战斗民族就算是空战也喜欢重火力!苏联早期大口径航炮发展简史

看北朝2020-10-15 12:35:29

早在20世纪30年代中期开始,苏联空军作为当时有此意识的先行者之一,便逐渐认识到了大口径航炮在未来航空作战行动中的作用。随着苏联顾问团和志愿飞行队在西班牙以及中国的实际空战中所发掘和收获的宝贵经验不断的以各种形式传回国内,苏联航空业界越发对于当时歼击机上普遍安装的7.62毫米左右口径航空机枪的杀伤力感到担忧,研制12.7毫米、20毫米甚至更大口径航空枪炮的需求已经迫在眉睫。

苏联在I-16 Type17和I-153P上首次安装了新研制的ShVAK 20毫米机炮,这种性能优异、结构紧凑的中口径航炮在1939年诺门坎苏日冲突爆发后迅速成为了大多数在研、在产的苏联歼击机纷纷选择安装的首要目标:在远东前线投入交战的歼击机普遍表示7.62毫米的ShKAS机枪以及12.7毫米版本的ShVAK机枪已经连一向防护薄弱的日军战斗机都无法有效的毁伤。而ShVAK航炮的设计师之一鲍里斯.什丕塔林同志则将目光投向了更加高远的方向。

I-16 Type17在机翼上安装了两门20毫米ShVAK航炮,注意其安装方式直接根植于原有的ShKAS机枪而来,因此较为简陋,航炮炮管几乎完全暴露在外,导气机构也露出机翼前缘,并且机翼前缘开口较大,非常不利于航炮的保温和机翼的减阻。

于此同时,随着红海军成功的将从瑞典博福斯公司引进的M1933型25毫米高炮改为45毫米口径并加以国产(即49-K),红军决定跟进研发一款新型野战中口径自动高炮,以防范未来战场上越来越严重的来自俯冲轰炸机和各种低空攻击机的威胁。不过当时红军方面认为,作为一件野战防空兵器,发射45毫米口径炮弹将使得全炮重量过大,不利于野战机动和展开,于是将其口径确定为稍小的37毫米,发射37*252SR半凸缘高射炮弹,研制任务于1938年交由位于斯维尔德诺夫斯克的第8炮兵工厂承担,该炮定型后即为37毫米61-K高射炮。空军得知陆海军的相关行动之后,也开始讨论为正在试飞中的新型歼击机(即Yak-1、LaGG-3和MiG-3)和一部分正在研制的对地攻击机(即Il-2)安装该炮或者发射该型37毫米炮弹的新型机炮,用以对抗敌方的新型主力坦克。安装23毫米VYa-23航炮的普通型Il-2或者使用航弹、火箭弹的其他作战飞机则可解放出来,转而用于打击轻装甲车辆、人员和各种软目标。

37毫米61-K高炮是二战期间苏联最主要的野战防空高炮,与西方同时期装备的40毫米60倍径博福斯高炮有亲缘关系。新中国成立后也加以引进和仿制,后续型号使用范围非常广泛。

顺利完成了20毫米ShVAK航炮后,什丕塔林也注意到了军方和其他院所、厂家在更大口径轻型速射武器方面采取的行动和进展。不过作为一名航空武器设计师,具有更加专业视角和技术功底的什丕塔林敏锐的意识到,虽然37*252SR弹威力可观、弹道性能优良并且已经融入苏联军队后勤保障系统,但是其尺寸、重量和发射时的后坐力都不适合作为航空机炮弹药使用。

37*252SR弹对于航空武器而言,尺寸过大。

什丕塔林的解决方案是研发一款药筒长度更短的新型37毫米弹,专门针对航空机炮使用进行设计,在保证其杀伤力水平的情况下尽可能压缩弹药的尺寸和重量,这样一来不仅有利于装机适配,并且发射该弹的航炮在设计上也可以得到相应的简化。经过和OKB-15设计局团队的共同努力,使用新型37*198弹的Sh-37航炮研制成功,开创了苏联航空武器史上的一页新篇章,也拉开了苏联作战飞机偏爱安装大口径航炮独特传统的序幕。      

37*198弹尺寸比37*252SR明显减小,更加符合航炮使用的要求。在Sh-37之后的NS-37继续使用该型号炮弹。

Sh-37全长3700毫米,采用导气式自动原理,全重315千克,射速180发/分。     Sh-37主要发射两种37*198弹,弹重735克的高爆弹(HE)和弹重760克的穿甲曳光弹(AP-T),还有一种高爆燃烧弹也曾交付前线部队使用。37*198弹的HE弹弹丸直接沿用了M1939型37*252SR弹的高爆曳光弹(HE-T)弹丸,只是去掉了其弹底的曳光剂。AP-T弹在200米处的穿甲能力为50毫米垂直均质钢装甲。另外,生产单位还配发了相应的教练弹和配重弹用于射击训练和维护培训。据传37*198弹家族中还有一款使用碳化钨弹芯的穿甲弹,但是目前尚未见到相关资料,猜测其可能并没有配发前线部队。
Sh-37研制成功后,立即安装在了波利卡波夫设计局为“空中反坦克攻击机(缩写为VIT)”项目所研制的VIT-1和VIT-2原型机上。      

VIT-1原型机

始于1936年的VIT项目主要的目的是设计一款双发重型对地攻击机,当然也不禁止该机具有多用途性能。波利卡波夫设计局首先在1937年推出了VIT-1原型机,该机使用两台单发功率960马力的克里莫夫M-103液冷发动机,采用混合结构的木质机身配合下单翼、单垂尾,主起落架向后收入发动机短舱中,尾轮则固定在机外。该机主要的特点便是火力强大,除了翼根的两门Sh-37作为主要的攻击手段外,还可在内置弹仓中挂载6枚100千克FAB-100通用航弹,或者在外置挂架上挂载2枚500千克FAB-500通用航弹,而位于驾驶员后方的无线电员则操作一挺7.62毫米ShKAS机枪保护飞机的后半球。同样值得一提的是,VIT-1原型机还是苏联航空史上首次采用金属蒙皮操纵舵面的飞机。

1938年,波利卡波夫设计局又推出了VIT-2原型机,将发动机换为两台1050马力的克里莫夫M-105发动机(该发动机也是当时苏联液冷作战飞机大量装备的通用发动机),加长了座舱长度,以便布置更大的机身油箱,为此将无线电员位置向后调整。同时,机翼结构改为钢管和硬铝桁条支撑的硬铝蒙皮,尾翼布局则改为双垂尾。武器配置方面,则将无线电员操作的7.62毫米ShKAS机枪换为一门20毫米ShVAK机炮,并且在机体下方为其安装一挺双联装ShKAS机枪,机鼻处则为导航/投弹手安装另外一门可上下俯仰的ShVAK用于扫射地面软目标,另外翼根处再安装两门ShVAK作为Sh-37的补充。VIT-2的内外置载弹量则保持VIT-1的水平不变。

VIT-2原型机,在VIT-1的基础上进行了大幅度的修改,增大发动机功率的同时,进一步的加强了火力和结构强度。

在30年代中后期的航空器设计水平指导下,安装如此之多的武器设备最突出的后果便是飞行品质的恶化(遭遇同样命运的还有饱受争议的各设计局重型截击机项目,例如米高扬DIS、佩里亚科夫DIS和波利卡波夫TIS,相关情况以后再介绍)。VIT-2虽然通过了38年10月的国家定型验收,但是定型委员会“建议”将该机改为高速俯冲轰炸机并削弱火力后才允许量产,导致VIT项目还是无疾而终(否则也就不会有之后VI-100到Pe-2的传奇变身了)。


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