Полигонные испытания пулемёта ШВАК показали, что благодаря большому запасу прочности его калибр может быть увеличен до 20 мм без изменения габаритов подвижной системы путем замены ствола. После чего была разработана 20 мм пушка. Но было неясно, как она поведёт себя в воздухе, и как её установка отразится на летно-тактических характеристиках самолёта. Испытания были проведены В. П. Чкаловым на одноместном истребителе И-16, и были признаны успешными. По окончании испытаний, в 1936 была выпущена первая партия 20-мм пушек ШВАК, что положило начало интенсивному развитию этого вида вооружения.
   По устройству 20-мм пушка ШВАК была одинакова с 12,7-мм одноименным пулемётом. Различие было лишь в диаметре канала ствола. Питание пушки ленточное, перезаряжание пневматическое или механическое. 20-мм пушка ШВАК выпускалась в вариантах: крыльевом, турельном и мотор-пушка. Мотор-пушка отличалась большей длиной, наличием амортизатора и рядом других изменений.
   Первоначально в боекомплект пушки входили осколочно-зажигательные и бронебойно-зажигательные снаряды. В 20-мм патронах к пушке ШВАК применена латунная гильза цилиндрической формы с закраиной в донной части, выступающей за тело гильзы. Извлечение такой гильзы после выстрела было затруднено, так как оно начиналось при некотором остаточном давлении пороховых газов в канале ствола, когда стенки гильзы были еще прижаты к стенкам патронника. По этой причине часто случались поперечные разрывы гильзы и обрывы закраин. А это в свою очередь приводило к утыканию очередного патрона и к прекращению автоматической стрельбы.
   20-мм патроны комплектовали применявшимися в наземной артиллерии высокочувствительным головным взрывателем мгновенного действия непредохранительного типа МГ-3. Но МГ-3 иногда давал преждевременные разрывы снарядов в стволе пушки. В конце 1936 г. МГ-3 был заменен взрывателем МГ-201, который имел более высокие чувствительность и мгновенность действия; вылетающий центробежный предохранитель был изъят. Но все же взрыватель МГ-201 не удовлетворял требованиям по безопасности, так как взводился в канале ствола пушки.
   В 1938 г. взрыватель был заменен более чувствительным взрывателем К-6, безотказно срабатывавшем при встрече с перкалевой обшивкой самолетов и отличавшимся большим быстродействием. Взрыватель К-6 имел механизм, обеспечивающий его взведение только после вылета снаряда из ствола пушки (на расстоянии 0,3-0,5 м от дульного среза), что практически исключало случаи преждевременного разрыва снаряда в стволе пушки.
   Несмотря на многочисленную модернизацию снарядов, их действие было достаточно слабо для калибра 20 мм. Хотя пушка ШВАК обладала некоторыми недостатками, в годы войны развернулось массовое производство этих пушек. Всего было выпущено 100920 пушек. Производство 20-мм пушек ШВАК прекратилось в 1946 г.
   20-мм пушка ШВАК нашла широкое применение в советской авиации и устанавливалась на многих типах самолётов. Синхронные и крыльевые 20-мм установки ШВАК (20-мм пушка, 12,7-мм пулёмет) были установлены на истребителях И-153П, И-16, И-185, Як-1, Як-7Б, ЛаГГ-3, Ла-5, Ла-7, Пе-3, а в 1943 г. было выпущено 158 пушек для установки на истребителях «Харрикейн» взамен 7,92-мм пулемётов «Браунинг». Две неподвижные пушки были размещены на бомбардировщике Ту-2 и на части бомбардировщиков Пе-2.
   Мотор-пушка ШВАК с некоторыми изменениями в 1941—1942 гг. устанавливалась на танках Т-60 и Т-38, что позволило увеличить мощность их огня в десятки раз и довести прицельную дальность до 7 км. Несколько сот танков Т-60 принимало успешное участие в боях под Истрой в декабре 1941 г. во время исторической битвы за Москву. Оборонительные турельные установки с 20-мм пушками ШВАК были установлены на бомбардировщиках Пе-8 и Ер-2.

Основные характеристики