Вскоре по результатам полигонных испытаний пулемета приняли решение увеличить его калибр. На основе гильзы 12,7-мм патрона был создан 20-мм патрон (гильза из бутылочной стала цилиндрической). Само же оружие путем замены ствола превращалось из крупнокалиберного пулемета в автоматическую пушку. Так ШВАК стал первой отечественной «бикалиберной» системой вооружения.

20-мм пушка ШВАК пошла в серийное производство в 1936 г., после чего 12,7-мм пулемет ШВАК с производства сняли. В 1936 г. выпустили 159 пулеметов ШВАК и 300 пушек ШВАК. Пушка выполнялась в вариантах крыльевой, турельной и мотор-пушки.

Несмотря на относительно слабый для своего калибра патрон, пушка ШВАК оказалась успешнее пулемета ШВАК. В годы Великой Отечественной войны она стала самой массовой: в 1942-1945 гг. было изготовлено 65565 ШВАК. Производство этих пушек в 1942 г. частично передали в г. Медногорск на завод №314 (решение о дублировании производства приняли еще в июле 1941 г.), хотя основным производителем оставался завод №2 в Коврове. Наибольший объем выпуска ШВАК пришелся на 1943-1944 гг. Даже в послевоенном 1946 г. выпустили 754 таких пушки.

Пушка ШВАК ставилась на истребителях И-153П, И-16П, Як-1, Як-3, Як-7Б, Як-9, ЛаГГ-3, Ла-5, штурмовиках Ил-2, бомбардировщиках Пе-8, Ту-2, Ер-2, патрульном МТБ-2; ими перевооружали поставлявшиеся по ленд-лизу британские истребители «Харрикейн». Попытка превратить 20-мм ШВАК в противотанково-зенитную пушку на универсальной полевой установке, предпринятая заводом №2 еще в 1935 г., оказалась неудачной. Но с началом Великой Отечественной войны ШВАК все же «спустилась на землю». 5 декабря 1941 г. на вооружение приняли 20-мм пушку «ШВАК-танковая», выполненную в ОКБ-16 и получившую обозначение ТНШ («танковая Нудельмана-Шпитального»). Она ставилась на легкие танки Т-40С и Т-60. В том же декабре 1941 г. ковровские оружейники установили пушки ШВАК на тумбовых зенитных установках на бронепоезд «Ковровский большевик». В качестве зенитных ШВАКи использовались также на торпедных катерах типа Г-5 и Д-3.

Что касается 12,7-мм авиационного пулемета, тут куда удачнее оказались пулеметы СБ и УБ системы тульского конструктора М.Е. Березина. На основе своего УБ Березин создал и 20-мм автоматическую пушку Б-20, используя тот же принцип «бикалиберного» оружия, ранее реализованный Владимировым. Владимиров предложил свой вариант 20-мм пушки – В-20. На заводе №2 он вел и другие опытно-конструкторские работы. Так, в 1938 г. он представлял на испытания противотанковые ружья калибров 12,7, 14,5 и 20 мм, а уже во время войны участвовал в работах над облегченным станковым пулеметом. В декабре 1942 г. Владимиров получил авторское свидетельство на «Гранатомет» для метания гранат, зажигательных бутылок и т.п.». Но и «гранатомет», и пулемет СПВ, и пушка В-20 остались опытными. Однако В-20 послужила основой для создания самого известного образца конструкции Владимирова.

Готовые к установке 14,5-мм пулеметы КПВТ на стеллаже.

14,5-мм зенитная пулеметная установка ЗПУ-1 (без сиденья наводчика и патронной коробки) в экспозиции военного музея Вьетнама.

14,5-мм пулемет ПКП – пулемет Владимирова (выпуска после 1956 г.) на колесном полевом станке. Оптический прицел установлен на станок позже.

Патрон 14,5x114

Масса «тела» пулемета, кг 52,5

Длина «тела» пулемета, мм 1980

Длина ствола, мм 1350

Начальная скорость пули, м/с 990-1000

Дальность, м:

– прицельная по наземным целям 2000

– прямого выстрела по цели высотой 2,7 м 1050

– наклонная прицельная по воздушным целям 1500

Темп стрельбы, выстр./мин 600-650

Боевая скорострельность, выстр./мин 70-90

Емкость ленты, патронов 50

Война выявила потребность в мощном крупнокалиберном пулемете, который дополнил бы имеющийся 12,7-мм ДШК. С одной стороны, опыт применения 12,7-мм ДШКи 14,5-мм противотанковых ружей возродил интерес к «противотанковому» пулемету. Реально «противотанковым» он стать, конечно, уже не мог, но послужил бы для борьбы на дальностях до 1000 м с бронеавтомобилями, бронетранспортерами, легкими САУ, использование которых на поле боя расширялось, а также с защищенными и удаленными целями. С другой стороны, росли требования к дальности прицельной стрельбы и поражающему действию зенитных пулеметных установок. 14,5-мм патрон (14,5x114), массово выпускавшийся для использования в ПТР, разрабатывался как раз с расчетом на применение в автоматическом оружии, хотя попытки создать 14,5-мм пулемет накануне войны оказались неудачными. Теперь к этой теме вернулись.

В декабре 1942 г. ГАУ утвердило тактико-технические требования на 14,5-мм пулемет.

В 1943 г. к проектированию пулемета приступили в Коврове на заводе №2 несколько конструкторов, в том числе и С.В. Владимиров, трудившийся в это время в Отделе главного конструктора завода. От опытной пушки В-20 пулемет получил систему автоматики с откатным двигателем – по схеме с отдачей ствола. Это поначалу даже вызвало недоверие со стороны заказчика, но при мощном патроне такая система автоматики выглядела вполне обоснованной, а подвижный утяжеленный ствол давал даже положительный эффект: увеличение массы подвижной системы позволяло «смягчить» работу автоматики при сравнительно небольших размерах короба.