W połowie lat 30. teoretycy wojskowi w różnych krajach zaczęli postrzegać czołgi działające w połączeniu z piechotą zmotoryzowaną jako główną broń uderzeniową w przyszłej wojnie. Jednocześnie stworzenie nowej broni przeciwpancernej wydawało się całkiem logiczne. Dobrze zabezpieczone przed ogniem przeciwlotniczym i wyposażone w specjalną broń przeciwpancerną, opancerzone samoloty szturmowe mogłyby stać się skutecznym środkiem zwalczania czołgów na polu bitwy i eliminowania wyrwania się klina czołgu.
Jak wiadomo, pierwsze samoloty szturmowe z elementami ochrony pancerza pojawiły się pod koniec I wojny światowej. Początkowo lotnictwo szturmowe przeznaczone było głównie do atakowania maszerujących jednostek piechoty i kawalerii, niszczenia wrogich konwojów transportowych i pozycji artylerii. W latach 20. i 30. kontynuowano projektowanie wyspecjalizowanych samolotów szturmowych, chociaż powolne i słabo uzbrojone samoloty oczywiście nie mogły odgrywać roli skutecznej broni przeciwpancernej.
W Związku Radzieckim projektowanie opancerzonego samolotu szturmowego B-1 opartego na jednosilnikowym samolocie rozpoznawczym R-1 rozpoczęto w 1926 roku. P-1 był kopią brytyjskiego de Havilland DH.9.
Samolot był seryjnie budowany w ZSRR od 1923 roku. Podwójny R-1 z silnikiem M-5 o mocy 400 KM. z. miał masę lotu 2200 kg i prędkość maksymalną 194 km/h. Jednak próba stworzenia pierwszego opancerzonego samolotu szturmowego nie powiodła się. Rzeczywiste możliwości radzieckiego przemysłu lotniczego wyraźnie nie spełniały wówczas określonych wymagań taktyczno-technicznych. Należy uczciwie powiedzieć, że w innych krajach projektanci samolotów nie stworzyli samolotu szturmowego chronionego pancerzem o akceptowalnych charakterystykach lotu. Po serii nieudanych prób uwaga zagranicznych projektantów za granicą skupiła się głównie na tworzeniu bombowców nurkujących. Ponadto w roli samolotów szturmowych miały być używane dwusilnikowe myśliwce ciężkie.
Wręcz przeciwnie, w ZSRR nie zrezygnowano z pomysłu stworzenia opancerzonego samolotu szturmowego, aw latach 20-30 pojawiło się wiele projektów jedno- i dwusilnikowych pojazdów. Ale wszystkie te samoloty miały wspólne wady. Ponieważ opancerzenie nie było zintegrowane z obwodem zasilania konstrukcji, okazało się, że jest to „martwy” ciężar i przeciążenie samolotu szturmowego. Widoczność do przodu i do dołu była generalnie niezadowalająca, a silniki nie były wystarczająco mocne, aby osiągnąć dużą prędkość. Broń strzelecka kalibru karabinowego nie stanowiła zagrożenia dla czołgów i pojazdów opancerzonych, a ładunek bomby był minimalny.
Dlatego w latach 30. Siły Powietrzne Armii Czerwonej wykorzystywały jako samoloty szturmowe specjalistyczne modyfikacje dwupłatowca rozpoznawczego R-5: R-5Sh, R-5SSS i P-Z oraz myśliwce I-5 i I-15. Jak pokazało doświadczenie bojowe, pojazdy te miały wspólne wady: brak opancerzenia załogi, silnika, zbiorników paliwa i słabą broń ofensywną. Ponadto samoloty zbudowane na bazie samolotu rozpoznawczego R-5 miały wyraźnie niewystarczającą prędkość lotu i stosunkowo duże wymiary geometryczne, co zwiększało ich podatność na działa przeciwlotnicze i myśliwce wroga. Straty nieopancerzonych samolotów szturmowych można było zminimalizować w przypadku uderzenia szturmowego na cel naziemny z jednego podejścia, z maksymalną prędkością z bardzo niskich wysokości (5–25 m) lub ze skoku na wysokość 150–200 m. Oczywiste jest, że przy stosowaniu takiej taktyki celowanie było trudne i nie było mowy o atakowaniu pojedynczych czołgów czy pojazdów opancerzonych.
W połowie lat 30. na podstawie doświadczeń eksploatacyjnych oraz oceny porównawczej danych taktyczno-technicznych istniejących samolotów w służbie brygad szturmowych pojawił się pomysł „samolotu wojskowego”, który zapewniłby rozwiązanie główne misje bojowe. Założono, że w oparciu o projekt podstawowy powstaną samoloty bojowe, które mogą być wykorzystane jako samolot szturmowy, bombowiec bliskiego zasięgu i zwiadowca. W tym samym czasie maksymalna prędkość miała wynosić 380-400 km/h, zasięg 1200 km. Załoga 2-3 osobowa. Normalne obciążenie bomby do 500 kg, przeciążenie - do 1000 kg. Jednak stworzenie jednego samolotu bojowego, który mógłby równie skutecznie rozwiązać wszystkie misje bojowe, było nierealne i zwyciężył zdrowy rozsądek. Nacisk w misjach bojowych wykonywanych przez uniwersalny „samolot wojskowy” został przesunięty z rozpoznania na bombardowanie.
Później program ten został wdrożony pod kodem „Iwanow”. Niemal wszystkie radzieckie biura projektowe lotnictwa brały udział w tworzeniu masywnego jednosilnikowego samolotu bojowego przeznaczonego do działania w strefie bliskiego frontu wroga. Wojsko zaleciło zbudowanie bombowca krótkiego zasięgu z silnikiem chłodzonym powietrzem, który miałby większą przeżywalność w bitwie w porównaniu z silnikiem chłodzonym wodą. Wśród możliwych opcji oferowane były silniki: M-25, M-85 i M-62.
W 1939 roku samolot BB-1 (Su-2) został przyjęty jako bombowiec krótkiego zasięgu. Może być używany jako samolot szturmowy i zwiadowczy. Podwójny Su-2 z silnikiem M-82 o mocy 1330 KM. z. pokazał na testach prędkość maksymalną 486 km/h.
Broń strzelecka samolotu składała się z 2-4 karabinów maszynowych ShKAS przeznaczonych do strzelania do przodu i jednego przeznaczonego do ochrony tylnej półkuli. Pod skrzydłem można było podwiesić do 500 kg bomb, 10 RS-82 lub 8 RS-132.
Łącznie zbudowano ponad 800 samolotów przed zakończeniem produkcji w pierwszej połowie 1942 roku. Su-2 okazał się całkiem dobry w roli bombowca bliskiego zasięgu, w każdym razie w pułkach wyposażonych w te maszyny straty były znacznie niższe niż Pe-2, który formalnie miał najlepszy dane lotu. Ale Su-2 absolutnie nie nadawał się do roli przeciwpancernego samolotu szturmowego. Chociaż chłodzony powietrzem silnik miał dobrą przeżywalność, pilota chronił tylko 9-milimetrowy pancerny tył. Szybkostrzelne studnie ShKAS kaliber karabinu kosili piechotę, która nie schroniła się, ale mogła jedynie uszkodzić kolor pancerza czołgów. Samolot nie był przystosowany do bombardowania nurkującego, a podczas zrzucania bomb w locie poziomym prawdopodobieństwo trafienia w oddzielny czołg było bardzo niskie. Mimo wszystkich swoich zalet Su-2 był nieskuteczny i zbyt wrażliwy, gdy był używany jako samolot szturmowy. W tym celu konieczne było wzmocnienie broni i zwiększenie bezpieczeństwa. Ponieważ główne rezerwy projektu Su-2 zostały wyczerpane, postanowiono zbudować nowy samolot. Projekt projektu nowego samolotu szturmowego, projektant samolotów P. O. Suchoj zaprezentowany we wrześniu 1939 r. 1 marca 1941 roku wystartował pierwszy prototyp opancerzonego samolotu szturmowego Su-6. Jednak brak wiedzy na temat elektrowni nie pozwolił na przyjęcie obiecującego samolotu do służby przed rozpoczęciem wojny. Su-6 wszedł do testów państwowych dopiero w styczniu 1942 roku. W czasie wojny niechęć do przerwania procesu produkcyjnego i ograniczenia produkcji już wprowadzonych, choć z najgorszymi danymi, samolotów bojowych, odegrała fatalną rolę w losach samolotów szturmowych Su-6. Więcej szczegółów tutaj: Samolot szturmowy Su-6.
Równolegle z tworzeniem „samolotu wojskowego” trwały prace nad modyfikacją myśliwców seryjnych w lekkie samoloty szturmowe. Wielu specjalistów Sił Powietrznych Armii Czerwonej wierzyło, że są w stanie zastąpić wyspecjalizowane samoloty szturmowe właściwą taktyką użycia. W przypadku ataku celów naziemnych z nurkowania lub przy dużej prędkości z lotu poziomego na małej wysokości, duża prędkość kątowa samolotu znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo trafienia przez naziemną broń przeciwlotniczą przeciwlotniczą, a rezerwacja takiego samolotu szturmowego może być nieznaczna. Szczególną uwagę zwrócono na zadawanie uderzeń nurkujących, przy czym udało się zapewnić wysoką celność bombardowania małych celów, a tym samym większe prawdopodobieństwo trafienia celów niż podczas bombardowania z lotu poziomego. Umożliwiło to zwiększenie skuteczności bezpośredniego wsparcia powietrznego wojsk w przebijaniu się przez umocnioną strefę obrony przeciwnika.
Ponadto lekki, szybki samolot szturmowy, stworzony na bazie myśliwca, mógł samodzielnie bronić się w walce powietrznej. Wykorzystanie myśliwców istniejących w ZSRR jako lekkich, szybkich samolotów szturmowych ułatwiał również fakt, że zastosowano w nich silniki chłodzone powietrzem – mniej podatne na uszkodzenia bojowe. Ponadto lepsza prędkość i zwrotność myśliwców oraz mniejsze geometrie w porównaniu z samolotami szturmowymi opartymi na samolotach rozpoznawczych czyniły je znacznie trudniejszymi celami.
Podobno pierwszym radzieckim myśliwcem zmodyfikowanym w samolot szturmowy był dwumiejscowy myśliwiec eskortujący DI-6. Ten mało znany i zapomniany samolot posiadał szereg innowacji. Tak więc po raz pierwszy w ZSRR wodór został użyty do spawania na nim elementów konstrukcyjnych. Ponadto to DI-6 stał się pierwszym seryjnym dwupłatowcem, w którym zastosowano chowane podwozie. Broń strzelecka składała się z dwóch zsynchronizowanych karabinów maszynowych ShKAS i jednego do strzelania do tyłu. Maksymalna prędkość to 372 km/h.
W listopadzie 1935 rozpoczęto prace nad modyfikacją szturmową DI-6Sh z silnikiem M-25. Samolot szturmowy różnił się od myśliwca opancerzonym tyłem i siedziskiem pilota. Do strzelania do przodu przeznaczono dwa karabiny maszynowe PV-1 (lotnicza wersja karabinu maszynowego Maxim), cztery kolejne PV-1 zainstalowano pod dolnym skrzydłem w specjalnych owiewkach pod kątem 3° do osi podłużnej samolotu. Te karabiny maszynowe zostały zaprojektowane do strzelania do celów naziemnych z delikatnego nurkowania i w locie poziomym. Do obrony przed atakami myśliwców wroga z tylnej półkuli służył ShKAS obsługiwany przez nawigatora. Ładunek bomby - 80 kg. Samolot o masie startowej 2115 kg na wysokości 4000 m wykazał prędkość maksymalną 358 km/h.
Pomimo tego, że DI-6SH miał szereg niedociągnięć i nie spełniał w pełni wymagań Sił Powietrznych, został przyjęty do służby i budowany w małej serii od końca 1936 roku. Część myśliwców bojowych DI-6 została przerobiona na wersję szturmową. Według danych archiwalnych do wojsk wysłano ponad 200 myśliwców, 61 samolotów w wersji szturmowej. DI-6SH był głównie używany jako samolot szkolenia bojowego do ćwiczenia technik i umiejętności bombardowania i uderzeń szturmowych. Nie udało się znaleźć informacji o udziale tych maszyn w wojnie.
Krótko przed rozpoczęciem wojny wszystkie myśliwce I-15bis i znaczna część I-153 zostały przeniesione na uzbrojenie jednostek lotnictwa szturmowego. W wersji szturmowej I-15bis przewoził do 150 kg bomb: 4x32 kg lub 4x25 kg lub 2x25 kg i 2x50 kg lub 4-8 RS-82. Broń strzelecka 4 kaliber karabinu PV-1. Maksymalna prędkość I-15bis wynosiła 379 km/h na wysokości 3500 m.
I-153 przewoził ten sam ładunek bomb, ale jego uzbrojenie karabinów maszynowych składało się z czterech szybkostrzelnych zsynchronizowanych ShKAS. W modyfikacji I-153P z silnikiem M-62 zainstalowano dwa 20-mm armaty ShVAK. Ponieważ aerodynamika I-153 była znacznie lepsza dzięki chowanemu podwoziu, prędkość samolotu z silnikiem M-62 o mocy 1000 KM. osiągnął 425 km/h.
I-15bis i I-153 mogły skutecznie zwalczać nieosłonięte konwoje piechoty, kawalerii i transportowców. Jednocześnie samoloty miały niskie zdolności przeciwpancerne i skuteczność w atakowaniu celów chronionych przez inżynierów (bunkry, bunkry, ziemianki). Kaliber bomb i masa ładunku bomby nie zapewniały wystarczająco wysokiego prawdopodobieństwa trafienia w takie cele. Najskuteczniejszym sposobem niszczenia pojazdów opancerzonych były rakiety RS-82, ale miały one duży rozrzut i mogły przebić stosunkowo cienki pancerz tylko przy bezpośrednim trafieniu. Ponadto dwupłatowce ze sklejki były bardzo podatne nawet na ogień przeciwlotniczych karabinów maszynowych kalibru karabinowego, nie mówiąc już o 20-37-mm MZA. Aby zmniejszyć straty spowodowane ogniem przeciwlotniczym, piloci „samolotów szturmowych ze sklejki” atakowali cele na małej wysokości i z jednego podejścia, zrzucając bomby lub uruchamiając NAR jednym haustem. Często zwolennicy w ogóle nie widzieli atakowanych celów, działając na rozkaz przywódców. Oczywiście skuteczność takich uderzeń nie była wysoka. Walki ujawniły niską skuteczność wariantów szturmowych myśliwców przeciwko pojazdom opancerzonym i długotrwałym strukturom obronnym.
Muszę powiedzieć, że dowództwo Sił Powietrznych Armii Czerwonej z góry zrozumiało wady używania nieopancerzonych i słabo uzbrojonych myśliwców jako samolotów szturmowych. Wszystkie typy samolotów bojowych używanych w późnych latach 30. jako samoloty szturmowe i zaprojektowane w ramach programu Iwanowa miały dużą podatność na ostrzał z ziemi. Żadna z istotnych części tych samolotów – kokpit, silnik, systemy olejowe i benzynowe – nie była chroniona pancerzem. To znacznie zmniejszyło możliwości bojowe samolotu szturmowego. Innymi słowy, nasze lotnictwo szturmowe potrzebowało „latającego czołgu”, a pod koniec lat 30. kontynuowano projektowanie wyspecjalizowanych, wysoce chronionych samolotów bojowych z potężną bronią.
Największy sukces w stworzeniu opancerzonego samolotu szturmowego odniosło Biuro Projektowe, kierowane przez S. V. Iljuszyn. Według wstępnego projektu, który pojawił się na początku 1938 roku, samolot, który otrzymał robocze oznaczenie BSh-2, posiadał opancerzenie kluczowych elementów i podzespołów o grubości 5 mm. Załoga samolotu składała się z pilota i strzelca broniącego tylnej półkuli. Szacowana maksymalna prędkość na ziemi to 385–400 km/h. Masa ładunku bomby 250-300 kg.
W przyszłości dostosowano dane lotu, ochronę pancerza i uzbrojenie samolotów szturmowych. Główną cechą nowego pojazdu był opływowy, opancerzony kadłub wykonany ze stali pancernej lotniczej AB-1, który został wyprodukowany metodą tłoczenia. Pancerny kadłub, włączony w obwód zasilania płatowca, chronił załogę, silnik, zbiorniki gazu, zbiornik oleju, chłodnice wody i oleju. Komora bombowa była częściowo osłonięta pancerzem. Aby zmniejszyć całkowitą masę pancerza bez zmniejszania jego właściwości ochronnych, grubość wytłoczonych płyt pancernych była nierówna - od 4 do 7 mm. Konstruktorzy przystąpili do analizy kątów spotkania odłamków i pocisków z opancerzonym kadłubem. Samolot wyposażono w chłodzony wodą silnik AM-35 o mocy nominalnej na ziemi - 1130 KM. z. Początkowo uzbrojenie ofensywne składało się z czterech karabinów maszynowych ShKAS kal. 7,62 mm. Ogon chronił kolejny ShKAS na wieży. Normalny ładunek bomby - 400 kg.
Pierwszy lot BSh-2 odbył się 2 października 1939 roku. Ale po przejściu testów samolot nie spełniał wymagań wojskowych. Jego dane dotyczące lotu były znacznie gorsze niż przewidywane w przydziale. Broń strzelecka do samolotów szturmowych była szczerze słaba, a przód kokpitu nie był pokryty przezroczystym pancerzem. Ponadto przedstawiciele Sił Powietrznych przedstawili samolotom absolutnie sprzeczne wymagania, nie decydując ostatecznie, czy potrzebują samolotu szturmowego, czy bombowca bliskiego zasięgu.
Po przeanalizowaniu możliwych opcji na samolocie szturmowym zainstalowano silnik AM-38 (maksymalna moc na ziemi to 1625 KM), który jest optymalny do stosowania na niskich i średnich wysokościach. Kokpit został lekko podniesiony w celu poprawy widoczności przód-dół. W wyniku ostrzału na poligonie dokonano zmian w opancerzonym kadłubie - górne ściany boczne kokpitu miały grubość 8 mm zamiast 6 mm, a ściany boczne osłaniające główny zbiornik gazu i oleju 6 mm zamiast 5 mm. Baldachim kokpitu został wykonany z przezroczystego pancerza. Aby poprawić stateczność wzdłużną samolotu, silnik został przesunięty do przodu o 50 mm. Przesunięcie skrzydła wzdłuż krawędzi natarcia zwiększyło się o 5 °, a powierzchnia stabilizatora wzrosła o 3,1%. W miejsce kokpitu działonowego zainstalowano 12-milimetrową płytę pancerną i dodatkowy zbiornik gazu. Ze względu na niedostępność 23-mm armat MP-6 w skrzydle umieszczono parę 20-mm ShVAK. Do zerowania i strzelania do siły roboczej użyto dwóch karabinów maszynowych ShKAS. Uzbrojenie samolotu szturmowego zostało wzmocnione przez zainstalowanie ośmiu prowadnic do odpalania rakiet RS-132. Ładunek bomby pozostał taki sam - 400 kg (przeciążenie 600 kg). Samolot o masie startowej 5125 kg (masa udźwigu 1245 kg) w locie na ziemi wykazywał prędkość maksymalną 422 km/h, a na wysokości 2300 m – 446 km/h. Przy średniej prędkości 357 km/h zasięg lotu na ziemi przy normalnym obciążeniu bojowym i zapasie paliwa 470 kg wynosił 600 km.
Pomimo szeregu niedociągnięć i niedokończonego silnika, samolot szturmowy został wprowadzony do masowej produkcji 15 lutego 1941 r. pod oznaczeniem Ił-2. Równolegle z rozpoczęciem seryjnego montażu prowadzono prace mające na celu usunięcie niedociągnięć i udoskonalenie samolotu.
Próby państwowe IL-2 konstrukcji seryjnej, które rozpoczęły się 5 czerwca 1941 r., wykazały, że prędkość przy ziemi i na wysokości 2500 m przy masie w locie 5335 kg i mocy startowej silnika 1665 KM. z. samochód produkcyjny stał się wyższy - 423 km/h i 451 km/h. A charakterystyka startu i lądowania uległa poprawie. Było to spowodowane modyfikacją silnika AM-38 i zwiększeniem jego mocy startowej.
Osiągi lotu IŁ-2 zostały znacznie zmniejszone dzięki zewnętrznemu zawieszeniu bomb i rakiet. Na przykład zawieszenie dwóch bomb FAB-250 podczas lotu blisko ziemi „zjadło” 43 km/h, a zawieszenie ośmiu RS-82 zmniejszyło prędkość o 36 km/h. Jeszcze przed próbami państwowymi seryjnych samolotów szturmowych na Ił-2 pomyślnie przetestowano 23-mm armaty VYa. W porównaniu z 20-mm pociskiem ShVAK, 23-mm pocisk ważący 200 g był dwa razy cięższy i miał znacznie wyższą penetrację pancerza. Armaty VYa były bardziej odpowiednie do uzbrojenia samolotów szturmowych, ale przez cały okres wojny przemysł nie zdołał zapewnić ich produkcji w wystarczających ilościach, dlatego znaczna część Ił-2 została wyprodukowana ze stosunkowo niskim moc działek 20 mm.
Pomimo faktu, że wielu projektantów samolotów było zaangażowanych w opancerzone samoloty szturmowe, Ił-2 stał się jedynym samolotem bojowym tego celu wprowadzonym do masowej produkcji na początku wojny. Nawet biorąc pod uwagę fakt, że samolot szturmowy nie był jeszcze dobrze opanowany przez personel lotniczy i techniczny oraz miał szereg „dolegliwości z dzieciństwa”, od samego początku sprawdzał się w walce. Ił-2 działał najskuteczniej na zmotoryzowanych kolumnach, piechocie i pozycjach artylerii. Dość skutecznie opancerzone samoloty szturmowe przetworzyły czoło wroga za pomocą drewnianych i ziemnych fortyfikacji.
W pierwszych miesiącach wojny opracowano optymalną taktykę działania przeciwko akumulacji wojsk wroga. Konwoje transportowe i pojazdy opancerzone w marszu Ił-2 były zwykle atakowane z lotu niskopoziomowego (wysokość podejścia 25-35 metrów) wzdłuż konwoju lub pod kątem 15-20 stopni do jego dłuższego boku. Z reguły pierwszy cios RS i pistoletów zadano na głowę kolumny w celu zablokowania jej ruchu. Zasięg otwarcia ognia to 500-600 metrów. Przed użyciem uzbrojenia głównego wyzerowano pociski smugowe z karabinów maszynowych ShKAS. Najczęściej celowanie odbywało się „wzdłuż kolumny” bez wybrania konkretnego celu.
Skuteczność ostrzału IŁ-2 na samochody, ciężarówki z paliwem, transportery opancerzone i ciągniki artyleryjskie była dość wysoka. Po ostrzeliwaniu celu rakietami i działkami lotniczymi zrzucano bomby. W zależności od sytuacji bojowej, środków zaradczych myśliwców i artylerii przeciwlotniczej liczba podejść do walki mogła się różnić. W wielu przypadkach samoloty szturmowe zdołały zadać przeciwnikowi bardzo duże straty i zniszczyć większość sprzętu, który znajdował się w składzie kolumn.
Zupełnie inny obraz uzyskano podczas atakowania poszczególnych czołgów na ziemi. Tylko piloci z odpowiednio wysokimi kwalifikacjami mogli osiągnąć trafienie kilku pocisków w jednym czołgu z niskiego lotu lub delikatnego nurkowania. Według doświadczonych pilotów najskuteczniejszym strzelaniem z samolotu Ił-2 w czołgi pod względem celności strzału, orientacji na ziemi, manewrowania, czasu spędzonego na kursie bojowym, było strzelanie z szybowca pod kątem 25-30. ° na wysokości wjazdu do szybownictwa 500-700 m, a prędkość wejściowa 240-220 km/h (wysokość wyjściowa - 200-150 m). Ponieważ prędkość IL-2 przy tym kącie szybowania nie wzrosła znacząco - tylko o 9-11 m / s, umożliwiło to manewrowanie w celu dostosowania punktu celowania. Całkowity czas ataku w tym przypadku wynosił 6-9 sekund, co pozwoliło pilotowi wykonać 2-3 krótkie serie celownicze. Zasięg początkowego celowania w czołg wynosił 600-800 m, a minimalna odległość otwarcia ognia wynosiła 300-400 m. W tym samym czasie w czołg trafiły 2-4 pociski.
Nadzieje, że Ił-2 będzie w stanie skutecznie radzić sobie z czołgami wroga, nie spełniły się. Z reguły ostrzał z dział 20-23 mm nie powodował znacznych uszkodzeń czołgów. Szybko stało się jasne, że przeciwpancerny pocisk 20 mm działa SzWAK jest w stanie przebić niemiecki pancerz o grubości do 15 mm (czołgi Pz. II Ausf F, Pz. 38 (t) Ausf C, personel opancerzony Sd Kfz 250 przewoźników) pod kątem spotkania zbliżonym do normalnego, w odległości nie większej niż 250-300 m. Przy kątach spotkania 30-40 °, charakterystycznych dla ataku z lotu na niskim poziomie lub z łagodnego nurkowania, pociski, jak reguła, odbita rykoszetem.
Najlepszą penetrację pancerza posiadały pociski VYa kalibru 23 mm. Samoloty z takimi działami zaczęły przybywać w sierpniu 1941 roku. Przeciwpancerny pocisk zapalający 23 mm o wadze 200 g w odległości do 200 m wzdłuż normalnego przebijanego pancerza 25 mm. IŁ-2 z armatami VYa-23 mógł trafić w pancerz czołgów lekkich, atakując je od tyłu lub z boku pod kątem szybowania do 30 °. Tak więc działka powietrzne 20 mm i 23 mm mogły skutecznie walczyć tylko z transporterami opancerzonymi, pojazdami opancerzonymi i czołgami lekkimi. Ponadto nie każda penetracja pancerza pociskiem małego kalibru, który miał niewielki efekt opancerzenia, prowadziła do zniszczenia lub obezwładnienia czołgu. Z tego powodu propozycja S. V. Iljuszyn nie spotkał się ze zrozumieniem, aby wyposażyć samolot szturmowy 14, 5 mm karabinów maszynowych, stworzonych na bazie armaty VYa. Największą penetrację pancerza miał nabój 14,5 mm z pociskiem BS-41, w którym zastosowano rdzeń z węglika wolframu. W odległości 300 m BS-41 pewnie przebił pancerz 35 mm. Jednak węglik wolframu, używany do produkcji pocisków APCR, był przez całą wojnę materiałem deficytowym. Eksperci słusznie zauważyli, że zużycie 14,5-mm amunicji lotniczej byłoby dziesięciokrotnie wyższe niż przy strzelaniu z karabinów przeciwpancernych, a skuteczność nie jest dużo wyższa niż przy użyciu pocisków 23-mm.
Ogólnie rzecz biorąc, próby wyposażenia samolotów szturmowych w działa 37 mm okazały się ślepym zaułkiem. W drugiej połowie 1942 roku wyprodukowano małą serię wariantu Ił-2, uzbrojonego w armaty ShFK-37. Działo lotnicze ShFK-37 kal. 37 mm zostało opracowane pod kierownictwem B. G. Szpitalny. Ładunek amunicji obejmował pociski przeciwpancerno-zapalająco-smugowe (BZT-37) i odłamkowo-zapało-smugowe (OZT-37).
Konstruktorzy mieli nadzieję, że samolot szturmowy z działami 37 mm będzie w stanie walczyć ze średnimi i ciężkimi czołgami wroga. Na testach pocisk przeciwpancerno-zapalający BZT-37 zapewniał penetrację 30 mm niemieckiego pancerza czołgu pod kątem 45°, w odległości nie większej niż 500 m. Pancerz przebijany pociskiem o grubości 15 mm i mniej pod kątem spotkania nie większym niż 60 °. Przedni pancerz 50 mm średnich niemieckich czołgów został przebity pociskiem 37 mm z odległości nie większej niż 200 m przy kącie natarcia 5°. Teoretycznie IŁ-2 z 37-mm armatami mógł trafić czołgi PzKpfw III, PzKpfw IV, Pz.38(t) i działa samobieżne oparte na ich podstawie podczas ostrzału bocznego. Podczas testów okazało się, że ponad 50% trafień pociskami przeciwpancernymi 37 mm w czołgu średnim i 70% trafień w czołg lekki unieruchamiało je. W przypadku uderzenia w podwozie czołgów, rolki, koła i inne części uległy znacznemu uszkodzeniu, co sprawiło, że czołg był mobilny.
Jednak w praktyce instalacja ShFK-37 na Ił-2 nie była uzasadniona. Ze względu na duże gabaryty działek ShFK-37 i ich magazynków, pojemność 40 naboi umieszczono w masywnych owiewkach o dużym przekroju pod skrzydłem samolotu. Ze względu na cechy konstrukcyjne działo musiało być mocno opuszczone w stosunku do płaszczyzny konstrukcyjnej skrzydła. To poważnie skomplikowało konstrukcję mocowania działa do skrzydła (działo było mocowane na amortyzatorze i po wystrzale przemieszczane wraz z magazynkiem). Dane lotu Ił-2 z działkami lotniczymi ShFK-37 w porównaniu z seryjnymi samolotami szturmowymi uzbrojonymi w działka 20-23 mm uległy znacznemu pogorszeniu. Zmniejszyła się maksymalna prędkość i zwrotność samolotu. Stał się bardziej bezwładny i trudniejszy w technice pilotażu, zwłaszcza w zakrętach i zakrętach na małej wysokości. Piloci zauważyli zwiększone obciążenie sterów podczas wykonywania manewrów.
Celność strzelania z ShFK-37 zmniejszyła się z powodu silnego odrzutu dział i braku synchronizacji w ich pracy. Ze względu na duży rozstaw armat względem środka masy samolotu, duży odrzut, a także z powodu niewystarczającej sztywności mocowania armaty dochodziło do silnych wstrząsów, „dziobów” i odchodzenia od linii celowania oraz to z kolei, biorąc pod uwagę niewystarczającą stabilność wzdłużną IL-2, doprowadziło do gwałtownego spadku celności strzelania. Z jednej armaty nie dało się strzelać. Samolot szturmowy natychmiast skierował swój odrzut w stronę strzelającego działa, a jednocześnie nie było mowy o ogniu celowanym. W tym przypadku możliwe było trafienie w cel tylko pierwszym pociskiem w kolejce. Podczas operacji w oddziałach działo lotnicze ShFK-37 dało duży procent awarii. Średnio w co drugim wypadzie bojowym co najmniej jedno działo zawodziło, co automatycznie uniemożliwiało strzelanie z drugiego. Wartość bojową samolotów z armatami „wielkokalibrowymi” 37 mm obniżył również fakt, że masa ładunku bomby na tych maszynach została ograniczona do 200 kg.
Pierwsze doświadczenia z użyciem dział 37 mm okazały się negatywne, ale to nie powstrzymało projektantów, ponieważ wyposażenie samolotów szturmowych w potężne działa zdolne do przebijania pancerzy czołgów ciężkich i średnich wydawało się bardzo kuszące. W lipcu 1943 r. rozpoczęto testy dwumiejscowego Ił-2, uzbrojonego w dwie armaty 37 mm NS-37. Łącznie w testach wojskowych wzięło udział 96 Ił-2 z NS-37.
W porównaniu z ShFK-37 działko lotnicze NS-37 było znacznie bardziej zaawansowane, niezawodne i szybkostrzelne. Dzięki posuwowi taśmy udało się zmniejszyć gabaryty i wagę systemu oraz umieścić pistolety bezpośrednio na dolnej powierzchni skrzydła. Na górze pistoletu zamontowano stosunkowo niewielką owiewkę, składającą się z dwóch szybko zdejmowanych klap. Taśma z 37-milimetrowymi muszlami pasuje bezpośrednio do komory skrzydła. Waga jednego NS-37 z amunicją wynosiła nieco ponad 250 kg.
Jednak, podobnie jak w przypadku ShFK-37, instalacja armat NS-37 znacznie pogorszyła parametry lotu i zmniejszyła ładunek bomb. Wynikało to z dużego rozpiętości mas w rozpiętości skrzydeł, znacznej masy dział amunicyjnych i owiewek, które pogarszały aerodynamikę samolotu. Stabilność wzdłużna samolotu szturmowego NS-37 była znacznie gorsza niż samolotu IL-2, uzbrojonego w działka 20-23 mm, co negatywnie wpływało na celność ostrzału, co dodatkowo pogarszał silny odrzut NS-37. Podobnie jak w przypadku ShFK-37, celny ostrzał z jednego działa był całkowicie niemożliwy.
Niemniej jednak, w przypadku normalnej pracy obu armat, można je z powodzeniem stosować na prawdziwych strzelnicach. W tym przypadku ogień należało prowadzić krótkimi seriami 2-3 strzałów, w przeciwnym razie samolot zaczął mocno „dziobać”, celowanie zostało utracone, a regulacja punktu celowania w tym przypadku była niemożliwa. Według relacji pilotów i danych z karabinów maszynowych liczba trafień w tarczę w zużytą amunicję wynosiła około 3%, a trafienia w czołgi uzyskano w 43% wypadów. Według pilotów, którzy brali udział w testach wojskowych, IŁ-2 z działkami 37 mm podczas atakowania celów o małych rozmiarach nie miał szczególnych przewag nad samolotem szturmowym uzbrojonym w działa mniejszego kalibru z normalnym ładunkiem bomb i rakiety. Można zatem stwierdzić, że instalacja NS-37, której towarzyszyło zmniejszenie danych lotu i ładunku bomb, nie była uzasadniona. Na podstawie wyników testów wojskowych podjęto decyzję o rezygnacji z seryjnej budowy Iła-2 z armatami NS-37.
W drugiej połowie wojny ochrona czołgów gwałtownie wzrosła i stało się absolutnie jasne, że armaty lotnicze nie mogą być głównym środkiem walki z czołgami średnimi i ciężkimi. Penetrację pancerza czołgu podczas ostrzału z powietrza utrudniał nie tylko stosunkowo mały kaliber pocisków lotniczych, ale także niekorzystne kąty spotkania z pancerzem. Podczas strzelania z delikatnego nurkowania w większości przypadków nie dało się przebić nawet stosunkowo cienkiego 20-30 mm górnego pancerza czołgów. W rzeczywistych warunkach bojowych pociski z reguły trafiają w dach czołgów pod niekorzystnymi kątami, co znacznie zmniejsza ich zdolność penetracji, a nawet prowadzi do rykoszetu. Ponadto opancerzone działanie całkowicie metalowych pocisków, które nie zawierały materiałów wybuchowych, było skromne i nie każdy pocisk, który przebił pancerz czołgu, go unieszkodliwił.
