Zum Zeitpunkt des deutschen Angriffs auf die UdSSR war unsere Luftfahrt mit zwei Arten von Flugzeuggeschützen bewaffnet: 20-mm-ShVAK (Shpitalny-Vladimirova-Großkaliber-Luftfahrt), deren Design in vielerlei Hinsicht der 7, 62. ähnelte -mm ShKAS Luftfahrt-Maschinengewehr und 23-mm. VYa (Volkova-Yartseva).
Die 20-mm-ShVAK-Kanone wurde in folgenden Varianten hergestellt: Flügel, Turm und Motorkanone. Das Gewicht der Waffen beträgt 40 kg - 44,5 kg. Feuerrate 700-800 rds / min. Die Anfangsgeschwindigkeit beträgt 815 m / s. Synchrone und flügelmontierte 20-mm-ShVAK-Montierungen wurden an den Jägern I-153P, I-16, Yak-1, Yak-3, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7, Pe-3 installiert, und 1943 wurden 158 Geschütze für den Einbau in Hurricane-Jäger anstelle von 7, 92-mm-Browning-Maschinengewehren hergestellt. Zwei stationäre Geschütze wurden auf dem Tu-2-Bomber und auf einem Teil der Pe-2-Bomber platziert. Verteidigungstürme mit 20-mm-ShVAK-Kanonen wurden auf Pe-8- und Er-2-Bombern installiert.
Die ShVAK war der deutschen MG-FF-Flugzeugkanone, die 1941 in der deutschen Luftfahrt die gebräuchlichste war, in jeder Hinsicht überlegen.
1940 entwickelten die Designer A. A. Volkov und S. A. Yartsev eine 23-mm-Automatikkanone VYa-23 für eine neue 23-mm-Patrone. Mit einem Gewicht von 66 kg machte die Waffe 550-650 Schüsse / min.
In der VYa-Kanone wurden Granaten mit einem Gewicht von 200 Gramm verwendet, was doppelt so viel wie bei der ShVAK ist. Ein panzerbrechendes Brandgeschoss in einer Entfernung von 400 m entlang der normalen 25-mm-Panzerung.
Der Rückstoß der VYa-Kanone war groß genug und wurde ursprünglich nicht auf Jägern installiert. Zu Beginn des Krieges war sein einziger Träger das Kampfflugzeug Il-2, in dessen Flügel eine VYa-Kanone mit einer Munitionsladung von 150 Schuss pro Lauf installiert war. Später war sie mit Il-10-Kampfflugzeugen und teilweise mit LaGG-3-Jägern bewaffnet.
Im Laufe der Feindseligkeiten stellte sich heraus, dass sowjetische Flugzeuggeschütze des Kalibers 20-23 mm nur gegen leichte gepanzerte Fahrzeuge des Feindes wirksam kämpfen konnten, mittlere Panzer und Selbstfahrlafetten waren ihnen zu hart.
In der zweiten Hälfte des Jahres 1942 wurde eine kleine Serie der Il-2-Version veröffentlicht, die mit 37-mm-ShFK-37-Kanonen bewaffnet war.
Die 37-mm-Flugzeugkanone ShFK-37 wurde unter der Leitung von B. G. Shpitalny entwickelt.
Das Gewicht der auf dem Il-2-Flugzeug montierten Waffe betrug 302,5 kg. Die Feuerrate der ShFK-37 betrug laut Feldtests durchschnittlich 169 Schuss pro Minute bei einer anfänglichen Projektilgeschwindigkeit von etwa 894 m / s.) Granaten.
Das BZT-37-Geschoss durchdrang die 30 mm dicke deutsche Panzerpanzerung in einem Winkel von 45 Grad. auf die Normale aus einer Entfernung von nicht mehr als 500 m Panzerdicke 15-16 mm und weniger, das Projektil durchbohrt in einem Treffpunkt von nicht mehr als 60 Grad. bei gleichen Abständen. Die Panzerung mit einer Dicke von 50 mm (vorderer Teil des Rumpfes und des Turms mittlerer deutscher Panzer) wurde vom BZT-37-Geschoss aus einer Entfernung von nicht mehr als 200 m bei einem Auftreffwinkel von nicht mehr als 5 Grad durchdrungen.
Große Gesamtabmessungen der ShFK-37-Kanonen und Lebensmittellager (Magazinkapazität von 40 Schuss) bestimmten ihre Platzierung in Verkleidungen unter dem Flügel des Il-2-Flugzeugs. Durch die Installation eines großen Magazins an der Kanone musste diese relativ zur Flügelkonstruktionsebene (Flugzeugachse) stark abgesenkt werden, was nicht nur die Konstruktion der Befestigung der Kanone an der Tragfläche erschwerte (die Waffe war an einem Stoßdämpfer montiert Absorber und bewegt sich mit dem Magazin beim Schießen), sondern erforderte auch, dass es für ihre sperrigen Verkleidungen mit großem Querschnitt getan wurde.
Die Tests zeigten, dass die Flugleistung der Il-2 mit den großkalibrigen ShFK-37-Luftkanonen im Vergleich zur seriellen Il-2 mit den ShVAK- oder VYa-Kanonen deutlich abnahm. Das Flugzeug ist träger und schwieriger zu fliegen, insbesondere in Kurven und Kurven in geringer Höhe. Die Manövrierfähigkeit verschlechterte sich bei hohen Geschwindigkeiten. Die Piloten beklagten erhebliche Belastungen der Ruder bei Manövern.
Das gezielte Abfeuern der ShFK-37-Kanonen auf der Il-2 war aufgrund des starken Rückstoßes der Kanonen beim Schießen und der fehlenden Synchronisation in ihrem Betrieb weitgehend schwierig. Aufgrund des großen Abstands der Geschütze zum Massenschwerpunkt des Flugzeugs sowie aufgrund der unzureichenden Steifigkeit der Halterung der Geschützhalterung führte dies dazu, dass das Angriffsflugzeug starke Stöße, "Picks" erfuhr und wurde beim Schießen von der Ziellinie gestoßen, was wiederum unter Berücksichtigung der unzureichenden Längsstabilität "Ila" zu einer erheblichen Streuung der Granaten und einer starken Abnahme (ca. 4-fach) der Schussgenauigkeit führte.
Das Schießen aus einer Kanone war völlig unmöglich. Das Kampfflugzeug drehte sich sofort in Richtung der Feuerkanone, so dass eine Änderung der Zielrichtung nicht möglich war. In diesem Fall kann es nur das erste Projektil sein, das Ziel zu treffen.
Während des gesamten Testzeitraums funktionierten die ShFK-37-Geschütze unzuverlässig - der durchschnittliche Prozentsatz an Munitionsschüssen pro Ausfall betrug nur 54%. Das heißt, fast jeder zweite Einsatz bei einem IL-2-Kampfeinsatz mit ShFK-37-Kanonen ging mit dem Ausfall mindestens einer der Kanonen einher. Die maximale Bombenlast des Angriffsflugzeugs nahm ab und betrug nur noch 200 kg. All dies reduzierte den Kampfwert des neuen Kampfflugzeugs erheblich.
Trotz des Scheiterns mit dem ShFK-37 wurde die Arbeit in diese Richtung fortgesetzt. 1943 begann die Produktion der NS-37-Luftkanone (Designer Nudelman und Suranov). Es wurde ein Bandvorschub verwendet, der es ermöglichte, die Feuerrate auf 240-260 rds / min zu erhöhen. Die Mündungsgeschwindigkeit des Projektils beträgt 810 m / s, das Gewicht der Waffe beträgt 171 kg. Dank des Gurtvorschubs und des geringeren Gewichts wurde es möglich, das neue System an Jägern zu installieren.
Die militärischen Tests der Waffe wurden an der LaGG-3 vom 21. April bis 7. Juni 1943 an der Kalinin-Front und an der Yak-9T vom 22. Juli bis 21. August 1943 an der Zentralfront durchgeführt. Nach militärischen Versuchen wurde die Waffe unter der Bezeichnung NS-37 in Dienst gestellt. Das Flugzeug Yak-9T (Panzer) wurde von März 1943 bis Juni 1945 produziert. Insgesamt wurden 2.748 Flugzeuge produziert.
Wie von den Konstrukteuren konzipiert, sollte die Erhöhung der Feuerkraft der Jäger die angestrebte Schussreichweite und die Wahrscheinlichkeit erhöhen, das Ziel zu treffen. Um einen Jäger abzuschießen, genügte in der Regel ein Treffer eines 37-mm-Projektils, für einen zweimotorigen Bomber waren zwei oder drei erforderlich.
Allerdings hatte die neue Kanone auch ihre Nachteile. Die Erhöhung des Kalibers reduzierte die Feuerrate und die Anzahl der Munition an Bord des Jägers. Effektives Schießen auf Luftziele bestand nur aus einzelnen Projektilen, da das Flugzeug beim Abfeuern aus einem Yak-9-Flugzeug stark schwankte und gezieltes Feuer nur mit dem ersten Schuss erzielt wurde, wobei nachfolgende Granaten zerstreut wurden. Es ist erwähnenswert, dass bei den meisten während des Krieges gebauten sowjetischen Jägern keine hochwertigen Visiere vorhanden waren auf mittlere und lange Distanzen zu schießen.
Am 20. Juli 1943 begannen die militärischen Erprobungen der Il-2 mit zwei 37-mm-NS-37-Luftkanonen, die bis zum 16. Dezember andauerten. Insgesamt waren 96 Il-2-Kampfflugzeuge mit NS-37 an Militärversuchen beteiligt.
Im Vergleich zur Serien-Ilami, bewaffnet mit ShVAK- oder VYa-Kanonen, ist die Il-2 mit der NS-37 und einer Bombenlast von 200 kg träger, schwieriger in einer Kurve und in einer Kampfrunde geworden.
Die Verschlechterung der Kunstflugeigenschaften der neuen Kampfflugzeuge, wie der IL-2 mit den ShFK-37-Kanonen, war mit einer großen Masseverteilung über die Spannweite und dem Vorhandensein von Kanonenverkleidungen verbunden, die die Aerodynamik des Flugzeugs verschlechtern. Die IL-2 mit NS-37 hatte keine Längsstabilität über die gesamte Reichweite von CGs, was die Schussgenauigkeit in der Luft erheblich verringerte. Letzteres wurde durch den starken Rückstoß der Geschütze beim Abfeuern verschlimmert.
Tests haben gezeigt, dass das Abfeuern eines Il-2-Flugzeugs aus NS-37-Kanonen nur in kurzen Schüssen von nicht mehr als zwei oder drei Schüssen abgefeuert werden sollte, da beim gleichzeitigen Abfeuern aus zwei Kanonen aufgrund des asynchronen Betriebs des Flugzeugs, das Flugzeug erlebte erhebliche Picks und wurde von der Ziellinie geschlagen. Eine Zielkorrektur war in diesem Fall grundsätzlich nicht möglich.
Beim Schießen aus einer Kanone war das Treffen des Ziels nur mit dem ersten Schuss möglich, da sich das Angriffsflugzeug in Richtung der schießenden Kanone drehte und die Zielkorrektur unmöglich wurde. Die Niederlage von Punktzielen - Panzer, gepanzerte Fahrzeuge, Autos usw. mit normalem Betrieb der Kanonen war es durchaus erreichbar.
Gleichzeitig wurden nur bei 43 % der Einsätze Treffer auf Panzer erzielt, und die Anzahl der Treffer auf die verbrauchte Munition betrug 2,98 %.
Nach allgemeiner Meinung hatte das Flugpersonal, das die IL-2 von der NS-37 flog, das Angriffsflugzeug beim Angriff auf kleine Ziele keine Vorteile gegenüber der IL-2 mit Geschützen kleineren Kalibers (ShVAK oder VYa) mit einer normalen Bombe Belastung von 400kg. Gleichzeitig könnte der Einsatz von IL-2 mit NS-37 für großflächige und volumetrische Ziele, Munitionsdepots, Panzeransammlungen, Artillerie- und Flugabwehrbatterien, Eisenbahnzüge, kleine Schiffe usw. recht erfolgreich sein.
Beim Einsatz gegen Bodenziele wird die Effektivität jedes Geschütztyps durch die Art des Ziels bestimmt. Beim Schießen auf offen gelegene lebende Ziele unterschied sich die Wirkung einer 7,62-mm-Kugel also kaum von der Wirkung eines 20-mm-Projektils, da ihre Splitterwirkung sehr schwach ist und ein direkter Treffer erforderlich war, um das Personal zu besiegen. Beim Schießen auf Autos, Bahnhöfe und kleine Fahrzeuge waren 7, 62-12, 7-mm-Maschinengewehre unwirksam, und die Wirkung von Flugzeugkanonen nahm mit zunehmendem Kaliber und Gewicht des Projektils stark zu. Hier brauchte man nur Geschütze größeren Kalibers.
Die massive Zerstörung von Panzern durch Flugzeugkanonen, die in Filmen und Memoiren häufig beworben wird, bezieht sich in den meisten Fällen auf Jagdgeschichten. Es ist einfach unmöglich, die vertikale Panzerung eines mittleren oder schweren Panzers mit einer 20-37-mm-Flugzeugkanone zu durchdringen. Wir können nur über die Panzerung des Panzerdachs sprechen, die um ein Vielfaches dünner ist als die vertikale und bei mittleren Panzern 15-20 mm und bei schweren Panzern 30-40 mm betrug. Flugzeugkanonen verwendeten sowohl Kaliber als auch Unterkaliber panzerbrechende Granaten. In beiden Fällen enthielten sie keinen Sprengstoff, sondern nur vereinzelt einige Gramm Brandstoffe. In diesem Fall musste das Projektil senkrecht auf die Panzerung treffen. Es ist klar, dass die Granaten unter Kampfbedingungen in viel kleineren Winkeln auf das Dach der Panzer trafen, was ihre Panzerdurchdringung stark reduzierte oder sogar abprallte. Hinzu kommt, dass nicht jede Granate, die die Panzerung eines Panzers durchschlug, diesen außer Gefecht setzte.
Unter Berücksichtigung der Abnahme der Flugeigenschaften und der Abnahme der Bombenlast auf dem mit der NS-37 bewaffneten Il-2-Flugzeug war diese Modifikation des Angriffsflugzeugs nicht weit verbreitet. Die kumulativen Bomben PTAB-2, 5-1, 5, die 1943 in Dienst gestellt wurden, erwiesen sich als viel wirksamere Panzerabwehrwaffe.
Auf der Grundlage der NS-37-Kanone wurde unter Beibehaltung der Gesamtabmessungen eine automatische 45-mm-NS-45-Kanone für die Luftfahrt geschaffen. Das Gewicht der Waffe betrug 150-153 kg. Feuerrate 260-280 Schuss / min. Die Kanone wird mit einem Bandvorschub geliefert. Zum ersten Mal in der UdSSR wurde in der 45-mm-Flugzeugkanone NS-45 eine Mündungsbremse verwendet, die bis zu 85% der Rückstoßenergie absorbierte. In den Jahren 1944-45 wurden insgesamt etwa 200 Geschütze hergestellt. Der Jäger Yak-9K (Großkaliber) mit der NS-45-Kanone im Triebwerkskollaps mit 29 Schuss Munition wurde speziell für diese Waffe entwickelt und gebaut. Insgesamt wurden 53 Flugzeuge dieses Typs hergestellt.
44 Yak-9K-Flugzeuge wurden vom 13. August bis 18. September 1944 an der 3. Weißrussischen Front und vom 15. Januar bis 15. Februar 1945 an der 2. Weißrussischen Front militärischen Tests unterzogen. Es wurde angenommen, dass Jäger mit großkalibrigen Kanonen gegen Gruppen feindlicher Bomber operieren würden, die sich außerhalb der effektiven Verteidigungszone ihrer Schusspunkte befinden. Im Durchschnitt wurden zehn 45-mm-Granaten für ein abgeschossenes feindliches Flugzeug ausgegeben.
Die Yak-9K selbst benötigte jedoch Deckung für Jäger mit 20-mm-Kanonen, darunter auch Sklavenmaschinen. Gezieltes Feuern aus 45-mm-Kanonen wurde nur beim ersten Schuss erzielt, der Rest der Granaten flog vorbei. Nach einer Explosion von drei Schüssen, die selbst bei Höchstgeschwindigkeit abgefeuert wurden, fiel letzterer stark, die Stabilität des Flugzeugs ging verloren, Öl- und Wasserlecks in den Pipelines wurden beobachtet.
Außerdem traf man Ende 1944 nur sehr selten auf eine große Gruppe feindlicher Bomber, und es bestand kein besonderer Bedarf für einen solchen Jäger. Nach den Ergebnissen militärischer Tests wurde der Yak-9K nicht in die Massenproduktion gebracht.
In der UdSSR wurden in Kriegszeiten Flugzeugkanonen und größere Kaliber entwickelt. Die 57-mm-Automatikkanone N-57 wurde am Ende des Großen Vaterländischen Krieges unter der Leitung des führenden Designers G. A. Zhirnykh entwickelt. Für dieses Kaliber hatte die Waffe eine relativ geringe Masse - 135 kg. Eine Kleinserie von 36 Geschützen wurde hergestellt.
Die Waffe wurde erfolgreich am Düsenjäger MiG-9 "F-3" (dritter Prototyp) getestet. Dies war der erste und einzige Fall in der Geschichte der Luftfahrt, in dem eine 57-mm-Kanone an einem Düsenjäger installiert wurde. Die Produktion der MiG-9 wurde jedoch mit der 37-mm-N-37-Kanone gestartet, obwohl einige der Flugzeuge der ersten Charge noch mit der N-57-Kanone ausgestattet waren. Anschließend wurde es bei allen Flugzeugen durch die N-37-Kanone ersetzt.
1943-1945. bei der TsAKB unter der Leitung von V. G. Grabin, wurde daran gearbeitet, großkalibrige automatische Kanonen für die Luftfahrt zu entwickeln.
Es wurden 65-mm-, 76-mm- und 100-mm-Flugzeuggeschütze entwickelt.
1948 wurden zwei Prototypen der 65-mm-Kanone hergestellt und im Werk getestet. 1949 wurde eine Probe zu Feldversuchen an das Air Force Research Institute geschickt. Für die 65-mm-Kanone wurden zwei Schüsse erstellt: mit einem OFZT-Geschoss und mit einem BRZT-Geschoss. In einer Entfernung von 600 m durchbohrte das BRZT-Geschoss 60 mm Panzerung in einem Auftreffwinkel von 30 °. Somit konnte dieses Projektil die Panzerung jedes Panzers der damaligen Zeit von oben durchdringen.
1948 begann TsNII-58 mit der Arbeit an der automatischen 100-mm-Flugkanone B-0902. Es sollte auf Tu-2- und Tu-4-Bombern installiert werden, die in Jäger umgewandelt werden sollten. Natürlich konnten weder Propellerantriebe (Yak-3, JIa-5, La-7, La-9 usw.) noch Düsenjäger (Yak-15, MiG-9 usw.) diese Waffe aufgrund ihres Gewichts physisch tragen und Wirkung.
Die automatische Ausrüstung der 100-mm-Kanone war mechanisch mit langem Laufhub, und alle Operationen wurden automatisch ausgeführt. Die Waffe war mit einer starken Mündungsbremse ausgestattet, die 65 % der Rückstoßenergie absorbierte. Die Kanone wurde aufgrund der rationellen Platzierung aller Einheiten kompakt gemacht. Lebensmittel bandlos lagern. Der Laden hielt 15 einheitliche Patronen.
Die Steuerung des Geschützfeuers und des pneumatischen Nachladens erfolgte vom Cockpit aus. Das Gewicht der Waffe ohne Powerbox betrug 1350 kg. Feuerrate - 30,5 Schuss pro Minute. Rückstoßkraft - 5 Tonnen.
Für die V-0902-Kanone erstellte TsNII-58 speziell drei Schüsse: mit einem FZT-Projektil, mit einem BRZT-Projektil und mit einer Ferngranate.
Die Patrone mit dem FZT-Geschoss (High-Explosive Incendiary Tracer) hatte ein Gewicht von 27 kg und eine Länge von 990 mm. Das Gewicht der Treibladung betrug 4,47 kg, wodurch das Projektil eine Anfangsgeschwindigkeit von 810 m / s hatte. Die 13,9 kg schwere Granate selbst enthielt 1,46 kg Sprengstoff. Die effektive Schussreichweite des FZT-Projektils betrug 1000-1200 m.
Die Patrone mit dem BRZT-Geschoss hatte ein Gewicht von 27, 34 kg und eine Länge von 956 mm. Das Gewicht der Treibladung betrug 4,55 kg und das Projektil erhielt eine Anfangsgeschwindigkeit von 800 m / s. Die 14,2 kg schwere Granate selbst enthielt etwas Sprengstoff (0,1 kg). Während des Testfeuers durchbohrte das BZRT-Geschoss in einer Entfernung von 600 m eine 120-mm-Panzerung (bei einem Auftreffwinkel von 30 °).
Um auf Luftziele zu schießen, wurde eine 100-mm-Ferngranate mit tödlichen Brandelementen erstellt. Das Gewicht der Granate beträgt 15,6 kg. Die Granate enthielt 0,605 kg Sprengstoff (Sprengladung) und 93 tödliche Brandelemente mit einem Gewicht von jeweils 52 bis 61 g. Das Projektil war mit einer VM-30 Remote Tube ausgestattet. 1948-1949. Es wurden experimentelle Chargen von Granaten mit einheitlicher und ringförmiger Anordnung von tödlichen Brandelementen getestet. Um die Wirksamkeit der Splitter und ihre "Brandfähigkeit" zu testen, wurde das Flugzeug am Boden beschossen.
Die 100-mm-Kanone B-0902 wurde nicht nur in der UdSSR, sondern anscheinend auch weltweit zur stärksten automatischen Flugzeugkanone. Aus technischer Sicht war es ein Meisterwerk der Ingenieurskunst. Das einzige Problem ist, dass sie fünf Jahre zu spät kam. 1944-1945. ein Hochgeschwindigkeitsbomber mit Kolbenmotor könnte daraus fast ungestraft die fliegenden Festungen B-17 und B-29 ab einer Entfernung von 1 km und mehr in dichter Reihenfolge abschießen. Aber das Aufkommen von Düsenjägern veränderte die Taktik des Luftkampfes radikal und schwere Flugzeugkanonen verloren jede Bedeutung, zumindest für das Beschießen von Flugzeugen.
