В 1978 г. пушка была принята на вооружение штурмовика Су-25 во встроенной пушечной установке ВПУ-17А. С появлением ГШ-30 было достигнуто значительное усиление огневой мощи: небольшое снижение скорострельности (3000 против 3200 выстр./мин у ГШ-23) с лихвой окупалось увеличением начальной скорости и массы снаряда, позволившим в 2,2 раза поднять массу секундного залпа.
В варианте ГШ-30К (9А623К) пушка с 1981 г. устанавливалась в неподвижной установке на вертолете Ми-24П. Смонтированная на боку фюзеляжа пушка отличалась удлиненными на 900 мм стволами (с 1500 до 2400 мм), как с целью улучшения баллистики, так и по компоновочным соображениям – для отвода ударной дульной волны вперед, подальше от борта вертолета. Повышенная баллистика ГШ-30К диктовалась существенно меньшими полетными скоростями вертолетов, из-за чего суммарная скорость снарядов при стрельбе (а, соответственно, точность и бронепробиваемость) оказывалась на 20-25% ниже, чем у пушек самолетов-штурмовиков. Удлинение стволов позволило улучшить точностные характеристики, кучность огня и пробивное действие снарядов, начальная скорость которых возросла почти на 10% (940 м/с против 870 м/с у прототипа). Поскольку возросла и отдача, в управление огнем ввели два режима стрельбы: с высоким темпом – 2000-2600 выстр./мин и малым темпом – 300-400 выстр./мин, предпочтительным по точности (вертолет при этом меньше уводит по курсу и тангажу из-за воздействия отдачи).
Стволы ГШ-30К оснастили пламегасителями, уменьшающими воздействие давления дульных газов на борт машины. Пушка получила также систему жидкостного охлаждения, в которую заливается обычная вода, а зимой – спиртовой раствор 40°-ной концентрации с добавлением глицерина (решение, живо напоминающее знаменитый «Максим», стало настоящим проявлением заботы об авиаторах). Благодаря охладительной системе повысилась живучесть стволов, и орудие получило возможность ведения огня продолжительными очередями с отстрелом всего боекомплекта. В варианте 9А623К2 системой охлаждения оснащалась и пушка Су-25.
ГШ-30 оказалась вполне надежной артиллерийской системой, хотя к ее недостаткам относили недостаточную весовую сбалансированность, требовавшую дополнительного повышения жесткости блока стволов. Кроме того, размещение пушки на штурмовике оказалось не самым удачным: в отличие от большинства машин, где оружие находится вблизи центра тяжести, пушечная установка Су-25 вместе с боекомплектом была установлена в носовой части фюзеляжа, и по мере расходования боекомплекта весом почти в четверть тонны при стрельбе центровка изрядно сдвигалась назад (для Су-25 с его прямым крылом достаточно большого удлинения и сравнительно небольшим диапазоном эксплуатационных центровок это смещение носило ощутимый характер, требуя вмешательства летчика для перебалансировки) . В модификации штурмовика Су-25Т пушку вынесли под фюзеляж, поближе к средней части, в неподвижную установку НПУ-17, чтобы сделать более удобным доступ при обслуживании и снизить влияние сотрясений при стрельбе на работу бортового оптико-электронного комплекса.
Боевое применение в Афганистане штурмовиков Су-25 и вертолетов огневой поддержки Ми-24П, вооруженных пушкой ГШ-2-30, подтвердило высокую эффективность этой артиллерийской системы. Единственным, но очень существенным в условиях интенсивных боевых действий недостатком установки пушки на Су-25 было неудобство и трудоемкость ее снаряжения. Как и на большинстве современных машин, боекомплект на Су-25 размещен в съемном патронном ящике на борту самолета, опускаемом с помощью встроенной механической лебедки и тросовой системы. Однако при зарядке обращение с устройством оказалось недостаточно эргономичным, а попросту – неудобным, способствуя быстрой утомляемости, из-за чего укладка полного боекомплекта занимала у двух оружейников более 40 мин, при том, что работать все это время требовалось, стоя на коленях. При учебных стрельбах из-за этого то и дело, как и у орудий других систем, ограничивались зарядкой небольшого куска ленты с десятком-другим патронов, достаточным для отработки навыков или выполнения зачетного упражнения.
Пройдя проверку боем, хорошо зарекомендовали себя патроны с электрическим воспламенением капсюля, безопасные в обращении. При заеданиях и «клинах», случавшихся при многотысячном настреле, извлекать застрявшие патроны из патронников «двустволок» приходилось, выбивая ломами, а то и рубить на части прямо в пушке – вольность, недопустимая с обычными боеприпасами. Саму же пушку высоко ценили за надежность, причем многие считали ее даже более удобной в эксплуатации, чем более легкую ГШ-23.
Предполагалось, что ГШ-30 станет основной артсистемой фронтовой авиации. Однако для истребителей стокилограммовая пушка была чрезмерно громоздкой и тяжелой. Тульское КБП в 1976 г. вышло с предложением о создании под тот же патрон АО-18 более легкого и компактного орудия для перспективных истребителей Су-27 и МиГ-29. Макетный образец ее собрали в 1977 г., а в 1983 г. новая пушка ГШ-301 (ГШ-30-1, ТКБ-687 или 9А4071) была принята на вооружение.
Конструкция оружия стала подтверждением диалектического принципа развития: работа автоматики ГШ-301 основана на использовании энергии отката ствола при его коротком ходе (классическая схема с откатным двигателем). Ствол вместе с казенником является основным звеном автоматики и совершает за один цикл (выстрел) возвратно-поступательное движение, обеспечивая работу исполнительных механизмов: подачи, снижения, досылания патрона, запирания и отпирания канала ствола, а также экстракцию стреляной гильзы. Автоматика при этом оказывается «развязанной» и более динамичной. При выстреле ствол приводится в движение реактивной силой пороховых газов (откат), обратное движение ствола (накат) производится возвратной пружиной, сменившей ставший привычным газовый поршень-досылатель. Безударное торможение подвижных частей пушки при подходах к крайним переднему и заднему положениям обеспечивается амортизатором-гидротормозом двустороннего действия с обычным керосином в качестве рабочей жидкости.
Примечательно, что при конструктивной проработке агрегата ствола создатели ГШ-301 пришли к выводу о рациональности сохранения тех же основных данных, что и у ствола НР-30 (похоже, что инженерам ОКБ-16 четверть века назад удалось-таки подобрать «золотое сечение»). Руководствуясь принципом «лучшее – враг хорошего», конструкторы ГШ-301 заложили в орудии то же сочетание количества нарезов, их шага и крутизны, постоянных по длине ствола. Правда, ствол ГШ-301 выполнили несколько короче (на 100 мм), однако за счет более мощного патрона, новых технологий и материалов начальная скорость снаряда у ГШ-301 повысилась более чем на 10%, составив 860 м/с против 780 м/с у НР-30.
По соображениям унификации была обеспечена возможность питания пушки как патронами типа АО- 18, так и используемыми в ГШ-6-30 (хотя те и имеют порядочные различия по линейным габаритам, по длине отличаясь до сантиметра и более). Используя одноканальную схему с частичным совмещением операций по времени, ГШ-301 имеет ряд нетрадиционных принципов построения и функционирования автоматики. Так, элементом автоматики выступает патрон, его досылание производится практически безударным бросковым образом за счет энергии пружины досылателя, а экстракция стреляной гильзы после механического страгивания из затвора осуществляется газовым «выталкиванием», давлением пороховых газов выбрасывающим ее наружу со скоростью 100 м/с. Для рассеивания избыточной энергии подвижных частей и стабилизации работы автоматики при высоком темпе ведения огня используется кольцевая возвратная пружина с демпфированием двусторонним поршневым гидротормозом. Подачу ленты вместо шестеренчатого механизма осуществляет оригинальное устройство с движком, возвратно-поступательными движениями протаскивающим звенья. Подающий агрегат обеспечил достаточно плавное движение ленты, благодаря чему ее звенья, собираемые в звеньесборник, могут использоваться до трех раз подряд.
Для устранения задержек типа «осечка» в пушке имеется дополнительный запал, который пробивает
