بحلول وقت الهجوم الألماني على اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كان طيراننا مسلحًا بنوعين من مدافع الطائرات: 20 ملم ShVAK (طيران Shpitalny-Vladimirova ذو العيار الكبير) ، والذي كان تصميمه مشابهًا في كثير من النواحي لـ 7 ، 62 -مدفع رشاش ShKAS و 23 ملم. VYa (فولكوفا يارتسيفا).
تم إنتاج مدفع ShVAK عيار 20 ملم في المتغيرات التالية: الجناح والبرج والمدفع الرشاش. وزن المدافع 40 كجم - 44.5 كجم. معدل إطلاق النار 700-800 طلقة / دقيقة. السرعة الأولية 815 م / ث. تم تثبيت حوامل ShVAK المتزامنة والمثبتة على الأجنحة 20 مم على مقاتلات I-153P و I-16 و Yak-1 و Yak-3 و Yak-7B و LaGG-3 و La-5 و La-7 و Pe-3 وفي عام 1943 ، تم إنتاج 158 بندقية لتركيبها على مقاتلات الإعصار بدلاً من 7 مدافع رشاشة من طراز براوننج عيار 92 ملم. تم وضع مدفعين ثابتين على قاذفة Tu-2 وعلى جزء من قاذفات القنابل من طراز Pe-2. تم تركيب الأبراج الدفاعية بمدافع ShVAK 20 ملم على قاذفات Pe-8 و Er-2.
كان ShVAK متفوقًا من جميع النواحي على مدفع الطائرات الألماني MG-FF ، والذي كان في عام 1941 الأكثر شيوعًا في الطيران الألماني.
في عام 1940 ، ابتكر المصممون AA Volkov و S. A. Yartsev مدفعًا أوتوماتيكيًا عيار 23 ملم VYa-23 لخرطوشة جديدة بحجم 23 ملم. بوزن 66 كجم ، قام المسدس بعمل 550-650 طلقة / دقيقة.
في مدفع VYa ، تم استخدام قذائف تزن 200 جرام ، أي ضعف قذائف ShVAK. قذيفة حارقة خارقة للدروع على مسافة 400 متر على طول درع عادي مثقوب يبلغ قطره 25 ملم.
كان ارتداد بندقية VYa كبيرًا بدرجة كافية ، ولم يتم تثبيته في الأصل على المقاتلين. بحلول بداية الحرب ، كانت حاملة الطائرات الوحيدة هي الطائرة الهجومية Il-2 ، حيث تم تثبيت مدفع واحد من طراز VYa في كل جناح مع حمولة ذخيرة تبلغ 150 طلقة لكل برميل. في وقت لاحق ، كانت مسلحة بطائرة هجومية من طراز Il-10 ومقاتلات LaGG-3 جزئيًا.
في سياق الأعمال العدائية ، اتضح أن مدافع الطائرات السوفيتية من عيار 20-23 ملم كانت قادرة على القتال بفعالية فقط ضد المركبات المدرعة الخفيفة للعدو ، وكانت الدبابات المتوسطة والمدافع ذاتية الدفع صعبة للغاية بالنسبة لهم.
في النصف الثاني من عام 1942 ، تم إصدار سلسلة صغيرة من نسخة Il-2 ، مسلحة بمدافع ShFK-37 مقاس 37 ملم.
تم تطوير مدفع الطائرة ShFK-37 مقاس 37 ملم تحت قيادة BG Shpitalny.
كان وزن المسدس المركب على الطائرة Il-2 302.5 كجم. بلغ معدل إطلاق قاذفة ShFK-37 ، وفقًا للاختبارات الميدانية ، 169 طلقة في الدقيقة بسرعة مقذوفة أولية تبلغ حوالي 894 م / ث).
قدمت قذيفة BZT-37 اختراقًا لدروع الدبابات الألمانية بسمك 30 ملم بزاوية 45 درجة. إلى المعدل الطبيعي من مسافة لا تزيد عن 500 متر ، وسماكة الدرع 15-16 مم وأقل ، والقذيفة مثقوبة بزوايا التقاء لا تزيد عن 60 درجة. على نفس المسافات. تم اختراق درع بسمك 50 مم (الجزء الأمامي من الهيكل وبرج الدبابات الألمانية المتوسطة) بواسطة قذيفة BZT-37 من مسافات لا تزيد عن 200 متر بزوايا اجتماع لا تتجاوز 5 درجات.
حددت الأبعاد الكلية الكبيرة لمدافع ShFK-37 وتخزين الطعام (سعة المجلة 40 طلقة) موضعها في الأضواء تحت جناح الطائرة Il-2. نظرًا لتركيب مجلة كبيرة على المدفع ، كان لا بد من إنزالها بقوة بالنسبة لطائرة بناء الجناح (محور الطائرة) ، الأمر الذي لم يعقد فقط تصميم ربط المدفع بالجناح (تم تثبيت البندقية على صدمة امتصاص وتحرك مع المجلة عند إطلاق النار) ، ولكنها تطلبت أيضًا أن يتم ذلك من أجل هديتها الضخمة ذات المقطع العرضي الكبير.
أظهرت الاختبارات أن أداء رحلة Il-2 مع المدافع الجوية ذات العيار الكبير ShFK-37 ، مقارنة بالمسلسل Il-2 مع مدافع ShVAK أو VYa ، انخفض بشكل كبير. أصبحت الطائرة أكثر خمولًا وأكثر صعوبة في الطيران ، خاصة في المنعطفات والانعطافات على ارتفاعات منخفضة. تدهورت القدرة على المناورة بسرعات عالية. اشتكى الطيارون من الأحمال الكبيرة على الدفات عند القيام بالمناورات.
كان إطلاق النار من مدافع ShFK-37 على Il-2 صعبًا إلى حد كبير بسبب الارتداد القوي للمدافع عند إطلاق النار وعدم التزامن في تشغيلها. بسبب التباعد الكبير بين المدافع بالنسبة لمركز كتلة الطائرة ، وكذلك بسبب عدم كفاية صلابة حامل البندقية ، فقد أدى ذلك إلى حقيقة أن الطائرة الهجومية تعرضت لصدمات قوية ، "مكابس" وتم إيقاف خط التصويب عند إطلاق النار ، وهذا بدوره ، مع الأخذ في الاعتبار عدم كفاية الاستقرار الطولي "Ila" ، أدى إلى تشتت كبير للقذائف وانخفاض حاد (حوالي 4 مرات) في دقة إطلاق النار.
كان إطلاق النار من مدفع مستحيلًا تمامًا. استدارت الطائرة الهجومية على الفور باتجاه المدفع الناري بحيث لم يكن من الممكن إدخال تعديل على الهدف. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون إصابة الهدف هو القذيفة الأولى فقط.
خلال فترة الاختبار بأكملها ، عملت بنادق ShFK-37 بشكل غير موثوق به - كان متوسط النسبة المئوية لإطلاق الذخيرة لكل فشل 54 ٪ فقط. أي أن كل طلعة جوية ثانية تقريبًا في مهمة قتالية من طراز IL-2 باستخدام مدافع ShFK-37 كانت مصحوبة بفشل واحد على الأقل من المدافع. انخفض الحد الأقصى لحمل القنبلة للطائرة الهجومية وكان 200 كجم فقط. كل هذا قلل بشكل كبير من القيمة القتالية للطائرة الهجومية الجديدة.
على الرغم من الفشل مع ShFK-37 ، استمر العمل في هذا الاتجاه. في عام 1943 ، بدأ إنتاج المدفع الجوي NS-37 (المصممان Nudelman و Suranov). استخدم شريط التغذية ، مما جعل من الممكن زيادة معدل إطلاق النار إلى 240-260 طلقة / دقيقة. تبلغ سرعة كمامة المقذوف 810 م / ث ، ويبلغ وزن البندقية 171 كجم. بفضل تغذية الحزام والوزن الخفيف ، أصبح من الممكن تثبيت النظام الجديد على المقاتلين.
تم إجراء الاختبارات العسكرية للمسدس على LaGG-3 من 21 أبريل إلى 7 يونيو 1943 على جبهة كالينين وعلى Yak-9T من 22 يوليو إلى 21 أغسطس 1943 على الجبهة المركزية. بعد المحاكمات العسكرية ، تم وضع البندقية في الخدمة تحت تسمية NS-37. تم إنتاج طائرة Yak-9T (دبابة) من مارس 1943 إلى يونيو 1945. تم إنتاج ما مجموعه 2748 طائرة.
كما تصور المصممون ، كان من المفترض أن تؤدي زيادة القوة النارية للمقاتلين إلى زيادة نطاق الرماية المستهدف واحتمال إصابة الهدف. من أجل إسقاط مقاتل ، كقاعدة عامة ، كانت ضربة واحدة بقذيفة 37 ملم كافية ؛ بالنسبة لقاذفة ذات محركين ، كانت هناك حاجة إلى قاذفتين أو ثلاثة.
ومع ذلك ، كان للمدفع الجديد عيوبه. أدت الزيادة في العيار إلى خفض معدل إطلاق النار وعدد الطلقات في الذخيرة على متن المقاتل. كان إطلاق النار الفعال على الأهداف الجوية عبارة عن مقذوفات واحدة فقط ، لأنه عند إطلاق النار من طائرة Yak-9 ، تمايلت الطائرة بقوة ، ولم يتم الحصول على نيران موجهة إلا مع الطلقة الأولى ، مع تناثر القذائف اللاحقة. وتجدر الإشارة إلى عدم وجود مشاهد عالية الجودة على معظم المقاتلات السوفيتية التي بنيت أثناء الحرب ، وكقاعدة عامة ، فقد كان أبسط "وزير فاسيليف" مكونًا من حلقات مرسومة على الزجاج الأمامي ومنظر أمامي ، وهذا بالطبع أثر على الفعالية. اطلاق النار على مسافات متوسطة وطويلة.
في 20 يوليو 1943 ، بدأت المحاكمات العسكرية للطائرة Il-2 بمدفعين جويين من عيار 37 ملم NS-37 ، واستمرت حتى 16 ديسمبر. في المجموع ، شاركت 96 طائرة هجومية من طراز Il-2 مع NS-37 في محاكمات عسكرية.
بالمقارنة مع المسلسل Ilami ، المسلح بمدافع ShVAK أو VYa ، أصبح Il-2 مع NS-37 وحمل قنبلة 200 كجم أكثر خمولًا وأكثر صعوبة عند المنعطف وفي المنعطف القتالي.
ارتبط تدهور الخصائص البهلوانية للطائرة الهجومية الجديدة ، مثل IL-2 بمدافع ShFK-37 ، بانتشار جماعي كبير على جناحيها ووجود انسيابات المدفع ، مما أدى إلى تفاقم الديناميكا الهوائية للطائرة.لم يكن لدى IL-2 مع NS-37 ثبات طولي على نطاق كامل من CG ، مما قلل بشكل كبير من دقة إطلاق النار في الهواء. تفاقم هذا الأخير بسبب الارتداد القوي للبنادق عند إطلاق النار منها.
أظهرت الاختبارات أن إطلاق النار من طائرة Il-2 من مدافع NS-37 يجب ألا يتم إطلاقه إلا على دفعات قصيرة لا تزيد عن طلقتين أو ثلاث طلقات ، لأنه عند إطلاق النار في وقت واحد من مدفعين ، بسبب التشغيل غير المتزامن للطائرة ، واجهت الطائرة مكابس كبيرة وخرجت من خط التصويب. كان التصويب في هذه الحالة مستحيلًا في الأساس.
عند إطلاق النار من مدفع واحد ، لم يكن من الممكن إصابة الهدف إلا من الطلقة الأولى ، حيث استدارت الطائرة الهجومية نحو بندقية النيران وأصبح تصحيح التصويب مستحيلاً. هزيمة الأهداف النقطية - الدبابات ، المركبات المدرعة ، السيارات ، إلخ. مع التشغيل العادي للمدافع كان من الممكن تحقيقه تمامًا.
في الوقت نفسه ، تم تلقي إصابات على الدبابات في 43٪ من الطلعات الجوية ، وبلغ عدد الإصابات للذخيرة المستهلكة 2.98٪.
وفقًا للرأي العام ، فإن أفراد الرحلة الذين يحلقون بالطائرة IL-2 من NS-37 ، فإن الطائرة الهجومية ، عند مهاجمة أهداف صغيرة ، لم تكن لها مزايا على IL-2 بمدافع من عيار أصغر (ShVAK أو VYa) بقنبلة عادية حمولة 400 كجم. في الوقت نفسه ، يمكن أن يكون استخدام IL-2 مع NS-37 للأهداف ذات المساحة الكبيرة والحجم ، ومستودعات الذخيرة ، وتراكمات الدبابات ، والمدفعية والبطاريات المضادة للطائرات ، وقطارات السكك الحديدية ، والسفن الصغيرة ، وما إلى ذلك ، ناجحًا للغاية.
عند العمل ضد الأهداف الأرضية ، يتم تحديد فعالية كل نوع من الأسلحة من خلال طبيعة الهدف. لذلك ، عند إطلاق النار على أهداف حية مكشوفة ، كان تأثير الرصاصة مقاس 7 و 62 ملم يختلف قليلاً عن عمل قذيفة 20 ملم ، نظرًا لأن تأثير التجزؤ ضعيف جدًا وكان الضربة المباشرة مطلوبة لهزيمة الأفراد. عند إطلاق النار على السيارات ومحطات السكك الحديدية والقوارب الصغيرة ، كانت المدافع الرشاشة 7 و 62-12 و 7 ملم غير فعالة ، وزاد تأثير مدافع الطائرات بشكل حاد مع زيادة عيار ووزن المقذوف. هنا ، كانت هناك حاجة فقط إلى بنادق من عيار أكبر.
التدمير الهائل للدبابات من مدافع الطائرات ، والذي تم الإعلان عنه على نطاق واسع في الأفلام والمذكرات ، يشير في معظم الحالات إلى قصص الصيد. من المستحيل ببساطة اختراق الدرع الرأسي لدبابة متوسطة أو ثقيلة بمدفع طائرة 20 مم - 37 مم. لا يمكننا التحدث إلا عن درع سقف الخزان ، وهو أرق بعدة مرات من السطح العمودي وكان 15-20 ملم للدبابات المتوسطة و 30-40 ملم للدبابات الثقيلة. استخدمت مدافع الطائرات قذائف خارقة للدروع من العيار والعيار. في كلتا الحالتين ، لم تكن تحتوي على متفجرات ، ولكن فقط في بعض الأحيان بضعة جرامات من المواد الحارقة. في هذه الحالة ، كان يجب أن تضرب القذيفة بشكل عمودي على الدرع. من الواضح أنه في ظروف القتال ، أصابت القذائف سقف الدبابات بزوايا أصغر بكثير ، مما قلل بشكل حاد من اختراق دروعها أو حتى ارتدت. يجب أن يضاف إلى ذلك أنه ليس كل قذيفة اخترقت درع دبابة توقفها عن العمل.
مع الأخذ في الاعتبار انخفاض خصائص الرحلة وانخفاض حمل القنابل على طائرة Il-2 المسلحة بطائرة NS-37 ، فإن هذا التعديل للطائرة الهجومية لم يكن واسع الانتشار. تحولت القنابل التراكمية PTAB-2 ، 5-1 ، 5 ، التي دخلت الخدمة في عام 1943 ، إلى سلاح أكثر فاعلية مضادًا للدبابات.
على أساس مدفع NS-37 ، مع الحفاظ على الأبعاد الكلية ، تم إنشاء مدفع آلي من عيار 45 ملم NS-45. كان وزن البندقية 150-153 كجم. معدل إطلاق النار 260-280 طلقة / دقيقة. يتم تزويد المدفع بحزام التغذية. لأول مرة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم استخدام فرامل كمامة في مدفع الطائرات NS-45 عيار 45 ملم ، والذي يمتص ما يصل إلى 85 ٪ من طاقة الارتداد. في 1944-1945 ، تم إنتاج ما مجموعه حوالي 200 بندقية. تم تصميم وبناء المقاتلة Yak-9K (ذات العيار الكبير) بمدفع NS-45 في انهيار المحرك ، مع 29 طلقة من الذخيرة خصيصًا لهذا السلاح. تم تصنيع ما مجموعه 53 طائرة من هذا النوع.
44 طائرة من طراز Yak-9K خضعت لمحاكمات عسكرية من 13 أغسطس إلى 18 سبتمبر 1944 في الجبهة البيلاروسية الثالثة ومن 15 يناير إلى 15 فبراير 1945 في الجبهة البيلاروسية الثانية.كان من المفترض أن المقاتلين بمدافع من العيار الكبير سيعملون ضد مجموعات من قاذفات العدو ، خارج منطقة النيران الدفاعية الفعالة لنقاط إطلاق النار الخاصة بهم. في المتوسط ، تم إنفاق 10 قذائف من عيار 45 ملم على طائرة معادية واحدة تم إسقاطها.
ومع ذلك ، احتاجت Yak-9K نفسها إلى غطاء للمقاتلين بمدافع 20 ملم ، من بينها آلات العبيد. تم الحصول على إطلاق موجه من مدافع عيار 45 ملم فقط في الطلقة الأولى ، وحلقت بقية القذائف. بعد انفجار من ثلاث طلقات ، تم إطلاقها حتى بأقصى سرعة ، انخفض الأخير بشكل حاد ، وفقد استقرار الطائرة ، ولوحظ تسرب الزيت والماء في خطوط الأنابيب.
بالإضافة إلى ذلك ، كان من النادر جدًا مقابلة مجموعة كبيرة من قاذفات القنابل المعادية في نهاية عام 1944 ، ولم تكن هناك حاجة خاصة لمثل هذا المقاتل. وفقًا لنتائج الاختبارات العسكرية ، لم يتم إطلاق Yak-9K في الإنتاج الضخم.
في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، في زمن الحرب ، تم تطوير مدافع الطائرات وكوادر أكبر. تم تطوير المدفع الأوتوماتيكي N-57 عيار 57 ملم تحت قيادة المصمم الرائد GAZhirnykh في نهاية الحرب الوطنية العظمى. بالنسبة لهذا العيار ، كان للمسدس كتلة صغيرة نسبيًا - 135 كجم. تم صنع سلسلة صغيرة من 36 بندقية.
تم اختبار البندقية بنجاح على المقاتلة النفاثة MiG-9 "F-3" (النموذج الأولي الثالث). كانت هذه هي الحالة الأولى والوحيدة في تاريخ الطيران التي تم فيها تثبيت مدفع عيار 57 ملم على مقاتلة نفاثة. لكن تم إطلاق إنتاج MiG-9 بمدفع 37 ملم N-37 ، على الرغم من أن بعض طائرات الدفعة الأولى كانت لا تزال مجهزة بمدفع N-57. بعد ذلك ، على جميع الطائرات ، تم استبدالها بمدفع N-37.
في 1943-1945. في TsAKB الذي كان يرأسه V. G. جرابين ، كان العمل جارياً لإنشاء مدافع أوتوماتيكية للطيران من العيار الكبير.
تم تطوير مدافع طائرات أوتوماتيكية بحجم 65 ملم و 76 ملم و 100 ملم.
في عام 1948 ، تم تصنيع نموذجين أوليين لمدفع 65 ملم واختبارهما في المصنع. في عام 1949 ، تم إرسال عينة واحدة لاختبارات ميدانية في معهد أبحاث القوات الجوية. بالنسبة للبندقية 65 ملم ، تم إنشاء طلقتين: بقذيفة OFZT وقذيفة BRZT. على مسافة 600 متر ، اخترقت قذيفة BRZT 60 ملم من الدروع بزاوية اجتماع 30 درجة. وبالتالي ، يمكن لهذه المقذوفة أن تخترق درع أي دبابة في ذلك الوقت من الأعلى.
في عام 1948 ، بدأ TsNII-58 العمل على مدفع الطيران الأوتوماتيكي B-0902 100 ملم. كان من المفترض أن يتم تثبيتها على قاذفات Tu-2 و Tu-4 ، والتي كان من المقرر تحويلها إلى مقاتلين. بطبيعة الحال ، لا تستطيع الطائرات التي تعمل بالمروحة (Yak-3 و JIa-5 و La-7 و La-9 وما إلى ذلك) ولا المقاتلات النفاثة (Yak-15 و MiG-9 وما إلى ذلك) حمل هذا السلاح فعليًا بسبب وزنه والتأثير.
كانت المعدات الأوتوماتيكية للمدفع 100 ملم من النوع الميكانيكي مع شوط طويل للبرميل ، وتم تنفيذ جميع العمليات تلقائيًا. تم تجهيز البندقية بفرامل كمامة قوية تمتص 65 ٪ من طاقة الارتداد. كان المدفع مضغوطًا بسبب الوضع العقلاني لجميع وحداته. تخزين الطعام بدون شرائط. كان المتجر يحتوي على 15 خرطوشة أحادية.
تم التحكم في إطلاق النار وإعادة التحميل بالهواء المضغوط من قمرة القيادة. كان وزن البندقية بدون صندوق الطاقة 1350 كجم. معدل إطلاق النار - 30.5 طلقة في الدقيقة. قوة الارتداد - 5 أطنان.
بالنسبة لمدفع V-0902 ، ابتكر TsNII-58 ثلاث طلقات خصيصًا: بقذيفة FZT وقذيفة BRZT وقنبلة يدوية عن بُعد.
يبلغ وزن الخرطوشة المزودة بقذيفة FZT (تتبع حارق شديد الانفجار) 27 كجم وطولها 990 ملم. كان وزن الشحنة الدافعة 4.47 كجم ، بسبب سرعة ابتدائية للقذيفة تبلغ 810 م / ث. كانت القذيفة نفسها ، التي تزن 13.9 كجم ، تحتوي على 1.46 كجم من المتفجرات. كان مدى إطلاق النار الفعال لقذيفة FZT يتراوح بين 1000 و 1200 متر.
يبلغ وزن الخرطوشة المزودة بقذيفة BRZT 27 و 34 كجم وطولها 956 ملم. كان وزن الشحنة الدافعة 4.55 كجم ، وتلقت المقذوفة سرعة ابتدائية 800 م / ث. القذيفة نفسها ، التي تزن 14.2 كجم ، تحتوي على مادة متفجرة صغيرة (0.1 كجم). أثناء إطلاق النار التجريبي ، اخترقت قذيفة BZRT على مسافة 600 متر درع 120 ملم (بزاوية اجتماع 30 درجة).
لإطلاق النار على الأهداف الجوية ، تم إنشاء قنبلة يدوية عن بعد 100 ملم بعناصر حارقة قاتلة. وزن القنبلة 15.6 كجم.احتوت القنبلة على صفر 605 كجم من المتفجرات (عبوة طرد) و 93 عنصر حارق قاتل تزن كل منها من 52 إلى 61 جم. تم تجهيز القذيفة بأنبوب بعيد VM-30. في 1948-1949. تم اختبار دفعات تجريبية من القنابل اليدوية بترتيب أحادي وحلقي للعناصر الحارقة الفتاكة. لاختبار فعالية الشظايا و "قدرتها على الحرق" ، تم إطلاق النار من الأرض على الطائرة.
أصبح مدفع B-0902 100 ملم أقوى مدفع آلي للطائرات ليس فقط في الاتحاد السوفيتي ، ولكن أيضًا على ما يبدو في العالم. من الناحية الفنية ، كانت تحفة هندسية. المشكلة الوحيدة هي أنها تأخرت خمس سنوات. في 1944-1945. يمكن لمهاجم عالي السرعة بمحرك مكبس إطلاق النار منه مع الإفلات من العقاب تقريبًا ، تحلق القلاعان الطائرة B-17 و B-29 بترتيب كثيف من مسافة كيلومتر واحد وأكثر. لكن ظهور المقاتلات النفاثة غيّر بشكل جذري تكتيكات القتال الجوي ، وفقدت مدافع الطائرات الثقيلة كل أهميتها ، على الأقل في إطلاق النار على الطائرات.
