В ЦКБ-14 конструкторами А. А. Волковым и С. А. Ярцевым под новый 23-мм патрон была создана 23-мм автоматическая пушка ТКБ-201, позже получившая название ВЯ-23. Чертежи ТКБ-201 были готовы к 6 мая 1940 г.
Действие автоматики основано на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых из канала . ствола. Затвор скользящий. Запирание клиновое. Питание автомата осуществлялось звеньевой металлической лентой.
Подача патрона "двухэтажная", досылка прямая. После каждой очереди подвижные части пушки останавливались на шептале в крайнем положении, что исключало возможность воспламенения заряда в камере от ствола, нагревшегося во время стрельбы. При заряжании и перезаряжании пушки (после задержки) подвижные части отводились в крайнее заднее положение с помощью механизма пневмозарядки. Достоинством автомата ВЯ являлся его высокий темп стрельбы при большой мощности выстрела для такого калибра, недостатком - большая отдача и резкая работа механизмов. Большая отдача вызывала необходимость ставить автомат, как правило, с пружинным амортизатором. Резкая работа механизмов снижала живучесть деталей и вызывала задержки, многие из которых не могли быть устранены в воздухе.
В боекомплект пушки ВЯ входили осколочно-зажигательные, осколочно-зажигательно-трассирующие и бронебойно-зажигательные снаряды. Вес всех снарядов был одинаков - около 200 г, т. е. в два раза больше, чем у 20-мм пушки ШВАК. Осколочный снаряд содержал 10 г взрывчатого вещества. Разрывное действие осколочного снаряда пушки ВЯ было в два раза больше, чем у 20-мм пушки ШВАК.
В первой половине 1941 г. была закончена отработка 23-мм патрона с бронебойно-зажигательным снарядом. Снаряд состоял из корпуса, подкалиберного бронебойного сердечника, дюралевого баллистического наконечника и помещенной внутри корпуса шашки с 6 г зажигательного вещества. Снаряд на расстоянии 400 м по нормали пробивал 25-мм броню.
Рассказывая о боекомплекте пушки ВЯ, мы забежали вперед. А в конце 1940 - начале 1941 г. завершение отработки пушки сдерживалось тем, что не было достаточного количества параллельно отрабатываемых 23-мм патронов. Поставляемые патроны не отличались стабильностью своих характеристик и имели склонность к затяжным выстрелам. Последнее несколько раз приводило к преждевременному выходу из строя всей пушки или ряда ее деталей.
За отсутствием серийного самолета Ил-2, под который сделали пушку, первые летные испытания пушки ТКБ-201 проводились на "Мессершмитте-110" (1940 г.). Пушка была установлена в фюзеляже, установку для нее делали в КБ Микояна под руководством Н. И. Волкова.
Сначала, несмотря на сравнительно неплохие данные ТКБ-201, предпочтение было отдано МП-6, которая была запущена в производство. Однако недостатки МП-6 заставили командование в апреле - мае 1941 г. провести повторные сравнительные испытания ТКБ-201 и МП-6. На этот раз ТКБ-201 была установлена на Ил-2. По результатам испытаний пушка ТКБ-201 в мае 1941 г. была принята на вооружение под индексом ВЯ.
Отдача пушки ВЯ была столь велика, что ее не решились устанавливать на истребителях. Единственным ее носителем стал штурмовик Ил-2, в каждом крыле которого устанавливали по одной пушке ВЯ с боекомплектом по 150 патронов на ствол.
Ил-2 с пушками ВЯ-23
Появление на фронте с августа 1941 года штурмовиков Ил-2 с пушками ВЯ-23 калибра 23 мм хотя и повысило в целом боевую эффективность штурмовых авиачастей, но не настолько сильно, как этого хотелось бы - результативность модифицированных "Илов" против бронетехники вермахта оставалась крайне невысокой.
Полигонные испытания показали, что при стрельбе из пушек ВЯ-23 бронебойно-зажигательным снарядом БЗ-23 с самолета Ил-2 под углами планирования до 30¬ (высота подхода 100-600 м) возможно поражение легких немецких танков типа Pz.II Ausf F и Pz.38(t) Ausf С при попадании снаряда в борт и заднюю часть танка с дистанции 300-400 м, так как толщина брони в этих местах не превышала 5 мм. Поражение крыши башен этих танков (толщина брони 10 мм) с таких же дистанций также возможно, но при углах пикирования более 40 град.
Из 53 попаданий в эти танки, полученных при выполнении 15 самолето-вылетов, только в 16 случаях было получено сквозное пробитие (30% от числа попавших в танки снарядов) брони, в 10 случаях были получены вмятины в броне и рикошеты, остальные попадания пришлись в ходовую часть. Попадания же БЗ-23 в ходовую часть танка повреждений ему не наносили. При этом все 16 сквозных пробоин в броне танков пришлись на атаки под углом планирования 5-10¬ (высота подхода 100 м, дистанция открытия огня 300-400 м).
Поражение брони танка Pz.38(t) Ausf Е с усиленным бронированием (лоб корпуса и башни - до 50 мм, а борт корпуса над ходовой частью и борт башни - до 30 мм) при тех же условиях атаки было возможным только в борт у ходовой части танка, где устанавливалась броня толщиной 15 мм. Однако попадание в чистую броню этой части танка было маловероятным, поскольку большая площадь закрывалась роликами, колесами и гусеницами.
Лобовая броня всех немецких легких танков, имеющая толщину 25-50 мм, при стрельбе из пушки ВЯ-23 снарядом БЗ-23 при атаке с воздуха с Ил-2 не пробивалась.
Что касается средних немецких танков типа Pz.IV Ausf D, Pz III Ausf G и StuG III Ausf E с толщиной бортовой брони 30 мм, лобовой - 50 мм, надмоторной брони - 15-18 мм и крыши башен - 10-17 мм, стоявших в это время на вооружении вермахта, то их броня при стрельбе с самолета Ил-2 снарядами БЗ-23 пушки ВЯ-23 не поражалась ни с одного направления атаки.
Из 62 попаданий в немецкие средние танки (Pz.III Ausf G и StuG III Ausf E), полученных при полигонных стрельбах с воздуха, было только одно сквозное пробитие (в броне толщиной 10 мм), одно застревание сердечника, 27 попаданий в ходовую часть, не наносящих существенных повреждений танку, остальные попадания снарядов дали либо вмятины, либо рикошеты.
Анализ результатов полигонных стрельб показывает, что устойчивое поражение средних немецких танков можно было обеспечить (крыша башни Pz.III Ausf G и надмоторная часть танка Pz.IV Ausf D с толщиной брони 10 мм) только с пикирования под углами более 40¬ с дальностей 300-400 метров. Однако пилотирование штурмовика Ил-2 на этих режимах было очень сложным, а вероятность попадания в уязвимые части танков, из-за малой их площади, была все же небольшой.
Другими словами, штурмовик Ил-2, вооруженный пушками ВЯ-23, мог наносить поражение только легким немецким танкам, да и то при атаке сзади или сбоку под углами планирования до 30¬. Атака же самолетом Ил-2 любого немецкого танка спереди как с планирования, так и с бреющего полета была совершенно неэффективна, а средних немецких танков - также и при атаке сзади.
По мнению летчиков-испытателей самая удобная и эффективная стрельба с самолета Ил-2 из пушек ВЯ-23 по немецким танкам, с точки зрения ориентировки, маневрирования, времени нахождения на боевом курсе, точности стрельбы и т.д., являлась стрельба с планирования под углом 25-30¬ при высоте ввода в планирование 500-700 м и скорости ввода 240-220 км/ч (высота вывода - 200-150 м). Скорость планирования одноместного Ил-2 при этих углах увеличивалась незначительно - всего на 9-11 м/с, что допускало маневрирование для наводки по прицелу и трассе. Полное время атаки цели (устранение бокового скольжения при развороте на цель, прицеливание и ведение огня из пушек) в этом случае было вполне достаточным и колебалось от 6 до, 9 сек, что позволяло летчику сделать две-три прицельные очереди из расчета, что на устранение бокового скольжения штурмовика при развороте на цель необходимо затратить около 1,5-2 сек, на прицеливание и исправление наводки между очередями требуется также 1,5-2 сек, а длина очереди не превышает 1 сек (ведение огня из пушек ВЯ более 1-2 сек приводило к существенному нарушению наводки и к резкому увеличению рассеивания снарядов, то есть к снижению точности стрельбы). Дальность начала прицеливания по танку составляла 600-800 м, а минимальная дистанция открытия огня - около 300-400 м.
Пушки ВЯ производились на двух заводах (2 и 66). В 1942 г. было произведено 13420, в 1943 г. - 16430, в 1944 г. - 22820, в 1945 г. - 873, в 1946 г. - 2002 и в 1947 г. -1247 штук. Итого 64655 пушек.
