В дополнение к материалу «Авиапушка ШВАК-20. СССР» Евгения Аранова

Огненные трассы — в небе войны

В журнале «Техника молодежи», №5 1970 года, попалась статья «ОГНЕННЫЕ ТРАССЫ — В НЕБЕ ВОЙНЫ» за  авторством Б. Шпитального, профессора, доктора технических наук, Героя Социалистического Труда.

Может быть, кому-то из коллег будет интересна трактовка событий одним из фигурантов  материала Евгения Аранова…

Случилось так, что в течение целого десятилетия после первой мировой войны конструкторы почти не заботились об усилении вооружения самолета-истребителя. Стандартной установкой считалась пара пулеметов винтовочного калибра с общим запасом патронов в 1000—1200 штук. Только с середины 30-х годов началось оснащение боевых машин крупнокалиберным стрелковым оружием, однако в каждой стране специалисты решали эту проблему по-своему. Англичане, например, взяли за основу так называемый «принцип дредноута». Этот термин флотского происхождения. Корабль типа дредноут отличался единым калибром главной артиллерии. Английские истребители «харрикейн» и «спитфайр», выпущенные в период 1936—1939 годов, несли по восьми одинаковых пулеметов. Позже, в разгар второй мировой войны, «спитфайр» получил еще четыре пулемета.

В Америке, Франции и Германии также господствовало однокалиберное пулеметное вооружение, хотя инженеры старались сочетать его с пушечным.

Стремление «взять количеством» станет понятным, если представить себе, насколько быстро протекал воздушный бой истребителей начала 40-х годов. Он мало чем напоминал акробатические атаки маневренных бипланов. Теперь не оставалось времени на несколько заходов. Успех зависел от точности стрельбы и количества пуль, попавших во вражеский самолет, иначе говоря — от веса залпа всего бортового оружия. Вот последствия усилий специалистов-вооруженцев: в 1940 году вес свинца, выброшенного стволами пулемета и пушек истребителя за одну минуту, составил 200 кг. В 1920 году эта величина едва достигала 30 кг.

Оперируя подобными характеристиками, важно помнить, из каких составляющих складывается вес залпа. Один и тот же результат можно получить, стреляя из восьми пулеметов или двух пушек. Масса пуль и снарядов одинакова, а эффект?

Пожалуй, лучший ответ на этот вопрос — история с перевооружением истребителей «харрикейн». Они стали поступать в нашу страну по ленд-лизу осенью 1941 года. Вооружение английских самолетов состояло из одних лишь пулеметов калибра 7,62 мм — по шесть штук на каждой половине крыла.

При стрельбе по фашистским самолетам пули «браунингов» плющились о броню и отскакивали от нее как горох. «Мессершмитты», например, при встречах с «харрикейнами» попросту поворачивались к ним бронированным брюхом и не обращали на огонь никакого внимания

Ставка Верховного Главнокомандования поручила нашему коллективу срочно заменить вооружение английских машин на две пушки ШВАК-20 мм и два крупнокалиберных пулемета. Для этого нужно было серьезно переделать конструкцию крыла в местах, где устанавливались пушки. В противном случае огромные вырезы ослабили бы несущие поверхности.

Мы сняли пулеметы, а освободившиеся полости расширили, убрав с каждой стороны по нервюре. Пришлось срезать и часть несущей обшивки. Чтобы восстановить цельность конструкции и восполнить потерю силовых звеньев, мы. заключили пушку в прочный замкнутый короб из стали. Его боковые стенки взяли на себя функции нервюр, а верхняя и нижняя — обшивки. Торцом он крепился к лонжерону крыла…

Испытания «Харрикейна» проводились на аэродроме в Люберцах. Фронт был рядом. Машина всегда несла нормальный боекомплект. В одном из полетов самолет неожиданно напоролся на барражирующий немецкий истребитель. Фашист, увидев краснозвездный «Харрикейн», сразу применил испытанную тактику — сделал боевой разворот и повернулся к нашему летчику желтым бронированным брюхом. Заговорили пушки. Все кончилось необычно печально для «мессершмитта» — он рассыпался на куски.

«Харрикейн» с пулеметно-пушечным вооружением стал поступать в войска. Позже точно такую же переделку предприняли и сами англичане.

Перевоплощение «харрикейна» — наглядная иллюстрация к рассуждениям об оптимальном типе авиационного оружия. Бронезащищенность самолетов противника (в начале войны толщина броневых листов достигала 15 мм) — вот что нужно еще принимать в расчет. Сравните: бронебойный снаряд авиационной пушки калибра 20 мм способен пробить стальную плиту толщиной в 20 мм, тогда как предел 7,62-миллиметровой пули — 10-миллиметровый лист.

Советские авиастроители сделали ставку на мощное пушечное вооружение со значительным (порядка 1000 выстрелов в минуту) темпом стрельбы. В 1936 году Валерий Чкалов испытал истребитель И-16, который отличался от серийных машин усиленной мощью огня. «Ястребок» нес две автоматические пушки ШВАК-20 мм и два пулемета ШКАС-7,62 мм, созданные в 30-е годы нашим коллективом.

Установка скорострельной пушки на небольшом самолете не простая задача. Такое орудие очень отличается, например, от 37-мм гладкоствольной пушки, которой был оснащен «спад» знаменитого французского летчика времен первой мировой войны Гинемера. Она весила 45 кг, стреляла картечью и требовала ручной перезарядки после каждого выстрела. Скорострельность предъявляет суровые требования к конструкции самолета. Нужно предотвратить вибрацию, найти место для боезапаса, надо, наконец, так «вписать» оружие в обводы самолета, чтобы не проиграть в аэродинамическом сопротивлении. На И-16 пушки располагались в крыле, а пулеметы — в фюзеляже, над двигателем. ШКАСы стреляли сквозь диск пропеллера — синхронизирующий механизм предотвращал прострел лопастей…

В результате творческих поисков советские авиационные конструкторы создали новые истребители, бомбардировщики, штурмовики. Предстояло вооружить их оружием, которое дало бы возможность нашей авиации господствовать в воздухе. Скоростные истребители отличались тонкими крыльями, мало приспособленными для размещения в них пушек. С неохотой специалисты «подвешивали» орудия под плоскостями — «наросты» резко снижали быстроходность машин. К тому же траектории снарядов правой и левой пушек пересекались на определенном расстоянии, но ведь не всегда пилот открывает огонь именно на этой дистанции.

Одной из новых машин был истребитель Як-1. Занимаясь его вооружением, мы помнили: увеличение миделя носовой части фюзеляжа на десятую долю квадратного метра равносильно снижению мощности мотора на 40—45 л. с. Это весомая потеря. Ее можно избежать, использовав свободный объем между блоками цилиндров М-105, V-образного мотора жидкостного охлаждения. Ствол вывели наружу через редуктор, связывающий коленчатый вал двигателя с валом пропеллера. Правда, появились дополнительные трудности. Потребовалось так рассредоточить силу отдачи при выстреле, чтобы картер мотора выдерживал мощную нагрузку. Совместно с двигателистами мы сконструировали единый агрегат — мотор-пушку, где каждый из элементов был спроектирован с учетом совместной работы оружия и силовой установки.

В 1940 году на вооружение нашей авиации поступил истребитель ЛАГГ-3. Нашему коллективу довелось заниматься перевооружением этого самолета. Нужно было установить на него 37-мм пушку.

В 1942 году появился знаменитый истребитель С. Лавочкина ЛА-5. У вооружения одновинтового самолета с звездообразным двигателем свои особенности. Стрелять через втулку пропеллера невозможно — такова особенность «звезды». В отличие от мотора жидкостного охлаждения у АШ-82 оси вращения воздушного винта и коленчатого вала совпадают. Но ведь не ставить же пушки на крыле!

Можно было решить проблему по-иному: сделать оружие синхронным, снабдить его механизмом, позволяющим вести огонь сквозь диск винта. Этот путь и избрал наш коллектив.

В работе нам оказали большую помощь специалисты из КБ Н. Поликарпова — Н. Волков и А. Ротенберг. Последний теоретически обосновал установку синхрони­зи­ру­ющего механизма спуска в головной части корпуса пушки.

Прежде синхронизатор стоял позади орудия. Переместив его, мы укоротили тяги, передающие сигнал от мотора к пушке. Система стала менее инерционной, а значит увеличилось ее быстродействие.

При испытаниях выяснилось, что орудие с трехкулачковой шайбой в синхронизаторе не успевало стрелять через все промежутки между тремя лопастями. Например, при скорости вращения винта 1500 об/мин скорострельность должна составлять 1500×3 = 4500, а не 1200 выстрелов в минуту, как у ШВАК-20 мм. Два кулачка подавали сигналы в тот момент, когда пушка была еще не готова к следующему выстрелу. Трехкулачковую шайбу мы заменили однокулачковой. Синхронизирующий механизм стал работать спокойней.

Вскоре синхронные ШВАКи появились на ЛА-5, которые в 1942 году стали поступать на фронт. На «Лавочкине» трижды Герой Советского Союза И. Кожедуб сбил 62 самолета. Прославленный ас в годы войны поддерживал с нами самые тесные контакты. Вместе мы обсуждали различные варианты вооружения.

Нужно сказать, что авиационные конструкции отличаются незаурядной отточенностью, я бы сказал, изяществом — такова уж специфика самолетостроения. Но ни в коем случае не в ущерб надежности. Острейший дефицит веса и места заставляет инженеров прибегать к самым смелым решениям для того, чтобы привести в соответствие, казалось бы, несовместимые параметры: малый вес и прочность. Именно эта особенность самолетных агрегатов порой оказывала нашей армии серьезную помощь.

источник: http://zhurnalko.net/=nauka-i-tehnika/tehnika-molodezhi/1970-05—num38