Po klęsce Niemiec w I wojnie światowej traktatem wersalskim zakazano posiadania i rozwijania artylerii przeciwlotniczej. Jednostki artylerii przeciwlotniczej odtworzone na początku lat 30. w celu konspiracji do 1935 roku nazywano „batalionami kolejowymi”, a systemy artylerii przeciwlotniczej, projektowane w Niemczech w latach 1928-1933, nosiły oznaczenie „ przyb. osiemnaście . Tak więc w przypadku zapytań z Wielkiej Brytanii i Francji Niemcy mogli odpowiedzieć, że nie była to nowa broń, ale stara, zaprojektowana w 1918 roku, jeszcze przed końcem I wojny światowej.
Wszystko to w pełni odnosiło się do 37-mm automatycznego działa przeciwlotniczego 3,7 cm Flak 18 (niemiecki 3,7 cm Flugzeugabwehrkanone 18) stworzonego przez specjalistów koncernu Rheinmetall Borsig AG w 1929 roku na podstawie opracowań Solothurn Firma Waffenfabrik AG. 37-mm karabin szturmowy był przeznaczony do zwalczania samolotów lecących na wysokości do 4000 m. Ze względu na dużą prędkość wylotową pocisku przeciwpancernego, to działo, zanim pojawił się pancerz przeciwpancerny, mogło trafić w każdy pojazd opancerzony.
Automatyka armaty działała dzięki energii odrzutu przy krótkim skoku lufy. Strzelanie odbywało się z lawety na postumencie, wspartej na podstawie w kształcie krzyża na ziemi. W pozycji złożonej pistolet był transportowany na czterokołowym wózku. Projektanci przywiązali dużą wagę do łatwości konserwacji i konserwacji działa przeciwlotniczego. W szczególności szeroko stosowano w nim połączenia bezgwintowe.
37-mm działo przeciwlotnicze 3,7 cm Flak 18, po długich próbach wojskowych, oficjalnie weszło do służby w 1935 roku. Do strzelania z 37-mm armaty przeciwlotniczej wykorzystano pojedynczy strzał znany jako 37x263B, który w połączeniu z długością lufy 2106 mm, w zależności od rodzaju i masy pocisku, przyspieszył ją do 800 - 860 m / s. Waga naboju - 1, 51-1, 57 kg. Przebijający pancerz pocisk śledzący o masie 680 g przyspieszył do 800 m/s. Grubość pancerza przebitego przez smugę przeciwpancerną w odległości 800 m pod kątem 60 ° wynosiła 25 mm. Ładunek amunicji obejmował również strzały: z odłamkowo-strzałowymi, odłamkowo-zapalnymi i odłamkowo-zapalającymi granatami smugowymi, przeciwpancerny pocisk odłamkowo-wybuchowy, a także podkalibrowy pocisk smugowy przeciwpancerny z rdzeniem z węglika.
Zasilanie dostarczane było z 6-ładunkowych klipsów po lewej stronie odbiornika. Szybkostrzelność - do 150 strz/min. Masa pistoletu w pozycji bojowej wynosi 1760 kg, w pozycji złożonej - 3560 kg. Kalkulacja - 7 osób. Kąty prowadzenia pionowego: od -7° do +80°. W płaszczyźnie poziomej istniała możliwość ataku okrężnego. Napędy prowadzące są dwubiegowe. Maksymalny zasięg strzelania do celów powietrznych wynosi 4200 m.
Ogólnie rzecz biorąc, 37-milimetrowe działo przeciwlotnicze było całkiem sprawne i dość skuteczne przeciwko samolotom z odległości do 2000 m i mogło z powodzeniem działać przeciwko lekko opancerzonym celom naziemnym i sile roboczej w przejściach na linii wzroku.
Chrzest bojowy 3,7 cm Flak 18 odbył się w Hiszpanii, gdzie działo na ogół sprawowało się dobrze. Pojawiło się jednak wiele narzekań na nadmierną wagę w pozycji transportowej, której przyczyną był ciężki i niewygodny czterokołowy „wózek”. Pomimo tego, że na początku II wojny światowej ta 37-mm armata przeciwlotnicza została zastąpiona w produkcji bardziej zaawansowanymi modelami, jej działanie trwało do końca działań wojennych.
Już w 1936 roku, przy użyciu jednostki artylerii 3,7 cm Flak 18 i nowego lawety, powstał przeciwlotniczy karabin maszynowy 3,7 cm Flak 36. Masa systemu w pozycji bojowej została zmniejszona do 1550 kg, aw pozycji złożonej - do 2400 kg. Przy zachowaniu charakterystyk balistycznych i szybkostrzelności poprzedniej modyfikacji zwiększono kąty elewacji w zakresie od -8 do +85 °.
Tak znaczną redukcję masy osiągnięto głównie dzięki przejściu na nowy czteroramienny wózek z odłączanym dwukołowym skokiem resorowanym. Była transportowana z prędkością do 50 km/h. Montaż armaty na wózku i wyjęcie z niego odbywało się za pomocą wciągarki łańcuchowej. Charakterystyka balistyczna i szybkostrzelność działa pozostały takie same.
W kolejnej modyfikacji 3,7 cm Flak 37 wprowadzono ulepszony celownik przeciwlotniczy Sonderhänger 52 z urządzeniem liczącym. Kierowanie ogniem baterii przeciwlotniczej odbywało się za pomocą dalmierza Flakvisier 40. Dzięki temu udało się znacznie zwiększyć skuteczność ostrzału na odległościach zbliżonych do limitu. Od wcześniejszych modeli 3,7 cm Flak 37 w pozycji ogniowej wyróżnia się zmodyfikowaną osłoną lufy, co wiąże się z uproszczoną technologią produkcji.
Oprócz standardowych wagonów, na peronach kolejowych, różnych ciężarówkach i transporterach opancerzonych zainstalowano 3,7-cm działa przeciwlotnicze Flak 18 i Flak 36. W 1940 r. rozpoczęto produkcję samobieżnych dział przeciwlotniczych na podwoziu 5-tonowego półgąsienicowego ciągnika Sd. Kfz.6, oznaczonego jako Sd. Kfz.6 / 2.
Nieopancerzony ZSU ważący 10,4 tony był uzbrojony w armatę Flak 36, a jego załoga składała się z 5 osób. W sumie do Wehrmachtu przekazano 339 dział samobieżnych. Jednak w warunkach frontu wschodniego nieopancerzone działa samobieżne poniosły duże straty. Dotyczyło to zwłaszcza odpierania bombardowań na niskich wysokościach i ataków szturmowych lotnictwa radzieckiego oraz wsparcia ogniowego jednostek naziemnych.
W 1942 roku na bazie 8-tonowego ciągnika półgąsienicowego SdKfz 7 powstał ZSU, który został wprowadzony do służby pod oznaczeniem Sd. Kfz.7 / 2. To działo samobieżne ważyło 11,05 tony i było uzbrojone w działo 37 mm Flak 36. Bazując na doświadczeniach bojowych, działo samobieżne przeciwlotnicze otrzymało lekkie opancerzenie silnika i kabiny kierowcy. Do stycznia 1945 roku zbudowano ponad 900 dział samobieżnych, większość z nich walczyła na froncie wschodnim.
W przeciwieństwie do holowanych 37-mm dział przeciwlotniczych rozmieszczonych na przygotowanych stanowiskach bojowych w ramach baterii, obliczenia samobieżnych dział przeciwlotniczych podczas strzelania do celów powietrznych, ze względu na bardziej ciasne warunki, z reguły nie wykorzystywały dalmierz optyczny, co negatywnie wpłynęło na dokładność strzelania. W tym przypadku w trakcie strzelania wprowadzono poprawki do celownika, oparte na trajektorii pocisków smugowych względem celu.
ZSU z 37-mm armatami przeciwlotniczymi na podwoziu transporterów półgąsienicowych były aktywnie wykorzystywane na froncie wschodnim, operując głównie w strefie frontu. Brali udział w eskortowaniu konwojów transportowych i wchodzili w skład batalionu przeciwlotniczego, który zapewniał obronę przeciwlotniczą dla niektórych dywizji czołgów i zmotoryzowanych (grenadierów pancernych). W porównaniu z samobieżnymi działami przeciwlotniczymi uzbrojonymi w 20-mm i 30-mm karabiny maszynowe (zwłaszcza z quadami), 37-mm armaty miały mniejszą szybkostrzelność bojową. Ale znacznie cięższe i potężniejsze pociski 37 mm umożliwiły zwalczanie celów powietrznych lecących na odległość i wysokość niedostępne dla dział przeciwlotniczych mniejszego kalibru. Przy zbliżonych wartościach prędkości wylotowej pocisk 37 mm ważył od półtora do dwóch razy więcej niż 30 mm (640 - 680 g w porównaniu z 330 - 500 g), co ostatecznie przesądziło o znacznej przewadze energii pocisku (215 kJ w porównaniu do 140) …
Doświadczenie bojowe pokazało, że częściowo opancerzone samobieżne działo przeciwlotnicze Sd. Kfz.7/2 okazało się bardziej dostosowane do realiów frontu wschodniego niż 20-mm SPAAG na czołgu i półgąsienicowym podwozie. 37-mm pocisk odłamkowo-burzący o wadze 640 g, zawierający 96 g TNT zmieszanego z pentrytem, po trafieniu zadał krytyczne uszkodzenia samolotom szturmowym Ił-2 i Ił-10. Najlepszy zasięg wysokości umożliwił użycie 37-mm ZSU przeciwko celom na średnich wysokościach w interesie obrony przeciwlotniczej różnego rodzaju obiektów stacjonarnych naziemnych. Ponadto w przypadku przełamania czołgów radzieckich, działa samobieżne 37 mm często pełniły rolę mobilnej rezerwy przeciwpancernej. W odległości do 500 m pociski przeciwpancerne mogły śmiało pokonać ochronę czołgów lekkich i średnich. W przypadku ukierunkowanego użycia przeciwko pojazdom opancerzonym, ładunek amunicji 37-mm dział przeciwlotniczych może obejmować pocisk podkalibrowy o wadze 405 g, z rdzeniem z węglika wolframu i prędkością początkową 1140 m / s. W odległości 600 m, wzdłuż normalnej, przebił pancerz 90 mm. Jednak ze względu na chroniczny niedobór wolframu pociski podkalibrowe kal. 37 mm nie były często używane. Ponadto okazjonalne użycie ZSU Sd. Kfz.7 / 2 przeciwko czołgom radzieckim było czysto wymuszonym środkiem.
Obliczenia 37-mm dział samobieżnych były częściowo pokryte jedynie 8-mm osłoną przeciwodpryskową, a cienki pancerz kokpitu i komory silnika chronił przed pociskami kalibru karabinu wystrzeliwanymi z odległości nie mniejszej niż 300 metrów. Niemieckie ZSU nie wytrzymywały bezpośredniego zderzenia nawet z czołgami lekkimi i były w stanie skutecznie działać tylko z zasadzki.
Ogólnie rzecz biorąc, karabiny szturmowe Flak 36 cm 3,7 cm i Flak 37 cm 3,7 cm spełniały wymagania dla dział przeciwlotniczych kalibru 37 mm. Jednak podczas strzelania do szybko poruszających się celów powietrznych bardzo pożądane było zwiększenie szybkostrzelności bojowej. W 1943 roku do służby weszło 37-mm holowane działko przeciwlotnicze 3,7 cm Flak 43, stworzone przez koncern Rheinmetall Borsig AG. Pionowy kąt prowadzenia lufy został zwiększony do 90 °, a zasada działania automatycznej jednostki artyleryjskiej została znacznie zmieniona. Krótki skok lufy podczas odrzutu połączono z mechanizmem odpowietrzającym, który odblokowuje zamek. Dzięki temu możliwe było połączenie kilku operacji i skrócenie czasu potrzebnego na wykonanie wszystkich czynności podczas produkcji ujęcia.
Równolegle ze wzrostem szybkostrzelności do 250 strz/min, dzięki wprowadzeniu skutecznego amortyzatora sprężynowo-hydraulicznego, udało się zmniejszyć odrzut i obciążenia udarowe na ramie działa. Dzięki temu masa działa w pozycji bojowej wynosiła 1300 kg, w pozycji transportowej około 2000 kg. Aby zwiększyć praktyczną szybkostrzelność do 100 strz/min oraz długość ciągłej serii, liczbę strzałów w magazynku zwiększono do 8 jednostek. Masa klipsa z 8 strzałami to około 15 kg.
Długość lufy, amunicja i balistyka Flak 43 pozostają niezmienione w porównaniu do Flak 36. Pistolet był transportowany na jednoosiowej przyczepie resorowanej, z hamulcami pneumatycznymi i ręcznymi oraz wciągarką do opuszczania i podnoszenia działa przy przenoszeniu go z pozycji jazdy do pozycji bojowej i odwrotnie. W wyjątkowych przypadkach dopuszczano strzelanie z wozu, przy czym sektor strzelania poziomego nie przekraczał 30°. Jednostka artyleryjska Flak 43 została zamontowana na trójkątnej podstawie z trzema ramami, na których się obracała. Łóżka miały podnośniki do poziomowania działa przeciwlotniczego. Mechanizm podnoszący jest sektorowy, z jedną prędkością celowania. Mechanizm obrotowy miał dwie prędkości celowania. Wyważanie części wahadłowej odbywało się za pomocą mechanizmu równoważącego ze sprężyną spiralną.
Biorąc pod uwagę doświadczenia z działań wojennych, nowe działo przeciwlotnicze miało stalową osłonę z dwoma składanymi klapami bocznymi, co zmniejszało podatność obliczeń podczas odpierania ataków z powietrza i ostrzału z ziemi. Aby zwiększyć skuteczność ognia przeciwlotniczego, jako główne przyjęto celowanie z jednego urządzenia kierowania ogniem przeciwlotniczym. Jednocześnie zachowano indywidualne przyrządy celownicze do użytku poza baterią przeciwlotniczą 3,7 cm Flak 43. W Wehrmachcie holowane działa przeciwlotnicze 3,7 cm Flak 43 zostały zredukowane do baterii 9 dział. W baterii przeciwlotniczej Luftwaffe, umieszczonej w pozycjach stacjonarnych, mogło znajdować się do 12 działek 37 mm.
Podobnie jak w przypadku innych szybkostrzelnych dział przeciwlotniczych 20-37 mm, 3,7 cm Flak 43 wykorzystano do stworzenia przeciwlotniczego przeciwlotniczego. Początkowo próbowano zamontować nowy 37-mm przeciwlotniczy karabin maszynowy na podwoziu półgąsienicowego transportera opancerzonego SdKfz 251. Jednak przedział wojskowy transportera opancerzonego okazał się zbyt ciasny, aby pomieścić wystarczająco masywną armatę przeciwlotniczą, załogę i amunicję. Pod tym względem specjaliści z Friedrich Krupp AG poszli już utartą ścieżką, tworząc 37-milimetrową wersję wagonu meblowego. Analogicznie do quad 20-mm SPAAG na podwoziu czołgu, odzyskano Pz. Modyfikacje Kpfw IV H i J ze zdemontowaną wieżą.
Wokół przeciwlotniczego karabinu maszynowego w pozycji transportowej zamontowano pudło 20-milimetrowych płyt pancernych, które mogły chronić działo i załogę przed pociskami i lekkimi odłamkami. Czasami, aby zachować możliwość strzelania z pozycji złożonej, robiono wycięcie w przednim arkuszu. Podczas prowadzenia ognia przeciwlotniczego płyty pancerne były składane do tyłu, tworząc płaską platformę. Masa zsu w pozycji bojowej mieściła się w granicach 25 ton, mobilność była na poziomie podwozia podstawowego. Załoga samochodu składała się z sześciu osób. Chociaż działo samobieżne pierwotnie nosiło nazwę Flakpanzerkampfwagen IV (dosłownie – bojowy czołg przeciwlotniczy IV), nazwa Möbelwagen (niemiecki samochód meblowy) utkwiła bardziej.
Pierwsze 37-mm ZSU na podwoziu czołgu średniego zostały wysłane do wojska w marcu 1944 roku. Do sierpnia 1944 działa samobieżne 3,7 cm FlaK 43 auf Pz. Kpfw. IV "Möbelwagen" były wyposażone w oddzielne dywizje przeciwlotnicze (po 8 pojazdów każda) z trzech dywizji pancernych na froncie zachodnim i dwóch dywizji pancernych na froncie wschodnim.
W przyszłości szereg brygad czołgów zostało wyposażonych w mieszane bataliony przeciwlotnicze, w tym 4 ZSU z 37-mm działami przeciwlotniczymi i 4 ZSU z 20-mm karabinami maszynowymi. Obecnie niemożliwe jest ustalenie dokładnej liczby wyprodukowanych 37-milimetrowych wagonów meblowych. Większość źródeł zgadza się, że wyprodukowano nieco ponad 205 sztuk.
ZSU 3, 7 cm FlaK 43 na Pz. Kpfw. IV miał szereg istotnych wad. Aby przenieść instalację z pozycji do jazdy iz powrotem, konieczne było rozłożenie i podniesienie ciężkich płyt pancernych, co wymagało czasu i sporego wysiłku fizycznego. Na stanowisku strzeleckim cała załoga instalacji, z wyjątkiem kierowcy, znajdowała się na otwartej platformie i była bardzo narażona na kule i odłamki. W związku z tym uznano za celowe stworzenie samobieżnego działa przeciwlotniczego z wieżą. Ponieważ działonowy musiał być w stanie samodzielnie wykrywać cele powietrzne, a podczas strzelania z 37-mm karabinu maszynowego do przedziału bojowego dostała się duża ilość gazów prochowych wraz z zużytymi nabojami, wieżę trzeba było otworzyć od góry.
W lipcu 1944 Ostbau Werke wyprodukowało pierwszy prototyp ZSU z 37-mm działem przeciwlotniczym FlaK 43 zainstalowanym w obrotowej wieży na podwoziu czołgu Pz. Kpfw IV. Grubość pancerza sześciokątnej wieży wynosiła 25 mm. Wieża mieściła 37-mm automatyczne działko przeciwlotnicze Flak43, przyrządy celownicze, załogę bojową i 80 pocisków w kasetach. Reszta amunicji w ilości 920 pocisków znajdowała się w skrzyniach wieży. Kalkulacja ZSU obejmowała 5 osób.
ZSU otrzymał oznaczenie 3,7 cm Flak 43 auf Sfl Pz. Kpfw IV później bardziej znany jako Flakpanzer IV „Ostwind” (niemiecki czołg przeciwlotniczy IV „East Wind”). W porównaniu do Pz. Kpfw IV seryjnie produkowany w tym czasie, bezpieczeństwo przeciwlotniczego działa samobieżnego było mniejsze. Twórcy ZSU dość słusznie uznali za zbyteczne instalowanie na nim ekranów antykumulacyjnych, ponieważ nie miał on działać w pierwszej linii formacji bojowych. W sierpniu 1944 roku złożono zamówienie na produkcję 100 pojazdów. Produkcja seryjna Flakpanzer IV „Ostwind” powstała w zakładach Deutsche Eisenwerke w Duisburgu, ale przed upadkiem nazistowskich Niemiec dostarczono nie więcej niż 50 samobieżnych dział przeciwlotniczych.
Podobnie jak w przypadku innych wozów przeciwlotniczych opartych na Pz. Kpfw IV, czołgi odzyskane po uszkodzeniach bojowych służyły głównie jako baza. Były też plany stworzenia 37-mm SPAAG na podwoziu przestarzałych czołgów Pz. Kpfw. III i Pz. Kpfw.38(t), jednak nigdy nie doszło do praktycznej realizacji tych projektów. Aby być uczciwym, należy powiedzieć, że niemiecki „czołg przeciwlotniczy” Flakpanzer IV „Ostwind” był najlepszy w swojej klasie i w latach wojny nie miał seryjnych odpowiedników w innych krajach.
Podwójna 37-mm armata przeciwlotnicza została oznaczona jako Flakzwilling 43 (Gemini 43). Maszyny artyleryjskie znajdowały się jedna nad drugą, a kołyski, na których zainstalowano maszyny, były połączone ze sobą ciągiem tworzącym równoległobok. Każda maszyna znajdowała się we własnej kołysce i tworzyła ruchomą część obracającą się względem swoich kołków pierścieniowych.
Przy pionowym rozmieszczeniu maszyn, w przypadku strzału z jednej lufy, nie występował dynamiczny moment obrotowy w płaszczyźnie poziomej, przewracający celownik. Ze względu na obecność osobnych czopów na każdy karabin maszynowy zminimalizowano zakłócenia oddziałujące na ruchomą część instalacji przeciwlotniczej. Takie konstruktywne rozwiązanie poprawiło celność ognia i warunki celowania działa, a także w przypadku awarii jednego działa można było strzelać z drugiego bez zakłócania normalnego procesu celowania. Możliwe było również korzystanie z maszyn z pojedynczych instalacji bez żadnych przeróbek.
Wady takiego schematu są kontynuacją zalet: przy układzie pionowym wzrosła wysokość całej instalacji przeciwlotniczej i wysokość linii ognia. Ponadto taki układ jest możliwy tylko dla maszyn z bocznym posuwem.
Ogólnie rzecz biorąc, stworzenie sparowanej 37-milimetrowej instalacji usprawiedliwiło się. Masa Flakzwilling 43 wzrosła o około 40% w porównaniu z Flak 43, a szybkostrzelność prawie się podwoiła.
Prowadzono również prace nad poziomym podwójnym działem przeciwlotniczym 37 mm z wykorzystaniem jednostki artyleryjskiej Flak 43. Planowano jego instalację na ZSU utworzonym na bazie czołgu Pz. Kpfw. V "Panther".
Prototyp pojazdu, oznaczony Flakzwilling 3,7cm auf Panzerkampfwagen Panther, został zbudowany w 1944 roku i miał tylko układ wieży. Ze względu na przeciążenie niemieckiego przemysłu zamówieniami wojskowymi projekt ten pozostawał w fazie rozwoju.
Do marca 1945 r. fabryki Wesserhutte i Durrkopp wyprodukowały 5918 dział przeciwlotniczych Flak 43 kal. 37 mm, a 1187 podwójnych automatycznych dział przeciwlotniczych Flakzwilling 43,3,7 cm Flak 43 i Flakzwilling 43 służyło w jednostkach obrony przeciwlotniczej. Luftwaffe oraz w Wehrmachcie i były szeroko stosowane w końcowej fazie II wojny światowej. Pomimo wyższego poziomu cech bojowych, Flak 43 nie mógł całkowicie wyprzeć Flaka 36/37 z linii produkcyjnych - produkcję różnych typów 37-mm dział przeciwlotniczych prowadzono do końca wojny.
W 1945 roku próbowano przystosować znaczną część dostępnych 37-mm dział przeciwlotniczych do strzelania do celów naziemnych. Tak więc niemieckie dowództwo zamierzało zatkać luki w obronie przeciwpancernej, równolegle działa przeciwlotnicze miały zapewniać obronę przeciwlotniczą przedniej krawędzi. Ze względu na niską mobilność automatyczne działa przeciwlotnicze były używane głównie na wstępnie wyposażonych stanowiskach w węzłach obronnych. Ze względu na dobrą penetrację i wysoką szybkostrzelność jak na swój kaliber, stanowiły one pewne zagrożenie dla radzieckich czołgów średnich T-34 i lekkich pojazdów opancerzonych. Ich ogień był szczególnie niszczycielski w miastach, gdzie zakamuflowane działa przeciwlotnicze były w stanie strzelać z minimalnej odległości.
