20-мм авиационная пушка M61 Vulcan

Введение

20-мм роторная пушка типа Гатлинг M61 Vulcan – это гидравлически, электрически или пневматически приводимая в действие шестиствольная, воздушно-охлаждаемая, электрически воспламеняемая роторная пушка типа Гатлинг, которая стреляет с чрезвычайно высокой скоростью (обычно 6000 выстрелов в минуту). M61 и ее производные на протяжении более шестидесяти лет являлись основным артиллерийским вооружением военных самолетов США. В 1947 году ВВС стали самостоятельным видом вооруженных сил. Новые ВВС сделали запрос на новую авиационную пушку. Опыт воздушных боев Второй мировой войны показал, что немецкие, итальянские и японские истребители могли атаковать американские самолеты с большого расстояния, используя свое основное артиллерийское вооружение. Американским истребителям с основным вооружением калибра .50 (12,7 мм), таким как P-51 и P-47, необходимо было подходить близко к вражеским самолетам, чтобы поразить и повредить их. Пушки Hispano, устанавливаемые на P-38 и P-61, хотя и были грозны против самолетов с винтовым двигателем, имели относительно низкую скорострельность в эпоху реактивной авиации, в то время как другие пушки печально известны своей ненадежностью. В ответ на это требование, Арсенальное подразделение General Electric возродило старую идею: многоствольную пушку Гатлинга. Оригинальная пушка Гатлинга вышла из употребления из-за необходимости внешнего источника питания для вращения ствольного блока, но новое поколение истребителей с турбореактивными двигателями обеспечивало достаточную электрическую мощность для работы пушки, а электрическое управление было более надежным, чем перезарядка с использованием газа. При наличии нескольких стволов скорострельность на один ствол могла быть ниже, чем у одноствольной револьверной пушки, обеспечивая при этом более высокую общую скорострельность. Идея привода пушки Гатлинга от внешнего электрического источника не была новой в конце Второй мировой войны, поскольку сам Ричард Джордан Гатлинг сделал это, запатентовав свое изобретение в 1893 году. Во время Первой мировой войны аналогичный 12-ствольный авиационный вращающийся пулемет Fokker Leimberger, приводимый в действие либо авиационным двигателем, либо электродвигателем, разрабатывался Германской империей. В 1946 году армия заключила с General Electric контракт на "Проект Вулкан" – шестиствольное оружие, способное вести огонь со скоростью 7200 выстрелов в минуту. Хотя европейские конструкторы склонялись к более тяжелому оружию для повышения поражающей силы, США первоначально сосредоточились на мощном патроне, разработанном для довоенной противотанковой винтовки, рассчитывая, что высокая начальная скорость патрона будет способствовать повышению вероятности попадания по высокоскоростным целям. Разработка Lockheed F-104 Starfighter показала, что T171 Vulcan (позже переименованный в M61) испытывал проблемы с ленточным питанием боеприпасами, склонность к заклиниванию и представлял опасность повреждения посторонними предметами из-за выбрасываемых звеньев ленты. Для модернизированного M61A1 была разработана система подачи боеприпасов без ленты, которая впоследствии стала стандартным артиллерийским вооружением американских истребителей. В 1993 году General Electric продала свое аэрокосмическое подразделение, включая GE Armament Systems, а также конструкторскую и производственную оснастку для M61 и других роторных пушек GE компании Martin Marietta. После слияния Martin с Lockheed, ответственность за роторную пушку перешла к Lockheed Martin Armament Systems. Позднее Lockheed Martin Armament Systems была приобретена General Dynamics, которая производит M61 и ее модификации.

20 mm Gatling type rotary cannon

The M61 Vulcan is a hydraulically, electrically, or pneumatically driven, six barrel, air cooled, electrically fired Gatling style rotary cannon which fires rounds at an extremely high rate (typically 6,000 rounds per minute). The M61 and its derivatives have been the principal cannon armament of United States military fixed wing aircraft for over sixty years. In 1947, the Air Force became a separate branch of the military. The new Air Force made a request for a new aircraft gun. A lesson of World War II air combat was that German, Italian, and Japanese fighters could attack American aircraft from long range with their cannon main armament. American fighters with .50 caliber (12.7 mm) main armament, such as the P 51 and P 47, had to be close to enemy aircraft in order to hit and damage them. The Hispano cannon carried by the P 38 and P 61, while formidable against propeller driven planes, had a relatively low rate of fire in the age of jets, while other cannons were notoriously unreliable. In response to this requirement, the Armament Division of General Electric resurrected an old idea: the multi barrel Gatling gun. The original Gatling gun had fallen out of favor because of the need for an external power source to rotate the barrel assembly, but the new generation of turbojet powered fighters offered sufficient electric power to operate the gun, and electric operation was more reliable than gas operated reloading. With multiple barrels, the rate of fire per barrel could be lower than a single barrel revolver cannon while providing a greater overall rate of fire. The idea of powering a Gatling gun from an external electric power source was not a novel idea at the end of World War II, as Richard Jordan Gatling himself had done just that with a patent he filed in 1893. During World War I, a similar 12 barreled Fokker Leimberger aircraft rotary machine gun, powered by either the aircraft engine or an electric motor, had been under development by the German Empire. In 1946, the Army issued General Electric a contract for "Project Vulcan", a six barrel weapon capable of firing 7,200 rounds per minute (rpm). Although European designers were moving towards heavier weapons for better hitting power, the U. S. initially concentrated on a powerful cartridge designed for a pre war anti tank rifle, expecting that the cartridge's high muzzle velocity would be beneficial for improving hit ratios on high speed targets. The development of the Lockheed F 104 Starfighter revealed that the T171 Vulcan (later redesignated M61) suffered problems with its linked ammunition, being prone to misfeed and presenting a foreign object damage hazard with discarded links. A linkless ammunition feed system was developed for the upgraded M61A1, which subsequently became the standard cannon armament of U. S. fighters. In 1993, General Electric sold its aerospace division, including GE Armament Systems along with the design and production tooling for the M61 and GE's other rotary cannon, to Martin Marietta. After Martin's merger with Lockheed, the rotary cannon became the responsibility of Lockheed Martin Armament Systems. Lockheed Martin Armament Systems was later acquired by General Dynamics, which produces the M61 and its variants .

Описание

Каждый из шести стволов пушки производит один выстрел по очереди во время каждого оборота блочного ствола. Множество стволов обеспечивают как очень высокую скорострельность – около 100 выстрелов в секунду – так и способствуют увеличению срока службы оружия за счет минимизации эрозии ствола и снижения тепловыделения. Среднее время наработки на отказ составляет более 10 000 выстрелов, что делает его исключительно надежным оружием. Успех проекта "Вулкан" и его производной, высокоскоростной пушки Гатлинга, привел к тому, что пушки аналогичной конфигурации стали называть "пушками Вулкан", что иногда вносит путаницу в терминологию. Большинство авиационных версий M61 приводятся в действие гидравлически и имеют электрический воспламенитель. Ротор орудия, ствольная группа и система подачи боеприпасов вращаются гидравлическим двигателем через систему гибких валов. Выстрел производится электрической системой поджига, где электрический ток от воспламенителя проходит через ударник к капсюлю, когда каждый снаряд вращается в позицию для стрельбы. Самозарядная версия GAU 4 (обозначаемая как M130 в войсках) использует отвод пороховых газов из трех из шести стволов для привода газового механизма. Самозарядный "Вулкан" весит примерно больше, чем его электрический аналог, но не требует внешнего источника питания для работы, за исключением электрического инерционного стартера для начала вращения орудия, что позволяет дослать и произвести первые выстрелы. Система подачи боеприпасов должна быть разработана индивидуально для каждого применения, дополняя конструкцию всего оружия. Большинство авиационных установок имеют двойной выброс гильз, поскольку выброс стреляных гильз может представлять опасность повреждения реактивных двигателей посторонними предметами, а удержание стреляных гильз способствует поддержанию центра тяжести самолета. Первым самолетом, получившим M61A1, был F-104 модели C, начиная с 1959 года. Более легкая версия "Вулкана", разработанная для использования на F-22 Raptor и обозначенная M61A2, механически идентична M61A1, но имеет более тонкие стволы для снижения общей массы. Ротор и корпус также были модифицированы для удаления любых металлических деталей, не являющихся абсолютно необходимыми для работы, и заменены некоторыми компонентами из более легких материалов. F/A-18E/F Super Hornet также использует эту версию. Скорострельность "Вулкана" обычно составляет 6000 выстрелов в минуту, хотя в некоторых версиях (таких как AMX и F-106 Delta Dart) она ограничена более низкой скоростью, а в других (A-7 Corsair, F-15 Eagle) предусмотрена возможность выбора скорострельности 4000 или 6000 выстрелов в минуту. Более легкие стволы M61A2 позволяют достичь несколько более высокой скорострельности, до 6600 выстрелов в минуту.

Each of the cannon's six barrels fires once in turn during each revolution of the barrel cluster. The multiple barrels provide both a very high rate of fire – around 100 rounds per second—and contribute to prolonged weapon life by minimizing barrel erosion and heat generation. The average time between jams or failures is in excess of 10,000 rounds, making it an extremely reliable weapon. The success of the Vulcan Project and its progeny, the very high speed Gatling gun, has led to guns of the same configuration being referred to as "Vulcan cannons", which can sometimes confuse nomenclature on the subject. Most aircraft versions of the M61 are hydraulically driven and electrically primed. The gun rotor, barrel assembly and ammunition feed system are rotated by a hydraulic drive motor through a system of flexible drive shafts. The round is fired by an electric priming system where an electric current from a firing lead passes through the firing pin to the primer as each round is rotated into the firing position. The self powered version, the GAU 4 (called M130 in Army service), is gas operated, tapping gun gas from three of the six barrels to operate the gun gas driven mechanism. The self powered Vulcan weighs about more than its electric counterpart, but requires no external power source to operate, except for an electric inertia starter to initiate gun rotation, allowing the first rounds to be chambered and fired. The feed system must be custom designed for each application, adding to the complete weapon. Most aircraft installations are double ended, because the ejection of empty cartridges can cause a foreign object damage hazard for jet engines and because the retention of spent cases assists in maintaining the center of gravity of the aircraft. The first aircraft to carry the M61A1 was the C model of the F 104, starting in 1959. A lighter version of the Vulcan developed for use on the F 22 Raptor, designated M61A2, is mechanically the same as the M61A1, but with thinner barrels to reduce overall weight to The rotor and housing have also been modified to remove any piece of metal not absolutely needed for operation and replaces some metal components with lighter weight materials. The F/A 18E/F Super Hornet also uses this version. The Vulcan's rate of fire is typically 6,000 rounds per minute, although some versions (such as that of the AMX and the F 106 Delta Dart) are limited to a lower rate, and others (A 7 Corsair, F 15 Eagle) have a selectable rate of fire of either 4,000 or 6,000 rounds per minute. The M61A2's lighter barrels allow a somewhat higher rate of fire, up to 6,600 rounds per minute.

Применение и первое боевое применение

Впервые "Вулкан" был использован в воздушном бою 4 апреля 1965 года, когда четыре северо-вьетнамских МиГ-17 атаковали группу из десяти североамериканских F-100 Super Sabre (два из которых выполняли задачи по метеорологической разведке), сопровождавших 48 вооруженных и "загруженных бомбами" F-105 Thunderchief, сбив два последних. Лидер МиГов и единственный выживший из четверых, капитан Тран Хань, сообщил, что американские истребители преследовали их, а F-105 сбили три его самолета, убив лейтенантов Фам Гиай, Ле Минь Хуана и Тран Нгуен Нама. Капитан Дональд Килгус, пилотировавший F-100, получил официальное подтверждение вероятного уничтожения самолета противника, используя свои четыре 20-мм пушки M39 во время боя; однако другие американские пилоты не заявили об уничтожении МиГов в этом бою, оставляя возможность того, что по крайней мере два МиГ-17 могли быть сбиты огнем собственной зенитной артиллерии. Первое подтвержденное поражение с использованием "Вулкана" произошло 29 июня 1966 года, когда майор Фред Трейси, летевший на F-105 из 421-й TFS, выпустил 200 снарядов калибра 20-мм по МиГ-17, который только что выпустил 23-мм снаряд, пробивший кабину его самолета навылет. Когда МиГ ВВС Северного Вьетнама пролетел перед ним после атаки, Трейси открыл огонь. Пушка была установлена на версии A-7D самолета LTV A-7 Corsair II ВВС, заменив предыдущую пушку Colt Mk 12, использовавшуюся ВМС США на A-7C и A-7E. Она была интегрирована в более поздние модификации F-4E Phantom II. Изначально F-4 проектировался без пушки, поскольку считалось, что ракеты сделали ее устаревшей. Боевой опыт, полученный во Вьетнаме, показал, что пушка может быть эффективнее управляемых ракет во многих боевых ситуациях, а внешняя пушечная установка менее эффективна, чем встроенная. Первое поколение пушечных контейнеров, таких как SUU-16, не было ориентировано на прицельные системы истребителя. Усовершенствованные контейнеры были самозарядными и правильно синхронизированы с прицелом, в то время как версии F-4 ВВС США были в спешке оснащены встроенными пушками M61 в заметном обтекателе под носом, еще до окончания войны (Phantom ВМС так и не получили пушки, продолжая полагаться исключительно на ракеты "воздух-воздух"). Следующее поколение истребителей, созданных после войны во Вьетнаме, включало в себя встроенную пушку M61. Она также стала стандартным вооружением истребителей завоевания превосходства в воздухе "серии teen", таких как Grumman F-14 Tomcat, McDonnell Douglas F-15 Eagle, General Dynamics F-16 Fighting Falcon и McDonnell Douglas F/A-18 Hornet. Другие самолеты, использующие ее, включают итальянский/бразильский AMX International AMX (только на итальянских самолетах) и F-22 Raptor. Она устанавливалась в боковой установке на Fairchild AC-119 и некоторых модификациях Lockheed AC-130, а также использовалась в хвостовых установках бомбардировщиков Convair B-58 Hustler и Boeing B-52H Stratofortress. Пушки "Вулкан" были сняты с бомбардировщиков B-52 в 1991 году. Японский Mitsubishi F-1 нес один встроенный JM61A1 "Вулкан" с 750 патронами. Последующий SUU-23/A использует самозарядный "Вулкан" GAU-4/A с электрическим инерционным стартером. Оба контейнера выбрасывали стреляные гильзы и неиспользованные патроны, а не удерживали их. Каждый контейнер вмещал 1200 патронов, с общим весом в снаряженном состоянии. Во время службы во Вьетнаме контейнеры оказались относительно неточными: крепление пилона было недостаточно жестким, чтобы предотвратить отклонение при стрельбе, а повторное использование приводило к смещению контейнера на пилоне, усугубляя проблему. Была разработана модификация с укороченными стволами, обозначенная как M195, для использования в подсистеме вооружения M35 на вертолете AH-1G Cobra. Эта модификация питалась из ящиков с боеприпасами, установленных на шасси, и была разработана для обеспечения вертолету AH-1 возможностью подавления огня на большей дальности до принятия на вооружение универсальной турели M97 с пушкой M197. M61 также является основой для американской корабельной системы ближнего боя Mk 15 Phalanx и зенитной системы M163 VADS Vulcan, использующей модификацию M168.

The Vulcan was first used in aerial combat on 4 April 1965, when four North Vietnamese Vietnam People's Air Force (VPAF) MiG 17s) attacked a force of 10 North American F 100 Super Sabres (two of which were assigned weather reconnaissance duties) escorting 48 Vulcan armed and "bomb laden" F 105 Thunderchiefs, shooting down two of the latter. The MiG leader and only survivor from the four MiGs, Captain Tran Hanh, reported that U. S. jets had pursued them and that F 105s had shot down three of his aircraft, killing lieutenants Pham Giay, Le Minh Huan and Tran Nguyen Nam. Captain Donald Kilgus, piloting an F 100, received an official probable kill with his four M39 20 mm cannons during the engagement; however no other US pilot reported destroying any MiGs during the battle, leaving open the possibility that at least two of the MiG 17s may have been downed by their own anti aircraft fire. The first confirmed Vulcan gun kill occurred on 29 June 1966 when Major Fred Tracy, flying his F 105 with the 421st TFS, fired 200 rounds of 20 mm into a MiG 17 that had just fired a 23 mm shell which entered one side of his cockpit and exited the other. When the VPAF MiG flew in front of him after making its pass, Tracy opened fire on it. The gun was installed in the Air Force's A 7D version of the LTV A 7 Corsair II where it replaced the earlier United States Navy A 7's Colt Mk 12 cannon and was adopted by the Navy on the A 7C and A 7E. It was integrated into the newer F 4E Phantom II variants. The F 4 was originally designed without a cannon as it was believed that missiles had made guns obsolete. Combat experience in Vietnam showed that a gun could be more effective than guided missiles in many combat situations and that an externally carried gun pod was less effective than an internal gun; the first generation of gun pods such as the SUU 16 were not oriented with the sights of the fighter. The improved pods were self powered and properly synchronized to the sights, while the USAF versions of the F 4 were hastily fitted with internal M61 cannons in a prominent fairing under the nose, well before the war ended (Navy Phantoms never received cannons, continuing to rely on air to air missiles alone). The next generation of fighters built post Vietnam incorporated the M61 gun internally. + Combat kills using the M61 Vulcan in the Vietnam War 1966–72 Date/year Firing aircraft M61 Vulcan variant Aircraft downed USAF unit/comments29 June 1966F 105D ThunderchiefM61A1MiG 17421st Tactical Fighter Squadron18 August 1966F 105DM61A1MiG 1734th TFS21 September 1966F 105DM61A1MiG 17333rd TFS21 September 1966F 105DM61A1MiG 17431st TFS4 December 1966F 105DM61A1MiG 17469th TFS1967F 105D/F 105FM61A1(5) MiG 17s333rd TFS1967F 105DM61A1(8) MiG 17s354th TFS1967F 105D/F 105FM61A1(4) MiG 17s357th TFS1967F 4C Phantom IISUU 16 gunpod(2) MiG 17s480th TFS13 May 1967F 105DM61A1MiG 1744th TFS3 June 1967F 105DM61A1MiG 1713th TFS: Captain Ralph Kuster23 August 1967F 105DM61A1MiG 1734th TFS24 October 1967F 4DSUU 23 gunpodMiG 21433rd TFS1967F 4DSUU 23(3) MiG 17s435th TFS3 January 1968F 4DSUU 23MiG 17433rd TFS; pilot, Major B J Bogoslofski, WSO, Captain Richard L Huskey14 February 1968F 4DSUU 23MiG 17555th TFS1972F 4EM61A1(3) MiG 21s35th TFS; the F4E was the first Phantom II to enter the war with an internal Vulcan gun.2 June 1972F 4EM61A1MiG 1958th TFS; first kill at supersonic speed (Mach 1.2); Major Phil Handley/WSO 1LT J. J. Smallwood9 September 1972F 4EM61A1MiG 21555th TFS15 October 1972F 4EM61A1MiG 21307th TFSTotal MiG 17s32Total MiG 19s1Total MiG 21s6Total39

The Vulcan was later fitted into the weapons bay of some Convair F 106 Delta Dart and General Dynamics F 111 Aardvark models. It was also adopted as standard in the "teen" series air superiority fighters, the Grumman F 14 Tomcat, the McDonnell Douglas F 15 Eagle, General Dynamics F 16 Fighting Falcon and McDonnell Douglas F/A 18 Hornet. Other aircraft include the Italian/Brazilian AMX International AMX (on Italian aircraft only), and the F 22 Raptor. It was fitted in a side firing installation on the Fairchild AC 119 and some marks of the Lockheed AC 130 gunships, and was used in the tail turrets of both the Convair B 58 Hustler and Boeing B 52H Stratofortress bombers. The B 52 Vulcans were removed in 1991. Japan's Mitsubishi F 1 carried one internally mounted JM61A1 Vulcan with 750 rounds. The subsequent SUU 23/A uses the GAU 4/A self powered Vulcan, with an electric inertia starter to bring it up to speed. Both pods ejected empty cases and unfired rounds rather than retaining them. Both pods contained 1,200 rounds of ammunition, with a loaded weight of respectively. During service in the Vietnam War, the pods proved to be relatively inaccurate: the pylon mounting was not rigid enough to prevent deflection when firing, and repeated use would misalign the pod on its pylon, making matters worse. A variant with much shorter barrels, designated the M195, was also developed for use on the M35 Armament Subsystem as used on the AH 1G Cobra helicopter. This variant fed from ammunition boxes fitted to the landing skid and was developed to provide the AH 1 helicopter with a longer range suppressive fire system before the adoption of the M97 universal turret mounting the M197 cannon. The M61 is also the basis of the US Navy Mk 15 Phalanx close in weapon system and the M163 VADS Vulcan Air Defense System, using the M168 variant.