В 1920 году, работая механиком на одном из заводов, Шпитальный задался целью изготовить скорострельный пулемёт. Но в то время у него не было необходимого опыта, не хватало знаний. После окончания института молодой инженер приступил к осуществлению своего замысла и вскоре представил проект такого пулемёта, который обратил на себя внимание исключительной смелостью решений ряда сложных вопросов конструирования автоматического оружия. Когда проект был готов, для оказания помощи Шпитальному в доработке образца и скорейшем изготовлении его к нему был прикомандирован опытный оружейный конструктор И. А. Комарицкий.

   1930 год. Был изготовлен первый образец скорострельного авиационного пулемёта, созданный Шпитальным при участии Комарицкого. Это была первая в мире авиационная система, которая сразу выдвинула СССР на первое место в этой области вооружения.

   В системе применили принцип построения автоматики, основанный на отводе части пороховых газов. Газы, проходя камеру закрытого типа, оказывают давление на поршень, связанный непосредственно со штоком, который и приводит в движение систему. Этот принцип автоматики был использован в дальнейшем при создании ряда удачных конструкций.

   Запирание канала ствола осуществляется перекосом затвора вниз. Ударно-спусковой механизм действует от возвратно-боевой пружины. Спусковой механизм обеспечивает ведение только непрерывного огня. Он снабжен предохранителем флажкового типа, запирающим шептало. Питание патронами производится из металлической звеньевой разъемной ленты. Механизм подачи ленты к приемнику барабанного типа, приводится в действие от затворной рамы. Экстракция стреляной гильзы производится лапками затвора, а ее отражение — подвижным отражателем, связанным со штоком затворной рамы. Пулемёт снабжен пружинными буферами затворной рамы и затвора.

   Высокий темп стрельбы в пулемёте ШКАС получен за счет короткого хода подвижных частей автоматики и совмещения ряда операций по перезаряжанию. Во избежание демонтажа патрона его извлечение из звена ленты осуществляется за десять циклов работы автоматики, что достигается за счет винтового паза на кожухе зубчатки. Для смягчения ударов подвижных частей на шептало, при посадке и после окончания очереди, установлена буферная пружина.

   Для пулемёта ШКАС под руководством Н. М. Елизарова были отработаны патроны, которые имели трассирующие, зажигательные и комбинированного действия бронебойно-зажигательные пули, способные воспламенять бензиновые баки, защищённые броней. В этих патронах для предотвращения распатронирования (демонтажа) патрона при огромном темпе стрельбы в 30-50 выстрелов в секунду, утолщены стенки гильзы, усилено крепление капсюля в гнезде, введён двойной кольцевой обжим пули в дульце гильзы. На дне гильзы патронов для пулемётов ШКАС, помимо стандартных обозначений, ставилась буква «Ш». Капсюль окрашен в красный цвет. В остальном окраска стандартная для соответствующих типов пуль. Патроны, предназначенные для пехотного оружия в пулемётах ШКАС не могли применяться. Патроны к пулемёту ШКАС явились первыми в мире авиационными патронами.

   При всех достоинствах пулемётов системы ШКАС их первые выпуски, изготовленные по чертежам опытного образца, имели недостаточный ресурс — около 1500—2000 выстрелов.
    * В марте 1933 г. советское правительство, давая заказ на первую крупную партию пулемётов, предложило конструкторам повысить их живучесть, доведя ее до 5000 выстрелов.
    * В апреле 1933 г. Шпитальный и Комарицкий представили образец, который отличался от своего предшественника не только лучшей живучестью, но и некоторыми изменениями, положительно сказавшимися на простоте конструкции пулемёта. В новой модели была существенно изменена ее основная деталь — коробка, введены пять новых деталей вместо тринадцати упраздненных. Эти переделки повлекли за собой значительное количество изменений размеров и допусков сопряжённых деталей
    * В июле 1933 г. начался выпуск пулемётов по новым чертежам.
    * 24 декабря 1934 г. закончено испытание пулемёта ШКАС с витой трехжильной возвратно-боевой пружиной. Предыдущая возвратно-боевая пружина часто выходила из строя, не выдерживая более 2500—2800 выстрелов. Пробовали различные сорта стали, меняли диаметр пружин и толщину проволоки, но ничего не помогало, и после определённого количества выстрелов, стрельбу приходилось останавливать для замены пружины. Оригинальное решение было найдено Шпитальным, который предложил делать пружину многожильной, витой. Испытания показали, что живучесть витой трехжильной возвратно-боевой пружины равна 14 000 выстрелам.
    * В 1935—1936 гг. К. Н. Рудневым, В. Н. Полюбиным и А. А. Троненковым была разработана механическая спарка пулемётов ШКАС, в которой суммарный темп стрельбы двух пулемётов был доведен до 6000- 6400 выстрелов в минуту.
    * 15 мая 1937 г. Шпитальный и Комарицкий закончили изготовление опытного образца пулемёта УльтраШКАС. Применив в нем принцип подвижного ствола при ходе вперед, они достигли скорострельности — 2800-3000 выстрелов в минуту.

Варианты установки
   Перед конструкторами была поставлена задача приспособить пулемёт системы ШКАС для применения в различных точках самолета в качестве турельного, синхронного и крыльевого.

Турельный и Крыльевой варианты
Были созданы в начале 1934 г. Установку для турельного пулемёта разработал Н. Ф. Токарев, в марте 1934 г. она была принята на вооружение. Предпринятые ранее попытки установить пулемёты ШКАС на старых турелях, предназначенных для авиационных пулемётов Дегтярёва, оружия значительно более слабого, не увенчались успехом из-за сильного рассеивания пуль. Крыльевой пулемёт ШКАС был взаимозаменяем с турельным. Ручка перезаряжания в нем заменена тросовым механизмом, а ручка управления — механизмом подавателя.

Синхронный вариант
Синхронизация пулемёта была осуществлена в 1936 г. конструкторами В. Н. Салищевым, К. Н. Рудневым и В. П. Котовым. Отличительной особенностью конструкций синхронного механизма этого пулемёта является перенесение всех основных его деталей, за исключением бойка и рычага взвода, с затвора на ствольную коробку.
К 1936 г. пулемёты системы ШКАС заняли доминирующее положение в системе вооружения советской авиации.

Страна: СССР, Россия
Тип: Авиационный пулемёт
Конструктор: Шпитальный, Борис Гавриилович, Комарицкий, Иринарх Андреевич
Дата выпуска: 1930
На вооружении: 11 октября 1932—1945
Патрон: 7,62 мм
Принцип действия: Отвод пороховых газов
Темп стрельбы: 1800/1800/1650 выстрелов в минуту
Начальная скорость пули: 775-825/775-825/800-850 м/с
Масса (без магазина): 10.5/9.8/11.1 кг
Длина: н/д
Ствол: н/д
Система зарядки: ленточное
Прицел: н/д
Типы: ШВАК
Выпущено: примерно 151127

Патроны к пулемёту ШКАС