En el moment de l'atac alemany contra la URSS, la nostra aviació estava armada amb dos tipus de canons d'avions: ShVAK de 20 mm (aviació de gran calibre Shpitalny-Vladimirova), el disseny del qual era en molts aspectes similar al 7, 62 metralladora d'aviació ShKAS -mm i 23 mm. VYa (Volkova-Yartseva).
El canó ShVAK de 20 mm es va produir en les següents variants: ala, torreta i metralladora. El pes de les armes és de 40 a 44,5 kg. Taxa de foc 700-800 rds / min. La velocitat inicial és de 815 m / s. Es van instal·lar muntures ShVAK de 20 mm síncrones i muntades en ales als caces I-153P, I-16, Yak-1, Yak-3, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7, Pe-3, i el 1943 es van produir 158 canons per a la seva instal·lació en caces Hurricane en lloc de 7 metralladores Browning de 92 mm. Es van col·locar dues armes estacionàries al bombarder Tu-2 i a part dels bombarders Pe-2. Es van instal·lar torretes defensives amb canons ShVAK de 20 mm als bombarders Pe-8 i Er-2.
El ShVAK era superior en tots els aspectes al canó d'avió alemany MG-FF, que el 1941 era el més comú a l'aviació alemanya.
El 1940, els dissenyadors A. A. Volkov i S. A. Yartsev van crear un canó automàtic VYa-23 de 23 mm per a un nou cartutx de 23 mm. Amb un pes de 66 kg, l’arma feia 550-650 tirs / min.
Al canó VYa s’utilitzaven petxines de 200 grams, el doble que el ShVAK. Un projectil incendiari perforant l’armadura a una distància de 400 m al llarg de l’armadura perforada normal de 25 mm.
El retrocés de l’arma VYa era prou gran i no s’instal·lava originalment als caces. Al començament de la guerra, el seu únic transportista era l'avió d'atac Il-2, a cada ala del qual s'instal·lava un canó VYa amb una càrrega de munició de 150 cicles per barril. Més tard, estava armada amb avions d'atac Il-10 i en part caces LaGG-3.
En el decurs de les hostilitats, va resultar que els canons d’avions soviètics de calibre 20-23 mm eren capaços de lluitar eficaçment només contra els vehicles blindats lleugers de l’enemic, els tancs mitjans i els canons autopropulsats eren massa durs per a ells.
A la segona meitat de 1942, es va llançar una petita sèrie de la versió Il-2, armada amb canons ShFK-37 de 37 mm.
El canó d'avió ShFK-37 de 37 mm es va desenvolupar sota la direcció de B. G. Shpitalny.
El pes de l'arma muntada a l'avió Il-2 era de 302,5 kg. La taxa de foc del ShFK-37, segons les proves de camp, va fer una mitjana de 169 llançaments per minut a una velocitat inicial del projectil d’uns 894 m / s.
El projectil BZT-37 proporcionava la penetració de l'armadura de tancs alemanya de 30 mm de gruix amb un angle de 45 graus. a la normal a una distància no superior a 500 m. Gruix de 15-16 mm i menys, el projectil perforat en angles de reunió no superior a 60 graus. a les mateixes distàncies. L'armadura de 50 mm de gruix (part frontal del casc i torreta dels tancs alemanys mitjans) va ser penetrada pel projectil BZT-37 des de distàncies de no més de 200 m en angles de trobada que no superessin els 5 graus.
Les grans dimensions globals dels canons ShFK-37 i els aliments emmagatzemats (capacitat de carregador de 40 cartutxos) van determinar la seva col·locació en carenats sota l’ala de l’avió Il-2. A causa de la instal·lació d'un gran carregador al canó, es va haver de baixar fortament en relació amb el pla de construcció de l'ala (eix de l'avió), cosa que no només va complicar el disseny d'unió del canó a l'ala (l'arma estava muntada sobre un xoc absorbent i es va moure amb el carregador quan es disparava), però també va exigir que es fes per als seus carenats voluminosos amb una gran secció transversal.
Les proves van demostrar que el rendiment en vol de l’Il-2 amb els canons d’aire ShFK-37 de gran calibre, en comparació amb el Il-2 de sèrie amb els canons ShVAK o VYa, va disminuir significativament. L'avió s'ha tornat més inert i és més difícil de volar, sobretot en girs i girs a baixa altitud. La maniobrabilitat es va deteriorar a velocitats elevades. Els pilots es van queixar de càrregues importants als timons quan realitzaven maniobres.
El tir dirigit des dels canons ShFK-37 a l’Il-2 va ser en gran part difícil a causa del fort retrocés dels canons en disparar i la manca de sincronització en el seu funcionament. A causa del gran espaiatament de les armes en relació amb el centre de massa de l'avió, així com per la rigidesa insuficient de la muntura de la muntura de l'arma, va provocar que l'avió d'atac experimentés forts xocs, "petons". i es va deixar fora de la línia de punteria quan es va disparar, i això, al seu torn, tenint en compte la insuficient estabilitat longitudinal "Ila", va provocar una dispersió significativa de les petxines i una forta disminució (aproximadament 4 vegades) de la precisió del foc.
Tirar des d’un canó era completament impossible. L'avió d'atac es va girar immediatament cap al canó que va disparar de manera que no va ser possible introduir una esmena a l'objectiu. En aquest cas, colpejar l'objectiu només podria ser el primer projectil.
Durant tot el període de proves, les armes ShFK-37 van funcionar poc fiables: el percentatge mitjà de munició disparada per fallada va ser només del 54%. És a dir, gairebé cada segona sortida en una missió de combat IL-2 amb canons ShFK-37 va anar acompanyada del fracàs d'almenys un dels canons. La càrrega màxima de bomba de l'avió d'atac va disminuir i va ser de només 200 kg. Tot això va reduir significativament el valor de combat del nou avió d'atac.
Tot i el fracàs amb el ShFK-37, es va continuar treballant en aquesta direcció. El 1943 es va iniciar la producció del canó aeri NS-37 (dissenyadors Nudelman i Suranov). Va utilitzar alimentació de cinta, que va permetre augmentar la velocitat de foc a 240-260 rds / min. La velocitat de foc del projectil és de 810 m / s, el pes del canó és de 171 kg. Gràcies a l’alimentació de la corretja i al menor pes, es va poder instal·lar el nou sistema als caces.
Les proves militars de l'arma es van realitzar al LaGG-3 del 21 d'abril al 7 de juny de 1943 al front de Kalinin i al Yak-9T del 22 de juliol al 21 d'agost de 1943 al front central. Després de judicis militars, l'arma es va posar en servei sota la designació NS-37. L’avió Yak-9T (tanc) es va produir des de març de 1943 fins a juny de 1945. Es van produir un total de 2.748 avions.
Tal com van concebre els dissenyadors, l’augment de la potència de foc dels combatents suposava augmentar el camp de tir dirigit i la probabilitat de colpejar l’objectiu. Per tirar endavant un lluitador, en general, n'hi havia prou amb un cop de projectil de 37 mm; per a un bombarder bimotor eren necessaris dos o tres.
No obstant això, el nou canó també tenia els seus inconvenients. L'increment del calibre va reduir la velocitat de foc i el nombre de municions a bord del caça. El tir efectiu contra objectius aeris només va ser un sol projectil, ja que quan es disparava des d’un avió Yak-9, l’avió es va balancejar amb força i el foc dirigit només es va obtenir amb el primer tret, amb els obus posteriors dispersos. Val la pena assenyalar l'absència de vistes d'alta qualitat per a la majoria dels combatents soviètics construïts durant la guerra, per regla general, era el "Vizir Vasiliev" més senzill que consistia en anells pintats al parabrisa i una mira frontal, això, per descomptat, va afectar l'eficàcia de tir a distàncies mitjanes i llargues.
El 20 de juliol de 1943 es van iniciar els judicis militars de l’Il-2 amb dos canons d’aire NS-37 de 37 mm, que van continuar fins al 16 de desembre. En total, 96 avions d'atac Il-2 amb NS-37 van participar en judicis militars.
En comparació amb el serial Ilami, armat amb canons ShVAK o VYa, l'Il-2 amb el NS-37 i amb una càrrega de bomba de 200 kg s'ha tornat més inert, més difícil en un revolt i en un gir de combat.
El deteriorament de les característiques acrobàtiques del nou avió d'atac, com l'IL-2 amb els canons ShFK-37, es va associar a una gran massa repartida per l'envergadura de les ales i a la presència de carenats de canó, que empitjoren l'aerodinàmica de l'avió. L'IL-2 amb NS-37 no tenia estabilitat longitudinal en tota la gamma de CG, cosa que reduïa significativament la precisió del tret a l'aire. Aquest últim es va agreujar amb el fort retrocés de les armes en disparar-ne.
Les proves han demostrat que disparar des d'un avió Il-2 des de canons NS-37 només s'hauria de disparar en ràfegues curtes de no més de dos o tres trets de longitud, ja que quan es disparaven simultàniament des de dos canons, a causa de l'operació asíncrona de l'avió, l'avió va experimentar importants petjades i va quedar fora de la línia de punteria. La correcció de l'objectiu en aquest cas era bàsicament impossible.
Quan es disparava des d'un canó, colpejar l'objectiu només era possible amb el primer tret, ja que l'avió d'atac es va girar cap a l'arma de foc i la correcció de l'objectiu es va fer impossible. La derrota d’objectius puntuals: tancs, vehicles blindats, cotxes, etc. amb el funcionament normal dels canons era bastant assolible.
Al mateix temps, els cops de tancs només es van rebre en el 43% de les sortides i el nombre de cops en les municions gastades va ser del 2,98%.
Segons l'opinió general, el personal de vol que volava l'IL-2 des del NS-37, l'avió d'atac, quan atacava objectius petits, no tenia avantatges respecte a l'IL-2 amb canons de menor calibre (ShVAK o VYa) amb una bomba normal càrrega de 400 kg. Al mateix temps, l’ús de l’IL-2 amb NS-37 per a objectius de gran superfície i volumètrics, dipòsits de municions, acumulacions de tancs, bateries d’artilleria i antiaèries, trens de ferrocarril, vaixells petits, etc., podria tenir força èxit.
Quan es treballa contra objectius terrestres, l’eficàcia de cada tipus d’arma està determinada per la naturalesa de l’objectiu. Així, quan es disparava contra objectius vius localitzats obertament, l’acció d’una bala de 7, 62 mm diferia poc de l’acció d’un projectil de 20 mm, ja que el seu efecte de fragmentació és molt feble i calia un cop directe per derrotar el personal. Quan es disparava contra cotxes, estacions de ferrocarril i embarcacions petites, les metralladores de 7, 62-12 i 7 mm eren ineficaços, i l’efecte dels canons d’avions va augmentar bruscament amb un augment del calibre i el pes del projectil. Aquí, només calien armes d’un calibre més gran.
La destrucció massiva de tancs de canons d’avions, àmpliament publicitat en pel·lícules i memòries, en la majoria dels casos es refereix a històries de caça. Simplement és impossible penetrar en l'armadura vertical d'un tanc mitjà o pesat amb un canó d'avió de 20 mm a 37 mm. Només podem parlar de l’armadura del sostre del tanc, que és diverses vegades més prima que la vertical i que era de 15-20 mm per als tancs mitjans i de 30-40 mm per als tancs pesats. Les armes d’aviació utilitzaven petxines perforadores de blindatge tant de calibre com de sub calibre. En ambdós casos, no contenien explosius, sinó només ocasionalment uns quants grams de substàncies incendiàries. En aquest cas, el projectil havia de xocar perpendicularment a l'armadura. Està clar que en condicions de combat, les obuses van colpejar el sostre dels tancs amb angles molt més reduïts, cosa que va reduir dràsticament la seva penetració de l’armadura o fins i tot va fer un rebot. Cal afegir-hi que no totes les obuses que perforaven l’armadura d’un tanc el deixaven fora de combat.
Tenint en compte la disminució de les característiques del vol i la disminució de la càrrega de bomba a l'avió Il-2 armat amb el NS-37, aquesta modificació de l'avió d'atac no va ser generalitzada. Les bombes acumulatives PTAB-2, 5-1, 5, que van entrar en servei el 1943, van resultar ser una arma antitanc molt més eficaç.
Sobre la base del canó NS-37, tot mantenint les dimensions globals, es va crear un canó automàtic NS-45 de 45 mm d'aviació. El pes de l’arma era de 150-153 kg. Taxa de foc 260-280 rds / min. El canó es subministra amb una corretja d'alimentació. Per primera vegada a l'URSS, es va utilitzar un fre de boca al canó d'avió NS-45 de 45 mm, que va absorbir fins al 85% de l'energia de retrocés. El 1944-45 es van produir un total d’uns 200 canons. El caça Yak-9K (de gran calibre) amb el canó NS-45 al col·lapse del motor, amb 29 municions, va ser dissenyat i construït especialment per a aquesta arma. Es van fabricar un total de 53 avions d'aquest tipus.
44 avions Yak-9K van ser sotmesos a proves militars del 13 d'agost al 18 de setembre de 1944 al 3r front bielorús i del 15 de gener al 15 de febrer de 1945 al 2n front bielorús. Es va suposar que els combatents amb canons de gran calibre operarien contra grups de bombarders enemics, estant fora de la zona de foc defensiva efectiva dels seus punts de foc. De mitjana, es van gastar deu obus de 45 mm en un avió enemic abatut.
No obstant això, els mateixos Yak-9K necessitaven cobertura per als combatents amb canons de 20 mm, entre els quals hi havia màquines esclaves. Els trets dirigits a partir de canons de 45 mm només es van obtenir al primer tret, la resta de petxines van passar per sobre. Després d'un esclat de tres trets, disparats fins i tot a velocitat màxima, aquest últim va caure bruscament, es va perdre l'estabilitat de l'avió, es van observar fuites de petroli i aigua a les canonades.
A més, era molt rar trobar-se amb un grup nombrós de bombarders enemics a finals de 1944 i no hi havia cap necessitat especial per a un combatent d’aquest tipus. Segons els resultats de les proves militars, el Yak-9K no es va llançar a la producció massiva.
A l'URSS, en temps de guerra, es van desenvolupar canons d'avions i calibres més grans. El canó automàtic N-57 de 57 mm es va desenvolupar sota la direcció del principal dissenyador G. A. Zhirnykh al final de la Gran Guerra Patriòtica. Per a aquest calibre, l'arma tenia una massa relativament petita: 135 kg. Es va fabricar una petita sèrie de 36 canons.
L'arma es va provar amb èxit en el caça a reacció "F-3" MiG-9 (tercer prototip). Aquest va ser el primer i únic cas de la història de l'aviació en què es va instal·lar un canó de 57 mm en un avió de combat. Però la producció del MiG-9 es va llançar amb el canó N-37 de 37 mm, tot i que alguns dels avions del primer lot encara estaven equipats amb el canó N-57. Posteriorment, en tots els avions, fou substituït pel canó N-37.
El 1943-1945. al TsAKB que estava dirigit per V. G. Grabin, s'estava treballant per crear canons automàtics d'aviació de gran calibre.
Es van desenvolupar canons automàtics d’avions de 65 mm, 76 mm i 100 mm.
El 1948 es van fabricar dos prototips del canó de 65 mm i es van provar de fàbrica. El 1949, es va enviar una mostra per fer proves de camp a l'Institut de Recerca de la Força Aèria. Per a l'arma de 65 mm, es van crear dos trets: amb un projectil OFZT i amb un projectil BRZT. A una distància de 600 m, el projectil BRZT va perforar 60 mm d'armadura en un angle de reunió de 30 °. Així, aquest projectil podia penetrar des de dalt l’armadura de qualsevol tanc d’aquella època.
El 1948, TsNII-58 va començar a treballar en el canó d’aviació automàtic B-0902 de 100 mm. Se suposava que s’instal·laria als bombarders Tu-2 i Tu-4, que es convertirien en combatents. Naturalment, ni l'hèlix (Yak-3, JIa-5, La-7, La-9, etc.) ni els avions de combat (Yak-15, MiG-9, etc.) no podien portar físicament aquesta arma pel seu pes i impacte.
L’equip automàtic del canó de 100 mm era de tipus mecànic amb un llarg recorregut de canó i totes les operacions es feien automàticament. L'arma estava equipada amb un potent fre de boca que absorbia el 65% de l'energia de retrocés. El canó es va fer compacte a causa de la col·locació racional de totes les seves unitats. Guardeu els aliments sense tapes. La botiga contenia 15 cartutxos unitaris.
El control del foc de pistola i la recàrrega pneumàtica es va dur a terme des de la cabina. El pes de l’arma sense la caixa elèctrica era de 1350 kg. Taxa de foc: 30,5 llançaments per minut. Força de reculada: 5 tones.
Per al canó V-0902, TsNII-58 va crear especialment tres trets: amb un projectil FZT, amb un projectil BRZT i amb una magrana remota.
El cartutx amb el projectil FZT (traçador incendiari d’alta explosió) tenia un pes de 27 kg i una longitud de 990 mm. El pes de la càrrega de propulsor era de 4,47 kg, a causa dels quals el projectil tenia una velocitat inicial de 810 m / s. La mateixa closca, que pesava 13,9 kg, contenia 1,46 kg d’explosius. El camp de tir efectiu del projectil FZT era de 1000-1200 m.
El cartutx amb el projectil BRZT tenia un pes de 27, 34 kg i una longitud de 956 mm. El pes de la càrrega de combustible era de 4,55 kg i el projectil rebia una velocitat inicial de 800 m / s. La closca en si, que pesava 14,2 kg, contenia una mica explosiu (0,1 kg). Durant el tret de prova, el projectil BZRT a una distància de 600 m va perforar una armadura de 120 mm (amb un angle de reunió de 30 °).
Per disparar contra objectius aeris, es va crear una granada remota de 100 mm amb elements incendiaris letals. El pes de la magrana és de 15,6 kg. La magrana contenia 0, 605 kg d'explosiu (càrrega expulsora) i 93 elements incendiaris letals que pesaven de 52 a 61 g cadascun. El projectil estava equipat amb un tub remot VM-30. El 1948-1949. Es van provar lots experimentals de granades amb disposició unitària i anular d’elements incendiaris letals. Per comprovar l'eficàcia dels fragments i la seva "capacitat incendiària", es va realitzar un tir a terra a l'avió.
El canó B-0902 de 100 mm es va convertir en el canó automàtic d’avions més potent no només a l’URSS, sinó també, pel que sembla, al món. Des del punt de vista tècnic, era una obra mestra de l’enginyeria. L’únic problema és que va arribar amb cinc anys de retard. El 1944-1945. un bombarder d’alta velocitat amb motor de pistó podia disparar-hi amb quasi impunitat les fortaleses voladores B-17 i B-29 volant en ordre dens des d’una distància d’1 km i més. Però l’aparició dels caces a reacció va canviar radicalment la tàctica del combat aeri i els canons pesats d’avions van perdre tota la seva importància, almenys per disparar contra avions.
