Pada saat serangan Jerman di Uni Soviet, penerbangan kami dipersenjatai dengan dua jenis senjata pesawat: 20-mm ShVAK (penerbangan kaliber besar Shpitalny-Vladimirova), yang desainnya dalam banyak hal mirip dengan 7, 62 -mm ShKAS senapan mesin penerbangan dan 23-mm. VYa (Volkova-Yartseva).
Meriam ShVAK 20-mm diproduksi dalam varian berikut: sayap, turret, dan senapan motor. Berat senjata adalah 40 kg - 44,5 kg. Tingkat api 700-800 rds / mnt. Kecepatan awal 815 m/s. Dudukan ShVAK 20-mm yang sinkron dan dipasang di sayap dipasang pada pesawat tempur I-153P, I-16, Yak-1, Yak-3, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7, Pe-3, dan pada tahun 1943 158 senjata diproduksi untuk dipasang pada pesawat tempur Hurricane alih-alih 7, senapan mesin Browning 92-mm. Dua senjata stasioner ditempatkan pada pembom Tu-2 dan pada bagian dari pembom Pe-2. Menara pertahanan dengan meriam ShVAK 20-mm dipasang pada pembom Pe-8 dan Er-2.
ShVAK lebih unggul dalam segala hal dari meriam pesawat MG-FF Jerman, yang pada tahun 1941 adalah yang paling umum dalam penerbangan Jerman.
Pada tahun 1940, desainer A. A. Volkov dan S. A. Yartsev menciptakan meriam otomatis 23 mm VYa-23 untuk kartrid 23 mm baru. Dengan berat 66 kg, pistol melakukan 550-650 tembakan / mnt.
Dalam meriam VYa, cangkang seberat 200 gram digunakan, yang dua kali lebih banyak dari ShVAK. Sebuah proyektil pembakar penusuk baju besi pada jarak 400 m di sepanjang baju besi 25 mm yang menembus normal.
Recoil senjata VYa cukup besar, dan awalnya tidak dipasang pada pesawat tempur. Pada awal perang, satu-satunya kapal induknya adalah pesawat serang Il-2, di setiap sayap di mana satu meriam VYa dipasang dengan muatan amunisi 150 butir per barel. Kemudian, dia dipersenjatai dengan pesawat serang Il-10 dan sebagian pesawat tempur LaGG-3.
Selama permusuhan, ternyata senjata pesawat Soviet kaliber 20-23 mm hanya mampu secara efektif melawan kendaraan lapis baja ringan musuh, tank sedang dan senjata self-propelled terlalu tangguh bagi mereka.
Pada paruh kedua tahun 1942, serangkaian kecil versi Il-2 dirilis, dipersenjatai dengan meriam 37-mm ShFK-37.
Meriam pesawat 37-mm ShFK-37 dikembangkan di bawah kepemimpinan B. G. Shpitalny.
Berat senjata yang dipasang pada pesawat Il-2 adalah 302,5 kg. Laju tembakan ShFK-37, menurut uji lapangan, rata-rata 169 putaran per menit pada kecepatan proyektil awal sekitar 894 m / s.) peluru.
Proyektil BZT-37 memberikan penetrasi armor tank Jerman setebal 30 mm pada sudut 45 derajat. ke normal dari jarak tidak lebih dari 500 m Ketebalan baju besi 15-16 mm dan kurang, proyektil menusuk pada sudut pertemuan tidak lebih dari 60 derajat. pada jarak yang sama. Armor setebal 50 mm (bagian depan lambung dan menara tank Jerman sedang) ditembus oleh proyektil BZT-37 dari jarak tidak lebih dari 200 m pada sudut pertemuan tidak melebihi 5 derajat.
Dimensi keseluruhan besar meriam ShFK-37 dan penyimpanan makanan (kapasitas majalah 40 peluru) menentukan penempatannya di fairing di bawah sayap pesawat Il-2. Karena pemasangan majalah besar pada meriam, itu harus diturunkan dengan kuat relatif terhadap bidang konstruksi sayap (sumbu pesawat), yang tidak hanya memperumit desain pemasangan meriam ke sayap (meriam dipasang pada kejutan penyerap dan digerakkan dengan magasin saat menembak), tetapi juga perlu dilakukan untuk fairingnya yang besar dengan penampang yang besar.
Pengujian menunjukkan bahwa kinerja penerbangan Il-2 dengan meriam udara ShFK-37 kaliber besar, dibandingkan dengan seri Il-2 dengan meriam ShVAK atau VYa, menurun secara signifikan. Pesawat menjadi lebih lembam dan lebih sulit untuk terbang, terutama di tikungan dan belokan di ketinggian rendah. Kemampuan manuver memburuk pada kecepatan tinggi. Pilot mengeluh tentang beban yang signifikan pada kemudi saat melakukan manuver.
Penembakan terarah dari meriam ShFK-37 pada Il-2 sebagian besar sulit karena rekoil meriam yang kuat saat menembak dan kurangnya sinkronisasi dalam operasi mereka. Karena jarak senjata yang besar relatif terhadap pusat massa pesawat, serta karena kekakuan pemasangan yang tidak memadai, itu menyebabkan fakta bahwa pesawat serang mengalami guncangan yang kuat, "pecks" dan terlempar dari garis bidik saat menembak, dan ini, pada gilirannya, dengan mempertimbangkan stabilitas longitudinal yang tidak mencukupi "Ila", menyebabkan dispersi cangkang yang signifikan dan penurunan tajam (sekitar 4 kali) dalam akurasi api.
Menembak dari satu meriam sama sekali tidak mungkin. Pesawat serang segera berbalik ke arah meriam yang menembak sehingga tidak memungkinkan untuk melakukan amandemen pada bidikan. Dalam hal ini, mengenai target hanya bisa menjadi proyektil pertama.
Selama seluruh periode pengujian, senjata ShFK-37 bekerja tidak dapat diandalkan - persentase rata-rata tembakan amunisi per kegagalan hanya 54%. Artinya, hampir setiap serangan mendadak kedua pada misi tempur IL-2 dengan meriam ShFK-37 disertai dengan kegagalan setidaknya satu senjata. Beban bom maksimum pesawat serang berkurang dan hanya 200 kg. Semua ini secara signifikan mengurangi nilai tempur pesawat serang baru.
Terlepas dari kegagalan dengan ShFK-37, pekerjaan ke arah ini dilanjutkan. Pada tahun 1943, produksi meriam udara NS-37 dimulai (desainer Nudelman dan Suranov). Itu menggunakan umpan pita, yang memungkinkan untuk meningkatkan laju api menjadi 240-260 rds / mnt. Kecepatan moncong proyektil adalah 810 m / s, berat pistol adalah 171 kg. Berkat umpan sabuk dan bobot yang lebih rendah, dimungkinkan untuk memasang sistem baru pada pesawat tempur.
Tes militer senjata dilakukan pada LaGG-3 dari 21 April hingga 7 Juni 1943 di Front Kalinin dan pada Yak-9T dari 22 Juli hingga 21 Agustus 1943 di Front Tengah. Setelah uji coba militer, senjata itu digunakan di bawah penunjukan NS-37. Pesawat Yak-9T (tank) diproduksi dari Maret 1943 hingga Juni 1945. Sebanyak 2.748 pesawat diproduksi.
Seperti yang dikandung oleh para desainer, peningkatan daya tembak para pejuang seharusnya meningkatkan jarak tembak yang dituju dan kemungkinan mengenai sasaran. Untuk menembak jatuh seorang pejuang, sebagai suatu peraturan, satu pukulan proyektil 37 mm sudah cukup, untuk pembom bermesin ganda, diperlukan dua atau tiga.
Namun, meriam baru juga memiliki kekurangan. Peningkatan kaliber mengurangi laju tembakan dan jumlah peluru di pesawat tempur. Penembakan efektif pada target udara hanya proyektil tunggal, karena ketika menembak dari pesawat Yak-9, pesawat bergoyang kuat, dan tembakan yang diarahkan hanya diperoleh dengan tembakan pertama, dengan peluru berikutnya tersebar. Perlu dicatat tidak adanya pemandangan berkualitas tinggi pada sebagian besar pejuang Soviet yang dibangun selama perang, sebagai suatu peraturan, itu adalah "Wazir Vasiliev" paling sederhana yang terdiri dari cincin yang dicat di kaca depan dan pandangan depan, ini tentu saja mempengaruhi efektivitas pengambilan gambar pada jarak menengah dan jauh.
Pada 20 Juli 1943, uji coba militer Il-2 dengan dua meriam udara NS-37 37 mm dimulai, yang berlanjut hingga 16 Desember. Secara total, 96 pesawat serang Il-2 dengan NS-37 terlibat dalam uji coba militer.
Dibandingkan dengan seri Ilami, dipersenjatai dengan meriam ShVAK atau VYa, Il-2 dengan NS-37 dan dengan beban bom 200 kg menjadi lebih lembam, lebih sulit di tikungan dan di tikungan pertempuran.
Kemerosotan karakteristik aerobatik dari pesawat serang baru, seperti IL-2 dengan meriam ShFK-37, dikaitkan dengan penyebaran massa yang besar di rentang sayap dan adanya fairing meriam, yang memperburuk aerodinamika pesawat. IL-2 dengan NS-37 tidak memiliki stabilitas longitudinal di seluruh rentang CG, yang secara signifikan mengurangi akurasi tembakan di udara. Yang terakhir ini diperparah oleh rekoil yang kuat dari senjata ketika menembak dari mereka.
Pengujian telah menunjukkan bahwa penembakan dari pesawat Il-2 dari meriam NS-37 hanya boleh ditembakkan dalam semburan pendek dengan panjang tidak lebih dari dua atau tiga tembakan, karena ketika menembak secara bersamaan dari dua meriam, karena operasi pesawat yang tidak sinkron., pesawat mengalami kecupan yang signifikan dan terlempar dari garis bidik. Membidik koreksi dalam kasus ini pada dasarnya tidak mungkin.
Ketika menembak dari satu meriam, mengenai sasaran hanya mungkin dilakukan dengan tembakan pertama, karena pesawat serang berbalik ke arah senjata tembak dan koreksi membidik menjadi tidak mungkin. Kekalahan target titik - tank, kendaraan lapis baja, mobil, dll. dengan operasi normal meriam itu cukup bisa dicapai.
Pada saat yang sama, serangan pada tank hanya diterima dalam 43% serangan mendadak, dan jumlah tembakan ke amunisi yang dihabiskan adalah 2,98%.
Menurut pendapat umum, personel penerbangan yang menerbangkan IL-2 dari NS-37, pesawat serang, ketika menyerang target kecil, tidak memiliki keunggulan dibandingkan IL-2 dengan senjata kaliber lebih kecil (ShVAK atau VYa) dengan bom biasa. beban 400kg. Pada saat yang sama, penggunaan IL-2 dengan NS-37 untuk area yang luas dan target volumetrik, depot amunisi, akumulasi tank, artileri dan baterai anti-pesawat, kereta api, kapal kecil, dll., bisa sangat berhasil.
Saat beroperasi melawan target darat, efektivitas setiap jenis senjata ditentukan oleh sifat target. Jadi, ketika menembaki sasaran langsung yang terletak secara terbuka, aksi peluru 7, 62 mm sedikit berbeda dari aksi proyektil 20 mm, karena efek fragmentasinya sangat lemah dan pukulan langsung diperlukan untuk mengalahkan personel. Saat menembaki mobil, stasiun kereta api, dan kapal kecil, senapan mesin 7, 62-12, 7 mm tidak efektif, dan efek meriam pesawat meningkat tajam dengan peningkatan kaliber dan berat proyektil. Di sini, senjata dengan kaliber yang lebih besar hanya dibutuhkan.
Penghancuran besar-besaran tank dari meriam pesawat, banyak diiklankan dalam film dan memoar, dalam banyak kasus mengacu pada cerita berburu. Tidak mungkin menembus pelindung vertikal tangki sedang atau berat dengan meriam pesawat 20mm - 37mm. Kita hanya dapat berbicara tentang pelindung atap tangki, yang beberapa kali lebih tipis dari yang vertikal dan 15-20 mm untuk tangki sedang dan 30-40 mm untuk tangki berat. Senapan pesawat menggunakan peluru penusuk lapis baja kaliber dan subkaliber. Dalam kedua kasus, mereka tidak mengandung bahan peledak, tetapi hanya kadang-kadang beberapa gram zat pembakar. Dalam hal ini, proyektil harus mengenai secara tegak lurus dengan armor. Jelas bahwa dalam kondisi pertempuran, peluru menghantam atap tank pada sudut yang jauh lebih kecil, yang secara tajam mengurangi penetrasi baju besi mereka atau bahkan memantul. Untuk ini harus ditambahkan bahwa tidak setiap cangkang yang menembus baju besi tank membuatnya tidak berfungsi.
Dengan mempertimbangkan penurunan karakteristik penerbangan dan penurunan beban bom pada pesawat Il-2 yang dipersenjatai dengan NS-37, modifikasi pesawat serang ini tidak meluas. Bom kumulatif PTAB-2, 5-1, 5, yang mulai beroperasi pada tahun 1943, ternyata menjadi senjata anti-tank yang jauh lebih efektif.
Atas dasar meriam NS-37, sambil mempertahankan dimensi keseluruhan, sebuah meriam NS-45 45-mm otomatis dibuat. Berat pistol itu 150-153 kg. Tingkat api 260-280 rds / mnt. Meriam dilengkapi dengan umpan sabuk. Untuk pertama kalinya di Uni Soviet, rem moncong digunakan dalam meriam pesawat 45-mm NS-45, yang menyerap hingga 85% energi mundur. Pada 1944-45, total sekitar 200 senjata diproduksi. Pesawat tempur Yak-9K (kaliber besar) dengan meriam NS-45 di dalam mesin runtuh, dengan 29 butir amunisi, dirancang dan dibuat khusus untuk senjata ini. Sebanyak 53 pesawat jenis ini diproduksi.
44 Pesawat Yak-9K menjalani uji coba militer dari 13 Agustus hingga 18 September 1944 di Front Belorusia ke-3 dan dari 15 Januari hingga 15 Februari 1945 di Front Belorusia ke-2. Diasumsikan bahwa pejuang dengan meriam kaliber besar akan beroperasi melawan kelompok pembom musuh, berada di luar zona tembakan pertahanan efektif dari titik tembak mereka. Rata-rata, sepuluh peluru 45-mm dihabiskan untuk satu pesawat musuh yang jatuh.
Namun, Yak-9K sendiri membutuhkan perlindungan untuk pejuang dengan meriam 20 mm, di antaranya ada mesin budak. Tembakan yang ditujukan dari meriam 45-mm diperoleh hanya pada tembakan pertama, sisa peluru terbang melewatinya. Setelah ledakan tiga tembakan, ditembakkan bahkan pada kecepatan maksimum, yang terakhir turun tajam, stabilitas pesawat hilang, kebocoran minyak dan air di saluran pipa diamati.
Selain itu, sangat jarang bertemu sekelompok besar pembom musuh pada akhir tahun 1944, dan tidak ada kebutuhan khusus untuk pesawat tempur seperti itu. Menurut hasil tes militer, Yak-9K tidak diluncurkan ke produksi massal.
Di Uni Soviet, di masa perang, meriam pesawat dan kaliber yang lebih besar dikembangkan. Senapan otomatis 57 mm N-57 dikembangkan di bawah kepemimpinan desainer terkemuka G. A. Zhirnykh pada akhir Perang Patriotik Hebat. Untuk kaliber ini, pistol memiliki massa yang relatif kecil - 135 kg. Serangkaian kecil 36 senjata dibuat.
Pistol itu berhasil diuji pada jet tempur MiG-9 "F-3" (prototipe ketiga). Ini adalah kasus pertama dan satu-satunya dalam sejarah penerbangan di mana meriam 57 mm dipasang pada jet tempur. Namun produksi MiG-9 diluncurkan dengan meriam N-37 37 mm, meskipun beberapa pesawat angkatan pertama masih dilengkapi dengan meriam N-57. Selanjutnya, di semua pesawat, digantikan oleh meriam N-37.
Pada tahun 1943-1945. di TsAKB yang diketuai oleh V. G. Grabin, pekerjaan sedang dilakukan untuk membuat meriam otomatis penerbangan kaliber besar.
Senjata pesawat otomatis 65-mm, 76-mm, 100-mm dikembangkan.
Pada tahun 1948, dua prototipe meriam 65 mm diproduksi dan diuji di pabrik. Pada tahun 1949, satu sampel dikirim untuk uji lapangan di Lembaga Penelitian Angkatan Udara. Untuk meriam 65-mm, dua tembakan dibuat: dengan proyektil OFZT dan dengan proyektil BRZT. Pada jarak 600 m, proyektil BRZT menembus baju besi 60 mm pada sudut pertemuan 30°. Dengan demikian, proyektil ini dapat menembus pelindung tank mana pun pada waktu itu dari atas.
Pada tahun 1948, TsNII-58 mulai mengerjakan meriam penerbangan otomatis B-0902 100-mm. Itu seharusnya dipasang pada pembom Tu-2 dan Tu-4, yang akan diubah menjadi pesawat tempur. Secara alami, baik yang digerakkan oleh baling-baling (Yak-3, JIa-5, La-7, La-9, dll.) maupun jet tempur (Yak-15, MiG-9, dll.) tidak dapat secara fisik membawa senjata ini karena beratnya. dan dampak.
Peralatan otomatis meriam 100 mm adalah tipe mekanis dengan pukulan laras panjang, dan semua operasi dilakukan secara otomatis. Pistol itu dilengkapi dengan rem moncong kuat yang menyerap 65% energi mundur. Meriam dibuat kompak karena penempatan rasional semua unitnya. Simpan makanan tanpa pita. Toko itu menyimpan 15 kartrid kesatuan.
Kontrol tembakan senjata dan reload pneumatik dilakukan dari kokpit. Berat pistol tanpa kotak daya adalah 1350 kg. Tingkat api - 30,5 putaran per menit. Kekuatan mundur - 5 ton.
Untuk meriam V-0902, TsNII-58 secara khusus membuat tiga tembakan: dengan proyektil FZT, dengan proyektil BRZT dan dengan granat jarak jauh.
Kartrid dengan proyektil FZT (pelacak pembakar eksplosif tinggi) memiliki berat 27 kg dan panjang 990 mm. Berat muatan propelan adalah 4,47 kg, karena itu proyektil memiliki kecepatan awal 810 m / s. Cangkang itu sendiri, seberat 13,9 kg, berisi 1,46 kg bahan peledak. Jarak tembak efektif proyektil FZT adalah 1000-1200 m.
Kartrid dengan proyektil BRZT memiliki berat 27, 34 kg dan panjang 956 mm. Berat muatan propelan adalah 4,55 kg, dan proyektil menerima kecepatan awal 800 m / s. Cangkang itu sendiri, dengan berat 14,2 kg, mengandung sedikit bahan peledak (0,1 kg). Selama uji tembak, proyektil BZRT pada jarak 600 m menembus baju besi 120 mm (pada sudut pertemuan 30 °).
Untuk menembaki target udara, granat jarak jauh 100 mm dengan elemen pembakar mematikan telah dibuat. Berat granat adalah 15,6 kg. Granat itu berisi 0, 605 kg bahan peledak (pengusir muatan) dan 93 elemen pembakar mematikan dengan berat masing-masing 52 hingga 61 g. Proyektil itu dilengkapi dengan tabung jarak jauh VM-30. Pada tahun 1948-1949. Serangkaian granat eksperimental dengan pengaturan kesatuan dan annular elemen pembakar mematikan diuji. Untuk menguji keefektifan pecahan dan "kemampuan pembakar" mereka, penembakan darat dilakukan ke pesawat.
Meriam B-0902 100-mm menjadi meriam pesawat otomatis paling kuat tidak hanya di Uni Soviet, tetapi juga, tampaknya, di dunia. Dari sudut pandang teknis, itu adalah mahakarya teknik. Satu-satunya masalah adalah dia terlambat lima tahun. Pada tahun 1944-1945. seorang pembom berkecepatan tinggi dengan mesin piston dapat menembak darinya dengan hampir tanpa hukuman benteng terbang B-17 dan B-29 yang terbang dalam urutan padat dari jarak 1 km atau lebih. Tetapi munculnya jet tempur secara radikal mengubah taktik pertempuran udara, dan meriam pesawat berat kehilangan semua arti penting, setidaknya untuk menembaki pesawat.
