Синхронизирующий механизм (также известный как синхронизатор пушки или прерыватель ) представлял собой устройство, позволяющее одномоторному самолету с тягачом стрелять из своего направленного вперед вооружения по дуге вращающегося винта без попадания пуль в лопасти. Это позволяло наводить на цель самолет, а не пушку.
Было много практических проблем, в основном возникавших из-за изначально неточной природы стрельбы из автоматической пушки , большой (и переменной) скорости лопастей вращающегося винта и очень высокой скорости, на которой любой механизм, синхронизирующий эти два механизма, должен был работать. действовать. На практике все известные механизмы работали по принципу активного срабатывания каждого выстрела, подобно полуавтоматическому оружию .
Проектирование и эксперименты с синхронизацией орудий проводились во Франции и Германии в 1913–1914 годах, следуя идеям Августа Эйлера , который, по-видимому, первым предложил установить неподвижное вооружение, стреляющее по направлению полета (в 1910 году). Однако первым практичным, хотя и далеко не надежным, оборудованием, поступившим на вооружение, было оборудование, установленное на истребителях Fokker Eindecker , которые поступили на вооружение эскадрилий ВВС Германии в середине 1915 года. Успех Eindecker привел к появлению многочисленных устройств синхронизации орудий, кульминацией которых стал достаточно надежный гидравлический привод British Constantinesco 1917 года. К концу Первой мировой войны немецкие инженеры были на пути к совершенствованию механизма, использующего электрический, а не механический привод. механическая или гидравлическая связь между двигателем и пистолетом, при этом пистолет приводится в действие соленоидом, а не механическим «спусковым двигателем».
С 1918 года до середины 1930-х годов стандартным вооружением истребителя оставались два синхронных пулемета винтовочного калибра , стрелявшие вперед через дугу винта. Однако в конце 1930-х годов основная роль истребителя все чаще рассматривалась как уничтожение крупных цельнометаллических бомбардировщиков , для которых это вооружение было недостаточно легким. Поскольку пытаться разместить более одной-двух дополнительных пушек в ограниченном пространстве в передней части фюзеляжа одномоторного самолета было непрактично , это приводило к увеличению доли вооружения, монтируемого в крыльях, ведущего стрельбу за пределами дуги. пропеллера. Однако окончательное дублирование синхронизирующих механизмов наступило только после введения реактивного движения и отсутствия гребного винта для синхронизируемых орудий.
Механизм, позволяющий автоматическому оружию стрелять между лопастями вращающегося винта, обычно называется прерывателем или синхронизатором. Оба эти термина в той или иной степени вводят в заблуждение, по крайней мере, поскольку они объясняют, что происходит, когда механизм работает. [1]
Термин «прерыватель» подразумевает, что механизм приостанавливает или «прерывает» огонь орудия в том месте, где одна из лопастей винта проходит перед его дульным срезом. Трудность состоит в том, что даже относительно медленно вращающиеся винты самолетов Первой мировой войны обычно поворачивались дважды или даже трижды на каждый выстрел, который мог произвести современный пулемет. Таким образом, двухлопастной винт будет загораживать орудие шесть раз за каждый цикл стрельбы, а четырехлопастный — двенадцать раз. Другими словами, «прерванное» орудие «блокировалось» более сорока раз в секунду [2] , в то время как оно стреляло со скоростью около семи выстрелов в секунду. Неудивительно, что конструкторы так называемых прерывающих механизмов сочли это слишком проблематичным, чтобы его можно было предпринимать всерьез, поскольку промежутки между «прерываниями» были бы слишком короткими, чтобы оружие вообще могло стрелять. [3]
И все же, "синхронизация", в обычном понимании этого слова, между скорострельностью пулемета ( стрельбой как таковой, в полностью автоматическом порядке ) и оборотами в минуту вращающегося авиационного винта - тоже концептуальная невозможность. . [4] Пулемет обычно производит постоянное количество выстрелов в минуту, и хотя это число можно увеличить, например, за счет усиления и увеличения натяжения возвратной пружины или перенаправления газов, образующихся при каждом выстреле, его нельзя изменить. по желанию, пока пистолет работает. С другой стороны, пропеллер самолета, особенно до появления пропеллера с постоянной скоростью , вращался с совершенно разной скоростью вращения в минуту, в зависимости от положения дроссельной заслонки и от того, набирал ли самолет высоту, летал горизонтально или пикировал. . Даже если бы было возможно выбрать определенную точку на тахометре авиационного двигателя, в которой циклическая скорость пулемета позволяла бы ему стрелять через дугу пропеллера, это было бы очень ограничивающим фактором. [5]
Было отмечено, что любой механизм, который обеспечивает стрельбу между вращающимися лопастями винта, не ударяя по ним, можно описать как «прерывающий» огонь из пушки (в той степени, в которой он фактически больше не работает как автоматическое оружие). вообще), а также как «синхронизировать» или «рассчитывать» его срабатывание так, чтобы оно совпадало с оборотами винта. [6]
Типичная синхронизирующая передача состояла из трех основных компонентов.
Во-первых, требовался метод определения положения винта в данный момент. Обычно кулачок , приводимый либо непосредственно от самого карданного вала, либо от какой-либо части трансмиссии, вращающейся с той же скоростью, что и гребной винт, генерировал серию импульсов с той же скоростью, что и обороты гребного винта. [7] Были и исключения. В некоторых передачах кулачок помещался внутри самого спускового механизма пушки, и импульсы выстрела иногда происходили через каждые два или три оборота винта или, особенно в случае гидравлических или электрических передач, со скоростью два или более оборотов гребного винта. за каждую революцию. Диаграммы в этом разделе для простоты предполагают один импульс на один оборот, так что каждый синхронизированный виток «нацелен» на одну точку на диске винта.
Время каждого импульса необходимо было отрегулировать так, чтобы оно совпадало с «безопасным» периодом, когда лопасти воздушного винта были далеко от дороги, и эту регулировку нужно было проверять через определенные промежутки времени, особенно если гребной винт менялся или переустанавливался. а также после капитального ремонта двигателя. Неисправности в этой регулировке (например, проскальзывание кулачкового колеса на один или два миллиметра или изгиб толкателя) [Примечание 1] вполне могут привести к тому, что каждая выпущенная пуля попадет в гребной винт, что является худшим результатом, чем если бы ружье стреляло через гребной винт с никакого контроля вообще. Другой основной тип отказа приводил к меньшему количеству импульсов зажигания или их отсутствию, обычно из-за заклинивания или поломки (или разрушения) генератора или рычажных механизмов. Это было распространенной причиной «заклинивания» синхронизированного оружия.
Скорость пропеллера и, следовательно, расстояние, которое он прошел между выстрелом из пушки и попаданием пули в диск пропеллера, менялись по мере изменения скорости оборотов двигателя. Там, где начальная скорость была очень высокой, а орудия были расположены далеко вперед, так что пули долетали до диска винта на очень коротком расстоянии, эту разницу можно было в значительной степени игнорировать. Но в случае оружия с относительно низкой начальной скоростью или любого орудия, расположенного далеко от винта, вопрос мог стать критическим, [8] и в некоторых случаях пилоту приходилось сверяться со своим тахометром, следя за тем, чтобы обороты его двигателя находились в пределах «безопасное» расстояние перед выстрелом, иначе он рискует быстро разрушить свой пропеллер. [Заметка 2]
Второе требование заключалось в том, чтобы оружие могло надежно стрелять (или «прерывать» огонь) именно тогда, когда механизм «приказывал» ему это сделать. Не все автоматическое оружие одинаково поддавалось синхронизации. В идеале синхронный пулемет, готовый к стрельбе, должен был иметь патрон в затворе, затвор был закрыт, а затвор взведен (так называемое положение « закрытого затвора »). [9] Трудность заключалась в том, что несколько широко используемых автоматических оружий (в частности, пистолет Льюиса и итальянский Ревелли) срабатывали с открытого затвора , поэтому между срабатыванием пистолета и его выстрелом обычно проходило различное время. [10] Это означало, что их нельзя было синхронизировать без значительных модификаций. [11]
На практике выяснилось, что стрельбу из орудия необходимо вести в полуавтоматическом режиме. [12] Когда пропеллер вращался, серия «выстреловых импульсов» передавалась орудию, фактически «нажимая на спусковой крючок», чтобы произвести одиночный выстрел. Большая часть этих импульсов попадет в ружье в ходе цикла стрельбы, то есть когда оно «занято» выбросом стреляного снаряда или заряжанием нового, и будет «потрачено впустую»; но в конце концов цикл стрельбы был завершен, и орудие было готово к стрельбе. Затем ему пришлось «дождаться» следующего импульса от механизма, и, получив его, он выстрелил. Эта задержка между готовностью к стрельбе и фактической стрельбой - вот что замедлило скорость стрельбы по сравнению с пулеметом со свободной стрельбой, который стреляет в тот момент, когда он готов к этому; но при условии, что механизм работал правильно, орудие могло довольно быстро стрелять между вращающимися лопастями винта, не задев их. [7]
Некоторые другие пулеметы, такие как австрийский «Шварцлозе » и американский «Марлин », оказались далеко не идеально приспособленными к синхронизации, хотя в конечном итоге была достигнута предсказуемая «одиночная» стрельба, обычно путем модификации спускового механизма для имитации стрельбы «с закрытым затвором». Большинство оружия, которое было успешно синхронизировано (по крайней мере, в период Первой мировой войны), было (например, немецкие ружья Парабеллум и Шпандау и британское Виккерс ) на основе оригинального ружья Максима 1884 года, оружия с закрытым затвором, приводившегося в действие отдачей ствола. [13] Прежде чем эти различия были полностью поняты, много времени было потрачено на попытки синхронизировать неподходящее оружие. [14]
Даже оружие с закрытым затвором нуждалось в надежных боеприпасах. [15] Если капсюль в патроне неисправен до такой степени, что задерживает выстрел пистолета на крошечную долю секунды (довольно распространенный случай на практике с серийными боеприпасами), то это не имеет большого значения в случае орудие, используемое пехотой на земле, но в случае с синхронизированным «авиационным» орудием такая задержка может привести к несанкционированному выстрелу, достаточно «несвоевременному», чтобы он мог попасть в пропеллер. [16] Очень похожая проблема могла возникнуть, когда масса специального снаряда (например, зажигательного или взрывчатого) отличалась настолько, что приводила к существенной разнице в начальной скорости. [17] Это усугублялось дополнительным риском для целостности винта из-за характера снаряда.
«Спусковой двигатель» теоретически может иметь две формы. Самый ранний патент (Шнайдер, 1913 г.) предполагал, что синхронизирующий механизм будет периодически препятствовать стрельбе из пистолета , действуя таким образом как настоящий или буквальный «прерыватель». На практике все «реальные» синхронизаторы, о которых у нас есть надежные технические данные, стреляли напрямую из ружья : действовали так, как если бы это было полуавтоматическое оружие, а не полностью автоматическое.
Третье требование — синхронизация связи между «машинами» (двигателем и пушкой). Во многих ранних передачах использовалась сложная и по своей сути хрупкая коленчатая рукоятка и тяга толкателя, которые могли легко заклинить или выйти из строя, особенно когда требовалось работать на более высоких скоростях, чем было рассчитано. Существовало несколько альтернативных методов, включая качающийся стержень, гибкий привод, столб гидравлической жидкости, кабель или электрическое соединение.
Как правило, механические системы уступали гидравлическим или электрическим, но ни одна из них никогда не была полностью надежной, а синхронизирующие механизмы в лучшем случае всегда оставались подверженными случайным отказам. Ас Люфтваффе Адольф Галланд в своих мемуарах военного периода «Первый и последний» описывает серьезный инцидент с неправильной синхронизацией в 1941 году. [ 18]
Пилот обычно держал цель в поле зрения лишь на мгновение, поэтому концентрация пуль была жизненно важна для достижения «уничтожения». [13] Даже хлипкие самолеты Первой мировой войны часто требовали удивительно большого количества попаданий, чтобы сбить, а позже более крупные самолеты стали еще более трудной задачей. Было два очевидных решения — установить более эффективное орудие с более высокой скорострельностью или увеличить количество переносимых орудий . [Примечание 3] Обе эти меры затронули вопрос синхронизации.
Ранние синхронные орудия периода 1915–1917 годов имели скорострельность около 400 выстрелов в минуту. При такой относительно медленной скорострельности синхронизатор можно настроить на подачу одного выстрелового импульса каждые два или три оборота винта, что сделает его более надежным без чрезмерного замедления темпа стрельбы. Для управления более быстрой пушкой, например, с циклической скорострельностью 800 или 1000 выстрелов в минуту, необходимо было подавать хотя бы один импульс (а то и два) на каждый оборот винта, что делало его более склонным к выходу из строя. Сложный механизм механической рычажной системы, особенно типа «толкатель», мог легко рассыпаться на куски при движении с такой скоростью.
Последняя версия Fokker Eindecker, Fokker E.IV , оснащалась двумя пулеметами lMG 08 «Spandau» ; [19] это вооружение стало стандартным для всех немецких разведчиков типа D, начиная с Albatros DI . [Примечание 4] С момента появления Sopwith Camel и SPAD S.XIII в середине 1917 года и до конца синхронизации орудий в 1950-х годах спаренная артиллерийская установка была международной нормой. Одновременный огонь из двух орудий явно не был бы удовлетворительным решением. Оба орудия должны были стрелять в одну и ту же точку на диске винта , а это означает, что одно должно было выстрелить на небольшую долю секунды позже, чем другое. Вот почему ранние механизмы, предназначенные для одного пулемета, необходимо было модифицировать, чтобы удовлетворительно управлять двумя орудиями. На практике хотя бы часть механизма приходилось дублировать, даже если два оружия не синхронизировались отдельно.
.jpg/1280px-Euler_Gun_Patent_(1910).jpg)
С самого начала практических полетов рассматривались возможные варианты использования самолетов в военных целях, хотя не все авторы пришли к положительным выводам по этому поводу. К 1913 году военные учения в Великобритании, Германии и Франции подтвердили вероятную полезность самолетов для разведки и наблюдения, и некоторые дальновидные офицеры восприняли это как подразумевающее необходимость сдерживать или уничтожать разведывательные машины противника. Таким образом, воздушный бой ни в коем случае не был неожиданным, и пулемет с самого начала рассматривался как наиболее вероятное оружие, которое будет использовано. [20]
Вероятно, преимущество будет иметь самолет, способный стрелять по машинам противника. Наиболее подходящее оружие — легкий пулемет воздушного охлаждения.
- из доклада майора Зигерта, немецкий генеральный штаб, 1 января 1914 г. [21]
Что не было общепринятым, так это превосходство, по крайней мере для атакующего самолета, стационарных орудий, стреляющих вперед, наведенных путем наведения самолета на цель, а не гибкого оружия, наводимого наводчиком, а не пилотом.
Идея связать ударно-спусковой механизм с вращением винта – это притворство. Возражение такое же, как и против любой позиции орудия, зафиксированной вдоль продольной оси самолета: пилот вынужден лететь прямо на противника, чтобы вести огонь. В определенных обстоятельствах это крайне нежелательно.
- из того же доклада майора Зигерта [22]
Еще в 1916 году пилотам истребителей -толкачей DH.2 было трудно убедить своих старших офицеров в том, что направленное вперед вооружение их самолетов было более эффективным, если оно было фиксированным для стрельбы вперед, а не гибким. [23] С другой стороны, Август Эйлер запатентовал идею стационарного орудия еще в 1910 году – задолго до того, как самолеты-тягачи стали нормой, иллюстрируя свой патент схемой толкача, вооруженного пулеметом . [22]
Независимо от того, был ли он вдохновлен оригинальным патентом Эйлера или нет, первым изобретателем, запатентовавшим метод стрельбы вперед через тягач, был швейцарский инженер Франц Шнайдер , ранее работавший в Ньюпоре , но к тому времени работавший в компании LVG в Германии. [6]
Патент был опубликован в немецком авиационном журнале Flugsport в 1914 году, а это означает, что концепция стала достоянием общественности на ранней стадии. [24] Связь между гребным винтом и орудием осуществляется с помощью вращающегося приводного вала, а не возвратно-поступательного стержня. Импульсы, необходимые для срабатывания спускового крючка или, в данном случае, для предотвращения срабатывания спускового крючка, создаются кулачковым колесом с двумя кулачками, расположенными под углом 180 ° друг от друга, расположенным на самом орудии, поскольку стрельба должна прерываться обеими лопастями винта. Не было предпринято (насколько известно) никаких попыток создать или протестировать реальный рабочий механизм на основе этого патента, который в то время практически не вызывал официального интереса. [6] Точная форма синхронизирующего механизма, установленного на LVG EI Шнайдера 1915 года, и его связь с этим патентом неизвестны, поскольку чертежи не сохранились. [25]
В отличие от патентной конструкции Шнайдера, устройство Солнье было фактически создано и может считаться первым практическим синхронизирующим механизмом, прошедшим испытания. [26] Впервые кулачок, производящий возвратно-поступательное движение, передающий импульсы стрельбы на пистолет, расположен у двигателя (в данном случае приводимый в движение тем же шпинделем, который приводил в действие масляный насос и тахометр), а импульсы сами по себе передаются посредством возвратно-поступательного стержня, а не вращающегося вала Шнайдера. Идея буквального «прерывания» стрельбы из пистолета уступает место (вероятно, в результате опыта) принципу нажатия на спусковой крючок для каждого последующего выстрела, подобно действию полуавтоматического оружия. [27]
Было отмечено, что это была практичная конструкция, которая должна была сработать, но этого не произошло. [14] Помимо возможных несоответствий в поставляемых боеприпасах, реальная проблема заключалась в том, что орудие, использованное для испытаний механизма, 8-мм (0,323 дюйма) газовый пулемет Гочкиса , заимствованный у французской армии, было принципиально непригодно для « полуавтоматическая» стрельба. После первоначальных неудачных испытаний пистолет пришлось вернуть, и эксперименты прекратились. [26]
Когда пилоты Британского королевского летного корпуса и Королевской военно-морской воздушной службы прибыли во Францию в 1914 году, они были оснащены самолетами-толкачами, слишком слабыми для перевозки пулеметов и все еще имеющими шанс догнать врага, а также самолетами-тягачами, которые было трудно вооружить. эффективно, потому что мешал пропеллер. Среди других попыток обойти это, таких как стрельба под углом мимо дуги винта и даже обреченные на неудачу попытки синхронизировать пистолет Льюиса, который был в то время «стандартным» британским авиационным оружием [ 28] — был целесообразно стрелять прямо через дугу винта и «надеться на лучшее». [29] При нормальном ходе большая часть пуль прошла бы мимо винта, не задев лопасти, [Примечание 5] , и каждая лопасть обычно выдерживала несколько попаданий, прежде чем возникала большая опасность ее выхода из строя, особенно если она была связана лентой, чтобы предотвратить раскалывание (см. схему ниже и иллюстрацию слева). [4]
После того, как его первые эксперименты по синхронизации потерпели неудачу, Солнье применил метод, меньше доверяя статистике и удаче, разработав бронированные лопасти винта, устойчивые к повреждениям.
К марту 1915 года, когда французский пилот Ролан Гаррос обратился к Солнье с просьбой установить это устройство на его Morane-Saulnier Type L , оно приняло форму стальных клиньев, которые отклоняли пули, которые в противном случае могли бы повредить пропеллер или опасно срикошетить. . [30] Самому Гарросу и Жюлю Хюэ (его личному механику) иногда приписывают испытания и совершенствование «дефлекторов». [31] Эта грубая система в некотором роде работала, хотя клинья снижали эффективность гребного винта, а значительная сила удара пуль по дефлекторным лопастям, должно быть, оказывала нежелательную нагрузку на коленчатый вал двигателя. [6]
1 апреля 1915 года Гаррос сбил свой первый немецкий самолет, в результате чего погибли оба экипажа. 18 апреля 1915 года, после еще двух побед, Гаррос был сбит (огнем с земли) в тылу немцев. Хотя ему удалось сжечь свой самолет, Гаррос был схвачен, а его специальный винт оказался достаточно неповрежденным, чтобы его отправили на оценку Inspektion der Fliegertruppen ( Idflieg ) в Дёберице под Берлином . [24]
Осмотр пропеллера машины Гарроса побудил Идфлиг попытаться скопировать его. Первоначальные испытания показали, что клинья дефлектора не будут достаточно прочными, чтобы справиться со стандартными немецкими боеприпасами в стальной оболочке, и в Дёбериц были приглашены представители Fokker и Pfalz, двух компаний, уже производящих копии Morane (хотя, как ни странно, это не концерн Schneider LVG). проверить механизм и предложить способы дублирования его действия. [32]
Энтони Фоккер смог убедить Идфлига предоставить в аренду пулемет «Парабеллум» и боеприпасы к нему, чтобы можно было протестировать его устройство и немедленно перевезти эти предметы на предприятие Fokker Flugzeugwerke GmbH в Шверине (хотя, вероятно, не в его железнодорожном купе или «под мышкой», как он утверждал после войны). [33]
История его концепции, разработки и установки устройства синхронизации Фоккера за 48 часов (впервые встречается в официальной биографии Фоккера, написанной в 1929 году) сейчас не считается достоверной. [34] Другое возможное объяснение состоит в том, что «Моран» Гарроса, частично уничтоженный пожаром, имел достаточно следов оригинального синхронизирующего механизма, чтобы Фоккер мог догадаться, как он работает. [35] По разным причинам это также кажется маловероятным, [Примечание 6], и нынешний исторический консенсус указывает на то, что устройство синхронизации находилось в разработке командой Фоккера (включая инженера Генриха Люббе ) до захвата машины Гарроса. [27]
Каким бы ни был исходный источник, первоначальная версия синхронизирующего механизма Фоккера (см. иллюстрацию) очень точно следовала не патенту Шнайдера, как утверждают Шнайдер и другие, [Примечание 7] , а патенту Солнье . Как и патент Солнье, механизм Фоккера был разработан для активной стрельбы из орудия, а не для его прерывания, и, как и более поздний механизм Виккерс-Челленджер, разработанный для RFC, он последовал за Солнье, взяв основной механический привод от масляного насоса роторного двигателя. . «Передача» между двигателем и пушкой представляла собой версию возвратно-поступательного толкателя Солнье. [36] Основное отличие заключалось в том, что вместо того, чтобы толкатель проходил непосредственно от двигателя к самой пушке, что потребовало бы туннеля через брандмауэр и топливный бак (как показано на патентных рисунках Солнье), он приводился в движение с помощью вал, соединяющий масляный насос с небольшим кулачком в верхней части фюзеляжа. В конечном итоге это оказалось неудовлетворительным, поскольку шпиндель механического привода масляного насоса был недостаточно прочным, чтобы выдержать дополнительную нагрузку. [36]
Прежде чем недостатки первой формы механизма стали очевидны, команда Фоккера адаптировала новую систему к новому пулемету Parabellum MG14 и установила ее на Fokker M.5K , тип, который в то время служил в небольшом количестве. с Fliegertruppen как A.III. Этот самолет с серийным номером A.16/15 компании IdFlieg стал прямым предшественником пяти построенных предсерийных прототипов M.5K/MG и фактически прототипом Fokker EI – первого серийного одноместного истребителя, вооруженного синхронный пулемет. [37]
Этот прототип был лично продемонстрирован IdFlieg компанией Fokker 19–20 мая 1915 года на полигоне Дёбериц под Берлином. Лейтнант Отто Паршау совершил испытательный полет на этом самолете 30 мая 1915 года. Вскоре после этого пять серийных прототипов (заводское обозначение M.5K/MG и серийные номера E.1/15 – E.5/15 [37] ) проходили военные испытания. Все они были вооружены пушкой «Парабеллум», синхронизированной с первой версией механизма «Фоккер». Срок службы этого прототипа механизма был настолько коротким, что потребовалась его модернизация, в результате чего была создана вторая, более знакомая производственная форма механизма.
Шестерня, использовавшаяся в серийных истребителях Eindecker , заменила механическую систему масляного насоса на основе карданного вала большим кулачковым колесом, почти легким маховиком, приводившимся непосредственно от картера вращающегося роторного двигателя . Теперь толкатель совершал возвратно-поступательное движение непосредственно от «толкателя» на этом кулачковом колесе. В то же время был изменен и используемый пулемет - пулемет lMG 08 , так называемый «Шпандау», заменивший используемый «Парабеллум» с прототипом. В то время «Парабеллумов» все еще было в очень дефиците, и все доступные образцы требовались в качестве орудий для наблюдателей, причем более легкое и удобное оружие намного превосходило эту роль.
Сейчас считается, что первая победа с использованием истребителя, оборудованного синхронной пушкой, произошла 1 июля 1915 года, когда лейтенант Курт Винтгенс из Feldflieger Abteilung 6b на самолете Fokker M.5K/MG "E.5/15", оснащенном парабеллумом, заставил по французской трассе Моран-Сольнье типа L к востоку от Люневиля . [38]
Эксклюзивное обладание исправным синхронизатором пушки позволило Германии добиться превосходства в воздухе на Западном фронте, известного как «Fokker Scourge» . Немецкое высшее командование защищало систему синхронизаторов, инструктируя пилотов не рисковать летать над территорией противника в случае, если они будут сбиты и секрет раскрыт, но основные принципы, задействованные в этом, были уже общеизвестны, [39] [Примечание 8] и В середине 1916 года несколько синхронизаторов союзников уже были в наличии в большом количестве.
К этому времени установка Fokker Stangensteuerung , которая достаточно хорошо работала для синхронизации одной пушки, стрелявшей со скромной циклической скоростью через двухлопастной винт, приводимый в движение роторным двигателем, уже устарела.
Шестерни Stangensteuerung для «стационарных», т. е . рядных двигателей, работали от небольшого кулачка сразу за гребным винтом (см. рисунок). Это привело к основной дилемме: короткий и довольно прочный толкатель означал, что пулемет нужно было устанавливать далеко вперед, в результате чего казенная часть орудия была вне досягаемости пилота для устранения застреваний. Если пушка была установлена в идеальном положении, в пределах досягаемости пилота, требовался гораздо более длинный толкатель, который имел тенденцию гнуться и ломаться.
Другая проблема заключалась в том, что Stangensteuerung никогда не работал хорошо с более чем одним орудием. Две (или даже три) пушки , установленные рядом и стреляющие одновременно , произвели бы широкий разброс огня, который невозможно было бы сопоставить с «безопасной зоной» между вращающимися лопастями винта. Первоначальным ответом Фоккера на это была установка дополнительных «толкателей» на большое кулачковое колесо Stangensteuerung , чтобы (теоретически) производить «волнистый» залп, необходимый для обеспечения того, чтобы орудия были нацелены в одну и ту же точку на диске винта. Это оказалось катастрофически нестабильным в случае трех орудий и было далеко не удовлетворительным даже для двух. [19] По этой причине большинство первых истребителей-бипланов «Фоккер» и «Хальберштадт» были ограничены одной пушкой. [Примечание 9]
Фактически, создателям новых двухорудийных стационарных истребителей «Альбатрос» в конце 1916 года пришлось ввести собственную синхронизирующую установку, известную как Hedtke gear или Hedtkesteuerung , и было очевидно, что Fokker придется что-то придумать. радикально новый. [36]
Он был разработан в конце 1916 года и представлял собой новый синхронизатор без каких-либо стержней. Кулачок, создававший импульсы стрельбы, был перенесен с двигателя на пушку; фактически спусковой механизм теперь генерировал собственные импульсы стрельбы. Связь между гребным винтом и пушкой теперь представляла собой гибкий приводной вал, непосредственно соединявший конец распределительного вала двигателя с спусковым двигателем пушки. [40] Кнопка стрельбы пистолета просто включала муфту двигателя, которая приводила в движение гибкий привод (и, следовательно, спусковой двигатель). В некотором смысле это приблизило новый механизм к оригинальному патенту Шнайдера (см.).
Основным преимуществом было то, что регулировка (установка места попадания каждой пули на диске винта) теперь осуществлялась в самом орудии. Это означало, что каждое орудие настраивалось отдельно, что было важной особенностью, поскольку спаренные синхронизированные орудия были настроены не на стрельбу строго в унисон, а на то, чтобы они были направлены в одну и ту же точку на диске винта. Каждое орудие могло стрелять независимо, поскольку имело собственный гибкий привод, связанный с распределительным валом двигателя распределительной коробкой и имевший собственное сцепление. Предусмотрение совершенно отдельного набора компонентов для каждого орудия также означало, что отказ трансмиссии одного орудия не затрагивал другого.
Это оборудование было доступно в больших количествах к середине 1917 года, как раз к моменту установки на триплан Fokker Dr.I и все более поздние немецкие истребители. Фактически он стал стандартным синхронизатором для Luftstreitkräfte до конца войны, [41] хотя эксперименты по поиску еще более надежного механизма продолжались. [36]
В июне 1915 года двухместный моноплан, спроектированный Шнейдером для компании LVG, был отправлен на фронт для испытаний. Его наблюдатель был вооружен новым орудийным кольцом Шнайдера, ставшим стандартным для всех немецких двухместных самолетов: пилот, по-видимому, был вооружен стационарным синхронизированным пулеметом. [26] Самолет разбился по пути вперед, и больше ничего не было слышно ни о нем, ни о его синхронизаторе, хотя он, предположительно, был основан на собственном патенте Шнайдера. [25]
Новые истребители «Альбатрос» конца 1916 года были оснащены спаренными пушками, синхронизированными с механизмом «Альбатрос-Хедтке Штойерунг» , разработанным фирмой «Альбатрос Веркмайстер Хедтке». [42] Система была специально предназначена для преодоления проблем, возникших при применении зубчатой передачи Fokker Stangensteuerung к рядным двигателям и сдвоенным артиллерийским установкам, и представляла собой разновидность жесткой системы толкателей, приводимой в движение от задней части коленчатого вала. двигателя Mercedes D.III .
В Albatros DV использовалось новое снаряжение, разработанное Веркмайстером Земмлером: ( Albatros-Semmler Steuerung ). По сути, это была улучшенная версия снаряжения Hedtke. [42]
Официальный приказ, подписанный 24 июля 1917 года, стандартизировал превосходную систему Fokker Zentralsteuerung для всех немецких самолетов, предположительно включая «Альбатросы». [41] [43]
После Первой мировой войны немецкие истребители были оснащены электрическими синхронизаторами. В такой передаче контакт или набор контактов либо на самом карданном валу, либо на какой-либо другой части трансмиссии, вращающейся с одинаковым количеством оборотов в минуту, генерирует серию электрических импульсов, которые передаются на соленоид. спусковой двигатель с приводом от пистолета. [16] Эксперименты с ними проводились еще до конца войны, и, судя по всему, в них снова участвовала компания LVG: в отчете британской разведки от 25 июня 1918 года упоминается двухместный автомобиль LVG, оснащенный таким оборудованием, который был сбит в Британские линии. [36] Известно, что компания LVG построила 40 двухместных автомобилей C.IV, оснащенных системой электрической синхронизации Siemens.
Кроме того, компания «Авиатик» получила указание установить на самолеты DFW C.V (Av) 50 собственных систем электрической синхронизации.
Стандартным пулеметом австро-венгерских вооруженных сил в 1914 году был пулемет Schwarzlose MG M.07/12, работавший по системе «замедленного затвора» и не приспособленный для синхронизации . [44] В отличие от французов и итальянцев, которые в конечном итоге смогли приобрести запасы орудий «Виккерс», австрийцы не смогли получить достаточное количество «Спандау» от своих немецких союзников и были вынуждены использовать «Шварцлозе» в тех целях, для которых это было необходимо. не особо подходит. Хотя проблема синхронизации Шварцлозе в конечном итоге была частично решена, шестерни стали доступны только в конце 1916 года. Даже тогда на высоких оборотах двигателя австрийские синхронизаторы имели тенденцию вести себя очень хаотично. Австрийские истребители были оснащены большими тахометрами , чтобы пилот мог проверить, находятся ли его «обороты» в необходимом диапазоне, прежде чем стрелять из орудий, а лопасти пропеллера были оснащены электрической системой предупреждения, которая предупреждала пилота, если его пропеллер был поврежден. [45] Механизмов всегда не хватало из-за хронической нехватки прецизионных инструментов; так что серийные истребители, даже превосходные австрийские версии Albatros D.III , часто приходилось отправлять на фронт в безоружном состоянии, чтобы оружейники эскадрильи могли оснастить такие орудия и снаряжение, которые можно было найти, спасти или изготовить из подручных средств. [46]
Вместо того, чтобы стандартизировать единую систему, разные австрийские производители начали производить свои собственные механизмы. Исследование Гарри Вудмана (1989) выделило следующие типы:
Привод осуществлялся от рабочих тяг распределительного вала двигателя Austro-Daimler через червячную передачу. Ранний пистолет Шварцлозе с этим механизмом имел синхронизированную скорострельность 360 выстрелов в минуту - позже она была увеличена до 380 выстрелов в модели MG16. [47]
Привод осуществлялся от качалки выпускного клапана, рычага, закрепленного на корпусе клапана, передающего импульсы на пистолет через тягу. Разработанный лейтенантом Отто Бернациком, он был приспособлен для подачи импульса стрельбы при каждом втором обороте винта и производил от 380 до 400 выстрелов на ствол. [48] Как и в случае с другими механизмами, синхронизирующими пушку Шварцлозе, стрельба стала беспорядочной на высоких оборотах двигателя. [47]
За исключением органа управления, который включал толкатель кулачка и производил выстрел из пистолета одним движением, этот механизм был во многом основан на оригинальном механизме Fokker Stangensteuerung . [47] Он был разработан оберлейтенантом Гвидо Призелем и стал стандартным для истребителей Oeffag Albatros в 1918 году. [48]
Эту экипировку разработал оберлейтенант Эдуард Запарка. [48] Привод осуществлялся от задней части распределительного вала двигателя Hiero через трансмиссионный вал с карданными шарнирами. Скорострельность более поздней пушки Шварцлозе достигала 500 выстрелов в минуту. Пулемет пришлось разместить далеко вперед, где он был недоступен для пилота, чтобы не было возможности устранить заторы в полете. [47]
Основан на принципе механизма Fokker Zentralsteuerung с гибкими приводами, связанными с распределительным валом, а импульсы зажигания генерируются спусковым двигателем каждого пистолета. Созданный для более надежной работы со сложной пушкой Шварцлозе, ее скорострельность была ограничена 360–380 выстрелами в минуту. [49]
Синхронизация британских орудий началась быстро, но довольно шатко. Ранние механические синхронизирующие механизмы оказались неэффективными и ненадежными, а полная стандартизация вполне удовлетворительных гидравлических синхронизирующих механизмов была осуществлена только в ноябре 1917 года. Крыльевая пушка Льюиса на установке Фостера оставалась оружием Ньюпора на британской службе и первоначально рассматривалась как основное оружие SE5 . [50] Примечательно, что ранние проблемы с оборудованием CC считались одним из менее насущных вопросов для 56-й эскадрильи в марте 1917 года, которая была занята приведением своих новых истребителей SE5 в боевую готовность перед отправкой во Францию, поскольку у них был Льюис на верхнем крыле. чтобы отступить! [51] Боллу на время вообще пришлось снять пистолет «Виккерс», чтобы снизить вес. [52]
Первый британский синхронизатор был построен производителем пулемета, для которого он был разработан: он был запущен в производство в декабре 1915 года. Конструктор Джордж Челленджер в то время работал инженером в компании Vickers. В принципе он очень напоминал первую форму механизма «Фоккера», хотя это было не потому, что это была копия (как иногда сообщают); только в апреле 1916 года трофейный «Фоккер» стал доступен для технического анализа. Дело в том, что обе передачи были основаны на патенте Солнье. Первая версия приводилась в движение редуктором, прикрепленным к шпинделю роторного масляного насоса двигателя, как в конструкции Солнье, а небольшой кулачок, генерирующий импульсы, был установлен снаружи на левом борту носовой части фюзеляжа, где он был легко доступен для регулировки. [53]
К сожалению, когда привод был установлен на таких типах, как Bristol Scout и Sopwith 1½ Strutter , у которых были роторные двигатели и пулемет, стреляющий вперед перед кабиной, длинный толкатель, соединяющий механизм с орудием, пришлось заменить. установлен под неудобным углом, под которым он мог скручиваться и деформироваться, а также расширяться и сжиматься из-за изменений температуры.
По этой причине на BE12 , RE8 и собственном FB 19 компании Vickers пулеметы, стреляющие вперед, были установлены на левом борту фюзеляжа, так что относительно короткая версия толкателя могла быть связана непосредственно с пушкой.
Это сработало достаточно хорошо, хотя «неудобное» положение орудия, препятствующее прямому прицеливанию, поначалу подвергалось резкой критике. Это оказалось меньшей проблемой, чем предполагалось поначалу, когда стало понятно, что целился именно в самолет, а не в само орудие. Последний тип самолета, оснащенный шасси Vickers-Challenger, RE8, сохранил левое расположение орудия даже после того, как с середины 1917 года большинство самолетов было модернизировано шасси CC.
Лейтенант Виктор Дибовский, офицер Императорского Российского флота , находясь в составе миссии в Англии для наблюдения и докладов о британских методах производства самолетов, предложил синхронизатор собственной разработки. Согласно российским источникам, эта передача уже была испытана в России с неоднозначными результатами [54] , хотя возможно, что более ранняя передача Дибовского на самом деле была системой дефлектора, а не настоящим синхронизатором. В любом случае прапорщик Ф.В. Скарфф работал вместе с Дибовски над разработкой и внедрением механизма, который работал по знакомому принципу кулачка и направляющей, при этом соединение с пистолетом осуществлялось с помощью обычного толкателя и довольно сложной серии рычагов. Он был предназначен для замедления скорости подачи импульсов стрельбы в орудие (и, следовательно, повышения надежности, но не скорострельности). Оборудование было заказано для RNAS и через несколько недель было запущено в производство оборудование Vickers-Challenger. Он был более адаптирован к роторным двигателям, чем Vickers-Challenger, но, за исключением ранних Sopwith 1½ Strutter, построенных по заказам RNAS в 1916 году, и, возможно, некоторых ранних Sopwith Pups , никаких реальных применений, похоже, не зарегистрировано. [55]
Механизм Росса был временным, изготовленным в полевых условиях механизмом, разработанным в 1916 году специально для замены неподходящих механизмов Виккерс-Челленджер в 1½ Strutters 70-й эскадрильи RFC . [Примечание 10] Официально он был разработан капитаном Россом из № 70, хотя предполагалось, что большую часть ответственности нес за собой летный сержант, работавший под командованием капитана Росса. Это снаряжение, по-видимому, использовалось только на 1½ Strutters, но эскадрилья № 45 использовала по крайней мере несколько экземпляров этого оборудования, а также № 70. Когда оно стало доступным, оно было заменено снаряжением Sopwith-Kauper. [56]
Норман Макмиллан , написавший через несколько лет после этого события, утверждал, что механизм Росса имел очень низкую скорострельность, но при этом оригинальный спусковой крючок оставался нетронутым, так что можно было «в очень узком углу» «стрелять из пистолета прямой наводкой». без снаряжения и получить нормальную скорострельность наземного орудия». Макмиллан утверждал, что винты, получившие до двадцати попаданий, тем не менее вернули свой самолет домой. [57] Некоторые аспекты этой информации трудно совместить с тем, как на самом деле работало синхронное оружие, и вполне возможно, что это результат трюков памяти Макмиллана. [56]
Еще одним синхронизатором «полевого изготовления» был ARSIAD: он был произведен отделом ремонта самолетов авиабазы № 1 в 1916 году. О нем, похоже, мало что известно; хотя он, возможно, был установлен на некоторые ранние модели RE8, для которых не удалось найти шестерни Vickers-Challenger. [56]
Airco и Armstrong Whitworth разработали собственные редукторы специально для своих самолетов. Стандартизация гидравлического редуктора CC (описанного ниже) произошла до того, как любой из них начал массово производиться. [58] В производство должно было пойти только оборудование Sopwiths (следующий раздел).
Первые механизмы механической синхронизации, установленные на ранних истребителях Sopwith, были настолько неудовлетворительными, что в середине 1916 года компания Sopwiths разработала улучшенную передачу, разработанную их мастером Гарри Каупером , другом и коллегой австралийца Гарри Хокера . [59] Эта передача была специально предназначена для устранения недостатков более ранних передач. Патенты, связанные с сильно модифицированными версиями Mk.II и Mk.III, были поданы в январе и июне 1917 года.
Механическая эффективность была улучшена за счет изменения направления действия толкателя. Импульс зажигания создавался в нижней точке кулачка, а не в его выступе, как в патенте Солнье. Таким образом, сила, действующая на стержень, оказывалась за счет растяжения, а не сжатия (или, говоря менее техническим языком, спусковой двигатель работал за счет «вытягивания», а не «толкания»), что позволило сделать стержень легче, сводя к минимуму его инерцию, так что он мог работать быстрее (по крайней мере, в ранних версиях механизма каждый оборот кулачка давал два импульса зажигания вместо одного). Единственный пусковой рычаг включал шестерню и производил выстрел одним действием, вместо того, чтобы шестерню приходилось «включать», а затем стрелять, как в случае с некоторыми более ранними шестернями.
2750 экземпляров коробки передач Sopwith-Kauper были установлены на служебные самолеты: она не только была стандартной передачей для Sopwith Pup и Triplane , но и устанавливалась на многие ранние модели Camel и заменяла более ранние передачи в 1½ Strutter и других типах Sopwith. Однако к ноябрю 1917 года, несмотря на несколько модификаций, стало очевидно, что даже передача Сопвита-Каупера страдает от присущих механическим передачам ограничений. В частности, верблюжьи эскадрильи сообщали, что гребные винты часто «простреливались», а шестерни имели тенденцию «убегать». Причиной снижения производительности и надежности стали износ, а также повышенная скорострельность орудия Виккерс и более высокие обороты двигателя. К этому времени проблемы с гидравлическим приводом CC были преодолены, и он стал стандартным для всех британских самолетов, включая Sopwith. [59]
Майор Колли, главный офицер-экспериментатор и советник по артиллерии в отделе изобретения боеприпасов военного министерства, заинтересовался теорией передачи волн Джорджа Константинеско и работал с ним, чтобы определить, как его изобретение можно применить на практике, и, наконец, пришел к идее разработка на его основе синхронизатора. Майор Колли использовал свои связи в Королевском летном корпусе и Королевской артиллерии (его собственный корпус), чтобы получить взаймы пулемет «Виккерс» и 1000 патронов.
Константинеско использовал свою работу с перфораторами для разработки синхронизирующего механизма, использующего свою систему передачи волн. [60] В мае 1916 года он подготовил первый чертеж и экспериментальную модель того, что стало известно как Механизм управления огнем Константинеско или «CC (Константинеско-Колли) Механизм». Первая предварительная заявка на патент на механизм была подана 14 июля 1916 г. (№ 512).
Поначалу дотошный Константинеско был недоволен странным, слегка отклоняющимся от нормы попаданием на его тестовый диск. Выяснилось, что тщательный осмотр боеприпасов устранил эту неисправность (общую, конечно, для всех подобных передач); при хорошем качестве патронов, характеристики снаряжения порадовали даже его создателя. [61] А. М. Лоу , который командовал секретными экспериментальными работами Королевского летного корпуса в Фелтэме, принимал участие в испытаниях. Система была усовершенствована Константинеско в сотрудничестве с типографом и инженером с Флит-стрит Уолтером Хэддоном на инженерном заводе Хэддона на Ханипот-лейн, Альпертон. [62] Первая работающая шестерня CC была испытана в воздухе на самолете BE2c в августе 1916 года. [63]
Новая передача имела ряд преимуществ по сравнению со всеми механическими передачами: была значительно улучшена скорострельность, гораздо более точная синхронизация и, прежде всего, ее можно было легко адаптировать к любому типу двигателя и планера, вместо того, чтобы нуждаться в специально разработанном генераторе импульсов для каждый тип двигателя и специальные тяги для каждого типа самолета. [64] В долгосрочной перспективе (при условии, что его правильно обслуживали и регулировали) он также оказался гораздо более долговечным и менее подверженным отказам. [65]
6 марта 1917 года во Францию прибыли самолеты DH.4 55-й эскадрильи с новым оборудованием, [64] вскоре за ними последовали истребители «Бристоль» 48-й эскадрильи и SE5 56-й эскадрильи . У ранних серийных моделей были некоторые проблемы в эксплуатации, поскольку наземная команда научилась обслуживать и регулировать новые механизмы, а пилоты - управлять ими. [65] Только в конце 1917 года стала доступна версия механизма, который мог работать со спаренными пушками, так что первые Sopwith Camel вместо этого пришлось оснащать механизмом Sopwith-Kauper.
С ноября 1917 года снаряжение наконец стало стандартным; с того времени до Gloster Gladiator 1937 года устанавливался на все новые британские самолеты с синхронизированными пушками .
В период с марта по декабрь 1917 года на машины Королевского летного корпуса и Королевской военно-морской воздушной службы было установлено более 6000 передач. Еще двадцать тысяч систем синхронизации орудий «Константинеско-Колли» были установлены на британские военные самолеты в период с января по октябрь 1918 года. когда 1 апреля 1918 года из двух предыдущих служб были сформированы Королевские военно-воздушные силы. Всего за двадцать лет было изготовлено 50 000 передач, это было стандартное оборудование.
Редуктор CC был не единственным предложенным гидравлическим механизмом; В 1917 году авиамеханик А. Р. Беттеридж из 1-й эскадрильи австралийского летного корпуса построил и испытал снаряжение собственной конструкции во время службы в своем подразделении в Палестине. Никакого официального интереса к этому устройству не было проявлено; возможно, оборудование CC уже было в перспективе. [66] Скорее всего, на иллюстрации изображен испытательный стенд для этого механизма.
Французской военной авиации повезло, поскольку они почти с самого начала смогли стандартизировать две достаточно удовлетворительные синхронизирующие шестерни – одну, адаптированную для роторных двигателей, а другую для «стационарных» (рядных).
Первый французский синхронизатор был разработан сержантом-механиком Робером Алканом и инженером морской инженерии Хами. Он был во многом основан на стандартной передаче Fokker Stangensteuerung : основное отличие заключалось в том, что толкатель был установлен внутри пушки Виккерса с использованием резервной паровой трубки в рубашке охлаждения. Это смягчило главный недостаток других толкателей, заключающийся в том, что стержень, поддерживаемый по всей длине, был гораздо менее подвержен деформации или поломке. Пистолеты Vickers, модифицированные для установки этого механизма, можно отличить по корпусу пружины толкателя, выступающему из передней части ружья, как второй ствол. Это оборудование было впервые установлено и испытано в воздухе на самолете «Ньюпор-12» 2 мая 1916 года, а другие предсерийные устройства были установлены на современных истребителях «Моран-Сольнье» и «Ньюпор». Механизм Alkan-Hamy был стандартизирован как Système de Synchronization pour Vickers Type I (moteurs rotatifs) и стал доступен в больших количествах к моменту прибытия Nieuport 17 на фронт в середине 1916 года в качестве стандартного оборудования для орудий, стреляющих вперед. роторных французских самолетов. [67]
В Nieuport 28 использовалась другая передача, известная теперь только в американской документации, где она описывается как «Синхронизирующая шестерня Ньюпора» или «Шестерня Gnome». [68] Вращающийся приводной вал, приводимый в движение вращающимся картером роторного двигателя Gnome 9N Monosoupape компании «Ньюпор» мощностью 160 л.с. , приводил в действие два отдельно регулируемых спусковых двигателя – каждый из которых передавал импульсы стрельбы своему орудию посредством своего короткого стержня. [69] Фотографические данные позволяют предположить, что более ранняя версия этого механизма, управляющего одним орудием, могла быть установлена на Nieuport 23 и Hanriot HD.1 .
SPAD S.VII был спроектирован на основе двигателя Hispano-Suiza Марка Биркигта , и когда новый истребитель поступил на вооружение в сентябре 1916 года, он был вооружен одной пушкой Vickers, синхронизированной с новым механизмом, предоставленным Биркигтом для использования с его двигателем. В отличие от большинства других механических передач, «шестерня СПАД», как ее часто называли, вообще обходилась без толкателя: импульсы стрельбы передавались на пушку крутильно движущимся вибрирующим валом, который вращался примерно на четверть оборота попеременно по часовой стрелке. и против часовой стрелки. Это колебание было более механически эффективным, чем возвратно-поступательное движение толкателя, что позволяло развивать более высокие скорости. Официально известная как Système de Synchronization pour Vickers Type II (moteurs fixes), система Birkigt позже была адаптирована для управления двумя орудиями и оставалась в использовании на французской службе вплоть до Второй мировой войны. [70]
До революции 1917 года ни один российский синхронизатор не производился , хотя эксперименты Виктора Дибовского в 1915 году способствовали созданию более позднего британского механизма Скарфа-Дибовского (описанного выше), а другой морской офицер, Г.И. Лавров, также разработал механизм, который был приспособлен к неудачный Сикорский С-16 . Французские и британские конструкции, изготовленные по лицензии в России, использовали шестерни Alkan-Hamy или Birkigt. [68]
Истребители советской эпохи использовали синхронизированные пушки вплоть до времен Корейской войны , когда Лавочкин Ла-11 и Яковлев Як-9 стали последними самолетами с синхронизаторами, участвовавшими в боевых действиях.
Итальянская пушка «Фиат-Ревелли» не поддалась синхронизации, поэтому «Виккерс» стал стандартным оружием пилота, синхронизируемым с помощью шестерен «Алкан-Хами» или «Биркигт». [68]
Французские и британские боевые самолеты, заказанные для американского экспедиционного корпуса в 1917/18 году, были оснащены их «родными» синхронизаторами, в том числе Alkan-Hamy в Ньюпоре и французскими Sopwith , механизмом Birkigt в SPAD и механизмом CC для британских самолетов. типы. CC был также принят на вооружение для спаренных пулеметов M1917/18 Marlin, установленных на построенном в Америке DH-4, и сам производился в Америке до тех пор, пока механизм Nelson не появился в больших количествах. [68]
Газоотводное ружье «Марлин» оказалось менее поддающимся синхронизации, чем «Виккерс». Было обнаружено, что «неудачные» выстрелы иногда прошивали винт, даже если шестерня была правильно отрегулирована и в остальном работала нормально. В конечном итоге проблема была решена путем модификации спускового механизма «Марлина», [71] но тем временем инженер Адольф Л. Нельсон из авиастроительного факультета Маккук Филд разработал новый механический механизм, специально адаптированный для «Марлина», официально известный как однозарядный синхронизатор Нельсона . [72] Вместо толкателя, обычного для многих механических передач, или «тяги» Сопвита-Каупера, в механизме Нельсона использовался натянутый трос для передачи импульсов стрельбы на пистолет. [68]
Серийные модели в значительной степени опоздали для использования до окончания Первой мировой войны, но снаряжение Нельсона стало послевоенным стандартом США, поскольку от пистолетов Виккерса и Марлина отказались в пользу пулемета Браунинга калибра .30 .
Механизм Нельсона оказался надежным и точным, но его производство было дорогим, а необходимость иметь прямой участок троса могла создать трудности при установке его в новый тип. К 1929 году последняя модель (редуктор Е-4) имела новый и упрощенный генератор импульсов, новый триггерный двигатель, а импульсный кабель был заключен в металлическую трубку, защищающую его и допускающую неглубокие изгибы. При этом основной принцип новой передачи остался неизменным: практически все узлы были переработаны, и официально она уже не называлась «Нельсоновской». В 1942 году машина была модернизирована как Е-8. Эта последняя модель имела модифицированный генератор импульсов, который было легче настраивать и которым управляли из кабины с помощью электрического соленоида, а не троса Боудена.
.jpg/1280px-Bf_109E-3_in_flight_(1940).jpg)
Полезность синхронизирующих механизмов, естественно, полностью исчезла, когда в реактивных двигателях исчез пропеллер, по крайней мере, в истребителях, но синхронизация пушек, даже в самолетах с одним поршневым двигателем, уже за двадцать лет до этого пришла в упадок.
Увеличение скорости новых монопланов в середине-конце 1930-х годов означало, что время, необходимое для нанесения достаточного количества огня для сбития самолета противника, значительно сократилось. В то же время основным транспортным средством авиации все чаще считались большие цельнометаллические бомбардировщики: достаточно мощные, чтобы обеспечить броневую защиту уязвимых зон. Двух пулеметов винтовочного калибра уже было недостаточно, особенно для специалистов по оборонному планированию, которые предполагали, что авиация будет играть в первую очередь стратегическую роль. Эффективному истребителю-«антибомбардировщику» нужно было нечто большее.
Консольные крылья моноплана обеспечивали достаточно места для установки вооружения, и, будучи гораздо более жесткими, чем старые крылья с тросовыми подкосами, они обеспечивали почти такую же устойчивую установку, как и фюзеляж. Этот новый контекст также сделал более удовлетворительным согласование крыльевых орудий, создавая довольно узкий конус огня на близких и средних дистанциях, на которых артиллерийское вооружение истребителя было наиболее эффективным.
Сохранение фюзеляжных орудий с дополнительным весом их синхронизаторов (которые, хотя и незначительно, но замедляли их скорострельность и все же время от времени выходили из строя, что приводило к повреждению винтов) становилось все более непривлекательным. Эта философия проектирования, распространенная в Великобритании и Франции (а после 1941 года и в США), имела тенденцию к полному отказу от установленных на фюзеляже орудий. Например, первоначальные спецификации 1934 года для Hawker Hurricane предусматривали вооружение, аналогичное Gloster Gladiator: четыре пулемета, два в крыльях и два в фюзеляже, синхронизированные для стрельбы через дугу винта. На иллюстрации напротив изображен ранний макет прототипа, на котором изображена пушка правого борта фюзеляжа. Прототип ( К5083 ) в готовом виде имел балласт, соответствующий этому вооружению; Однако серийный Hurricane Is был вооружен восемью орудиями, все в крыльях. [73]
Другой подход, общий для Германии , Советского Союза и Японии , хотя и признавал необходимость увеличения вооружения, предпочитал систему, включающую синхронизированное оружие. Централизованные орудия имели то реальное преимущество, что их дальность действия была ограничена только баллистикой, поскольку им не требовалась гармонизация орудий , необходимая для концентрации огня крыльевых орудий. Их считали наградой для настоящего стрелка, поскольку они меньше зависели от технологии прицелов. Установка орудий в фюзеляже также концентрировала массу в центре тяжести, улучшая тем самым крен истребителя. [74] Более последовательное производство боеприпасов и улучшенные системы синхронизирующих механизмов сделали всю концепцию более эффективной и результативной, одновременно облегчив ее применение к оружию увеличенного калибра, такому как автопушки ; более того, гребные винты с постоянной скоростью , которые быстро стали стандартным оборудованием на истребителях Второй мировой войны, означали, что соотношение между скоростью гребного винта и скорострельностью орудий менялось менее хаотично.
Лебединая песня синхронизации принадлежит последним советским истребителям с поршневыми двигателями, которые на протяжении всей Второй мировой войны и после нее в основном обходились синхронной пушкой медленной стрельбы . Фактически, самыми последними самолетами с синхронизаторами, участвовавшими в боевых действиях, были Лавочкин Ла-11 и Яковлев Як-9 во время Корейской войны . [75]
Акт стрельбы по собственному пропеллеру — это образ , который можно встретить в комедийных шутках, например, в короткометражном мультфильме 1965 года «Just Plane Beep» [76] с Уайлом Э. Койотом и Дорожным бегуном в главных ролях . В этом фильме атакующий Койот разбивает свой пропеллер на осколки после попадания многочисленных пуль.