Небесная артиллерия

Виктор Марковский
Журнал «Мир оружия» – октябрь 2005

Всякий раз, когда говорят о том или ином летательном аппарате, обращают внимание на его летные характеристики, особенности конструкции, ракеты и электронику. А стрелково-пушечное вооружение, как правило, остается в тени. Тем не менее, для современного боевого самолета это оружие является «личным» – тем, которое всегда с собой и всегда готово к бою.

 

Пушки среди прочего авиационного вооружения занимают особое место. Такие их свойства как универсальность применения, постоянная готовность к стрельбе, неподверженность воздействию помех, медленное моральное старение и относительно невысокая стоимость позволяют пушкам на протяжении многих лет успешно конкурировать с другими видами вооружения.

Накопленный в ходе Второй Мировой войны опыт применения авиационного стрелково-пушечного вооружения в послевоенный период был широко использован при совершенствовании уже имевшихся на вооружении и разработке новых артиллерийских систем. Первые их образцы, созданные в конце 1940-х – начале 1950-х, представляли собой улучшенные модели военного времени.

Совершенствование авиационных пушек шло, в основном, по пути уменьшения их массы и повышения скорострельности. Если требование весового совершенства оставалось общим для авиационной техники, то необходимость существенного роста скорострельности была порождена послевоенным скачком скоростей полета реактивной авиации. Возросшие скорости сближения самолетов и их относительные перемещения делали воздушную атаку скоротечной, и для надежного поражения противника в секунды огневого контакта требовалось увеличение массы залпа. Помимо повышения темпа стрельбы, этому способствовало усиление поражающего действия самих снарядов при увеличении их калибра. Сразу после войны было принято решение о том, что калибр 23 мм должен стать минимальным вместо прежнего – 20 мм, уже недостаточного для поражения большинства целей, включая и новые самолеты. Соответствующее Постановление Правительства было принято осенью 1947 г. и основывалось на указании И. В. Сталина (при выработке задания на один из новых самолетов спор о том, какими пушками его оснастить – 20 или 23 мм – Сталин разрешил однозначно, пообещав снять свою подпись под документом, если машина не получит 23-мм пушки). Незначительное, на первый взгляд, увеличение калибра на деле позволяло вдвое повысить массу снаряда и мощность его действия.

В то же время, задача улучшения баллистики не ставилась – считалось, что достигнутые начальные скорости снаряда (порядка 800 – 900 м/с) достаточны, так как в воздушном бою при высоких скоростях самолетов стрельба с больших расстояний будет неэффективной – противник успеет выйти из-под огня, а быстрое сближение, напротив, позволит даже сократить дистанции прицельной стрельбы. Соответственно, первые послевоенные пушки конструировались под патроны уменьшенной баллистики, более легкие и с меньшей начальной скоростью снаряда.

Для пушек ВЯ-23 военного времени использовался 23-мм патрон, разработанный Наркоматом Боеприпасов в 1938 г. Новый патрон калибра 23 мм, предложенный ОКБ-16, был создан с использованием гильзы 14,5 мм патрона для противотанковых ружей, дульце которой переобжималось под штатный 23-мм снаряд. Масса нового патрона со звеном ленты по сравнению с прежним была снижена вдвое. Подобную доработку прошел и патрон для 37-мм пушек: штатный, находившийся в производстве, комплектовался новой легкой гильзой, которая была взята от патрона 37-мм зенитной пушки, но укорочена и переобжата с переделкой закраины. Легкие и компактные патроны позволили создать пушки меньших размеров и массы с одновременным увеличением скорострельности, упростилась их установка.

Принятая на вооружение в 1947 г. 37-мм пушка Н-37, созданная в ОКБ-16 под руководством А. Э. Нудельмана, представляла собой развитие пушки НС-37 образца 1942 г. Построенная по обычной схеме (один ствол и один патронник, соединенные в один общий агрегат), Н-37 выгодно отличалась от предшественницы меньшим весом (103 кг против 150 кг у НС-37) и более высоким темпом стрельбы (400 выстр./мин у Н-37 и 250 – у НС-37). Выигрыш был достигнут за счет конструктивных усовершенствований и снижения начальной скорости снаряда, что уменьшило нагрузку на детали и узлы пушки и повысило их подвижность.

Ведущим конструктором Н-37 являлся В. Я. Неменов. Работа автоматики этой пушки основывалась на использовании отдачи при коротком ходе ствола, откат которого сжимал пружины ствола и буфера. После покидания снарядом канала ствола происходило его отпирание, извлечение стрелянной гильзы и подача очередного патрона (он же выводил наружу стреляную гильзу), а пружины обеспечивали возвращение ствола со ствольной коробкой вперед, при этом досылался патрон в патронник и запирался затвором канал ствола. Пушка имела регулируемый гидротормоз, амортизировавший откат и накат ствола (регулировка использовалась для отладки работы автоматики в производстве и эксплуатации). Его конструкция была предложена А. А. Рихтером, работавшим в инструментальном цехе Ижевского завода и затем перешедшим конструктором к А. Э. Нудельману в ОКБ-16.

Отличительной особенностью Н-37 (как и других орудий ОКБ-16) была стрельба с заднего шептала, когда подвижная система после прекращении стрельбы всегда оставалась в заднем положении, исключая возможность попадания патрона в разогретый при стрельбе ствол и самовоспламенение его порохового заряда.

В апреле 1945 г. собрали первый опытный образец Н-37, а в августе Министр вооружений СССР Д. Ф. Устинов приказал начать ее серийный выпуск. Влияние истекающих из ствола пороховых газов на работу двигателя могло вызвать помпаж и его остановку, а обшивка самолета подвергалась коррозии (пороховые газы содержат нитраты, обладающие кислотным воздействием, и разъедают алюминий и сталь); поэтому пушка была оснащена дульным устройством – локализатором, отводящим газы в стороны и одновременно игравшим роль дульного тормоза. Такие пушки с однокамерным дульным тормозом с двумя рядами окон получили наименование Н-37Д и устанавливались на истребителях типов МиГ-15 и МиГ-17. Пушки с увеличенной длинной ствола для перехватчиков Як-25, размещавшиеся по бокам фюзеляжа на удалении от воздухозаборников, не имели дульного тормоза и обозначались Н-37Л. За счет удлинения ствола баллистика орудия и начальная скорость снаряда достигла у Н-37Л 725 м/с против 690 м/с у Н-37Д.

Для установки на скоростной перехватчик Як-27 пушка была усовершенствована и поступила на вооружение в 1957 г. под наименованием НН-37 (Нудельмана-Неменова). Скорость самолета стала сопоставимой с начальной скоростью полета снаряда, что потребовало изменить конструкцию ствола: чтобы снаряды не теряли устойчивости в полете, нарезы в канале ствола приобрели большую крутизну. Темп стрельбы НН-37 возрос более чем в полтора раза и достиг 600 – 7000 выстр./мин за счет ускорения наката, осуществлявшегося новым механизмом – пневматическим ускорителем. Резкое повышение скорострельности сказалось на живучести агрегатов, скорости соударения которых и контактные нагрузки возросли. Для сохранения ресурса кинематики пришлось переконструировать запирающий агрегат и перейти на более прочные стали.

В 1948 г. была закончена разработка 23-мм пушки НР-23 конструкторов А. Э. Нудельмана и А. А. Рихтера. Как и Н-37, эта пушка явилась дальнейшим развитием артиллерийской системы, принятой на вооружение в годы войны (пушки НС-23 образца 1944 г., на которой впервые были отработаны 23-мм патроны новой баллистики) и была сконструирована по классической схеме с коротким ходом ствола, что и определяло ее достоинства и недостатки.

Наиболее важная особенность обычной схемы заключается в том, что в ней принципиально не могут быть совмещены между собой четыре операции, происходящие последовательно одна за другой – отпирание канала ствола, экстракция гильзы, досылание патрона и запирание канала ствола. Кроме того, эти операции нельзя совместить с баллистическим временем (время от начала движения снаряда до момента, когда давление в стволе упадет до величины 150–200 атм, при которой уже можно произвести отпирание без риска взрывного выброса газов наружу. Это одна из причин, ограничивающих скорострельность пушек классической схемы. Однако, кроме недостатков, у этой схемы есть ряд ценных положительных качеств. От пушек других схем они отличаются простотой конструкции, малыми габаритами и относительно небольшой массой.

Повышения скорострельности НР-23 удалось достичь сокращением цикла автоматики с использованием резерва времени отдельных операций, «сжатых» по продолжительности, и внедрением новых механизмов. Избыток энергии движения ствола был использован в узле ускорителя наката и отката затвора, а подача патронов производилась прямо из звеньев ленты в лапки затвора.

Применение на НР-23 ускорителей позволило получить скорострельность 870 выстр./мин (у НС-23 – 550 выстр./мин). Резко возросшие скорости движения подвижных частей повысили нагрузки на агрегаты, особенно ускоритель, ударник и затвор, что потребовало повысить усталостную прочность и живучесть. Ресурс серийной пушки, первоначально установленный в 3000 выстрелов, уже через год удалось поднять вдвое. Для этого в конструкции использовали новые легированные стали, в производство внедрили кадмирование поверхностей для снижения трения, дробеструйную обработку, штамповку и ковку с учетом направления волокон металла.

Другой проблемой стала возросшая отдача, «гулявшая» по мере расстрела боекомплекта (с уменьшением числа патронов в ленте снижался расход энергии на ее подачу и сильнее становился удар ствола при откате в крайнее заднее положение). Это вело к рассеиванию снарядов при стрельбе, возраставшему с удлинением очереди. В конструкцию был введен гидробуфер, снизивший усилие отдачи вдвое – до 26 кН, а в техусловиях военной приемки на заводе добавили контроль этого параметра, прежде остававшегося без внимания.

НР-23 стала одной из первых отечественных авиапушек, полностью управляющейся электроспуском и оборудованной датчикам положения ствола и ударника. Обычное прежде ручное управление огнем при достигнутых уровнях темпа стрельбы становилось неэффективным: задержка пальца на гашетке доже на полсекунды приводила к пустой трате десятка снарядов, а затянутая очередь могла привести к износу ствола и выходу пушки из строя. В системе электроспуска регулировка длины очереди обеспечивалось устройством ее отсечки в соответствии с условиями живучести орудия и экономии боеприпасов.

Потребовалась также доработка системы питания пушки – подача с большой скоростью ленты, шедшей со множеством перегибов от патронного ящика, повысила требование к ее прочности, шарнирности и веерности. Два последних параметра определяют гибкость ленты в своей плоскости (веер) и в поперечной (шарнир).

Так, соединение 1,5-мм стальных штампованных звеньев ленты НР-23 позволяло шарнирно сложить ее пополам практически без петли (патронами наружу) и скрутить на 90° через 12 звеньев. С целью унификации при установке на самолет НР-23 обеспечивала двустороннее питание с правой или левой подачей ленты.

На пушку НР-23 ее создателям было выдано авторское свидетельство №7770, приоритет от 13 сентября 1947 г. Естественно, что речь не шла о защите авторских прав советских оружейников на мировом рынке (да и само соревнование между нашими и зарубежными конструкторами шло отнюдь не в правовой сфере – в небе Кореи и Вьетнама звучали совсем другие аргументы). Свидетельства помогали регулировать отношения между работниками разных КБ, конкуренция между которыми была достаточно острой, а отстаивание своих позиций выплескивалось в обращения на самый «верх».

За годы производства пушек НР-23 их было выпущено рекордное количество – более 80 тыс., а разработчики удостоились Сталинской премии за 1951 г.

В течение ряда лет пушки Н-37 и НР-23 были основными образцами артиллерийского вооружения истребителей. Для оценки эффективности их огня по вероятному противнику – американским стратегическим бомбардировщикам В-52, В-36 и В-50 – были проведены отстрелы Н-37 по «туполевскому «Боингу» – Ту-4. Результаты оказались впечатляющими: попадание всего одного 37-мм снаряда выводило бомбардировщик из строя.

Вооружение реактивных истребителей МиГ-15бис и МиГ-17 состояло из одной пушки Н-37 и двух НР-23, смонтированных на едином лафете в носовой части фюзеляжа. Удачное решение лафета, на котором компактно размещались и патронные ящики, позволяло опускать его из фюзеляжа для перезаряжания и обслуживания оружия.

Наличие на реактивных истребителях первого поколения двух пушек калибра 23-мм и одной 37-мм пушки объяснялось особенностями бытовавшей в то время тактики применения артиллерийского вооружения истребителей. Так, предполагалось, что оружие меньшего калибра, обладающее большей скорострельностью и высокой начальной скоростью снаряда, будет использовано для борьбы с маневренными и скоростными истребителями, а крупный калибр – для уничтожения больших и малоподвижных бомбардировщиков, а также для штурмовки наземных целей. Кроме того, 23-мм пушки можно было использовать для пристрелки цели, а оружие калибра 30 и 37 мм – для полного ее уничтожения, добивая тяжелыми снарядами (подобная тактика применялась во время Второй Мировой войны).

Помимо истребителей, пушки НР-23 использовались в качестве оборонительного вооружения бомбардировщиков. Основу второго варианта оборонительного вооружения Ту-4 (система «Звезда») составляли 10 пушек НР-23 в подвижных установках (первый вариант – 11 пушек В-20Э образца 1944 г.). Фронтовой бомбардировщик Ил-28 нес две НР-23 в неподвижной носовой установке и две – в подвижной кормовой установке Ил-К6 с электрогидравлическими приводами.

На Ту-4 замену пушечного вооружения произвели, сочтя недостаточной эффективность прежнего 20-мм калибра. Ветераны ОКБ-16 сохранили в памяти историю посещения А. Н. Туполевым их опытного цеха. Генеральный конструктор оценил НР-23 с первого взгляда, хлопнул по ней рукой и подытожил: «Вот это нужно делать. Это будет вещь». Установка подвижных пушек потребовала специальных экспериментов – имелись опасения, что при стрельбе в боковых направлениях аэродинамический поток приведет к таким нагрузкам на стволы, что это нарушит нормальную работу автоматики. Нагрузку имитировали специальным тросом-»удавкой», натягивавшемся для изгибания ствола, после чего была проведена доработка пушки для сохранения ее скорострельности. Помимо дистанционного управления и прицеливания, в системе «Звезда» пушки оснастили автоматической перезарядкой, которая при возникновении задержки обеспечивала продолжение стрельбы.

Начавшаяся в 1950 г. война в Корее подхлестнуло создание новых образцов авиационного артиллерийского вооружения, отвечающих требованиям того времени. В воздушных боях встретились реактивные истребители, скорость которых, по сравнению со скоростью поршневых самолетов, возросла в полтора раза, а практический потолок – почти вдвое. Однако это не внесло коренных изменений в тактику воздушного боя. Главным препятствием были старое оружие и мало изменившиеся системы прицеливания. Возрастание относительных скоростей полета, а следовательно, и сокращение длительности прицельных очередей требовали дальнейшего увеличения скорострельности оружия.

Для обеспечения работы автоматики пушки классической схемы имеют внутренний энергопривод, обходясь «своими силами», без внешнего источника. Он может использовать энергию отдачи (механический привод, использованный в пушках Н-37 и НР-23), либо энергию отводимых из канала ствола пороховых газов (газовый привод, понятный всякому, знакомому с устройством автомата Калашникова). Темп стрельбы у первых ограничивается массой затворного механизма, перемещающегося вместе со стволом. При этом потенциальные возможности ствола пропустить максимальное число снарядов в единицу времени, используются не полностью. Пушки с газовым приводом позволяют достичь более высокой скорострельности -в основном благодаря тому, что в работе автоматики участвуют детали с меньшей общей массой, которые могут двигаться быстрее. Считается, что в таких пушках возможности ствола и подвижной системы хорошо сбалансированы.

Поступившая на вооружение в 1952 г. 23-мм пушка АМ-23 (конструкторы Н. М. Афанасьев и Н. Ф. Макаров) имела автоматику, использующую энергию отводимых пороховых газов. Она предназначалась для подвижных огневых установок тяжелых бомбардировщиков и военно-транспортных самолетов (в вооружении истребителей основную роль уже начинали играть ракеты). Для своего времени АМ-23 была наиболее совершенным образцом авиационной пушки обычной схемы. В соответствии с уровнем технологии начала 1950-х, теоретически достижимый темп стрельбы 23-мм пушки классической схемы считался ограниченным 1300 – 1500 выстр./мин. При весе 43 кг пушка АМ-23 имела скорострельность 1300 выстр./мин, находясь практически на вершине тогдашних возможностей. Этого удалось достичь за счет совмещения ряда операций и дальнейшего их «сжатия» по времени. Применение рычажного ускорителя в механизмах экстракции гильзы и досылания патрона, подающего его в патронник пушки, позволило сделать длину хода ползуна меньше длины патрона и уменьшить скорость и энергию удара подвижных частей при их приходе в крайние положения. Применение в пушке АМ-23 газового буфера, также использующего отводимые из ствола пороховые газы, вместо использовавшихся ранее пружинных и гидробуферов, позволило уменьшить массу и габариты оружия, хотя и привело к более сильному загрязнению пушки пороховым нагаром.

Пушка АМ-23 стала основой комплексов оборонительного вооружения самолетов Дальней авиации. Ту-16, Ту-94 и М-4 имели одинаковую систему пушечного вооружения – комплекс ПВ-23, состоявший из верхней и нижней башен и кормовой установки, на каждой из которых монтировались по две АМ-23.

Командир огневых установок и стрелки с помощью оптики прицельных станций и радиолокационного прицела ПРС-1 «Аргон» с автоматическими вычислителями воздушной стрельбы могли осуществлять непрерывное наведение оружия и сопровождение целей. Дистанционное управление установками обеспечивала сельсинная следящая система с исполнительными электродвигателями.

На самолетах Ан-8 и Ан-12 имелась одна кормовая установка ПВ-23У с парой пушек АМ-23 в башне ДБ-65У.

Применение пушек в подвижных установках скоростных самолетов выявило свои особенности. Помимо высокой скорострельности, надежности и достаточной огневой мощи, они должны обеспечивать быстрый переброс вооружения вслед за атакующим самолетом. Это потребовало оснащения подвижных башен мощными приводами. В то же время, со времен Ту-4 скорости полета возросли вдвое, а аэродинамические нагрузки, соответственно, – вчетверо, и с изгибом стволов при стрельбе под большими курсовыми углами приходилось считаться. Пушка АМ-23 отличалась от ранее применявшихся на подвижных установках подобного калибра укороченным стволом (1000 мм против 1600 мм у НР-23). Этим удалось уменьшить инерционные и аэродинамические нагрузки, действующие на стволы оружия, выступающие за экран подвижной установки. При этом пушки АМ-23 для неподвижной носовой установки Ту-16, на которые подобные нагрузки не влияли, комплектовались удлиненными стволами.

 


Поделиться в социальных сетях:
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Яндекс
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Мой Мир


При использовании опубликованных здесь материалов с пометкой «предоставлено автором/редакцией» и «специально для "Отваги"», гиперссылка на сайт www.otvaga2004.ru обязательна!


Первый сайт «Отвага» был создан в 2002 году по адресу otvaga.narod.ru, затем через два года он был перенесен на otvaga2004.narod.ru и проработал в этом виде в течение 8 лет. Сейчас, спустя 10 лет с момента основания, сайт переехал с бесплатного хостинга на новый адрес otvaga2004.ru