The ShVAK (, "Shpitalny-Vladimirov Aviation Large-calibre") was a 20 mm autocannon used by the Soviet Union during World War II. It was designed by Boris Shpitalniy and Semyon Vladimirov and entered production in 1936. ShVAK were installed in many models of Soviet aircraft. The TNSh was a version of the gun produced for light tanks (). ShVAK shares the name with its 12.7 mm heavy machine gun predecessor.

Development and production

12.7x108mm ShVAK 
The development of the 12.7 mm ShVAK was in response to a Soviet government decree passed on 9 February 1931, directing domestic manufacturers to produce an aircraft machine gun for the 12.7×108mm cartridge that had been introduced a couple of years prior for the DK machine gun. Tula designer S.V. Vladimirov answered the call by producing basically an enlarged version of the ShKAS, with a 1246 mm long barrel and a total length of 1726 mm. The first prototype was ready for trials on May 28, 1932. The testing process was fairly drawn out, but the 12.7 mm ShVAK was nominally adopted into service in 1934.

Series production officially started in 1935 at the INZ-2 factory in Kovrov, but production soon fell well behind schedule because the ShVAK receiver was fairly complex to manufacture. According to Soviet records, out of the 410 12.7 mm ShVAKs planned for aircraft in 1935, only 86 were completed; for the tank version, 40 had been planned but only 6 were delivered that same year. A 1952 Western intelligence report indicates that only "a few" ShVAKs were produced in the 12.7 mm caliber.

A further problem complicating the adoption of the gun was that the 12.7 mm ShVAK ended up not using the 12.7×108mm rimless cartridge used by the DK machine gun, but rather—because it was an adaptation of the ShKAS mechanism—it required its own rimmed 12.7 mm cases. Production of the rimmed 12.7 mm ammunition ceased in 1939, when it was decided that the Berezin UB was preferable because it could share ammunition with the DShK.

20×99mmR ShVAK 
The 20 mm ShVAK was designed sometime between 1935 and 1936 and series production began in 1936. A few months later, production of the 12.7 mm version ceased. Similarly to its predecessors, the 20 mm ShVAK was a gas-operated gun, belt-fed by disintegrating link ammunition.

Depending on the intended mount, the ShVAKs were marked with "MP" for the tank version (total gun length 2122 mm; weight 44.5 kg), "KP" for the wing-mounted version (1679 mm total length; 40 kg), "TP" for flexible mounts (1726  mm length; 42 kg), and "SP" for synchronized installations.

The "bird-cage" feed system in the 20 mm ShVAK was an improved version of the ShKAS. It could hold 11 rounds and had an even smoother operation. As with the ShKAS, the purpose of the feed cage was to gradually delink the rounds, avoiding any belt lurch. The Berthier-type gas regulator had four holes (of 3.5, 4, 4.5, and 6 mm) allowing for different rates of fire to be selected. The most significant design difference from the ShKAS was that the gas cylinder was moved under the barrel in the ShVAK, giving it a more compact assembly.

The end of the barrel was threaded, and this thread was used to screw on a blast-reduction tube of a length that depended on the installation requirements:

The 1952 Western intelligence report said of the 20 mm ShVAK: "in relation to its power, the gun is very light and extremely compact" and that it "has a range comparable to our M3 cannon, although their short barrel version is 16 pounds lighter". It was however considered "relatively difficult to produce" in American factories, because it was constructed from relatively soft parts (not heat-treated) that were then filed down. This choice of materials was assumed to be motivated by the desire to allow parts to "deform and bend well in advance of fracture" enabling a safer operation at a high rate of fire, but having the tradeoff of shorter overall lifespan of the gun.

Soviet archives indicate the 20-mm ShVAK was produced in large numbers during World War II:
 1942 — 34,601 produced
 1943 — 26,499
 1944 — 25,633
 1945 — 13,433
 1946 — 754

After the war, the ShVAK was supplanted by the Berezin B-20, which offered similar performance but weighed significantly less.

Installations 
Three Polikarpov I-16 aircraft, all produced in January 1939, were armed with the propeller-synchronized version of the 12.7 mm ShVAK; this short series was given the I-16 Type 16 designation. The three fighter planes successfully passed the factory trials and were delivered to the VVS for military trials. The cancelled Yatsenko I-28 was also planned to use the 12.7 mm ShVAK in a synchronized pair, but the few prototypes which flew in the summer of 1939 did so without armament because a synchronizer for their engine had not been developed.

The 20 mm ShVAK was installed in the wings, in the nose, or in a synchronized mounting in the following fighters: Polikarpov I-153P and I-16, Mikoyan-Gurevich MiG-3, Yakovlev Yak-1, Yak-3, Yak-7, and Yak-9, LaGG-3, Lavochkin La-5 and La-7, the Petlyakov Pe-3 night fighter and on Soviet-modified Hawker Hurricane aircraft. It was also installed on the wings of the Tupolev Tu-2 bomber and some ground attack versions of the Petlyakov Pe-2 bomber also had it installed in a fixed mounting. Some early versions of the Ilyushin Il-2 ground attack aircraft also carried it, but superseded in that aircraft by the 23 mm Volkov-Yartsev VYa-23. The flexible-mount ShVAK was used in the Petlyakov Pe-8 and Yermolayev Yer-2 bombers.

The tank version was installed on the T-38 and T-60 light tanks.

Ammunition

ShVAK ammunition consisted of a mix of fragmentation-incendiary and armor-piercing-incendiary rounds.

There were problems with ammunition development as well. There were cases of premature cook-off of the ammunition in the barrel. The problem was first addressed in 1936 by changing the fuse from the MG-3 model to the MG-201 model, but the problem was not eliminated until the introduction of the K-6 fuse in 1938, which reliably prevented projectiles from arming until they were 30 to 50 cm out of the barrel.

See also
Berezin B-20
Volkov-Yartsev VYa-23
Revolver cannon
List of firearms
List of Russian weaponry
List of common World War II weapons

References

 Широкорад А.Б. (2001) История авиационного вооружения Харвест (Shirokorad A.B. (2001) Istorya aviatsionnogo vooruzhenia Harvest. ) (History of aircraft armament)

 Chinn, George M. The Machine Gun, Vol II, Part VII. US Department of the Navy, 1952

External links

 20mm TNSh Tank Gun  at battlefield.ru
 THE RUSSIAN AMMUNITION PAGE - 20MM TO 25MM
 http://www.municion.org/20mm/20x99R.htm 

Autocannons of the Soviet Union
Aircraft guns of the Soviet Union
20 mm artillery
KBP Instrument Design Bureau products
Military equipment introduced in the 1930s
The ShVAK(, "Shpitalny-Vladimirov large-calibre for aircraft")은 제 2차 세계대전때 소련에 의해 사용되던 20 mm 자동기관포이다. 이것은 기존의 7.62×54mmR탄약을 사용하는 기관총인 ShKAS 기관총에서 크기를 키워 It Boris Shpitalniy와 Semyon Vladimirov에 의해 설계되었으며, 1936년 생산에 들어갔다. ShVAK은 많은 소련 전투기들에게 설치되었다. TNSh는 경전차를 위한 버전이다. ().

개발과 생산

12.7mm ShVAK 
12.7mm ShVAK의 개발은 소비에트 연방정부의 법령을 1931년 2월 9일 통과하였고, Tula지역에서 DK 기관총을 위해 몇년 전 12.7×108mm탄약을 생산하던 국내 제조사들을 감독하게 된다.  설계자 S.V. Vladimirov는 1246mm의 총열에 총 길이 1726mm되는 ShKAS 기관총에서 크기만 키운 대구경 모델들을 만들기위한 발령에 응했다. 첫 시제품은 1932년 5월 28일에 준비되었다. 시험 과정은 매우 느렸지만, 12.7mm ShVAK은 명목 상 1934년에 투입된다.

제품 시리즈는 공식적으로 1935년 코브로프에 있는 공장에사 만들어낸 INZ-2부터 시작했지만, 얼마 안 가서 ShVAK이 제작하기에 매우 복잡해서 일정에 차질이 생긴다. 소련의 기록에 따르면, 항공기를 위한 410정 이상의 12.7mm ShVAK과 탱크용으로 40정이 1935년에 계획되었지만, 오직 86정과 6정밖에 완성되지 못했다.1952년의 한 서방의 기밀은 이 일을 "약간의" 12.7mm ShVAK이 생산되었다고 밝힌다.

이 머신건은 1934년 처음 생산되기 시작하였으며 어려운 공정을 거쳐 생산되었다. 중요한 문제는 (ShKAS 매커니즘을 적용한)복잡했던 12.7mm ShVAK을 적용시키기에는 그 12.7 ShVAK을 위한 림드(rimmed)된 12.7mm탄약이 필요하게 되었고, 결국 DS기관총에 쓰이는 12.7×108mm[림리스]탄을 안쓰게 되었다. 1939년 12.7mm UBS기관총이 DShK와 탄약이 호환된다는 이유로 선호되어 림드된 12.7mm탄약의 생산은 중단되었다.

20mm ShVAK 
20mm ShVAK 기관포는 1935년과 1936년 사이 디자인되어, 1936년 제품시리즈(12.7mm&20mm ShVAK) 생산이 시작됐다. 몇 개월 후 12.7mm 모델은 생산 중단되고, 이것과 비슷한 20mm ShVAK은 가스압작동식 기관포이며, 통합되지 않은 연결된 탄약을 벨트급탄식으로 공급했다.

예정된 장착 방식에 따라, ShVAK은 "MP"라고 표시한 전차용(총 기관포 길이 2122mm, 무게 44.5kg)과 "KP"로 표시한 주익 장착용(총 기관포 길이 1679mm, 무게 40kg)과 "SP"로 표시한 동조장치 장착형이 있었다.

20mm ShVAK에서 일명 "새장" 급탄방식은 그대로 크기만 키워서 만들때 기반이된 ShKAS에 비해 아주 조금 개선된 모델이다. 이것은 11발을 고정시킴과 동시에 더 부드럽게 작동한다. ShKAS에서는, 탄띠가 요동치는 것을 피하기 위해, 점차적으로 탄알이 탄띠에서 떨어져나오는 방식이다. The Berthier-type gas regulator had four holes (of 3.5, 4, 4.5, and 6 mm) allowing for different rates of fire to be selected. 대부분 ShKAS와 다른 설계점은 가스 실린더가 ShVAK에서는 총열 아래에 있는데, 이것은 더 작게, 민첩하게 만들어준다.(giving it a more compact assembly)

The end of the barrel was threaded, and this thread was used to screw on a blast-reduction tube of a length that depended on the installation requirements:

1952년 서방의 정보에 따르면, 20mm ShVAK은 "그것에 힘에 관련해서, 그것은 일반적인 기관총을 기반으로 하여 매우 가볍고, 극도로 작다"라고 결론짓고 있다. 그리고 "사정거리가 우리 M3 기관포와 비교할만할 뿐 아니라, 단포신 버전은 16파운드나 가볍다"고 한다. 하지만 그것은 미국에서 "생산하기 어려운 것과 관련이 있었"는데, 열로 다루지 않는 부드러운 부분은 작게 다듬어서 만들기 때문이다. 이 물질을 선택한 것은 잘 변형되고 굽는 점으로부터 높은 발사율을 가지기위한 목적이지만, 그 대가로 기관포의 전체적인 수명이 많이 짧다.

소련은 제 2차세계대전에서 20mm ShVAK 많은 수를 생산하는 것을 달성했다.
 1942년 — 34,601정 produced
 1943년 — 26,499정
 1944년 — 25,633정
 1945년 — 13,433정
 1946년 — 754정

전후에는, Shvak은 성능이 비슷하고 확실히 가벼운 베레진 B-20 기관포로 대체되었다.

사용된 예 
1939년 1월 생산된 3기의 폴리카르포프 I-16 (Type 16)에 동조기관이 달린 12.7mm ShVAK을 달았다. 3기의 전투기는 공장시험을 통과하고, 군사적인 시험을 위해 VVS로 전달되었다. 취소된 야첸코 I-28은 동조기관이 달린 12.7mm ShVAK을 사용하기로 되어있는데, 1939 여름에 시제기가 시험비행을 했을 때, 그 엔진이 동조기관에 맞춰서 개발되지 않았기 때문에 그 무장을 할 수 없었다.

20mm ShVAK은 주익에 혹은 동조기관이 탑재된 채 다음 전투기들에 장착되었다.
 폴리카르포프 I-153PPolikarpov I-153P
 폴리카르포프 I-16
 야코블레프 Yak-1
 야코블레프 Yak-3
 야코블레프 Yak-7B
 LaGG-3
 라보츠킨 La-5
 페틀리야코프 Pe-2야간 전투기
소련이 개조한 호커 허리케인
20mm ShVAK은 투폴레프 Tu-2 폭격기의 주익과 지상공격용 페틀리야코프 Pe-2 폭격기에 달리고, 개조돼서 장착된 것도 있다. 일류신 IL-2 지상공격기의 초기 버전도 달렸으나, 후에 23mm 볼코프-야르트세프 VYa-23 기관포로 대체한다. 유연하게 설치 가능한 ShVAK은 페틀리야코프 Pe-8과 예르몰라예프 Yer-2폭격기에 달렸다(방어 기총으로 사용되었다는 말 같다.)

탱크 모델형은 T-38과 T-60 경전차에 달렸다.

탄약 
ShVAK의 탄약은 파편-소이탄fragmentation-incendiary과 장갑-관통(철갑) 소이탄armor piercing-incendiary으로 구성되어 있다.파편소이탄은 적군 무장차량의 근처에가서 불꽃파편이 흩어지는식의 효과로 피해를 주는 소이탄이고, 관통소이탄은 전차같은 장갑이 두꺼운 차량을 공략할 때 사용되는 무기이다. 기갑소이탄에 정확히 관통,맞으면 내부유폭을 가져오는 등의 효과를 거두어 사실상 전차내부의 계기가 마비되고 전차내의 인원은 큰 피해를 입게 된다.

탄약의 개발이 잘된 것에 문제가 있었다. 총열에 예열된 총알을 넣는 경우가 있었다. 그것의 문제는 1936년 MG-3모델에서 MG-210모델로 바뀔때로부터 제기되었는데, 1938년 그들이 30cm 내지 50cm 이상되는 총열로 무장한 것으로부터 발사체를 확실하게 보호하는 K-6퓨즈가 도입되지 전까지 이 문제는 완전히 제거되지 않았다.Shirokorad, pp. 76-77

같이 보기 
 베레진 B-20
 볼코프-야르트세프 VYa-23 기관포

참고

인용

자료 

 Широкорад А.Б. (2001) История авиационного вооружения Харвест (Shirokorad A.B. (2001) Istorya aviatsionnogo vooruzhenia Harvest. ) (History of aircraft armament)

외부 링크 

 20mm TNSh Tank Gun at battlefield.ru
 THE RUSSIAN AMMUNITION PAGE - 20MM TO 25MM
 https://web.archive.org/web/20140514140322/http://www.municion.org/20mm/20x99R.htm

소련의 화기
기관포