-2, bio je automatskim avijacijskim topom 20 mm ShVAK (Avijacija velikog kalibra Shpitalny-Vladimirov). Uglavnom se ovaj pištolj koristio za naoružavanje sovjetskih lovaca.
Istodobno, nijedan se sovjetski avionski top ne može pohvaliti takvim obimom proizvodnje kao ShVAK. 1942. godine, prilično teške za cijelu zemlju, sovjetska preduzeća uspjela su proizvesti 34.601 avionskih topova ovog tipa. Proizvodnja ShVAK-a pokrenuta je u Tulskom oružanom pogonu, Kovrovskom oružanom pogonu i Iževskoj mašinskoj fabrici. Ukupno je u SSSR-u, uzimajući u obzir prijeratnu proizvodnju, proizvedeno više od 100 tisuća primjeraka 20-milimetarskog topa aviona ShVAK. Njegova malo izmijenjena verzija korištena je i za naoružavanje lakih tenkova, na primjer, masovnog tenka T-60. S obzirom na obim proizvodnje i upotrebe ovog artiljerijskog sistema, s pravom se naziva "oružjem pobjede".
ShVAK je prvi sovjetski top za automatsko zrakoplovstvo kalibra 20 mm. Pušten je u upotrebu 1936. godine i proizvodio se do 1946. godine, kada je sastavljeno posljednjih 754 topa ovog tipa. Avionski top proizveden je u četiri verzije: krilo, kupola, motorni top i sinhronizovani top. 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. Jedina razlika bila je u promjeru korištene cijevi. Testovi mitraljeza velikog kalibra ShVAK pokazali su dizajnerima da se, zahvaljujući raspoloživoj granici sigurnosti, kalibar sistema može povećati na 20 mm bez promjene dimenzija pokretnog sistema, jednostavno zamjenom cijevi. Pištolj ShVAK imao je traku za uvlačenje, proces ponovnog punjenja je izvršen mehanički ili pneumatski.
Vazdušni top ShVAK
Sinhroni ShVAK na lovcu La-5
Po prvi put je 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. Istovremeno, trebalo je oko četiri godine da se to fino podesi. Tek 1940. godine top SHVAK koji su dizajnirali Boris Gavrilovič Shpitalny i Semjon Vladimirovič Vladimirov počeo se postavljati na sovjetske lovce, kako u razbijanju bloka cilindra avionskog motora M-105 (motorni top), tako i u krilu. Borbeni debi novog sovjetskog avionskog 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, avionski top ShVAK od 20 mm ponovio je prethodne modele mitraljeza ShKAS i ShVAK (12, 7 mm). Automatika pištolja radila je na osnovu otvora za gas. Zračni pištolj imao je fiksnu cijev, koja je, kada je sastavljena, bila povezana sa sklopljenom kutijom pomoću umetka za zaključavanje. Kao i u prethodnom razvoju, u avionskom topu ShVAK 20-milimetara korišten je vrhunac Shpitalnyjevih sistema-bubanjski mehanizam u 10 položaja za izbacivanje patrone s trake, zahvaljujući njegovoj upotrebi, visokoj stopi paljbe sistema bilo osigurano. Ali ova shema rada zahtijevala je upotrebu vlastitog izrezanog uloška s izbočenom prirubnicom-prirubnicom, koja se držala za utor vijka bubnja pištolja. Iz tog razloga, nijedna druga vrsta patrone nije se mogla koristiti u oružju Spitalnyja.
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. Činjenica je da je njegov prvi projekt zrakoplovnog mitraljeza ShKAS izgrađen oko već postojećeg uloška puške kalibra 7, 62x54R s obodom, što je bilo potpuno opravdano da mitraljez postigne visoku stopu vatre. No, već su ShVAK -i zahtijevali od sovjetske industrije stvaranje fundamentalno nove municije izrezanog dizajna. U varijanti s mitraljezom od 12, 7 mm, ovo rješenje je bilo neuspješno. Ovaj kalibar zamišljen je kao univerzalni, planirano je da se koristi ne samo u zrakoplovstvu. Sa već postojećim degtyarevskim uloškom 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 proizveden je kratko vrijeme paralelno s proizvodnjom male serije mitraljeza velikog kalibra ShVAK. Na kraju je jednostavno prekinuta.
Krila ShVAK na lovcu I-16 tip-17
Ali 20-milimetarsku verziju ShVAK-a čekala je mnogo uspješnija sudbina. U vrijeme razvoja ovog avionskog pištolja, drugi patrone od 20 mm jednostavno nisu postojali u Sovjetskom Savezu. Kao moguća opcija, smatralo se da je proizvodnja "Long Soloturn"-moćnog švicarskog streljiva kalibra 20x138R, za koje je u KB-2 stvoren univerzalni mitraljez Atsleg AP-20, međutim, općenito gledano, niša 20-mm municija u SSSR-u nije napunjena, što je potpuno razvezalo ruke tvorcima zračnih topova ShVAK.
Drugim negativnim aspektima objedinjavanja verzija ShVAK-a od 12, 7 i 20 mm stručnjaci pripisuju činjenicu da je grupa Vladimirov, pokušavajući održati jedinstveni dizajn čvorova dva avionska sistema, bila prisiljena izjednačavaju geometrijske dimenzije po dužini dva tipa patrona. Dužina 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 bio jedno od najslabijih streljiva kalibra 20 mm među svojim stranim kolegama.
Na kraju, mitraljez je bio osnova naoružanja sovjetskih lovaca Jak i LaGG; u krilnoj verziji je otišao i do prvog jurišnog aviona Il-2 s kapacitetom municije od 200 metaka po cijevi. Početak Velikog domovinskog rata potaknuo je i masovnu proizvodnju topova ShVAK od 20 mm i uvođenje sinkronih verzija pištolja, koji su se od 1942. počeli pojavljivati na Lavočkinovim lovcima, a instalirani su na pojedinačne serije lovaca MiG-3.
Aviamotor VK-105PF sa motornim pištoljem ShVAK
Ali verzija kupole ShVAK -a nije se mogla pohvaliti uspješnom sudbinom i nije se ukorijenila u sovjetskoj avijaciji. Previše težak i glomazan, nije se uklapao u lake kupole naših bombardera. Njegova je upotreba bila izuzetno ograničena. Pištolj je instaliran na letećem čamcu MTB-2 (ANT-44), kao i na iskusnom bombarderu Myasishchev DB-102. Skoro jedini serijski borbeni avion na koji je redovno instalirana kupolasta verzija ShVAK-a bio je teški bombarder Pe-8 (TB-7) čija je proizvodnja tokom ratnih godina bila praktično komadna. A već na samom kraju rata na gornju kupolu bombardera Er-2 postavljen je i top ShVAK.
Dakle, glavni potrošač avionskih topova ShVAK tokom cijelog perioda njihove proizvodnje bili su sovjetski borbeni avioni. 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 zračnim topom VYa od 23 mm, proizvodnja krilne verzije ShVAK-a bila je gotovo potpuno ograničena. Samo 1943. godine, 158 ovih topova ispaljeno je za ponovno opremanje uragana Lend-Lease, gdje su instalirani umjesto 7,7-milimetarskih mitraljeza Browning. I na kraju rata, verzija topa na krilu ponovo je našla svoju upotrebu, postajući ofenzivno oružje dvomotornog brzog bombardera Tu-2.
U isto vrijeme, mitraljez ShVAK, s nekim promjenama u dizajnu 1941-42, postavljen je na lake tenkove T-30 (modifikacija T-40) umjesto na 12,7-milimetarskom mitraljezu DShK, koji je moguće je značajno povećati snagu njihovog vatrenog dejstva na neprijatelja i dalo je tankerima priliku da pogode lako oklopljena neprijateljska vozila (prodor oklopa-do 35 mm projektilima podkalibra), protutenkovske 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 Istraživačkog instituta Vazdušnih snaga došli su do zaključka da avionski top ShVAK od 20 mm besprijekorno radi na lovcima I-16 (u krilu), Jak-1 i LaGG-3 (kroz mjenjač). Projektil ovog topa efikasan je protiv neprijateljskih aviona, oklopnih automobila, lakih tenkova i vozila, te željezničkih rezervoara za gorivo. Za djelovanje protiv srednjih i teških tenkova, granata topa ShVAK nije efikasna. Općenito, projektil ShVAK u smislu težine, a time i efikasnosti eksplozivne akcije, bio je inferioran u odnosu na projektil njemačkih avionskih topova istog kalibra (projektil ShVAK težio je 91 gram, a njemački avionski top MG - 124 grama). Također je napomenuto da je u smislu učinkovitosti djelovanja na ciljeve ShVAK značajno inferioran u odnosu na 23-milimetarski avionski top VYa.
Upoređujući sovjetski ShVAK sa njemačkim avionskim topom MG FF, dolazite do zaključka da je njemački pištolj, koji je koristio energiju trzanja slobodnog zasuna (na ShVAK - izlazu za plin), imao prednost samo u težini i čvrstoći na lom. od upotrebljenih granata. U isto vrijeme, početna brzina projektila njemačkog topa bila je najmanje 220 m / s manja, ali je druga salva za krilne topove aviona bila praktično ista. U isto vrijeme, MG FF je bio lakši za 15 kg, uključujući i upotrebu kraće cijevi. U isto vrijeme, ova prednost njemačkih topova izgubljena je pojavom u SSSR-u novog avionskog topa B-20.
Danas je prilično teško objektivno procijeniti vrijednost avionskog topa 20 mm ShVAK. Naravno, imao je izvjesnu hrpu nedostataka - slabo streljivo sa lošom balistikom, operativnu i tehnološku složenost, što je, posebno u početnoj fazi proizvodnje, dovelo do visoke cijene pištolja. U isto vrijeme, prvi nedostatak lako je nadoknađen velikom brzinom paljbe ShVAK -a, koja je dosegla 800 metaka u minuti, a smanjenje troškova je posljedica uspostave masovne proizvodnje i prilagođavanja industrije. Vrijedno je 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.
Poređenje patrone 20x99R sa drugim streljivom
U svakom slučaju, možemo reći da je zračni top Shpitalny-Vladimirov postao jedan od onih ikoničnih uzoraka naoružanja Crvene armije koji su uspjeli osigurati pobjedu naše zemlje u Velikom Domovinskom ratu. Prema lovačkim pilotima 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 sovjetska avijacija morala 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 avionskog topa B-20 koji je dizajnirao Mihail Evgenijevič Berezin, a koji je također stvorio na osnovu mitraljeza velikog kalibra i zasnovan na istom principu djelovanja kao i ShVAK, bio je ozbiljno odgođen zbog bolesti dizajnera. Iz tog razloga, avionski top ShVAK, unatoč "slabosti", ostao je glavno oružje lovaca Velikog Domovinskog rata.
Obuka sovjetskih pilota, koja je tokom rata porasla i omogućila efikasnu upotrebu oružja koja im je bila na raspolaganju, također je igrala značajnu ulogu. Nije tajna da je osoblje Vazduhoplovstva Crvene armije, koje je rat dočekalo 22. juna 1941. godine, imalo izuzetno niske kvalifikacije i gotovo potpuni nedostatak iskustva u borbenoj upotrebi svojih aviona. Jedini izuzetak je bilo zapovjedno osoblje koje je uspjelo proći Španjolsku, Khalkhin Gol, zimski rat s Finskom, ali takvih je pilota bilo malo. A oni su uglavnom prenosili akumulirano iskustvo u skladu s kursom obuke "Tok borbenog zapošljavanja borbenih aviona". To je potvrdila potrošnja municije za zračne ciljeve, koja se mijenjala tokom rata 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 preciznosti gađanja i smanjenja potrošnje streljiva. Što se tiče topova aviona ShVAK, to je povećalo efikasnost njegovih granata. Kad se neprijateljski avion pretvorio u cjedilo, niža eksplozivna snaga sovjetskih topovskih granata više nije bila značajna.
Krilo njemačkog lovca Bf 109 nakon što je pogođeno granatama 20 mm ShVAK
Tokom predratnog perioda i godina Drugog svjetskog rata, sovjetska industrija je proizvela više od 100 hiljada topova aviona ShVAK, što ga čini jednim od najmasivnijih topničkih sistema u istoriji vazduhoplovstva. Proizvodnja ShVAK -a prekinuta je tek 1946. godine. Zamijenjen je naprednijim avionskim topom B-20, koji je, sa sličnim borbenim karakteristikama, bio pouzdaniji i lakši.
Karakteristike performansi ShVAK -a:
Dužina / težina:
Verzija krila - 1679 mm / 40 kg.
Varijanta kupole - 1726 mm / 42 kg.
Motorni pištolj - 2122 mm / 44, 5 kg.
Dužina hoda pokretnih dijelova je 185 mm.
Brzina paljbe - 700-800 o / min.
Brzina njuške je 815 m / s.
Uložak - 20x99 mm R.
