El Nudelman-Suranov NS-45 era una versión ampliada del cañón automático soviético Nudelman-Suranov NS-37 . Se evaluó para su uso en 44 aviones Yakovlev Yak-9 K durante la Segunda Guerra Mundial , pero demostró que sometía a demasiada tensión a las estructuras del avión. El NS-45 también se montó en el prototipo de caza nocturno Tupolev Tu-1 después del final de la Segunda Guerra Mundial.
El NS-45 fue creado como resultado de una decisión de julio de 1943 del Comité Estatal de Defensa de armar a los cazas soviéticos con cañones automáticos de 45 mm. Al igual que con los cañones automáticos de 37 mm ya instalados en algunos cazas monomotores soviéticos y de préstamo y arriendo, el método previsto de instalación del cañón de 45 mm era hacer pasar su cañón a través del bloque del motor y el eje de la hélice vacío, en este caso el del Yak-9 . En consecuencia, la principal dificultad en el diseño del cañón automático de 45 mm fue la limitación impuesta por los bloques de motor disponibles para este avión. Teniendo en cuenta el diámetro del proyectil de 45 mm, los bloques del motor del Yak-9 solo permitían un espesor de pared de 4 mm para el cañón del nuevo cañón, [3] que era casi la mitad del espesor de la pared del cañón del NS-37. [4] (Otra fuente indica 55 mm como el diámetro de la abertura en el eje reductor del motor, lo que da como resultado un espesor de pared de 3,75 mm para el cañón NS-45 en relación con 7,1 mm para el cañón NS-37, ambos medidos en este punto que estaba aproximadamente a 61 cm de la boca del cañón. [5] )
La decisión del Comité de Defensa fue seguida por una breve competencia de diseño entre las oficinas de diseño soviéticas OKB -15 y OKB-16. La primera propuso una versión ampliada de su poco fiable Shpitalny Sh-37 ; aunque hicieron un prototipo que pasó las pruebas de fábrica en un LaGG-3 , su cañón de 45 mm no fue aceptado para las pruebas estatales debido a los problemas conocidos con el diseño del Sh-37. OKB-16 presentó una versión ampliada de su exitoso NS-37. [3] La fuerza de retroceso del NS-45 alcanzó un máximo de siete toneladas , [4] una fuerza aproximadamente un 40% mayor que la experimentada con el NS-37 (alrededor de 5,5 toneladas). [6] En consecuencia, el NS-45 fue equipado con un freno de boca , una novedad en el diseño de cañones de aviación soviéticos. [3]
Al mismo tiempo que se diseñaba el cañón, se desarrolló un nuevo cartucho que utilizaba el proyectil de fragmentación estándar de 45 mm del cañón antiaéreo 21-K (este proyectil tenía un trazador que ardía durante once segundos y estaba equipado con la espoleta de contacto MG-8). La longitud total del nuevo cartucho se limitó al mismo valor que para la munición NS-37: 328 mm. [3] Para acomodar el proyectil más grande, el cuerpo de la vaina (de latón) se estrechó y también se redujo ligeramente su longitud de 195 mm de la munición NS-37 a 185 mm. [1] El cartucho de 45 mm resultante pesaba 1,93 kg, de los cuales 1,065 kg eran el peso de su proyectil. [3] La velocidad inicial del NS-45 era de 780 m/s y su cadencia de tiro era de alrededor de 260-280 disparos por minuto. [3]
El NS-45 se construyó en pequeñas cantidades en la Fábrica Número 74 durante los dos últimos años de la guerra; se fabricaron 75 ejemplares en 1944 y 120 en 1945. [3]
En los cazas, el cañón NS-45 se instaló por primera vez en un Yak-9T modificado, que normalmente estaba armado con un cañón NS-37. Este avión, con número de fabricante 0121, se convirtió en el primer prototipo del Yak-9K. [6] El sufijo "K" significaba "Krupnokalibernyi", es decir, gran calibre. [3] El cañón saliente y el freno de boca del NS-45 hacían que el Yak-9K fuera unos 20 cm más largo que el Yak-9T. [6] El NS-45 se suministraba con 29 cartuchos de munición en el Yak-9K, [3] [7] que se alimentaban mediante una cinta. [7] El único otro armamento instalado en el Yak-9K era una UBS (una ametralladora de 12,7 mm sincronizada con la hélice) suministrada con 200 cartuchos de munición. [8] La masa teórica de fuego del Yak-9K era de 5,53 kg/s (12,2 lb/s), lo que le otorgaba una ventaja considerable en este aspecto en relación con la mayoría de los aviones monomotores alemanes de la época, excepto las "baterías de cañones volantes" como el Fw 190 A-6/R1 o el Bf 109 G-6/R6. En comparación con estos, el Yak-9K mantenía, no obstante, una buena maniobrabilidad horizontal porque sus alas no estaban cargadas de armamento. [7]
Desarrollado a finales de 1943, el prototipo Yak-9K fue probado en el Instituto Central de Investigación de la Fuerza Aérea Soviética (VVS NII) entre el 12 de enero y el 8 de abril de 1944. [8] Entre abril y junio de 1944, se fabricó una serie de producción limitada del avión, con la cabina empujada más hacia atrás para mejorar el centro de gravedad, en una planta de Novosibirsk y se entregó para pruebas militares al 3.er Cuerpo Aéreo de Cazas. [7] Para las pruebas militares (de combate) se utilizaron 44 Yak-9K de esta serie de producción limitada. Estas pruebas tuvieron lugar entre el 13 de agosto y el 18 de septiembre de 1944 en el 3.er Frente Bielorruso , y del 15 de enero de 1945 al 15 de febrero de 1945 en el 2.º Frente Bielorruso . [3] Las unidades de las Fuerzas Aéreas Soviéticas implicadas fueron el 274.º Regimiento de Aviación de Cazas (IAP) de la 278.ª División de Aviación de Cazas (IAD) y el 812.º IAP de la 65.ª IAD. [4] Doce aviones alemanes fueron reclamados por los cazas Yak-9K, con un gasto medio de diez proyectiles por objetivo. [1] De estos doce aviones alemanes reclamados por los pilotos del Yak-9K, ocho eran Fw 190 y cuatro eran Bf 109G. [8]
La experiencia de combate con el Yak-9K demostró que, aunque el cañón NS-45 resultó letal para los aviones enemigos, en realidad solo se podía apuntar con el primer disparo. [3] [6] Una ráfaga de tres disparos, incluso cuando se disparaba cerca de la velocidad aerodinámica máxima del Yak-9K, resultó en una pérdida notable tanto de velocidad aerodinámica como de estabilidad del avión. A veces, las tuberías de aceite y agua presentaban fugas después de disparar el cañón. [3] [6] Disparar el NS-45 a velocidades aerodinámicas inferiores a 350 km/h incluso sacudía al piloto de un lado a otro como si estuviera en un automóvil que desaceleró y aceleró de repente. [5]
Otro problema que afectaba a la eficacia del Yak-9K era que tenía una peor relación potencia-peso en comparación con su predecesor inmediato, aunque esto se debía principalmente a sus tanques de combustible más grandes que al peso del armamento; sus tanques de combustible se habían agrandado de los tanques de 440 litros del Yak-9T a tanques de 650 litros, [5] lo que le permitía transportar 153 kg adicionales de gasolina. [4] La pérdida de velocidad aerodinámica en relación con el Yak-9K era de unos 40 km/h a 5.000 m, y ascender a esta altitud tardaba aproximadamente un minuto más con el Yak-9K. [5] En un intento de solucionar este problema, algunos de los Yak-9K que ya estaban en servicio fueron equipados con tanques más pequeños de 480 litros. [5] Para compensar la pobre maniobrabilidad del Yak-9K en el plano vertical, los pilotos del 812th IAP desarrollaron tácticas que esencialmente empleaban el avión como un caza pesado , utilizándolo para ataques sorpresa a bombarderos y proporcionándole una escolta por ágiles Yak-3 volando en cubierta. [6] Finalmente, se decidió que el Yak-9K no entraría en producción en masa. [3] Además de los problemas de fiabilidad y rendimiento del fuselaje, otra razón que contribuyó fue que los bombarderos alemanes que todavía estaban activos en el frente oriental en este punto de la guerra eran principalmente Fw 190 Jabo , y el proyectil de 45 mm era excesivo para ellos. [9] Para entonces se habían construido un total de 53 Yak-9K. [3] [4]
El NS-45 también fue probado en un Ilyushin Il-2 , con un cañón montado en cada ala, pero el diseño no se puso en producción en serie. [3] El 20 de agosto de 1943, el Comisariado del Pueblo de la Industria de la Aviación de la URSS ordenó que se probara un Il-2 con los nuevos cañones de 45 mm para aviones. Un ejemplar del Il-2 equipado con los nuevos cañones se había fabricado el 10 de septiembre de 1943, cuando fue enviado al VVS NII para pruebas. Debido a varios problemas que surgieron al integrar el cañón NS-45 con este avión, las pruebas se retrasaron hasta el 8 de febrero de 1944. [10] Los resultados fueron decepcionantes; los NS-45 montados en el Il-2 exhibieron poca precisión al alcanzar objetivos del tamaño de un tanque y su retroceso era casi el doble de lo que las alas del Il-2 podían soportar con seguridad (alrededor de 4000 toneladas de fuerza). [10]
Una de las tres versiones del prototipo de ataque terrestre (shturmovik) Tu-2 Sh estaba equipada con dos NS-37 y dos NS-45 como armamento frontal. [11] Esta variante fue probada en algún momento de 1946. [3] Un programa de pruebas más sustancial tuvo lugar entre el 30 de diciembre de 1946 y el 3 de octubre de 1947 con el prototipo de caza nocturno Tupolev Tu-1 , que estaba equipado con dos NS-45 en el morro (cada uno provisto de 50 proyectiles) y con dos NS-23 en las raíces de las alas. [12] El Tu-1 fue abandonado debido a sus motores poco fiables. [3]
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