Ил. 16. Схема устройства газового буфера пушки ТКБ-494
Обе пушки были оснащены пружинными амортизаторами отката, уменьшавшими воздействие отдачи на устаовку (ил. 17). Характеристики амортизаторов были согласованы с параметрами движения изделия в откате и накате. Эта работа была проведена ЦКБ-14 на высоком научном и техническом уровне, что позволило без дополнительного «разгона» самой пушки, только за счёт оптимизации параметров амортизаторов, повысить темп стрельбы у пушки ТКБ-495 почти на 100 выстр./мин.
Ил. 17. Схема устройства амортизатора отката пушки ТКБ-494
Характерной особенностью обеих пушек является размещение газоотводного двигателя автоматики вблизи от снарядного входа ствола. Такое решение продиктовано стремлением убрать внутрь башни газоотводную систему, имеющую значительный поперечный габарит, с целью уменьшения сопротивления набегающему потоку воздуха при стрельбе поперек курса самолета. Кроме того, концентрация масс частей пушки вблизи её центра тяжести уменьшает момент инерции изделия, что, в свою очередь, позволяет увеличить скорости переброса установки и уменьшить требующуюся для этого мощность привода. Последнее является одинаково ценным и для наземных зенитных установок.
В 1951 году обе пушки – ТКБ-494 и ТКБ-495 успешно прошли государственные наземные испытания, а пушка ТКБ-495 прошла и лётные государственные испытания. 20 пушек ТКБ-495 были установлены на различных самолетах. В условиях полёта из этих пушек произвели около 150 тыс. выстрелов, при этом задержек по вине пушки отмечено не было. В процессе испытаний пушки ТКБ-494 под патрон ВЯ выяснилось, что она осуществляет настолько мощное силовое воздействие на установку, что конструкция самолета не выдерживает и деформируется (срываются заклепки). Стало очевидным, что пушку под патрон ВЯ нельзя использовать в существующих подвижных установках.
Одновременно с отработкой пушки ТКБ-495 был усовершенствован патрон НС-23 к ней в части повышения эффективности поражающего действия и введения флегматизированного малоэррозионного прогрессивного пороха для повышения живучести ствола. Усовершенствованный патрон стал называться АМ-23. Этот патрон взаимозаменяем с патроном НС-23, но последний давно не производится.
В мае 1954 года авиационная пушка ТКБ-495 конструкции Н. М. Афанасьева и Н. Ф. Макарова под патрон АМ-23 с длиной ствола 1100 мм и темпом стрельбы 1250-1350 выстр./мин. была принята на вооружение авиации под наименованием АМ-23 (ил. 18)
Ил. 18. 23-мм авиационная пушка АМ-23
Автоматическая пушка АМ-23 производилась на Тульском машиностроительном заводе им. Рябикова с 1954 года по 1972 год, т. е. на протяжении 18 лет с выпуском в отдельные годы до 10000 шт. в год. Она являлась основным образцом пушечного оборонительного вооружения отечественной авиации. Ей в разные годы вооружались самолёты Ту-16, Ту-95, М-3, Бе-8, Бе-10, Ан-8, Ан-10. В 1967 году за разработку этой пушки Н. М. Афанасьев и Н. Ф. Макаров были удостоены Государственной премии СССР.
Работы по пушке ТКБ-494 под патрон ВЯ не пропали. Имея более высокую начальную скорость снаряда, эта пушка наиболее полно подходила на роль зенитного средства. В 1953 году в ЦКБ-14 были начаты работы по созданию двух зенитных автоматических пушек (зенитных автоматов) ТКБ-507 и ТКБ-507Ж – для лёгкой буксируемой спаренной зенитной установки (ЗУ) и для зенитной самоходной установки (ЗСУ).
Автоматы предназначались для борьбы с самолётами противника на высотах до 1500 м при наклонных дальностях до 2500 м, а также для поражения легкобронированных целей и живой силы, и здесь патрон ВЯ подходил лучше всего.
Разработка зенитных автоматов ТКБ-507 и ТКБ-507Ж производилась под техническим руководством Н. М. Афанасьева. Ведущим по их отработке был Петр Герасимович Якушев. Отличительной особенностью автомата ТКБ-507 было наличие двух быстросъёмных взаимозаменяемых стволов с пламегасителями, механического спускового механизма со специальным блокирующим устройством, благодаря чему на последнем боевом патроне в ленте, досланном в патронник, выстрел не происходил, что позволяло производить открытие огня без предварительной перезарядки. Отличительной особенностью автомата ТКБ-507Ж являлось наличие ствола с жидкостным охлаждением для обеспечения интенсивного режима стрельбы; наличие электроспуска с датчиками пироперезарядки для дистанционного управления огнём.
Для обоих автоматов была проведена модернизация патрона пушки ВЯ – на его базе были разработаны патроны с ОФЗТ снарядом с взрывателем замедленного действия МГ-25 с самоликвидацией и с БТ снарядом в стальной гильзе.
В марте 1960 года на вооружение Советской Армии был принят 23-мм зенитный автомат ТКБ-507 с индексом 2А14 конструкции Н. М. Афанасьева и П. Г. Якушева в составе буксируемой зенитной установки ЗУ-23. В сентябре 1962 года на вооружение Советской Армии был принят 23-мм зенитный автомат ТКБ-507Ж с индексом 2А7 конструкции Н. М. Афанасьева и П. Г.Якушева в составе зенитной самоходной счетверённой установки ЗСУ-23-4 «Шилка». По сравнению с ранее разрабатывающейся авиационной пушкой ТКБ-494 под этот же патрон автоматы 2А7 и 2А14 имели более длинные стволы для повышения начальной скорости снаряда и другой по конструкции спусковой механизм, обеспечивающий удержание подвижных частей перед выстрелом в заднем положении (до нажатия на кнопку стрельбы или педаль спуска). Наличие так называемого «заднего шептала» для оружия сухопутных войск является обязательным требованием по условиям обеспечения безопасности своих войск. Это связано с тем, что при стрельбе с «переднего шептала», когда в заряженном оружии до нажатия на кнопку стрельбы или педаль спуска подвижные части находятся в крайнем переднем положении, а патрон – в патроннике, в перерывах между очередями при интенсивной стрельбе возможны случаи воспламенения досланного в патронник патрона.
Зенитные автоматы для 2А14 и 2А7 выпускались на Тульском машиностроительном заводе им. Рябикова с 1957 по 1985 год. Объёмы производства этих зенитных автоматов системы Н. М. Афанасьева потрясающе огромные (см. таблицу).
Объём производства зенитных автоматов
С использованием схемы автоматики Афанасьева конструкторами ЦКБ-14 и создателями пушки ВЯ А. А. Волковым и С. А. Ярцевым с участием Н. М. Афанасьева были разработаны 30-мм пушка ТКБ-500 под специальный патрон с высокой мощностью снаряда, равной патрону пушки Н-37, и 37-мм пушка ТКБ-508 (ил. 19, 20). Обе пушки были доведены до высокой степени отработки, с положительными результатами прошли все этапы предварительных испытаний и были рекомендованы к лётным государственным испытаниям.
Ил. 19. 37-мм авиационная пушка ТКБ-508
Ил. 20. Части и механизмы 37-мм пушки ТКБ-508
Таким образом, предложенная Н. М. Афанасьевым новая схема автоматики обеспечила революционный прорыв в решении проблемы существенного повышения темпа стрельбы авиационного и зенитного вооружения в начале послевоенных годов. Разработки на её основе, приведшие к созданию авиационного пулемета А-12,7, авиационной пушки АМ-23 и зенитных автоматов 2А7 и 2А14, обеспечили потребность вооружённых сил в этом виде вооружения на многие годы и подняли авторитет Тульского конструкторского бюро, которое выиграло творческое соревнование у конструкторских бюро Б. Г. Шпитального и А. Э. Нудельмана. Дальнейшие исследования в области повышения темпа стрельбы авиационных пушек показали, что схема автоматики, предложенная Н. М. Афанасьевым, стала венцом классической ударной одноканальной схемы построения оружия. В дальнейшем, с целью комплексного решения проблемы повышения темпа стрельбы, была обоснована необходимость и осуществлён переход от одноканальной схемы к двуствольной и многоствольной схемам оружия тульской серии ГШ конструкции В. П. Грязева и А. Г. Шипунова – создателей современной отечественной системы СПВ.
В настоящее время автоматические пушки конструкции Афанасьева состоят на вооружении армий 28 государств. Своими высокими боевыми характеристиками, огневой мощью, высочайшей надёжностью работы в различных условиях эксплуатации они завоевали авторитет и признание всех родов войск, спасли не одну солдатскую жизнь. Многим знаком силуэт ЗУ-23 с зенитными автоматами 2А14 в кузове «Урала», этого символа малых и больших «дорог жизни» войн последних десятилетий.
Что касается конструкторской деятельности Н. М. Афанасьева в последующие годы, то он занимался авторским сопровождением производства созданных им образцов, разработкой стрелкового оружия с новыми техническими решениями, направленными на повышение его эффективности. В 1971-1974 гг. Николай Михайлович участвовал в конкурсной опытно-конструкторской работе (ОКР) «Букет» по созданию 9-мм пистолета-пулемёта, а в 1979-89 гг. с автоматом ТКБ-0136 – в ОКР «Абакан». В начале 1990-х годов разработанным им образцом пистолета-пулемёта ТКБ-0104 заинтересовались правоохранительные структуры, после чего он под обозначением «Кипарис» был принят на вооружение подразделений специального назначения МВД, ФСО, Минюста и Таможенного комитета России.
