Wielkokalibrowe karabiny maszynowe i pierwsze armaty pojawiły się na pokładach samolotów podczas I wojny światowej, ale wtedy były to tylko nieśmiałe próby zwiększenia siły ognia pierwszego samolotu. Do połowy lat 30. XX wieku broń ta była używana w lotnictwie sporadycznie. Prawdziwy rozkwit lotniczych karabinów szybkostrzelnych przypadł na lata przedwojenne i lata II wojny światowej. W Związku Radzieckim jedno z najsłynniejszych działek lotniczych, które zainstalowano na ogromnej liczbie samolotów od I-16 do Ła-7, a jako część wież była używana na bombowcach Pe-8 i Er-2, była automatyczne działo lotnicze ShVAK 20 mm (Shpitalny -Vladimirov Aviation Large-caliber). Głównie ten pistolet był używany do uzbrojenia radzieckich myśliwców.
Jednocześnie żadna z sowieckich armat lotniczych nie mogła pochwalić się taką wielkością produkcji jak SzWAK. W 1942 r., dość trudnym roku dla całego kraju, radzieckie przedsiębiorstwa były w stanie wyprodukować 34 601 armat lotniczych tego typu. Produkcja ShVAK została uruchomiona w Tula Arms Plant, Kovrov Arms Plant i Iżewsk Machine-Building Plants. W sumie w ZSRR, biorąc pod uwagę przedwojenną produkcję, wyprodukowano ponad 100 tysięcy egzemplarzy 20-mm armaty lotniczej ShVAK. Jego nieco zmodyfikowana wersja służyła również do uzbrojenia czołgów lekkich, na przykład masowego T-60. Biorąc pod uwagę wielkość produkcji i wykorzystanie tego systemu artyleryjskiego, słusznie nazywa się go „bronią zwycięstwa”.
SzWAK to pierwsze radzieckie automatyczne działo lotnicze kalibru 20 mm. Został oddany do użytku w 1936 roku i był produkowany do 1946 roku, kiedy to zmontowano ostatnie 754 armaty tego typu. Działo lotnicze produkowano w czterech wersjach: skrzydłowej, wieżowej, motorowej i synchronicznej. Karabin motorowy wyróżniał się dłuższą lufą i amortyzatorem. W swojej konstrukcji SzWAK był całkowicie podobny do wielkokalibrowego karabinu maszynowego 12,7 mm o tej samej nazwie, który został przyjęty w 1934 roku. Jedyną różnicą była średnica zastosowanej lufy. Testy wielkokalibrowego karabinu maszynowego ShVAK pokazały konstruktorom, że dzięki dostępnemu marginesowi bezpieczeństwa kaliber systemu można zwiększyć do 20 mm bez zmiany wymiarów ruchomego systemu, po prostu poprzez wymianę lufy. Pistolet SzWAK miał podajnik taśmowy, przeładowanie odbywało się mechanicznie lub pneumatycznie.
Armata lotnicza ShVAK
Synchroniczny ShVAK na myśliwcu Ła-5
Po raz pierwszy nowe działo zostało zainstalowane na myśliwcu IP-1 zaprojektowanym przez Dmitrija Pawłowicza Grigorowicza. Latem 1936 r. został przedstawiony Instytutowi Badawczemu Sił Powietrznych do państwowych testów. Jednocześnie dopracowanie go zajęło około czterech lat. Dopiero w 1940 roku na myśliwcach radzieckich zaczęto montować działo ShVAK zaprojektowane przez Borisa Gavrilovicha Shpitalnego i Semyona Vladimirovicha Vladimirova, zarówno w rozbiciu bloku cylindrów silnika lotniczego M-105 (działo motorowe), jak i w skrzydle. Debiut bojowy nowego radzieckiego działa lotniczego miał miejsce w 1939 roku. Działka powietrzne ShVAK były na myśliwcach I-16, które były używane w bitwach z Japończykami pod Khalkhin Gol.
Konstrukcyjnie działko lotnicze SzWAK 20 mm powtórzyło poprzednie modele karabinów maszynowych SzKAS i SzWAK (12,7 mm). Automatyka pistoletu działała na zasadzie wylotu gazu. Wiatrówka miała stałą lufę, która po złożeniu była połączona z zmontowaną skrzynką za pomocą wkładki blokującej. Podobnie jak w poprzednich opracowaniach, w 20-mm armacie samolotowej SzWAK wykorzystano wyróżnik systemów Szpitalnego - 10-pozycyjny mechanizm bębnowy do wycofywania naboju z taśmy, dzięki jego zastosowaniu wysoka szybkostrzelność systemu została zapewniona. Ale ten schemat pracy wymagał użycia własnego wkładu spawanego z wystającym kołnierzem, który przylegał do rowka śrubowego bębna pistoletu. Z tego powodu w broni Spitalnego nie można było zastosować żadnego innego typu naboju.
Dziś możemy śmiało powiedzieć, że pomysł ujednolicenia broni dla różnych kalibrów jest całkiem rozsądny. Wiele systemów w praktyce światowej podążało tą samą drogą, dziś, w pierwszej ćwierci XXI wieku, broń wielokalibrowa przeżywa prawdziwy rozkwit. Jednak w przypadku modeli Szpitalnego wszystko nie było takie proste. Rzecz w tym, że jego pierwszy projekt samolotowego karabinu maszynowego ShKAS został zbudowany wokół istniejącego już naboju karabinu kalibru 7, 62x54R z obręczą, co było całkowicie uzasadnione, aby karabin maszynowy osiągnął wysoką szybkostrzelność. Ale już SzWAK zażądał od sowieckiego przemysłu stworzenia całkowicie nowej amunicji o konstrukcji ściąganej. W wariancie z karabinem maszynowym 12,7 mm to rozwiązanie nie powiodło się. Ten kaliber został pomyślany jako uniwersalny, planowano go używać nie tylko w lotnictwie. Przy już istniejącym naboju degtyarevskim 12,7x108 mm, który był wygodniejszy do przechowywania żywności, nawet asertywność charakterystyczna dla Szpitalnego nie wystarczyła, aby popchnąć równoległą produkcję podobnego wkładu zgrzewanego 12,7x108R. Taki nabój w ZSRR był produkowany przez krótki czas równolegle z produkcją małej serii wielkokalibrowych karabinów maszynowych ShVAK. W końcu został po prostu przerwany.
Skrzydło ShVAK na myśliwcu I-16 typ-17
Ale 20-mm wersja ShVAK czekała na znacznie bardziej udany los. W momencie rozwoju tego pistoletu lotniczego inne 20-mm naboje po prostu nie istniały w Związku Radzieckim. Jako możliwą opcję uznano jednak produkcję "Long Soloturn" - potężnej szwajcarskiej amunicji kalibru 20x138R, dla której w KB-2 stworzono uniwersalny karabin maszynowy Atsleg AP-20. 20-mm amunicja w ZSRR nie została napełniona, co całkowicie rozwiązało ręce twórcom armaty lotniczej ShVAK.
Innym negatywnym aspektom unifikacji 12, 7-mm i 20-mm wersji SzWAK eksperci przypisują fakt, że grupa Władimirowa, starając się zachować jednolitą konstrukcję węzłów dwóch systemów samolotów, została zmuszona do wyrównać wymiary geometryczne na długości dwóch rodzajów wkładów. Długość obu wkładów wynosiła 147 mm, co stanowiło jedną konstrukcję dla najbardziej pracochłonnej jednostki systemowej w produkcji - konstrukcji podajnika bębna. Jeśli jednak nabój 12,7 mm był wystarczająco mocny jak na swoją klasę, to nowy 20x99R okazał się jedną z najsłabszych amunicji kalibru 20 mm wśród swoich zagranicznych odpowiedników.
Docelowo działo motorowe stanowiło podstawę uzbrojenia radzieckich myśliwców Jak i Łagg, w wersji skrzydłowej trafiło też do pierwszego samolotu szturmowego Ił-2 o pojemności 200 pocisków na lufę. Początek Wielkiej Wojny Ojczyźnianej pobudził zarówno masową produkcję 20-mm dział SzWAK, jak i wprowadzenie synchronicznych wersji armaty, które od 1942 roku zaczęły pojawiać się na myśliwcach Ławoczkina i były instalowane w poszczególnych seriach myśliwców MiG-3.
Aviamotor VK-105PF z pistoletem motorowym ShVAK
Ale wieżowa wersja SzWAK nie mogła pochwalić się pomyślnym losem i nie zakorzeniła się w sowieckim lotnictwie. Zbyt ciężki i nieporęczny, nie pasował do lekkich wież naszych bombowców. Jego użycie było bardzo ograniczone. Pistolet został zainstalowany na latającej łodzi MTB-2 (ANT-44), a także na doświadczonym bombowcu Myasishchev DB-102. Prawie jedynym seryjnym samolotem bojowym, na którym regularnie montowano wieżową wersję SzVAK, był ciężki bombowiec Pe-8 (TB-7), którego produkcja przez lata wojny była praktycznie fragmentaryczna. A już pod sam koniec wojny na górnej wieży bombowca Er-2 zainstalowano również działo SzWAK.
Tak więc głównym odbiorcą karabinów lotniczych ShVAK przez cały okres ich produkcji był radziecki samolot myśliwski. ShVAK został rozmieszczony na myśliwcach I-153P, I-16, I-185, Jak-1, Jak-7B, ŁaGG-3, Ła-5, Ła-7 i Pe-3. Kiedy myśliwiec I-16 został wycofany z produkcji, a samolot szturmowy Ił-2 zaczął przezbrajać się w nowe 23-mm armatę lotniczą VYa, produkcja wersji skrzydłowej SzWAK została prawie całkowicie ograniczona. Tylko w 1943 roku 158 z tych dział zostało wystrzelonych w celu ponownego wyposażenia samolotów Lend-Lease Hurricane, gdzie zainstalowano je zamiast 7,7-mm karabinów maszynowych Browning. A pod koniec wojny zamontowana na skrzydle wersja armaty ponownie znalazła swoje zastosowanie, stając się ofensywną bronią dwusilnikowego szybkiego bombowca Tu-2.
W tym samym czasie karabin maszynowy SzWAK, z pewnymi zmianami konstrukcyjnymi w latach 1941-42, został zamontowany na lekkich czołgach T-30 (modyfikacja T-40) zamiast 12,7-mm karabinu maszynowego DShK, który wyprodukował możliwe było znaczne zwiększenie siły ich działania ognia na wroga i dało czołgistom możliwość trafienia lekko opancerzonych pojazdów wroga (penetracja pancerza - do 35 mm pociskiem podkalibrowym), działa przeciwpancerne, gniazda karabinów maszynowych i siły roboczej wroga. Wariant armaty pod oznaczeniem ShVAK-tank lub TNSh-20 (czołg Nudelman-Shpitalny) był seryjnie instalowany na lekkich czołgach T-60.
Działo TNSh-20 w czołgu lekkim T-60
W maju 1942 r. specjaliści z Instytutu Badawczego Wojsk Lotniczych doszli do wniosku, że działko lotnicze SzWAK 20 mm działa bezbłędnie na myśliwcach I-16 (w skrzydle), Jak-1 i ŁaGG-3 (poprzez skrzynię biegów). Pocisk tej armaty jest skuteczny przeciwko wrogim samolotom, samochodom pancernym, lekkim czołgom i pojazdom oraz kolejowym zbiornikom paliwa. W walce z czołgami średnimi i ciężkimi pociski SzWAK nie są skuteczne. Ogólnie rzecz biorąc, pocisk ShVAK pod względem masy, a co za tym idzie skuteczności działania wybuchowego, był gorszy od pocisku niemieckich dział lotniczych tego samego kalibru (pocisk ShVAK ważył 91 gramów, a niemieckie działo lotnicze MG FF - 124 gramów). Zauważono również, że pod względem skuteczności działania na cele ShVAK był znacznie gorszy od 23-mm armaty lotniczej VYa.
Porównując sowiecki SzWAK z niemiecką armatą lotniczą MG FF dochodzisz do wniosku, że niemieckie działo, które wykorzystywało energię odrzutu wolnego zamka (na szwaku - wylocie gazu), miało przewagę tylko pod względem masy i wytrzymałości na zerwanie użytych muszli. W tym samym czasie początkowa prędkość pocisku niemieckiej armaty była o co najmniej 220 m/s mniejsza, ale druga salwa dla dział samolotów skrzydłowych była praktycznie taka sama. Jednocześnie MG FF był o 15 kg lżejszy, m.in. dzięki zastosowaniu krótszej lufy. Jednocześnie ta przewaga niemieckich armat została utracona wraz z pojawieniem się w ZSRR nowej armaty lotniczej B-20.
Dziś dość trudno obiektywnie ocenić wartość 20-mm armaty lotniczej ShVAK. Oczywiście miał pewne niedociągnięcia - słabą amunicję o słabej balistyce, złożoności operacyjnej i technologicznej, co, zwłaszcza na początkowym etapie produkcji, prowadziło do wysokich kosztów pistoletu. Jednocześnie pierwszą wadę łatwo zrekompensowała ogromna szybkostrzelność SzWAK, która osiągnęła 800 strzałów na minutę, a redukcja kosztów była spowodowana uruchomieniem masowej produkcji i adaptacją przemysłu. Warto zauważyć, że pod względem szybkostrzelności SzWAK nie miał sobie równych wśród seryjnie produkowanych karabinów lotniczych innych państw. To prawda, że wersje synchroniczne, które zostały zainstalowane na doskonałych radzieckich myśliwcach Ła-5 i Ła-7, w zależności od trybu pracy silnika, miały niższą szybkostrzelność - 550-750 strzałów na minutę.
Porównanie naboju 20x99R z inną amunicją
W każdym razie możemy powiedzieć, że działko lotnicze Szpitalnego-Władimirowa stało się jednym z tych kultowych egzemplarzy broni Armii Czerwonej, które były w stanie zapewnić naszemu krajowi zwycięstwo w Wielkiej Wojnie Ojczyźnianej. Według pilotów myśliwców tamtych lat, moc nawet stosunkowo słabych 20-mm pocisków armaty ShVAK wystarczała do walki z dowolnym samolotem Luftwaffe. Oczywiście, gdyby Niemcy masowo miały ciężkie bombowce lub sowieckie lotnictwo musiało zderzyć się na niebie z armadą amerykańskich „latających fortec”, naszym myśliwcom byłoby ciężko, ale w rzeczywistości nic z tego się nie wydarzyło.
Należy również pamiętać, że w Związku Radzieckim przez długi czas nie było alternatywy dla SzWAK. Opracowanie obiecującej armaty lotniczej B-20 zaprojektowanej przez Michaiła Jewgienijewicza Berezina, również stworzonej przez niego na podstawie wielkokalibrowego karabinu maszynowego i opartej na tej samej zasadzie działania, co SzWAK, zostało poważnie opóźnione z powodu choroby projektanta. Z tego powodu działko lotnicze SzWAK, mimo swojej „słabości”, pozostało główną bronią bojowników Wielkiej Wojny Ojczyźnianej.
Istotną rolę odegrało także wyszkolenie pilotów radzieckich, które rozwinęło się w czasie wojny i umożliwiło efektywne wykorzystanie posiadanej broni. Nie jest tajemnicą, że personel Sił Powietrznych Armii Czerwonej, który spotkał wojnę 22 czerwca 1941 r., miał wyjątkowo niskie kwalifikacje i prawie całkowity brak doświadczenia w bojowym użytkowaniu swoich samolotów. Jedynymi wyjątkami był personel dowodzenia, któremu udało się przejść przez Hiszpanię, Chalkhin Gol, wojnę zimową z Finlandią, ale takich pilotów było niewielu. I w większości przekazali zgromadzone doświadczenie zgodnie ze szkoleniem „Przebieg bojowego zatrudnienia samolotów myśliwskich”. Potwierdziło to zużycie amunicji do celów powietrznych, które zmieniało się przez całą wojnę od jej pierwszych do ostatnich miesięcy. Jeśli na początkowym etapie wojny piloci radzieccy często otwierali ogień do wroga z odległości 300-400 metrów, to już w 1942 roku, po zdobyciu doświadczenia, z odległości 100-150 metrów, a czasem z 50 metrów. Doprowadziło to do zwiększenia celności strzelania i zmniejszenia zużycia amunicji. W odniesieniu do armaty lotniczej SzWAK zwiększyło to skuteczność jej pocisków. Kiedy samolot wroga zamienił się w durszlak, mniejsza siła wybuchowa radzieckich pocisków armatnich nie była już znacząca.
Skrzydło niemieckiego myśliwca Bf 109 po trafieniu pociskami SzVAK kal. 20 mm
W okresie przedwojennym i latach II wojny światowej sowiecki przemysł wyprodukował ponad 100 tys. dział lotniczych SzWAK, co czyni go jednym z najpotężniejszych systemów artyleryjskich w historii lotnictwa. Produkcja ShVAK została przerwana dopiero w 1946 roku. Zastąpiono ją bardziej zaawansowaną armatą B-20, która, mając podobne właściwości bojowe, była bardziej niezawodna i lżejsza.
Charakterystyka wydajności ShVAK:
Długość waga:
Wersja skrzydłowa - 1679 mm / 40 kg.
Wariant wieży - 1726 mm / 42 kg.
Działo motorowe - 2122 mm / 44,5 kg.
Długość skoku ruchomych części wynosi 185 mm.
Szybkostrzelność - 700-800 strz/min.
Prędkość wylotowa wynosi 815 m/s.
Nabój - 20x99 mm R.
