Конец 1920-х гг. ознаменовался качественным скачком в развитии военной авиации. Существенно увеличились скорость полета самолетов, вес полезной нагрузки (как бомбардировщиков, так и истребителей), улучшилась живучесть боевых машин. В связи с этим 9 февраля 1931 г. вышло постановление правительства о разработке крупнокалиберного авиационного пулемета калибра 12,7 мм под патрон 12,7-мм армейского пулемета ДК. Такой пулемет был спроектирован С. В. Владимировым, конструктором ПКБ (пулеметное КБ) в г. Тула.

Опытный образец 12,7-мм пулемета был закончен 28 мая 1932 г. В 1932-1933 гг. пулемет прошел испытания и в 1934 г. был принят на вооружение под названием "12,7-мм авиационный пулемет системы Шпиталыюго и Владимирова" - ШВАК (Шпитальный - Владимиров - авиационный - крупнокалиберный).

Принцип работы автоматики был основан на использовании энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в канале ствола. Длина ствола пулемета составляла 1246 мм, а тела пулемета - 1726 мм. Число нарезов - 8.

Пулемет ШВАК изготавливался в крыльевом, турель-ном, синхронном и моторном вариантах. Крыльевой вариант предназначался для установки в крыле самолета, Турельный вариант устанавливался в турелях, башнях и других подвижных самолетных установках.

12,7-мм пулемет ШВАК был первым советским крупнокалиберным авиационным пулеметом и оказался довольно эффективным оружием. Однако он имел ряд недостатков. Главными из них были:

• Чрезвычайно большая сложность устройства отдельных узлов, особенно механизма питания и механизма отражения стреляной гильзы, что являлось причиной трудной и сложной разборки и сборки автомата.

• Своеобразие конструкции весьма усложнило его производство. Особенно велика была трудоемкость изготовления механизма питания и ствольной коробки.

• При нарушении нормальной работы механизмов и устранении задержек во время стрельбы доступ к механизмам был крайне затруднен. В отдельных случаях для устранения задержек требовалась частичная или даже полная разборка автомата.

Серийное производство 12,7-мм пулеметов ШВАК было начато в 1935 г. на заводе ИНЗ-2. В том году завод изготовил 6 наземных 12,7-мм пулеметов ШВАК на универсальном станке (при плане 40 шт.) и 86 авиационных 12,7-мм пулеметов ШВАК (при плане 410 шт.).

В 1935-1936 гг. на базе 12,7-мм пулемета ШВАК была создана 20-мм пушка ШВАК и в 1936 г. запущена в серийное производство. Через несколько месяцев после этого 12,7-мм пулемет ШВАК был снят с производства.

Питание 12,7-мм пулемета ШВАК производилось патронами от армейских пулеметов ДК и ДШК.  Вес 12,7-мм патрона составлял 123-137 г, вес заряда около 17 г, длина патрона 147 мм, длина пули 64,6 мм, длина гильзы 108 мм. Начальная скорость пули 810- 830 м/с. Объем каморы заряжания 20,4 см3, максимальное давление пороховых газов 3200 кг/см2 (т. е. предельное для артиллерийских систем до 1945 года). Пули Б-32 по нормали пробивали броню толщиной 20 мм на дальности до 350 м, а БЗТ - на дальности до 300 м. Дальность горения трассера пули БЗТ -до 1500 м.