Советские оружейники, хотя и не были первыми по хронологии, стали вскоре первыми по качеству. В апреле 1939 года был запущен в серийное производство 12,7-мм пулемет конструкции М.Е. Березина («БС», «УБС»). По таким важнейшим параметрам, как скорострельность, начальная скорость пули (т. е. дальность и точность прицельной стрельбы), энергия пули (а следовательно, и бронепробиваемость) пулемет «УБС» превосходил своих основных конкурентов (американский «кольт — браунинг» М-3 и немецкий MG-131). По дульной энергии «УБС» почти в два раза превосходил немецкий пулемет (17,75 кДж против 9,84). На дистанции 200 метров «УБС» пробивал 15-мм броню. В советском «Наставлении» по ведению воздушного боя читаем: «Против бронебойных пуль крупного (12,7-мм) калибра броня истребителя „Me-109“ практически недейственна, и с ней можно не считаться». Протектированные баки немецкого истребителя выдерживали не более 5–6 попаданий крупнокалиберных пуль «УБС».
Крупнокалиберный пулемет в принципе решил проблему преодоления пассивной защиты самолетов — броню «танковой» толщины (20 и более мм) на самолеты никто не ставил. Практическим подтверждением достаточной для поражения самолетов эффективности крупнокалиберных пулеметов могут служить самые массовые американские истребители: «Мустанг» и «Тандерболт». Они отвоевали до конца войны, будучи вооружены только 13-мм пулеметами «кольт—браунинг» (правда, в большом количестве: 6–8 штук). Более того, чисто пулеметное вооружение было и на известном американском реактивном истребителе «Сейбр» (Sabre), вполне успешно сражавшемся в небе Кореи против советских пушечных «МиГов».
Тем не менее многие специалисты небезосновательно считали, что пулеметное вооружение способно разрушить вражеский самолет только при многочисленных попаданиях, что, в свою очередь, требует или относительно длительного (длительного по авиационным меркам!) ведения точного прицельного огня, или установки большого числа пулеметных стволов. Много стволов — это и большой вес, и большие проблемы с размещением 6–8 пулеметов в одноместном одномоторном истребителе. Не случайно 8 пулеметов на английских «Спитфайре» и «Харрикейне» или 6 пулеметов на американских «Мустанге» и «Тандерболте» были установлены в крыльях — разместить такую батарею в носовой части фюзеляжа, и без того занятой громоздким двигателем, было практически невозможно.
Пушка в развале блока цилиндра двигателей
В свою очередь размещение вооружения в крыльях тянет за собой длинный шлейф проблем: вибрации крыла снижают точность стрельбы, отдача оружия разрушает крыло, разнесенная от оси симметрии масса пулеметов и боеприпаса увеличивает момент инерции самолета и снижает тем самым угловую скорость крена, установка пулеметных стволов со сведением в одну точку, вынесенную, как правило, на 200 метров по полету, затрудняет ведение точной стрельбы с предельно малых или, наоборот, с дальних дистанций. Таким образом, возникло намерение оснастить истребитель малым (в пределе — единственным) «стволом», но такой мощности, какой будет достаточно для разрушения вражеского самолета несколькими точными попаданиями. Проще говоря, вооружить истребитель пушкой.
Пушки бывают разные. Очень разные. Приведем несколько типичных для начала 40-х годов XX в. примеров.
20-мм пушка швейцарской фирмы «Эрликон» (Oerlicon) MG-FF была очень легкой (вес 28 кг) и компактной (длина 1,37 м). Увы, столь же малыми были и ее энергетические характеристики: «Эрликон» обладал весьма низкой для авиационного оружия скорострельностью (9 выстрелов в секунду) и малой начальной скоростью снаряда (575 м/сек). По величине дульной энергии снаряд пушки MG-FF лишь немногим превосходил пулю пулемета «УБС» (19,1 кДж против 17,75 кДж), при этом дальность прицельной стрельбы «УБС» (начальная скорость пули 860 м/сек) была значительно больше — правда, реализовать это преимущество в дальности стрельбы мог только летчик очень высокой квалификации. Еще одним недостатком (или особенностью) MG-FF можно назвать магазинное (в отличие от ленточного у «УБС» и многих других пушек) питание, что ограничивало продолжительность стрельбы 7 секундами, а громоздкий круглый магазин затруднял размещение пушки на самолете. В конце концов конструкторам фирмы «Мессершмитт» пришлось разместить два MG-FF в крыльях истребителя «Bf-109E» на расстоянии примерно 4,5 метра друг от друга, закрыв выступающие за габарит крыла магазины специальными обтекателями.
Совершенно другие параметры были у 20-мм пушки «Испано-Сьюиза» (Hispano-Suiza) HS-404. К Испании это изделие никакого отношения не имело, пушка была разработана швейцарской фирмой, производилась по лицензии в Англии и США, на протяжении всей войны была основной авиапушкой авиации наших западных союзников, а на вооружении реактивных истребителей простояла до конца 50-х годов! По сравнению с MG-FF пушка «Испано» была почти в два раза тяжелее (49,5 кг против 28) и длиннее (2,5 метра против 1,37). Зато она и разгоняла свой снаряд до рекордной скорости 877 м/сек и по дульной энергии почти в три раза (!) превосходила «Эрликон». Конструкция HS-404 позволяла использовать эту пушку как с магазинным, так и с ленточным (т. е. ограниченным только размерами отсека для боеприпасов) питанием.
Как видим, за одним и тем же термином («авиационная пушка калибра 20 мм») может скрываться очень разное содержание. Немецкая 20-мм пушка «маузер» MG-151 с большой (13 выстрелов в секунду) скорострельностью и высокой начальной скоростью снаряда появилась на серийных истребителях «Bf-109»F-4 только в начале лета 1941 года. Советская 20-мм пушка «ШВАК», в целом равная по ТТХ немецкой MG-151, поступила на вооружение гораздо раньше. Серийное производство «ШВАК» началось в 1936 году; начиная с 1937 года ее устанавливали на серийные истребители «И-16» четырех модификаций (тип 12, тип 17, тип 27, тип 28). Вопреки растиражированной с подачи А.С. Яковлева в сотнях книг басни про то, что в небе Испании наши пулеметные «ишаки» были нещадно биты пушечными «мессерами», в действительности все было точно наоборот — ни «Мессершмитт» «Bf-109E» с его маломощной MG-FF, ни тем более «Bf-109»F с «маузером» в боевых действиях испанской трагедии не участвовали, зато у «мессеров» первых серий (В, С, D), вооруженных лишь пулеметами винтовочного калибра, был реальный шанс встретиться небе Испании с пушечным «И-16» тип 12.
Не все то золото, что блестит, и слово «снаряд» еще не гарантирует тот пиротехнический эффект, к которому привык современный кинозритель. 20-мм снаряд авиапушки — это примерно два больших пальца, приставленных друг к другу. В этом объеме должен поместиться прочный (способный выдержать колоссальные перегрузки при выстреле) корпус и механический взрыватель — устройство, решающее сразу три задачи: дистанционное взведение после выхода снаряда из ствола пушки, самоликвидацию в случае промаха, мгновенный подрыв снаряда при попадании в цель (в противном случае снаряд, пробив насквозь крыло вражеского самолета, взорвется в «пустом воздухе»). Что же после этого остается на взрывчатку? Осколочный снаряд MG-FF содержал всего 9 г тротила, зажигательный — 4 г тротила и 3 г белого фосфора. Уникальным техническим достижением считался германский 20-мм фугасный снарядик, в тонкостенный штампованный корпус которого немецкие инженеры смогли вместить 25 г ВВ.
При всем при этом поражающее действие 20-мм снаряда, несомненно, превосходило эффект от попадания 13-мм пули. В среднем 20 попаданий снарядов калибра 20 мм было достаточно для уничтожения американской «летающей крепости» «В-17». 37-мм снаряд при прямом попадании буквально «разваливал» в воздухе легкий одномоторный истребитель, и даже для поражения тяжелого бомбардировщика хватало 3–4 снарядов такого калибра. Казалось бы, преимущество пушечного вооружения истребителя над пулеметным очевидно и бесспорно. Увы, видимость обманчива. Самое время вспомнить об ограничениях, накладываемых «уравнением существования».
Не говоря пока о проблемах установки тяжелой пушки с большой отдачей на хрупкой конструкции одномоторного поршневого истребителя, посчитаем потребный вес вооружения и боекомплекта. Мощная 37-мм советская авиапушка «НС-37» весила 171 кг. 32 снаряда (именно таким был боекомплект вооруженного этой пушкой истребителя «Як-9Т») весили 50 кг. Итого — 221 кг, «занятых» в весовом балансе самолета вооружением. Восемь 7,7-мм пулеметов «браунинг» весили (не считая узлов крепления) всего 80 кг. При том же совокупном весе вооружения, что и на «Як-9Т», к этим восьми пулеметам можно приложить 5885 патронов, т. е. по 735 патронов на ствол.
735 патронов на один «браунинг» — это 37 секунд непрерывной стрельбы. Отложите, пожалуйста, книгу в сторону и посчитайте вслух до 74, оцените этот интервал времени. Такая, допустимая по боекомплекту, продолжительность стрельбы предоставляла даже летчику самой начальной квалификации шанс попасть в противника. Даже 10 % попаданий (цифра в данном случае скорее заниженная) означают 589 дырочек во вражеском самолете. Проще говоря — решето.