Ұшақ қанатын синхронизациялайтын механизм

Кіріспе

Ұшақтың автоматты мылтықтарын оның айналмалы винтімен синхрондау құрылғысы. Синхрондау механизмі (кейде мылтық синхрондаушы немесе кедергі жасаушы механизм деп те аталады) – бір қозғалтқышты ұшқыш конфигурациясындағы ұшаққа, винтінің айналу доғасы арқылы алдыңғы қаруын оқтар винт қанатына тимейтіндей етіп атуға мүмкіндік беретін құрылғы. Бұл ұшақтың нысананы, емес қаруды бағыттауына мүмкіндік берді. Көптеген практикалық мәселелер болды, олардың көпшілігі автоматты мылтықтың атуының жоғары дәлдігінің болмауынан, айналмалы винт қанатының үлкен (және өзгермелі) жылдамдығынан және екеуін синхрондау үшін механизмнің өте жоғары жылдамдықпен жұмыс істеу қажеттілігінен туындады. Іс жүзінде, барлық белгілі механизмдер жартылай автоматты қару сияқты, әрбір оқты белсенді түрде оқ ату арқылы іске қосу принципі бойынша жұмыс істеді. 1913–1914 жылдары Франция мен Германияда мылтық синхрондау бойынша жобалау және тәжірибе жұмыстары жүргізілді, Август Эйлердің идеялары бойынша, ол алғашқы болып ұшу бағытында бекітілген қаруды орнатуды ұсынған көрінеді (1910 ж.). Алайда, операциялық қызметке енген алғашқы, бірақ толық сенімді емес механизм – 1915 жылдың ортасында Германия әуе күштерінің эскадрильясына енген Fokker Eindecker истребителіне орнатылған механизм болды. Eindecker-дің табысы көптеген мылтық синхрондау құрылғыларына әкелді, соның ішінде 1917 жылғы британдық Константинесконың салыстырмалы түрде сенімді гидравликалық механизмі де бар. Бірінші дүниежүзілік соғыстың соңына қарай неміс инженерлері қозғалтқыш пен мылтық арасындағы байланыстың механикалық немесе гидравликалық емес, электрлік болуын жетілдіруге жақын болды, мылтық механикалық «оқ ату механизмі» емес, электромагнит арқылы оқ атылатын болды. 1918 жылдан 1930 жылдардың ортасына дейін истребитель ұшақтарының стандартты қарулануы екі синхронды винтовка калибрлі пулемет болып қала берді, олар винт доғасы арқылы алға қарай оқ атып, ұшатын. Алайда, 1930 жылдардың соңында истребительдің негізгі міндеті үлкен, металл бомбалаушыларды жою болып саналды, бұл қарулар үшін бұл қару жеткіліксіз жеңіл болды. Бір қозғалтқышты ұшақтың фюзеляжының алдыңғы бөлігіндегі шектеулі кеңістікке бір немесе екі қосымша мылтық орнату мүмкін болмағандықтан, қарудың үлкен бөлігі қанаттарға орнатылып, винт доғасынан тысқары атылатын болды. Бірақ синхрондау механизмдерінің толықтай қажетсіз болуы реактивтік қозғалтқыштардың пайда болуымен және мылтықтарды синхрондау үшін винт болмауымен ғана келді.

Device to synchronise the firing of a warplane's automatic guns with its spinning propeller

A synchronization gear (also known as a gun synchronizer or interrupter gear) was a device enabling a single engine tractor configuration aircraft to fire its forward firing armament through the arc of its spinning propeller without bullets striking the blades. This allowed the aircraft, rather than the gun, to be aimed at the target. There were many practical problems, mostly arising from the inherently imprecise nature of an automatic gun's firing, the great (and varying) velocity of the blades of a spinning propeller, and the very high speed at which any gear synchronizing the two had to operate. In practice, all known gears worked on the principle of actively triggering each shot, in the manner of a semi automatic weapon. Design and experimentation with gun synchronization had been underway in France and Germany in 1913–1914, following the ideas of August Euler, who seems to have been the first to suggest mounting a fixed armament firing in the direction of flight (in 1910). However, the first practical—if far from reliable—gear to enter operational service was that fitted to the Fokker Eindecker fighters, which entered squadron service with the German Air Service in mid 1915. The success of the Eindecker led to numerous gun synchronization devices, culminating in the reasonably reliable hydraulic British Constantinesco gear of 1917. By the end of the First World War, German engineers were well on the way to perfecting a gear using an electrical rather than a mechanical or hydraulic link between the engine and the gun, with the gun being triggered by a solenoid rather than by a mechanical "trigger motor". From 1918 to the mid 1930s the standard armament for a fighter aircraft remained two synchronized rifle calibre machine guns, firing forward through the arc of the propeller. During the late 1930s, however, the main role of the fighter was increasingly seen as the destruction of large, all metal bombers, for which this armament was inadequately light. Since it was impractical to try to fit more than one or two extra guns in the limited space available in the front of a single engine aircraft's fuselage, this led to an increasing proportion of the armament being mounted in the wings, firing outside the arc of the propeller. The conclusive redundancy of synchronization gears did not, however, finally come until the introduction of jet propulsion and the absence of a propeller for guns to be synchronized with.

Номенклатура

Автоматты қаруды айналмалы перненің қанаттары арасында ату мүмкіндігін қамтамасыз ететін механизмді әдетте үзіліс немесе синхронизатор деп атайды. Екі термин де, кемінде, құрал жұмыс істегенде не болатынын түсіндіру тұрғысынан шатастырады. "Үзіліс" термині, қарудың атысын перненің бір қанаты мундштук алдынан өткенде тоқтататынын немесе "үзеді" деген ойды тудырады. Бірақ қиындық сол, тіпті Бірінші дүниежүзілік соғыс ұшақтарының салыстырмалы түрде баяу айналатын пернелері де, заманауи пулеметтің бір оғын атуға мүмкіндік беретінге дейін екі немесе тіпті үш рет айналып үлгеретін. Сондықтан екі қанатты перне қарудың әрбір ату циклында алты рет, ал төрт қанатты перне он екі рет кедергі келтіретін. Басқаша айтқанда, "үзіліс" жасалған қару секунд сайын қырықтан астам рет "тоқтатылар" еді, ал ол секундына жеті оқ атып тұрғанда. Таңсық емес, мұндай "үзіліс" құрылғысын жасаушылар бұл мәселені тым қиын деп тапты, себебі "үзілістер" арасындағы уақыт тым қысқа болып, қарудың атуына мүмкіндік бермес еді. Дегенмен, "синхронизация", оның әдеттегі мағынасында, пулеметтің ату жылдамдығы (толық автоматты режимде ату) мен айналатын ұшақ пернесінің минутына айналу саны арасындағы үйлесімділік концептуалды түрде мүмкін емес. Пулемет әдетте минутына белгілі бір оқ атып жібереді, және бұл кері серіппеге қосымша күш салу арқылы немесе әрбір оқтан шығатын газдарды қайта бағыттау арқылы арттырылуы мүмкін, бірақ қару жұмыс істеп тұрғанда оны қалауынша өзгертуге болмайды. Ал ұшақ пернесі, әсіресе тұрақты жылдамдықты пернелер пайда болғанға дейін, газды реттеуге, ұшақтың көтерілуіне, жазық ұшуына немесе құлауына байланысты минутына әртүрлі айналу жылдамдығына ие болатын. Егер ұшақ қозғалтқышының тахометрінде автоматты пулеметтің циклдік жылдамдығы перне арқылы оқ атуға мүмкіндік беретін нақты бір нүкте таңдауға мүмкіндік бергенімен, бұл өте шектеулі болар еді. Кез келген механизм, айналмалы перненің қанаттарына тимей, олардың арасында оқ ату мүмкіндігін қамтамасыз етсе, оны қарудың атысын "үзіліспен" жасау деп сипаттауға болады (өйткені ол енді автоматты қару ретінде жұмыс істемейді), сондай-ақ "синхронизациялау" немесе "уақыттау" деп те айтуға болады, яғни оның атысын перненің айналуымен сәйкестендіру.

A mechanism to enable an automatic weapon to fire between the blades of a whirling propeller is usually called an interrupter or synchronizer gear. Both these terms are more or less misleading, at least insofar as explaining what happens when the gear functions. The term "interrupter" implies that the gear pauses, or "interrupts" the fire of the gun at the point where one of the blades of the propeller passes in front of its muzzle. The difficulty is that even the relatively slowly revolving propellers of First World War aircraft typically turned twice or even three times for each shot a contemporary machine gun could fire. A two bladed propeller would therefore obstruct the gun six times every firing cycle of the gun, a four bladed one twelve times. Another way of putting this is that an "interrupted" gun would have been "blocked" more than forty times every second, while it was firing at a rate in the region of seven rounds per second. Unsurprisingly, the designers of so called interrupter gears found this too problematic to be seriously attempted, as the gaps between "interruptions" would have been too short to allow the gun to fire at all. And yet, "synchronization", in the usual sense of the word, between the rate of fire of a machine gun (firing as such, in a fully automatic manner) and the revolutions per minute of a spinning aircraft propeller is also a conceptual impossibility. A machine gun normally fires a constant number of rounds a minute, and while this may be boosted by, for instance, strengthening and increasing the tension on a return spring, or redirecting the gasses produced by each firing, it cannot be varied at will while the gun is operating. On the other hand, the propeller of an aircraft, especially before the advent of the constant speed propeller, turned at widely differing rates of revolution per minute, depending on the throttle setting, and whether the aircraft was climbing, flying level, or diving. Even if it had been feasible to pick a particular point on an aircraft engine's tachometer at which a machine gun's cyclic rate would permit it to fire through the propeller arc, this would be very limiting. It has been pointed out that any mechanism that achieved the feat of firing between the whirling blades of a propeller without striking them could be described as "interrupting" the fire of the gun (to the extent that it no longer actually works as an automatic weapon at all), and also as "synchronizing", or "timing" its fire to coincide with the revolutions of the propeller.

Құралымдары

Типикалық синхрондау тісті доңғалағы үш негізгі компоненттен тұратын.

Пропеллерде

Біріншіден, белгілі бір сәтте винттің орнын анықтау әдісі қажет болды. Әдетте, тікелей винт білігінен немесе винтпен бірдей жылдамдықпен айналатын күш берілісінің бір бөлігінен қозғалатын камера, винт айналымдарымен бірдей жиілікте импульстар сериясын жасады. Әрбір оқ винтке тиіп кетуі мүмкін еді, бұл бақылаусыз винт арқылы атылған қарудан да нашар нәтиже болар еді. Басқа негізгі ақаулық – генератордың немесе байланыстардың істен шығуы немесе жұмысын тоқтатуы (немесе бұзылуы) салдарынан импульстардың азаюы немесе тоқтауы. Бұл синхронды қарудың «істен шығуының» жиі кездесетін себебі болды. Винттің жылдамдығы, демек, оқтың атылуы мен пуляның винт дискісіне жеткені арасындағы қашықтық, қозғалтқыштың айналу жиілігі өзгере қалғанда өзгеріп отыратын. Егер оқтың бастапқы жылдамдығы өте жоғары болса және қарулар винт дискісіне жеткенге дейін өте қысқа қашықтықта орналасқан болса, бұл айырмашылықты көбінесе елеуге болмайды. Бірақ салыстырмалы түрде төмен бастапқы жылдамдығы бар қарулар немесе винттен алыс орналасқан кез келген қару жағдайында бұл мәселе маңызды болуы мүмкін, және кейбір жағдайларда ұшқыш өзінің тахометрін қарап, қозғалтқыш айналымдары «қауіпсіз» диапазонда екеніне көз жеткізіп, от ашу алдында мұқият болуға мәжбүр болды, әйтпесе винттің тез бүлінуіне қауқар болмас еді.

Қарудың жанында

Екінші талап – қарудың дәл «ұсынылған» кезде сенімді түрде атылуы (немесе «атыс тоқтатылуы»). Барлық автоматты қарулар бірдей синхрондауға бейімделмеген. Атуға дайын болған кезде синхронды пулеметтің патрон ұясында бір патрон болуы керек, патрон ұясы жабылуы керек және механизм қайырылуы керек («жабық патрон ұясы» күйі). Қиындық бірнеше кеңінен қолданылатын автоматты қарудың (әсіресе Льюис пен итальяндық Ревелли) ашық патрон ұясынан оқ атуында болды, сондықтан қаруды іске қосу мен оның атылуы арасында әдетте өзгермелі уақыт болатын. Бұл оларды елеулі өзгерістерсіз синхрондау мүмкін еместігін білдірді. Іс жүзінде қарудың жартылай автоматты режимде атылуы қажет екені анықталды. Пропеллер айналған сайын, қаруға «атыс импульстары» жіберіліп, бір рет ату үшін «доңғалақтың басуы» сияқты әрекет жасалды. Бұл импульстардың көпшілігі қаруды атыс циклының барысында, яғни ол «жұмыс істеп тұрғанда» – жұмсалған патрон шығарылып жатқанда немесе жаңа патрон салынып жатқанда – «босқа шығын болар еді»; бірақ ақырында атыс циклы аяқталып, қару атуға дайын болатын. Содан кейін ол келесі импульсті күтуге мәжбүр болатын, оны алғаннан кейін атып тастайтын. Атуға дайын болу мен нақты ату арасындағы бұл кешігу ату жылдамдығын баяулатып, оны еркін ату режиміндегі автоматты қарумен салыстырғанда, ол дайын болған сәтте атып тастайтын. Бірақ механизм дұрыс жұмыс істесе, қару айналып жатқан пропеллер қанаттарына тимей, олардың арасында өте жылдам атуы мүмкін. Австриялық Шварцлозе мен американдық Марлин сияқты басқа да пулеметтер синхрондауға толық бейімделмеді, бірақ ақырында «жабық патрон ұясынан» атуды еліктеуге арналған доңғалақтың басу механизмін өзгерту арқылы «бір рет ату» мүмкін болды. Сәтті синхрондалған қарулардың көпшілігі (кем дегенде Бірінші дүниежүзілік соғыс кезеңінде) (неміс Parabellum және Spandau, сондай-ақ британдық Vickers) 1884 жылғы түпнұсқалық Максим пулеметіне негізделген, ол патрон ұясы жабық және стволдың кері итеруі арқылы жұмыс істейтін қару. Бұл айырмашылықтар толық түсінілмей тұрып, жарамсыз қаруларды синхрондауға тырысуға көп уақыт жұмсалды. Егер патронның капсюлі бір секундтың шағын бөлігіне атуды кешіктіретіндей кемшіліктері болса (бұқаралық өндірістегі оқ-дәрілерде жиі кездесетін жағдай), бұл жаяу әскері қолданатын қару үшін аса маңызды емес, бірақ синхрондалған «ұшақ қаруында» мұндай кешігу қате атуға алып келуі мүмкін, пропеллерге тию қаупін тудыруы мүмкін. Ұқсас мәселе арнайы оқ-дәрілердің (мысалы, тұтандырғыш немесе жарылғыш) массасы жеткілікті түрде ерекшеленгенде, оқ жылдамдығында айтарлықтай айырмашылық тудыруы мүмкін. Бұл оқ-дәрінің сипатына байланысты пропеллердің тұтастығына қосымша қауіп төндірді. «Доңғалақтың басу механизмі» теориялық тұрғыдан екі түрлі болуы мүмкін. Ең алғашқы патент (Шнайдер, 1913 жыл) синхрондау механизмінің қаруды атудан мезгіл-мезгіл тоқтататынын, осылайша ол шынайы немесе сөзбе-сөз «тоқтатушы» ретінде жұмыс істейтінін болжады. Бірақ іс жүзінде барлық «нақты» синхрондау механизмдері, олар туралы бізге сенімді техникалық мәліметтер бар, тікелей қаруды атып жіберді: оны толық автоматты емес, жартылай автоматты қару ретінде іске қосты.

The second requirement was for a gun that would reliably fire (or "interrupt" its fire) exactly when the gear "told" it to. Not all automatic weapons were equally amenable to synchronization. When it was ready to fire, a synchronized machine gun ideally needed to have a round in the breech, the breech to be closed, and the action cocked (the so called "closed bolt" position). The difficulty was that several widely used automatic weapons (notably the Lewis gun and the Italian Revelli) were triggered from an open bolt, so that there was typically a variable amount of time between the gun being triggered and its firing. This meant they could not be synchronized without extensive modification. In practice it was found that it was necessary for the gun to be fired in semi automatic mode. As the propeller revolved, a series of "firing impulses" was transmitted to the gun, effectively "pulling the trigger", to fire a single shot. The majority of these impulses would catch the gun in the course of its firing cycle, that is, when it was "busy" ejecting a spent round or loading a fresh one, and would be "wasted"; but eventually the firing cycle was completed, and the gun was ready to fire. It then had to "wait" for the next impulse from the gear, and on receiving this it fired. This delay between being ready to fire and actually firing is what slowed the rate of fire in comparison with a free firing machine gun, which fires the moment it is ready to do so; but provided the gear functioned correctly, the gun could fire fairly rapidly between the whirling propeller blades without striking them. Some other machine guns, such as the Austrian Schwarzlose and the American Marlin, proved less than perfectly adapted to synchronization, although eventually predictable "single shot" firing was achieved, typically by modifying the trigger mechanism to emulate "closed bolt" firing. Most weapons that were successfully synchronized (at least in the First World War period) were (like the German Parabellum and Spandau guns and the British Vickers) based on the original Maxim gun of 1884, a closed bolt weapon operated by barrel recoil. Before these distinctions were fully understood, much time was wasted on attempts to synchronize unsuitable weapons. If the primer in a cartridge is faulty to the extent of delaying the firing of the gun for a tiny fraction of a second (quite a common case in practice with mass produced ammunition) this is of little consequence in the case of a gun in use by infantry on the ground, but in the case of a synchronized "aircraft" gun such a delay can produce a rogue firing, sufficiently "out of time" for it to risk hitting the propeller. A very similar problem could arise where the mass of a special round (such as an incendiary or explosive one) was different enough to produce a substantial difference in muzzle velocity. This was compounded by the additional risk to the integrity of the propeller due to the nature of the round. The "trigger motor" could theoretically take two forms. The earliest patent (Schneider 1913) assumed that the synchronization gear would periodically prevent the gun from firing, thus operating as a true, or literal "interrupter". In practice all "real life" synchronization gears, for which we have reliable technical details, directly fired the gun: operating it as if it were a semi automatic weapon rather than a completely automatic one.

Пропеллер мен пулемет арасындағы байланыс

Үшінші талап – "машиналардың" (қозғалтқыш пен қару) арасындағы байланыс синхронды болуы керек. Көптеген алғашқы механизмдерде күрделі және өте нәзік болған қоңырау тәрізді иілгіш және итергіш байланыс қолданылды, ол оңай тоқтап қалуы немесе басқа да бұзылуларға ұшырауы мүмкін, әсіресе олар үшін есептелгеннен жоғары жылдамдықпен жұмыс істеу қажет болғанда. Осыған баламалы бірнеше әдіс болды, олардың ішінде тербеліс таяқшасы, иілгіш жетек, гидравликалық сұйықтық бағанасы, кабель немесе электрлік байланыс бар еді. Жалпы, механикалық жүйелер гидравликалық немесе электрлік жүйелерге қарағанда нашаррақ болды, бірақ ешқайсысы толығымен қатесіз болған жоқ, ал синхрондық механизмдер ең жақсы жағдайда да кез келген уақытта бұзылуға бейім болып қала берді. Люфтваффе эйісі Адольф Галланд соғыс кезеңі туралы жазған "Бірінші және соңғы" атты мемуарында 1941 жылы болған синхрондық ақаулыққа байланысты бір оқиғаны сипаттайды.

Өрт жылдамдығы

Әдетте ұшқыш нысананы көз алдында бір сәт қана ұстайтын, сондықтан "өлтіру" үшін оқтардың шоғырлануы маңызды болды. Бұл екі шара да синхрондау мәселесіне әсер етті. 1915–1917 жылдардағы алғашқы синхронды қарулар минутына шамамен 400 оқ ату жылдамдығына ие болды. Осы салыстырмалы түрде баяу ату жылдамдығында синхронизаторды төмендетіп, винттің екі немесе үш айналымына бір ату импульсін беруге болады, бұл оны атыс жылдамдығын тым баяулатпай, сенімді етеді. Жылдам қаруды басқару үшін, мысалы, минутына 800 немесе 1000 оқ ату циклдік жылдамдығымен, винттің әрбір айналымы үшін кем дегенде бір импульс (немесе екі) беру қажет болды, бұл оны бұзылуға осал етеді. Механикалық байланыс жүйесінің күрделі механизмі, әсіресе "итергіш таяқ" түрі, осы жылдамдықпен жұмыс істегенде оңай бұзылуы мүмкін. Fokker Eindecker-дің соңғы нұсқасы, Fokker E. IV, екі lMG 08 "Spandau" пулеметімен жабдықталды; бұл қару-жарақ Albatros D. I-ден бастап барлық неміс D типіндегі барлаушы ұшақтары үшін стандартқа айналды. 1917 жылдың ортасында Sopwith Camel және SPAD S. XIII пайда болғаннан бастап, 1950 жылдары қаруды синхрондау тоқтағанға дейін, екі пулеметтік орнату халықаралық стандарт болып саналды. Екі қарудың бір уақытта атуы, әрине, қанағаттанарлық емес еді. Пулеметтердің екеуі де винт дискісінің бір нүктесінен атуы керек болды, яғни біреуі екіншісінен өте аз уақыттан кейін атылуы тиіс. Сондықтан, бір пулеметке арналған алғашқы механизмдерді екі пулеметті қанағаттандырарлық түрде басқару үшін өзгерту қажет болды. Іс жүзінде, екі қару бөлек синхрондалмаған жағдайда да, механизмнің кем дегенде бір бөлігін қайталау қажет болды.

Тарих

Ұшудың алғашқы кезеңдерінен бастап ұшақтарды әскери мақсатта пайдалану мүмкіндігі қарастырылды, бірақ барлық авторлар осы мәселеге оң пікір білдірген жоқ. 1913 жылға қарай Ұлыбритания, Германия және Франциядағы әскери жаттығулар ұшақтардың барлау және бақылау үшін тиімділігін растады, ал кейбір көреген офицерлер бұл жаудың барлау машиналарын тоқтату немесе жою қажеттігін білдіретінін атап өтті. Осылайша, әуе шайқасы толығымен күтпеген нәрсе емес еді, және пулемет алғашқыда қолданылуы мүмкін қару ретінде қарастырылды. Жау машинасына оқ атуға қабілетті ұшаққа үстемдік етуі мүмкін. Ең қолайлы қару – жеңіл, ауамен салқындатылатын пулемет.

From the beginnings of practical flight, possible military uses for aircraft were considered, although not all writers came to positive conclusions on the subject. By 1913, military exercises in Britain, Germany, and France had confirmed the likely usefulness of aircraft for reconnaissance and surveillance, and this was seen by a few forward looking officers as implying the need to deter or destroy the enemy's reconnaissance machines. Thus aerial combat was by no means entirely unanticipated, and the machine gun was from the first seen as the most likely weapon to be used. It is likely that an aircraft which is capable of shooting at an enemy machine will have the advantage. The most suitable weapon is a light, air cooled machine gun|from a report by Major Siegert, German General Staff, 1 January 1914

What was not generally agreed on was the superiority, at least for an attacking aircraft, of fixed forward firing guns, aimed by pointing the aircraft at its target, rather than flexible weapons, aimed by a gunner other than the pilot. The idea of coupling the firing mechanism to the propeller's rotation is an affectation. The objection is the same as to any gun position which is fixed along the longitudinal axis of the aircraft: the pilot is forced to fly directly at the enemy in order to fire. Under certain circumstances this is highly undesirable.| from the same report by Major Siegert

As late as 1916, pilots of the DH.2 pusher fighter had problems convincing their senior officers that the forward firing armament of their aircraft was more effective if it was fixed to fire forward rather than being flexible. On the other hand, August Euler had patented the idea of a fixed gun as early as 1910 – long before tractor aircraft became the norm, illustrating his patent with a diagram of a machine gun armed pusher. The linkage between the propeller and the gun is achieved with a spinning drive shaft, rather than a reciprocating rod. The impulses needed to operate the trigger, or in this case to prevent the trigger from operating, are produced by a cam wheel with two lobes at 180° apart situated at the gun itself since firing is to be interrupted by both blades of the propeller. No attempt was made (so far as is known) to build or test an actual operating gear based on this patent, which attracted little or no official interest at the time.

Жалпы келіспеушілік, кемінде шабуылдаушы ұшақ үшін, нысанаға ұшақты бағыттап атуға мүмкіндік беретін алдыңғы қатардағы бекітілген қарулардың, ұшқыштан басқа мергеннің бағыттауымен икемді қаруларға қарағанда артықшылығы бар екендігі туралы болды. Ату механизмін винт айналысына байланыстыру идеясы – әсершілдікке құмарлық. Бұл қарсылық ұшақтың бойлық осі бойында бекітілген кез келген қару орнына тән: ұшқыш оқ ату үшін тікелей жауға ұшуға мәжбүр болады. Мұндай жағдай кейде өте қолайсыз. 1916 жылға дейін DH.2 итергіш ұшақтарының ұшқыштары жоғары офицерлерін ұшақтың алдыңғы қатардағы қарулануы икемді емес, алға бағытталған қарулануы тиімдірек екеніне көндіруде қиындықтарға тап болды. Екінші жағынан, Август Эйлер 1910 жылы, тракторлық ұшақтар кең таралғанға дейін, бекітілген қару идеясын патенттеді және өз патентін автоматпен қаруланған итергіштің схемасымен суреттеді. Винт пен пулемет арасындағы байланыс, кері маятник орнына айналмалы білік арқылы жүзеге асырылады. Триггерді іске қосуға немесе осы жағдайда оның жұмыс істеуін болдырмауға қажетті импульстар, винттің екі қанатымен ату тоқтатылатындықтан, 180° бұрышпен орналасқан екі бөлігі бар дөңгелек арқылы жасалады. Бұл патент негізінде нақты жұмыс істейтін механизмді жасауға немесе сынауға (білуге) тырысқан жоқ, және сол кезде ол ресми қызығушылық тудырмады.

Реймонд Саульнье патенті (1914)

Шнайдердің патенттік дизайнынан айырмашылығы, Саульнье құрылғысы шын мәнінде жасалды және сыналған алғашқы практикалық синхрондау құрылғысы деп саналуы мүмкін. Алғаш рет, оқпен атылатын импульстерді қаруға жеткізетін алға-артқа қозғалыс жасайтын крем қозғалтқышта орналасқан (бұл жағдайда май сорғысы мен тахометрді іске қосқан сол ораумен қозғалады), ал импульстер Шнайдердің айналатын білігі емес, керілісті таяқ арқылы беріледі. Қарудың атылуын сөзбе-сөз "тоқтату" идеясы жартылай автоматты қарудың әрекеті сияқты әр бір ату үшін триггерді тарту қағидасына жол береді (бәлкім тәжірибе нәтижесінде). Бұл тиімді жоба болуы керек еді, бірақ ол жұмыс істемеді. Оқ-дәрілердің ықтимал сәйкессіздіктерін қоспағанда, шынайы мәселе - француз армиясынан алынған газбен жұмыс істейтін 8 мм (.323 дюйм) Hotchkiss автоматты қарудың "жартылай автоматты" атысқа жарамсыздығы. Алғашқы сәтсіз сынақтардан кейін, қаруды қайтаруға тура келді, ал тәжірибелер тоқтатылды. Одан кейін винт доғасы арқылы тікелей ату және "ең жақсысына үміт ету" тәсілі қолданылды. Әдетте, оқтардың көп бөлігі винтті соқпай өтіп кететін, ал әрбір оқпақ, оның сыну қаупі туындамай тұрып, бірнеше рет соққы алуы мүмкін, әсіресе, егер ол оқшаулауды болдырмау үшін таспамен байланса (төмендегі диаграмманы және сол жақтағы суретті қараңыз). Гарростың өзі мен Жюль Хью (оның жеке механик) кейде "дефлекторларды" сынап, жетілдірген. Бұл сыбайлас жүйе жұмыс істеді, бірақ клиндер винттің тиімділігін төмендетті, ал дефлектордың қақпақтарына оқтардың әсер етуінің күші қозғалтқыштың краншафтасына қажетсіз қысым жасауы мүмкін. Энтони Фокер Idflieg-ті Парабеллум пулеметін және оқ-дәрілерді сынақтан өткізу үшін, сондай-ақ осы заттарды дереу Швериндегі Fokker Flugzeugwerke GmbH компаниясына тасымалдау үшін қарыз алуға көндірді (әрине, теміржол бөлімшесінде немесе "қолы астында" емес, ол соғыстан кейін мәлімдегендей). Оның 48 сағат ішінде Фокер синхрондау құрылғысын ойлап табу, әзірлеу және орнату туралы оқиғасы (алғаш рет 1929 жылы жазылған Фокердің авторитеттелген өмірбаянында кездесті) қазір нақты деп саналмайды. Тағы бір мүмкін түсіндірме - Гарростың Morane ұшағы, жартылай өрттен күйіп кеткен, Фоккердің оның қалай жұмыс істегенін болжауы үшін қалған бастапқы синхрондау құрылғысының жеткілікті іздері болды. Бірақ бұл да мүмкін емес сияқты, ал қазіргі тарихи консенсус Гарростың машинасын басып алудан бұрын Фоккердің тобы (инженер Генрих Люббемен қоса) синхрондау құрылғысын жасап жатқандығын көрсетеді. Саульнье патенті сияқты, Фоккердің тетігі де оны тоқтатудың орнына қаруды белсенді түрде атуға арналған, ал кейіннен RFC үшін жасалған Vickers Challenger тетігі сияқты, ол Саульньеге ілесіп, негізгі механикалық қозғалтқышын ротациялық қозғалтқыштың май сорғысынан алады. Мотор мен мылтық арасындағы "өткізу" Саульньедің кернеулі түрткіш таяғының нұсқасы арқылы жасалды. Негізгі айырмашылық - қозғалтқыштан тікелей оқ-дәріге өтетін итергіш таяқтың орнына, ол өрт сөндіру қабырғасы мен отын резервуары арқылы туннельді қажет еткен (Саульнье патентінің сызбаларында көрсетілгендей), оны май сорғысын фюзеляждың жоғарғы жағындағы кішкентай кремге жалғайтын валмен қозғалды. Бұл нәтиже қанағаттандырарлық емес болып шықты, өйткені май сорғысының механикалық қозғалтқыш оғы қосымша жүктемені көтеруге жеткіліксіз болды. Бұл прототипті Фоккер 1915 жылы 19-20 мамырда Берлин маңындағы Добериц полигонында IdFlieg компаниясына жеке көрсетті. Лейтенант Отто Паршау 1915 жылы 30 мамырда осы ұшақты сынақтан өткізді. Бес өндірістік прототип (зауытта M.5K/MG деп аталып, E.1/15 – E.5/15 сериясы) біраз уақыттан кейін әскери сынақтардан өтті. Олардың барлығы Fokker-дің алғашқы нұсқасымен синхрондалған Parabellum пулеметімен қаруланды. Бұл прототипті құралдың өмір сүру мерзімі өте қысқа болғандықтан, оны қайта құру қажет болды, бұл құралдың екінші, таныс, өндіріс нысанын өндірді. Eindecker ұшақтарында қолданылатын аспаптар май сорғысының механикалық қозғалтқыш күшею жүйесіне үлкен дөңгелекпен, тікелей айналатын ротациялық қозғалтқыштың картерінен қозғалатын жеңіл фланц-колесомен ауыстырды. Осыдан кейін бұл дөңгелектің "орындаушысы" арқылы қозғалыс жасалды. Бұл кезде Parabellum әлі де өте аз болды, және барлық қол жетімді үлгілер бақылаушы қарулары ретінде талап етілді, бұл рөлде жеңіл және қол жетімді қару әлдеқайда басым болды. Синхронды қарумен жабдықталған ұшақпен алғашқы жеңіс 1915 жылдың 1 шілдесінде тіркелді, сол күні Feldflieger Abteilung 6b лейтенанты Курт Винтгенс, Parabellum пулеметімен қаруланған Fokker M.5K/MG ұшағымен ("E.5/15") Луневильдің шығысында француз Morane Saulnier Type L ұшағын жерге қондырды. Жұмыс істейтін қару синхронизаторына эксклюзивті иелік ету Германияның Батыс майданындағы әуе үстемдігіне әкелді, бұл "Fokker Scourge" деп белгілі болды. Германияның жоғарғы командасы синхронизатор жүйесін қорғады, ұшқыштарға жау территориясына енбеуді бұйырды, егер олар құлап, құпия ашылып кетсе, бірақ қағидалар бұл кезде көпшілікке белгілі болды, ал 1916 жылдың ортасына қарай бірнеше одақтас синхронизаторлары жеткілікті мөлшерде қол жетімді болды. Осы кезде Fokker Stangensteuerung құрылғысы, бір қаруды синхрондау үшін жақсы жұмыс істеген, ротациялық қозғалтқышпен қозғалатын екі қанатты винт арқылы шамалы циклдік жылдамдықпен атылатын, ескірген. Stangensteuerung құрылғылары "тұрақты", яғни, тікелей қозғалтқыштар үшін, винттің артындағы кішкентай кремнен жұмыс істеді (суретті қараңыз). Бұл негізгі дилемма тудырды: Ықшам, жеткілікті берік түрту таяғы қарудың алдыңғы жағына орнатылуын білдірді, бұл қарудың жамбасын ұшқышқа жеткісіз етеді. Егер қару ұшқышқа оңай жететін орынға орнатылса, әлдеқайда ұзын түрту таяғы қажет болды, ол иіліп, сынды. Басқа да проблема бар еді - Stangensteuerung екі қарумен жақсы жұмыс істемеді. Бір-біріне жақын орнатылған екі (немесе тіпті үш) қару бірдей ату кезінде винт айналатын аралықтағы "қауіпсіз аймаққа" сәйкес келмейтін кең таралымды тудырады. Фокердің бастапқы жауабы Stangensteuerung-тің үлкен дөңгелегіне қосымша "орындаушыларды" орнату болды, бұл қарулардың винт дискісіндегі бірдей нүктеге бағытталғанын қамтамасыз ету үшін қажетті "толқынды" залпты (теориялық) жасауға арналған. Бірақ үш қару жағдайында бұл өте тұрақсыз болып шықты, тіпті екі қару үшін де қанағаттанарлық болмады. Осы себепті көптеген ерте Фокер және Halberstadt бипландары тек бір қарумен шектелді. Шындығында, 1916 жылдың соңында жаңа Albatros екі қарулы тұрақты қозғалтқыш ұшақтарының құрылысшылары өздерінің синхрондау құрылғысын, Hedtke құрылғысы немесе Hedtkesteuerung деп белгілі құрылғысын енгізуге мәжбүр болды, ал Фокердің жаңа нәрсені ойлап табуға тура келетіні анық болды. Қару үшін ату түймесі қозғалтқыштағы муфтаны қосып, икемді жетек пен триггер қозғалтқышын іске қосты. Көп жағынан бұл жаңа құрылғыны түпкілікті Шнайдер патентіне жақындатты (қ.в.). Басты артықшылығы - әрбір оқтың винт дискісінде қай жерге тиедіін орнатуға қатысты түзетулер енгізілді. Бұл әрбір қару жеке түрде реттеледі, екі синхронды қарулар бірдей орнатылмағандықтан бұл маңызды ерекшелік болды.

Unlike the Schneider patent design, Saulnier's device was actually built, and may be considered the first practical synchronization gear to be tested. For the first time, the cam producing the to and fro movement conveying firing impulses to the gun is situated at the engine (driven in this case by the same spindle that operated the oil pump and the tachometer) and the impulses themselves are transmitted by a reciprocating rod rather than Schneider's rotating shaft. The idea of literally "interrupting" the firing of the gun gives way (probably as the result of experience) to the principle of pulling the trigger for each successive shot, like the action of a semi automatic weapon. It has been pointed out that this was a practical design that should have worked, but it did not. Apart from possible inconsistencies in the ammunition supplied, the real problem was that the gun used to trial the gear, a gas operated Hotchkiss 8 mm (.323 in) machine gun borrowed from the French army, was fundamentally unsuitable for "semi automatic" firing. Following initial unsuccessful tests, the gun had to be returned, and the experiments ceased.— was the expedient of firing straight through the propeller arc and "hoping for the best". A high proportion of bullets would in the normal course pass the propeller without striking the blades, and each blade might typically take several hits before there was much danger of its failing, especially if it were bound with tape to prevent splintering (see diagram below, and illustration to the left). Garros himself and Jules Hue (his personal mechanic) are sometimes credited with testing and perfecting the "deflectors". This crude system worked after a fashion, although the wedges diminished the propeller's efficiency, and the not inconsiderable force of the impact of bullets on the deflector blades must have put undesirable stress on the engine's crankshaft. Anthony Fokker was able to persuade Idflieg to arrange the loan of a Parabellum machine gun and ammunition so that his device could be tested, and for these items to be transported forthwith to the Fokker Flugzeugwerke GmbH at Schwerin (although probably not in his railway compartment or "under his arm", as he claimed after the war). The story of his conception, development and installation of the Fokker synchronization device in a period of 48 hours (first found in an authorised biography of Fokker written in 1929) is not now believed to be factual. Another possible explanation is that Garros's Morane, partly destroyed by fire as it was, had sufficient traces of the original synchronization gear remaining for Fokker to have guessed how it worked. For various reasons this also seems unlikely, and the current historical consensus points to a synchronization device having been in development by Fokker's team (including engineer Heinrich Lübbe) prior to the capture of Garros's machine. but Saulnier's. Like the Saulnier patent, Fokker's gear was designed to actively fire the gun rather than interrupt it, and, like the later Vickers Challenger gear developed for the RFC, it followed Saulnier in taking its primary mechanical drive from the oil pump of a rotary engine. The "transmission" between the motor and the gun was by a version of Saulnier's reciprocating push rod. The main difference was that instead of the push rod passing directly from the engine to the gun itself, which would have required a tunnel through the firewall and fuel tank (as shown in the Saulnier patent drawings), it was driven by a shaft joining the oil pump to a small cam at the top of the fuselage. This eventually proved unsatisfactory, as the oil pump's mechanical drive spindle was insufficiently robust to take the extra load. This prototype was demonstrated to IdFlieg by Fokker in person on 19–20 May 1915 at the Döberitz proving ground near Berlin. Leutnant Otto Parschau was test flying this aircraft by 30 May 1915. The five production prototypes (factory designated M.5K/MG and serialed E.1/15 – E.5/15) were undergoing military trials shortly thereafter. These were all armed with the Parabellum gun, synchronized with the first version of the Fokker gear. This prototype gear had such a short life that a redesign was necessary, producing the second, more familiar, production form of the gear. The gear used in the production Eindecker fighters replaced the oil pump's mechanical driveshaft based system with a large cam wheel, almost a light flywheel, driven directly from the spinning rotary engine's crankcase. The push rod now took its reciprocating motion directly from a "follower" on this cam wheel. At the same time the machine gun used was also changed—an lMG 08 machine gun, the so called "Spandau", replacing the Parabellum used with the prototype gear. At this time the Parabellum was still in very short supply, and all available examples were required as observers' guns, the lighter and handier weapon being far superior in this role. The first victory using a synchronized gun equipped fighter is now believed to have occurred on 1 July 1915 when Leutnant Kurt Wintgens of Feldflieger Abteilung 6b, flying the Parabellum armed Fokker M.5K/MG aircraft "E.5/15", forced down a French Morane Saulnier Type L east of Lunéville. Exclusive possession of a working gun synchronizer enabled a period of German air superiority on the Western Front known as the Fokker Scourge. The German high command was protective of the synchronizer system, instructing pilots not to venture over enemy territory in case they were forced down and the secret revealed, but the basic principles involved were already common knowledge, and by the middle of 1916 several Allied synchronizers were already available in quantity. By this time, the Fokker Stangensteuerung gear, which had worked reasonably well for synchronizing a single gun, firing at a modest cyclic rate through a two bladed propeller driven by a rotary engine, was becoming obsolete. Stangensteuerung gears for "stationary", i. e., in line engines, worked from a small cam immediately behind the propeller (see illustration). This produced a basic dilemma: A short, fairly robust push rod meant that the machine gun had to be mounted well forward, putting the breech of the gun out of the pilot's reach for clearing jams. If the gun was mounted in the ideal position, within easy reach of the pilot, a much longer push rod was required, which tended to bend and break. The other problem was that the Stangensteuerung never worked well with more than one gun. Two (or even three) guns, mounted side by side and firing simultaneously, would have produced a wide spread of fire that would have been impossible to match with the "safe zone" between the whirling propeller blades. Fokker's initial answer to this was the fitting of extra "followers" to the Stangensteuerung's large cam wheel, to (theoretically) produce the "ripple" salvo necessary to ensure that the guns were aimed at the same point on the propeller disc. This proved a disastrously unstable arrangement in the case of three guns, and was rather less than satisfactory, even for two. Most of the early Fokker and Halberstadt biplane fighters were limited to a single gun for this reason. In fact, the builders of the new Albatros twin gunned stationary engine fighters of late 1916 had to introduce their own synchronization gear, known as the Hedtke gear or Hedtkesteuerung, and it was evident that Fokker were going to have to come up with something radically new. The firing button for the gun simply engaged a clutch at the engine which set the flexible drive (and thus the trigger motor) in motion. In some ways this brought the new gear closer to the original Schneider patent (q. v.). A major advantage was that the adjustment (to set where on the propeller's disc each bullet was to impact) was now in the gun itself. This meant that each gun was adjusted separately, an important feature, since twin synchronized guns were not set to be fired in strict unison, but when they were pointing at the same point on the propeller disc. Each gun could be fired independently, since it had its own flexible drive, linked to the engine camshaft by a junction box, and having its own clutch. This provision of a quite separate set of components for each gun also meant that a failure in the gear for one gun did not impinge on the other. This gear was available in numbers by mid 1917, in time for installation on the Fokker Dr. I triplane and all later German fighters. In fact it became the standard synchronizer for the Luftstreitkräfte for the remainder of the war, although experiments to find an even more reliable gear continued. The aircraft crashed on its way to the front and nothing more was heard of it, or its synchronization gear, although it was presumably based on Schneider's own patent. The system was specifically intended to overcome the problems that had arisen in applying the Fokker Stangensteuerung gear to in line engines and twin gun installations, and was a variation of the rigid push rod system, driven from the rear of the crankshaft of the Mercedes D. III engine. The Albatros D. V used a new gear, designed by Werkmeister Semmler: (the Albatros Semmler Steuerung). It was basically an improved version of the Hedtke gear.

Электрлік құралдар

Бірінші дүниежүзілік соғыстан кейін неміс ұшақтарына электрлік синхронизаторлар орнатылды. Мұндай механизмде, пропеллер білігінің өзінде немесе қозғалтқыш жетегінің минутына бірдей сан айналымдармен айналатын басқа бөлігінде орналасқан контакт немесе контакттар жиынтығы электр импульстарының тізбесін жасайды, олар тапаншадағы соленоидты басқаратын қозғалтқышқа жіберіледі. Ақырында Викерс мылтықтарын алуға қол жеткізген француз бен итальяндықтардан айырмашылығы, австриялықтар неміс одақтастарынан жеткілікті мөлшерде "Шпандау" мылтықтарын ала алмады және Шварцлозе мылтығын оған толық сәйкес келмейтін қолдануға мәжбүр болды. Шварцлозе мылтығын синхрондау мәселесі ақырында ішінара шешілсе де, дөңгелектер тек 1916 жылдың соңында ғана қолжетімді болды. Тіпті сонда да, қозғалтқыштың жоғары айналымдарында австриялық синхронизаторлардың жұмысы өте тұрақсыз болатын. Австрия ұшақтарына ұшқыштардың "айналымдары" қажетті диапазон ішінде екенін тексеру үшін үлкен тахометрлер орнатылды, ал винтке тигенде ұшқышқа ескертетін электрлік ескерту жүйесі де болды. Дәлдік құралдарының үнемі жетіспеуіне байланысты дөңгелектер жеткіліксіз болды. Сондықтан, тіпті Альбатрос D.III-тің тамаша австриялық нұсқалары сияқты өндіріс ұшақтарын да, эскадрильяның қаругерлері қолдарына түскен қару мен дөңгелектерді жинап, құтқарып немесе импровизациялап орнату үшін қарусыз күйде майданға жіберуге тура келді. Бір жүйеге стандарттаудың орнына, әртүрлі австриялық өндірушілер өздерінің дөңгелектерін жасады. Гарри Вудманның (1989) зерттеуі келесі түрлерді анықтады:

Zahnrad-Steuerung (түйме дөңгелекті басқару)

Austro Daimler қозғалтқышының білікшелі валдан басқарылатын таяқшалары арқылы құрттық беріліспен қоздырылды. Шварцлозе пулеметінің алғашқы нұсқасы осы беріліс арқылы минутына 360 оқтың синхронды ату жылдамдығына ие болды, ал MG16 үлгісінде бұл көрсеткіш 380 оққа дейін жеткізілді.

Бернаццик-Стьюринг

Қозғалтқыштан шығарылатын газ клапанының серік қозғағышынан күш алынды, клапан корпусына бекітілген рычаг штанга арқылы пулеметке импульстарды жеткізді. Лейтенант Отто Бернаццик жобалаған бұл жүйе, пропеллердің әр екінші айналымында бір атыс импульсін беруге арналған және бір пулеметтен минутына шамамен 380-400 оқ атты. Шварцлозе пулеметін синхрондау үшін қолданылатын басқа да механизмдер сияқты, жоғары қозғалтқыш айналымдарында атыс тұрақсыз болып кетті.

Ұлыбритания

Британдықтардың қаруды синхрондау бастапқыда жылдам, бірақ бірқатар қиындықтармен жүрді. Алғашқы механикалық синхрондау механизмдері тиімсіз және сенімсіз болып шықты, ал толық стандарттау өте қанағаттанарлық гидравликалық "C. C." механизміне 1917 жылдың қараша айына дейін қол жеткізілмеді. Синхронды қарулар британдық истребитель ұшқыштары арасында 1917 жылға дейін аса танымал болған жоқ, ал Фостер орнатуындағы қанат үстіндегі «Льюис» мылтығы британдық қызметтегі «Ньюпорт» ұшақтарының қаруы болып қала берді, сондай-ақ бастапқыда S.E.5-тің негізгі қаруы ретінде қарастырылды. Маңыздысы, «C. C.» механизмімен байланысты алғашқы мәселелер 1917 жылдың наурыз айында Францияға аттанбас бұрын жаңа S.E.5 истребительдерін жауынгерлік дайындыққа жеткізумен айналысқан 56-шы эскадрилья үшін аса маңызды емес мәселелердің бірі деп есептелді, себебі олардың қанат үстінде «Льюис» мылтығы болды! Болл тіпті салмақты азайту үшін біраз уақытқа «Викерс» мылтығын толығымен алып тастады.

Викерс-Челленджер тетігі

Бірінші британдық синхронизаторды оны жасаған пулемет өндірушісі құрастырды: ол 1915 жылдың желтоқсанында өндіріске түсті. Дизайнері Жорж Челленджер сол кезде Vickers компаниясында инженер болып жұмыс істеді. Ол принципі бойынша алғашқы Fokker синхронизаторына өте ұқсас болды, бірақ бұл көшірме болғандықтан емес (кейде айтылатындай), 1916 жылдың сәуірінде ғана техникалық талдау үшін түскен Fokker үлгісі болды. Шындығында, екі құрылғы да Саульнье патентіне негізделген. Бірінші нұсқасы Saulnier-дің жобасындағыдай, роторлық қозғалтқыш май сорғысы білігіне бекітілген редуктор арқылы қозғалды, ал кішкентай импульс тудыратын кәмша алдыңғы фюзеляждың сол жағына сырттан орнатылды, оны реттеу оңай болды. Алайда, құрылғы Bristol Scout және Sopwith 1½ Strutter сияқты роторлық қозғалтқыштары бар және кабинасының алдында пулеметі орналасқан ұшақтарға орнатылғанда, құрылғы мен пулеметті байланыстыратын ұзын итергіш таяқты қолайсыз бұрышта орнатуға тура келді, ол температура өзгерісінен туындаған бұрылуға, деформацияға, сондай-ақ кеңею мен жиырылуға бейім болды. Осы себепті B.E.12, R.E.8 және Vickers FB 19 ұшақтарында алдыңғы пулеметтер фюзеляждың сол жағына орнатылды, осылайша итергіш таяқтың салыстырмалы түрде қысқа нұсқасын тікелей пулеметке жалғауға болады. Бұл жақсы жұмыс істеді, бірақ пулеметтің тікелей нысана алуға мүмкіндік бермейтін "қолайсыз" орналасуы бастапқыда көп сынға ұшырады. Бірақ, ұшақтың өзі нысанаға алынатыны түсінілгеннен кейін бұл мәселе күткеннен де аз болды. Vickers Challenger синхронизаторымен жабдықталған соңғы ұшақ түрі R.E.8, 1917 жылдың ортасынан бастап C.C. синхронизаторымен жабдықталғаннан кейін де пулеметін сол жағында сақтап қалды.

Scarff-Dibovski тетігі

Ресей империясының әскери-теңіз флоты офицері, лейтенант Виктор Дибовский, британдық ұшақтар өндірісінің әдістерін бақылау және есеп беру мақсатымен Англияға жіберілген миссия құрамында қызмет еткен кезде, өзі жасаған синхрондау механизмін ұсынды. Ресейлік дереккөздерге сәйкес, бұл механизм Ресейде сынақтан өткен, бірақ нәтижелері әртүрлі болған. Мүмкін, Дибовскийдің алғашқы механизмі нағыз синхронизатор емес, кері аудару жүйесі болған. Дегенмен, кіріспе офицері Ф. В. Скарф Дибовскиймен бірлесіп жұмыс істеп, осы механизмді жасап, іске асырды. Механизм белгілі бір камера мен иінтірек принципі бойынша жұмыс істеді, мылтықпен байланысы стандартты итергіш және бірқатар күрделі рычагтар арқылы жүзеге асырылды. Оның мақсаты – оқ ату импульстарының мылтыққа берілу жылдамдығын төмендету (соның арқасында сенімділікті арттыру, бірақ ату жылдамдығын жоғарылатпау) болды. Бұл механизм RNAS үшін тапсырыс берілді және Vickers Challenger механизмінен кейін бірнеше аптаның ішінде өндіріске енгізілді. Vickers Challenger-ге қарағанда роторлық қозғалтқыштарға оңай бейімделді, бірақ 1916 жылы RNAS тапсырысы бойынша салынған Sopwith 1½ Strutters және, мүмкін, Sopwith Pups-тың алғашқы үлгілерінен басқа, нақты қолданылған жағдайлары тіркелмеген.

Росс және басқа да "түрлі" құралдар

Росс тоққыны – 1916 жылы Vickers Challenger тоққындарының 1½ Strutters ұшақтарындағы сәйкессіздігін жою үшін жасалған уақытша, дала жағдайында құрастырылған тоққыш. Ресми түрде оны No.70 эскадрильясының капитаны Росс жасаған, алайда, оның басшылығымен жұмыс істеген ұшу сержанты оның негізгі авторы болған деген болжам бар. Бұл тоққыш негізінен 1½ Strutters ұшақтарында қолданылған, бірақ No.45 эскадрильясы да оның кейбір үлгілерін, сондай-ақ No.70 эскадрильясы да пайдаланған. Ол қолжетімді болған кезде Sopwith Kauper тоққышымен алмастырылды. Норман Макмиллан оқиғадан кейін бірнеше жыл өткен соң жазғанда, Росс тоққышының атыс жылдамдығы өте төмен болғанын, бірақ бастапқы иінтіректік механизмді бұзбағанын, сондықтан "өте қиын жағдайда" "тоққышсыз тікелей атып, жердегі тоққыштың қалыпты атыс жылдамдығын алуға" болатынын айтқан. Макмилланның сөзіне сенсек, жиырмаға дейін оқ тиген винттердің көмегімен ұшақтар өздеріне жеткен. Алайда, бұл ақпараттың кейбір тұстары синхронды тоққыштың жұмыс принципімен сәйкес келмейді және Макмилланның естелік қателігі болуы мүмкін. Тек Sopwith тоққышы (келесі бөлімде) өндіріске түсуге лайық деп танылды.

Сопвиф-Каупер тетігі

Сопвифтің алғашқы ұшақтарына орнатылған алғашқы механикалық синхрондық механизмдер өте қанағаттанғысыз болды, сондықтан 1916 жылдың ортасында Сопвифтерде олардың жұмыс шебері Гарри Каупер, австралиялық Гарри Хокердің досы және әріптесі жасаған жақсартылған механизм пайда болды. Бұл механизм алдыңғы механизмдердің кемшіліктерін жоюға арналған еді. Mk. II және Mk. III нұсқаларына қатысты патенттер 1917 жылдың қаңтар және маусым айларында тіркелді. Механикалық тиімділік түрткіш таяқтың қызметін кері қайтару арқылы жақсартылды. Оқ ату импульсі Саульньенің патеніндегідей, камераның дөңгелегінде емес, камераның төменгі нүктесінде тудырылды. Осылайша, таяққа күш қысымның орнына тартылыс арқылы әсер етті (немесе техникалық тілмен айтқанда, оқ атар моторы "тартылып" жұмыс істеді, "итерілмей"), бұл таяқтың жеңіл болуына мүмкіндік берді, оның инерциясын азайтып, жылдам жұмыс істеуіне (кем дегенде, механизмнің алғашқы нұсқаларында, камера дөңгелегінің әр айналымы бір емес, екі оқ ату импульсін тудырды). Бір ғана оқ атар тетік механизмді қосып, бір әрекетпен қаруды атты, ал кейбір бұрынғы механизмдердегідей, механизмді "қосу" және содан кейін оқ ату қажет болмады. Sopwith Kauper механизмінің 2750 данасы қызметтегі ұшақтарға орнатылды: Sopwith Pup және Triplane үшін стандартты механизм болғанмен, ол көптеген ертедегі Camel ұшақтарына орнатылды және 1½ Strutters және басқа Sopwith түрлеріндегі бұрынғы механизмдерді алмастырды. Алайда, 1917 жылдың қарашасына қарай, бірнеше түзетулерге қарамастан, тіпті Sopwith Kauper механизмі де механикалық механизмдердің табиғи шектеулерінен зардап шегетіні анық болды. Camel эскадрильялары, әсіресе, винттердің жиі "бұзылып" кететінін, механизмдердің "құлыптануға" бейім екенін хабарлады. Vickers қаруының жоғары оқ ату жылдамдығы және қозғалтқыштың жоғары айналу жылдамдығы осы өнімділіктің және сенімділіктің төмендеуіне себеп болды. Осы кезде гидравликалық C. C. механизмінің бастапқы кемшіліктері жойылды және ол барлық британдық ұшақтарға, соның ішінде Сопвифтерге стандарт ретінде бекітілді. 1916 жылдың мамырында ол Константинесконың оқ атуды басқару механизмінің алғашқы суретін және тәжірибелік үлгісін дайындады, ол кейіннен "Constantinesco Fire Control Gear" немесе "C. C. (Constantinesco Colley) механизмі" деп аталды. Механизмге арналған алғашқы уақытша патенттік өтінім 1916 жылдың 14 шілдесінде (No. 512) берілді. Бастапқыда, ұқыпты Константинеско өзінің сынақ дискісінде байқалған шамалы ауытқулардан қанағаттанбады. Оқ-дәрілерді мұқият тексеру бұл кемшілікті жойды (әрине, барлық осындай механизмдерге ортақ); жақсы сапалы оқтармен механизмнің өнімділігі оның жасаушысын да қуантты. Royal Flying Corps құпия эксперименталды жұмысына басшылық еткен А. М. Лоу сынақтарға қатысты. Жүйе Константинеско мен Fleet Street баспагері және инженер Уолтер Хэддон бірлесіп, Альпертон қаласындағы Хэддон инженерлік жұмыстарында жетілдірілді. Бірінші жұмыс істейтін C. C. механизмі 1916 жылдың тамызында B. E.2c ұшағында сынақтан өтті. Жаңа механизмнің барлық механикалық механизмдерге қарағанда бірнеше артықшылықтары болды: оқ ату жылдамдығы айтарлықтай артты, синхрондау әлдеқайда дәл болды, және ең бастысы, ол әрбір қозғалтқыш пен ұшақ түріне арнайы жасалған импульс генераторы мен әрбір ұшақ түріне арналған арнайы байланыстарды қажет етпей, кез келген қозғалтқыш пен ұшақ түріне оңай бейімделеді. Ұзақ мерзімде (дұрыс күтілсе және реттелсе) ол әлдеқайда берік және бұзылуға аз бейім екендігі дәлелденді. No. 55 эскадрильясының DH.4 ұшақтары 1917 жылдың 6 наурызында Францияға жаңа механизммен жабдықталған күйі келді. 1917 жылдың соңына дейін екі қаруды пайдалана алатын механизмнің нұсқасы қол жетімді болғандықтан, алғашқы Sopwith Camels ұшақтарына Sopwith Kauper механизмі орнатылуы керек болды. 1917 жылдың қарашасынан бастап бұл механизм стандартқа айналды, сол күнден бастап 1937 жылғы Gloster Gladiator ұшағына дейін синхронды қаруы бар барлық жаңа британдық ұшақтарға орнатылды. 1917 жылдың наурыз және желтоқсан айлары аралығында Корольдік ұшу корпусы мен Корольдік әскери-әуе қызметінің машиналарына 6000-нан астам механизм орнатылды. 1918 жылдың қаңтар және қазан айлары аралығында британдық әскери ұшақтарға тағы жиырма мың "Constantinesco Colley" қару-жарақ синхрондау жүйесі орнатылды, осы кезеңде Корольдік әуе күштері екі бұрынғы қызметтен 1 сәуірде 1918 жылы құрылды. Жиынтығында, 50 000 механизм 20 жыл ішінде стандартты жабдық ретінде өндірілді.

The first mechanical synchronization gears fitted to early Sopwith fighters were so unsatisfactory that in mid 1916 Sopwiths had an improved gear designed by their foreman of works Harry Kauper, a friend and colleague of fellow Australian Harry Hawker. This gear was specifically intended to overcome the faults of earlier gears. Patents connected with the extensively modified Mk. II and Mk. III versions were applied for in January and June 1917. Mechanical efficiency was improved by reversing the action of the push rod. The firing impulse was generated at a low point of the cam instead of at the lobe of the cam as in Saulnier's patent. Thus the force on the rod was exerted by tension rather than compression, (or in less technical language, the trigger motor worked by being "pulled" rather than "pushed") which enabled the rod to be lighter, minimising its inertia so that it could operate faster (at least in early versions of the gear, each revolution of the cam wheel produced two firing impulses instead of one). A single firing lever engaged the gear and fired the gun in one action, rather than the gear having to be "turned on" and then fired, as with some earlier gears. 2,750 examples of the Sopwith Kauper gear were installed in service aircraft: as well as being the standard gear for the Sopwith Pup and Triplane it was fitted to many early Camels, and replaced earlier gears in 1½ Strutters and other Sopwith types. However, by November 1917, in spite of several modifications, it was becoming evident that even the Sopwith Kauper gear suffered from the inherent limitations of mechanical gears. Camel squadrons, in particular, reported that propellers were frequently being "shot through", the gears having a tendency to "run away". Wear and tear, as well as the increased rate of fire of the Vickers gun and higher engine speeds were responsible for this decline in performance and reliability. By this time the teething problems of the hydraulic C. C. gear had been overcome and it was made standard for all British aircraft, including Sopwiths. In May 1916, he prepared the first drawing and an experimental model of what became known as the Constantinesco Fire Control Gear or the "C. C. (Constantinesco Colley) Gear". The first provisional patent application for the Gear was submitted on 14 July 1916 (No. 512). At first, the meticulous Constantinesco was dissatisfied with the odd slightly deviant hit on his test disc. It was found that carefully inspecting the ammunition cured this fault (common, of course, to all such gears); with good quality rounds, the performance of the gear pleased even its creator. A. M. Low who commanded the Royal Flying Corps secret Experimental Works at Feltham was involved in the testing. The system was perfected by Constantinesco in collaboration with the Fleet Street printer and engineer Walter Haddon at the Haddon Engineering Works in Honeypot Lane, Alperton. The first working C. C. gear was air tested in a B. E.2c in August 1916. The new gear had several advantages over all mechanical gears: the rate of fire was greatly improved, the synchronization was much more accurate, and above all it was readily adaptable to any type of engine and airframe, instead of needing a specially designed impulse generator for each type of engine and special linkages for each type of aircraft. In the long run (provided it was properly maintained and adjusted) it also proved far more durable and less prone to failure. No. 55 Squadron's DH.4s arrived in France on 6 March 1917 fitted with the new gear, It was late in 1917 before a version of the gear that could operate twin guns became available, so that the first Sopwith Camels had to be fitted with the Sopwith Kauper gear instead. From November 1917 the gear finally became standard; being fitted to all new British aircraft with synchronized guns from that date up to the Gloster Gladiator of 1937. Over 6,000 gears were fitted to machines of the Royal Flying Corps and the Royal Naval Air Service between March and December 1917. Twenty thousand more "Constantinesco Colley" gun synchronization systems were fitted to British military aircraft between January and October 1918, during the period when the Royal Air Force was formed from the two earlier services on April 1, 1918. A total of 50,000 gears were manufactured during the twenty years it was standard equipment.

Бетеридж тетігі

C. C. құрылғысы ғана емес, гидравликалық жетектің басқа да ұсыныстары болды; 1917 жылы No.1 эскадрильяның әуе механігі А. Р. Бетеридж Австралия ұшу корпусы Палестинадағы бөлімінде қызмет етіп жүргенде өзі жасаған жетектің прототипін құрастырып, сынақтан өткізді. Бұл құрылғыға ресми қызығушылық танылған жоқ; мүмкін, C. C. жетегі дайын күйде болған шығар. Суретте көрсетілген нәрсе осы жетекті сынауға арналған стенд болуы мүмкін.

Франция

Француз әуе күштері екі жақсы синхрондау механизмдерін дерлік бастапқыдан-ақ стандарттауға қол жеткізді – біреуі роторлық қозғалтқыштарға, ал екіншісі "тұрақты" (қатарлы) қозғалтқыштарға бейімделген.

Алкан-Хами тетігі

Бірінші француз синхронизаторын сержант-механик Роберт Алкан және теңіз инженері Хами әзірледі. Ол түпкілікті Fokker Stangensteuerung механизміне негізделген: басты айырмашылық – Vickers мылтығына итергіш таяқ орнатылған, ал салқындату қаптамасындағы артық бу түтігі пайдаланылған. Бұл басқа итергіш таяқты механизмдердің маңызды кемшілігін жойды, себебі таяқ, бүкіл ұзындығы бойынша тіреуге ие болғандықтан, бұрмалануға немесе жұлуға бейім болмады. Осы механизммен жабдықталған Vickers мылтықтарын, мылтықтың алдыңғы жағынан екінші ұңғы сияқты шығып тұратын итергіш таяқтың серіпі арқылы ажыратуға болады. Бұл механизм алғаш рет 1916 жылғы 2 мамырда Nieuport 12 ұшағында орнатылып, сынақтан өтті, ал өндіріске дейінгі басқа механизмдер заманауи Morane Saulnier және Nieuport истребительдеріне орнатылды. Алкан-Хами механизмі Vickers I типті (ротациялық қозғалтқыштар) синхронизация жүйесі ретінде стандартталды, 1916 жылдың ортасында Nieuport 17 ұшағы фронтқа келген кезде француз ұшақтарының ротациялық қозғалтқыштарындағы алға бағытталған мылтықтар үшін стандартты механизм ретінде қолжетімді болды. Nieuport 28 басқа механизмді пайдаланды – ол қазір тек американдық құжаттамада ғана белгілі, онда ол "Nieuport синхронизациялық механизмі" немесе "Gnome механизмі" деп сипатталған. Nieuport ұшағының 160 CV Gnome 9N Monosoupape ротациялық қозғалтқышының айналмалы коленкасымен қозғалатын айналмалы жетек білігі екі жеке реттелетін оқ ату механизмін қозғалтады, олардың әрқайсысы өздерінің қысқа таяқтары арқылы мылтыққа оқ ату импульсын жібереді. Фотосуреттерде бұл механизмнің бір ғана мылтықты басқаруға арналған ертерек нұсқасы Nieuport 23 және Hanriot HD.1 ұшақтарына орнатылған болуы мүмкін екені көрінеді.

Біркигт тетігі

SPAD S. VII Марк Биркигттің Hispano Suiza қозғалтқышы негізінде жобаланған. Ал жаңа истребитель 1916 жылдың қыркүйегінде қолданысқа түскенде, бір Викерс пулеметімен қаруланған, ол Биркигт өзінің қозғалтқышымен қолдану үшін жаңа механизммен синхронды түрде жұмыс істеді. Көптеген басқа механикалық механизмдерден айырмашылығы, көбінесе "SPAD механизмі" деп аталатын бұл құрылғыда итергіш таяқ болған жоқ: ату импульстары тербелісті білік арқылы пулеметке бұралып берілді, ол шамамен төрттен бір айналымға айналып, сағат тілімен және сағат тіліне қарсы бағытта кезектесіп жұмыс істеді. Бұл тербеліс итергіш таяқтың түзу-қайта қозғалысынан механикалық тұрғыдан тиімдірек болды, артық жылдамдыққа мүмкіндік берді. Ресми түрде Викерс типті II синхрондау жүйесі (қозғалтқыштарға орнату) деп аталған Биркигт механизмі кейін екі пулеметті басқаруға бейімделді және Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін француз әскерінде қолданылды.

Ресей

1917 жылғы революцияға дейін ресейлік синхрондық механизмдер өндіріске енгізілген жоқ, бірақ 1915 жылы Виктор Дибовский жасаған тәжірибелер кейіннен британдық Scarff Dibovski механизміне (жоғарыда сипатталғандай) әсер етті, сондай-ақ тағы бір теңіз офицері, Г. И. Лавров, сәтсіз Сикорский S 16 ұшағына орнатылған механизмді жобалады. Франция және Ұлыбританияда жасалған және Ресейде лицензия бойынша өндірілген конструкциялар Alkan Hamy немесе Birkigt механизмдерін пайдаланды. Бірақ сол кезде инженер Адольф Л. Нельсон МакКук-филдтегі Ұшақтарды жобалау бөлімінде жаңа, механикалық механизмді әзірледі, ол арнайы Marlin үшін жасалған және ресми түрде «Нельсонның бір реттік синхронизаторы» деп аталды. Көптеген механикалық механизмдерге тән итергіш таяқтың орнына немесе Sopwith Kauper-дің «тарту таяғының» орнына, Нельсон механизмі оқ ату импульстарын қаруға жеткізу үшін тартылып тұратын кабельді пайдаланды. Германия, Кеңес Одағы және Жапонияда қолданылған тағы бір тәсіл, қарулануды арттыру қажеттігін мойындаса да, синхронды қаруды қамтитын жүйеге басымдық берді. Орталықтандырылған қарулардың басты артықшылығы – олардың қашықтығы тек баллистикамен ғана шектелген, себебі қанаттағы қарулардың отын біріктіру үшін қажетті қаруды келістіру оларға қажет болмады. Олар нағыз мергенді марапаттайтындықтан, қару-жарақтар технологиясына тәуелділік азайтылды. Фюзеляжда қару орнату арқылы да ауырлық орталығына масса шоғырландырылып, ұшақтың айналу қабілеті жақсарды. Үшінші тараптан берілген оқ-дәрілердің сапасының тұрақтылығы және синхрондық механизмдердің жақсаруы бүкіл концепцияны тиімдірек және нәтижелірек етті, сонымен қатар автокөліктің сияқты үлкен калибрлі қаруларға қолдануды жеңілдетті; сондай-ақ, Екінші дүниежүзілік соғыстағы ұрыс ұшақтарында стандартты жабдыққа айналған тұрақты жылдамдықты пернелер, перне айналу жылдамдығы мен қарудың ату жылдамдығы арасындағы қатынастың өзгеруін азайтты. Синхронды механизмнің соңғы үні – Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде және одан кейін баяу ату жылдамдығымен синхронды пушкамен жабдықталған соңғы поршенді советтік ұшақтары болды. Шын мәнінде, соңғы синхронизатормен жабдықталған және соғыс қимылдарына қатысқан ұшақтар Лавочкин Ла 11 және Яковлев Як 9 болды.

No Russian synchronization gears went into production before the 1917 Revolution – although experiments by Victor Dibovski in 1915 contributed to the later British Scarff Dibovski gear (described above), and another naval officer, G. I. Lavrov, also designed a gear that was fitted to the unsuccessful Sikorsky S 16. French and British designs licence built in Russia used the Alkan Hamy or Birkigt gears. but in the meantime the engineer Adolph L. Nelson at the Airplane Engineering Department at McCook Field had developed a new, mechanical gear especially adapted to the Marlin, officially known as the Nelson single shot synchronizer. In place of the push rod common to many mechanical gears, or the "pull rod" of the Sopwith Kauper, the Nelson gear used a cable held in tension for the transmission of firing impulses to the gun. Another approach, common to Germany, the Soviet Union, and Japan, while recognising the necessity to increase armament, preferred a system that included synchronized weapons. Centralised guns had the real advantage that their range was limited only by ballistics, as they did not need the gun harmonisation necessary to concentrate the fire of wing mounted guns. They were seen as rewarding the true marksman, as they involved less dependence on gun sight technology. Mounting guns in the fuselage also concentrated mass at the centre of gravity, thus improving the fighter's roll ability. More consistent ammunition manufacture, and improved synchronization gear systems made the whole concept more efficient and effective, whilst facilitating its application to weapons of increased calibre such as autocannon; moreover the constant speed propellers that quickly became standard equipment on WW II fighters meant that the ratio between the propeller speed and the rate of fire of the guns varied less erratically. The swan song of synchronization belongs to the last reciprocating engine Soviet fighters, which largely made do with slow firing synchronized cannon throughout the World War II period and after. In fact, the very last synchronizer equipped aircraft to see combat action were the Lavochkin La 11 and the Yakovlev Yak 9 during the Korean War.

Танымал мәдениет

Өзінің винтін атып алу – комедиялық оқиғаларда жиі кездесетін бір түйін, мысалы, 1965 жылғы «Жай ғана Бип» атты мультфильмінде Уайл Э. Койот пен Жол жүгірушісінің басты рөлде ойнауы. Осы фильмде шабуылдаушы Койот көптеген оқ тигеннен кейін винтін сынықтарға айналдырып жібереді.