Механизм синхронизации стрельбы из пулемета с вращением винта самолета.

Синхронизатор стрельбы: устройство для синхронизации огня пулеметов с винтом самолета в Первой мировой войне. История, принцип работы и первые разработки.

30 мин чтения

100%

Источник: Synchronization gear — Wikipedia

Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.

Содержание

Введение

Устройство для синхронизации стрельбы автоматических пушек боевого самолета с его вращающимся винтом.

Синхронизатор (также известный как синхронизатор пушек или прерыватель) – это устройство, позволяющее самолету с одномоторной тянущей конфигурацией двигателя вести огонь из установленного в передней части вооружения через дугу вращения винта, не поражая лопасти. Это позволяло наводить на цель сам самолет, а не пушку. Существовало множество практических проблем, в основном связанных с присущей автоматическим пушкам неточностью стрельбы, большой (и изменяющейся) скоростью вращения лопастей винта и очень высокой скоростью работы механизма, синхронизирующего оба этих элемента. На практике все известные механизмы работали по принципу активного спуска курка при каждом выстреле, подобно полуавтоматическому оружию. Разработка и эксперименты с синхронизацией пушек велись во Франции и Германии в 1913–1914 годах, основываясь на идеях Августа Эйлера, который, по-видимому, первым предложил установить фиксированное вооружение, стреляющее в направлении полета (в 1910 году). Однако первым практическим – хотя и далеким от надежного – механизмом, поступившим на вооружение, стал механизм, установленный на истребителях Fokker Eindecker, которые в середине 1915 года поступили в состав немецких авиационных эскадрилий. Успех Eindecker привел к созданию многочисленных устройств синхронизации орудий, кульминацией которых стала достаточно надежная гидравлическая передача Constantinesco британской разработки 1917 года. К концу Первой мировой войны немецкие инженеры были близки к совершенствованию механизма, использующего электрическую, а не механическую или гидравлическую связь между двигателем и пушкой, при этом пушка срабатывала с помощью соленоида, а не механического "спускового двигателя". С 1918 по середину 1930-х годов стандартным вооружением истребителя оставались два синхронизированных пулемета соответствующего калибра, стрелявшие вперед через дугу винта. Однако в конце 1930-х годов основной задачей истребителя все чаще стала борьба с крупными, цельнометаллическими бомбардировщиками, для поражения которых этого вооружения было недостаточно. Поскольку в ограниченном пространстве передней части фюзеляжа одномоторного самолета было непрактично установить более одного или двух дополнительных орудий, это привело к увеличению доли вооружения, монтируемого на крыльях и стреляющего за пределами дуги винта. Окончательная ненужность синхронизирующих механизмов, однако, наступила лишь с появлением реактивной тяги и отсутствием винта, с которым следовало бы синхронизировать пушки.

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

Механизм, позволяющий автоматическому оружию стрелять между лопастями вращающегося винта, обычно называется прерывателем или синхронизатором. Оба этих термина в большей или меньшей степени вводят в заблуждение, по крайней мере, в части объяснения того, что происходит при работе механизма. Термин "прерыватель" подразумевает, что механизм приостанавливает или "прерывает" огонь оружия в момент, когда одна из лопастей винта проходит перед дулом. Сложность заключается в том, что даже относительно медленно вращающиеся винты самолетов Первой мировой войны обычно совершали два или даже три оборота на каждый выстрел, который мог произвести современный пулемет. Таким образом, двухлопастный винт преграждал бы оружию шесть раз за каждый цикл стрельбы, а четырехлопастный – двенадцать раз. Иными словами, "прерванное" оружие "блокировалось" бы более сорока раз в секунду, в то время как его скорострельность составляла около семи выстрелов в секунду. Неудивительно, что конструкторы так называемых прерывающих механизмов сочли это слишком сложной задачей, поскольку интервалы между "прерываниями" были бы слишком короткими, чтобы оружие вообще могло стрелять. Однако "синхронизация" в обычном понимании этого слова между скоростью стрельбы пулемета (стрельбы как таковой, в полностью автоматическом режиме) и частотой вращения винта самолета также является концептуальной невозможностью. Пулемет обычно производит постоянное количество выстрелов в минуту, и хотя это число можно увеличить, например, усилив и натянув возвратную пружину или перенаправив газы, образующиеся при каждом выстреле, его нельзя произвольно изменять во время работы оружия. С другой стороны, винт самолета, особенно до появления винта с постоянной скоростью, вращался с очень разной частотой вращения в минуту в зависимости от положения дроссельной заслонки и от того, набирает ли самолет высоту, летит горизонтально или пикирует. Даже если бы удалось выбрать определенную точку на тахометре авиационного двигателя, при которой циклическая скорострельность пулемета позволила бы ему стрелять в промежутке между лопастями винта, это было бы крайне ограничительно. Было отмечено, что любой механизм, способный стрелять между вращающимися лопастями винта, не задевая их, можно описать как "прерывающий" огонь оружия (в том смысле, что он перестает функционировать как автоматическое оружие) и одновременно как "синхронизирующий" или "подстраивающий" огонь под частоту вращения винта.

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.

Компоненты

Типичная синхронизирующая передача состояла из трех основных компонентов.

На винте

Во-первых, требовался метод определения положения винта в данный момент времени. Обычно кулачок, приводимый либо непосредственно от вала винта, либо от части трансмиссии, вращающейся с той же скоростью, что и винт, генерировал серию импульсов с той же частотой, что и обороты винта. Неправильная синхронизация могла привести к тому, что каждая выпущенная пуля попадала бы в винт, что было бы хуже, чем стрельба через винт без какого-либо контроля. Другой основной тип неисправностей приводил к уменьшению количества импульсов или их полному отсутствию, как правило, из-за заедания или поломки (или разрушения) генератора или тяг. Это было распространенной причиной "заклинивания" синхронизированных пушек. Скорость вращения винта, а следовательно, и расстояние, которое он проходил между выстрелом и прибытием пули к плоскости винта, изменялось при изменении оборотов двигателя. Если начальная скорость пули была очень высокой, а пушки располагались достаточно близко к винту, чтобы пули преодолевали небольшое расстояние до плоскости винта, этой разницей можно было пренебречь. Однако в случае относительно низкой начальной скорости или установки пушек на значительном удалении от винта, этот вопрос становился критичным, и в некоторых случаях пилоту приходилось сверяться с тахометром, следя за тем, чтобы обороты двигателя находились в пределах "безопасного" диапазона перед стрельбой, иначе существовал риск быстрого разрушения винта.

В пистолет

Второе требование заключалось в том, чтобы пушка надёжно стреляла (или "прерывала" огонь) именно тогда, когда механизм "давал команду". Не все автоматические оружия одинаково хорошо поддавались синхронизации. Когда пулемёт был готов к стрельбе, синхронизированный пулемёт в идеале должен был иметь патрон в патроннике, затвор закрытым и механизм взведённым (так называемое "положение закрытого затвора"). Сложность заключалась в том, что несколько широко используемых автоматических оружий (в частности, пулемёт Льюиса и итальянский Revelli) стреляли с открытого затвора, из-за чего время между нажатием на спусковой крючок и выстрелом было непостоянным. Это означало, что их нельзя было синхронизировать без существенных модификаций. На практике выяснилось, что необходимо, чтобы пушка стреляла в полуавтоматическом режиме. По мере вращения воздушного винта серия "импульсов" передавалась на пушку, фактически "нажимая на спусковой крючок" для совершения одиночного выстрела. Большинство этих импульсов заставали пушку в процессе цикла стрельбы, то есть когда она была "занята" выбросом стреляной гильзы или заряжанием нового патрона, и "терялись"; но в конечном итоге цикл стрельбы завершался, и пушка была готова к стрельбе. Затем она должна была "ждать" следующего импульса от механизма, и, получив его, стреляла. Эта задержка между готовностью к стрельбе и фактическим выстрелом замедляла скорострельность по сравнению с пулемётом, стреляющим в свободном режиме, который стреляет сразу после готовности. Однако, при условии исправной работы механизма, пушка могла достаточно быстро стрелять между вращающимися лопастями винта, не задевая их. Некоторые другие пулемёты, такие как австрийский Schwarzlose и американский Marlin, оказались недостаточно хорошо приспособлены для синхронизации, хотя в конечном итоге удалось добиться предсказуемой "одиночной стрельбы", как правило, путём модификации спускового механизма для имитации стрельбы с закрытого затвора. Большинство успешно синхронизированных образцов оружия (по крайней мере, в период Первой мировой войны) были (как немецкие Parabellum и Spandau, а также британский Vickers) основаны на оригинальном пулемёте Максима 1884 года, оружии с закрытым затвором, работающем за счёт отката ствола. До того, как эти различия были полностью поняты, было потрачено много времени на попытки синхронизировать неподходящее оружие. Если капсюль в патроне неисправен настолько, что задерживает выстрел пушки на крошечную долю секунды (что довольно часто встречается на практике с серийно выпускаемыми боеприпасами), это не имеет большого значения для пушки, используемой пехотой на земле, но в случае синхронизированной "авиационной" пушки такая задержка может привести к случайному выстрелу, достаточно "не вовремя", чтобы рисковать попаданием по винту. Очень похожая проблема могла возникнуть, если масса специального снаряда (например, зажигательного или взрывного) была достаточно отличной, чтобы вызвать существенную разницу в начальной скорости пули. Это усугублялось дополнительным риском для целостности винта из-за свойств снаряда. "Мотор спускового крючка" теоретически мог иметь две формы. Самый ранний патент (Schneider 1913) предполагал, что синхронизирующий механизм периодически будет предотвращать выстрел из пушки, тем самым работая как настоящий или буквальный "прерыватель". На практике все "реальные" синхронизирующие механизмы, технические детали которых нам известны, напрямую запускали пушку, управляя ею как полуавтоматическим оружием, а не полностью автоматическим.

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.

Связь между пропеллером и пушкой

Третье требование – обеспечение синхронизации связи между "машинами" (двигателем и пушкой). Многие ранние механизмы использовали сложную и по своей сути хрупкую систему рычагов и тяг, которая легко могла заклинить или выйти из строя, особенно при работе на скоростях, превышающих расчетные. Существовали и альтернативные методы, такие как колебательный стержень, гибкий привод, гидравлическая магистраль, трос или электрическое соединение. В целом, механические системы уступали гидравлическим или электрическим, но ни одна из них не была абсолютно надежной, и синхронизирующие механизмы даже в лучшем случае всегда оставались подверженными случайным отказам. Ас Люфтваффе Адольф Галланд в своих мемуарах о военном периоде "Первый и последний" описывает серьезный случай неисправной синхронизации в 1941 году.

Скорость огня

Пилот обычно видел цель лишь на мгновение, поэтому концентрация пуль была жизненно важна для достижения "уничтожения". Оба этих фактора влияли на вопрос синхронизации. Ранние синхронизированные пушки периода 1915–1917 годов имели скорострельность около 400 выстрелов в минуту. При такой относительно невысокой скорострельности синхронизатор можно было замедлить, чтобы подавать один импульс на каждый два или три оборота винта, повышая его надежность без чрезмерного снижения скорострельности. Для управления более скорострельной пушкой, например, с циклической скорострельностью 800 или 1000 выстрелов в минуту, требовалось подавать как минимум один импульс (а то и два) на каждый оборот винта, что повышало вероятность отказа. Сложный механизм системы механической передачи, особенно типа "толкателя", мог легко разрушиться при такой скорости работы. Окончательная версия Fokker Eindecker, Fokker E. IV, оснащалась двумя пулеметами lMG 08 "Spandau"; это вооружение стало стандартным для всех немецких разведывательных самолетов типа D, начиная с Albatros D. I. С момента появления Sopwith Camel и SPAD S. XIII в середине 1917 года и вплоть до прекращения использования синхронизации орудий в 1950-х годах установка двух пушек была международной нормой. Очевидно, одновременный огонь из двух пушек был бы неудовлетворительным решением. Пушки должны были стрелять в одну и ту же точку на диске винта, что означало, что одна из них должна была стрелять на крошечную долю секунды позже другой. Поэтому ранние механизмы, разработанные для одного пулемета, нуждались в модификации для удовлетворительного управления двумя пушками. На практике, по крайней мере, часть механизма приходилось дублировать, даже если два оружия не синхронизировались независимо.

История

С самого начала практического полета рассматривались возможные военные применения самолетов, хотя не все авторы пришли к положительным выводам по этому вопросу. К 1913 году военные учения в Великобритании, Германии и Франции подтвердили вероятную полезность самолетов для разведки и наблюдения, и некоторые дальновидные офицеры сочли, что это подразумевает необходимость сдерживать или уничтожать разведывательные машины противника. Таким образом, воздушный бой был отнюдь не полной неожиданностью, и пулемет с самого начала считался наиболее вероятным оружием. Вероятно, самолет, способный вести огонь по вражеской машине, будет иметь преимущество. Наиболее подходящим оружием является легкий, воздушного охлаждения пулемет. Из доклада майора Зигерта, немецкого Генерального штаба, 1 января 1914 года.

Что не вызывало всеобщего согласия, так это превосходство, по крайней мере для атакующего самолета, стационарных пушек, стреляющих вперед и наводимых путем направления самолета на цель, а не гибких орудий, наводимых стрелком, отличным от пилота. Идея синхронизации механизма стрельбы с вращением винта представляется надуманной. Возражение то же, что и в отношении любой орудийной установки, зафиксированной вдоль продольной оси самолета: пилот вынужден лететь прямо на противника, чтобы открыть огонь. В определенных обстоятельствах это крайне нежелательно. Из того же доклада майора Зигерта.

Вплоть до 1916 года пилотам истребителей DH.2 было трудно убедить своих старших офицеров в том, что их самолеты эффективнее с фиксированным передним вооружением, чем с гибким. С другой стороны, Август Эйлер запатентовал идею стационарной пушки еще в 1910 году – задолго до того, как самолеты с тянущим винтом стали нормой, проиллюстрировав свой патент схемой пулемета, установленного на самолете с толкающим винтом. Связь между винтом и пушкой осуществляется посредством вращающегося приводного вала, а не возвратно-поступательного стержня. Импульсы, необходимые для нажатия на спусковой крючок, или, в данном случае, для предотвращения нажатия на спусковой крючок, создаются кулачковым колесом с двумя выступами, расположенными на расстоянии 180° друг от друга, непосредственно у орудия, поскольку стрельба должна прерываться обеими лопастями винта. Насколько известно, попыток построить или испытать действующий механизм на основе этого патента предпринято не было, и в то время он не вызвал особого или какого-либо официального интереса.

Патент Раймонда Саулнье (1914)

В отличие от патентной конструкции Шнайдера, устройство Сольнье было фактически построено и может считаться первым практичным синхронизирующим механизмом, прошедшим испытания. Впервые кулачок, создающий возвратно-поступательное движение, передающее импульсы стрельбы в орудие, расположен непосредственно на двигателе (приводимый в движение тем же шпинделем, что и масляный насос и тахометр), а сами импульсы передаются возвратно-поступательным стержнем, а не вращающимся валом Шнайдера. Идея буквального "прерывания" стрельбы уступает (вероятно, по опыту) принципу нажатия на спусковой крючок для каждого последующего выстрела, подобно работе полуавтоматического оружия. Отмечалось, что это была практичная конструкция, которая должна была работать, но этого не произошло. Помимо возможных несоответствий в поставленных боеприпасах, реальная проблема заключалась в том, что орудие, использованное для испытаний механизма – газоотводный пулемет Hotchkiss калибра 8 мм (.323 дюйма), взятый взаймы у французской армии, – принципиально не подходило для "полуавтоматической" стрельбы. После первых неудачных испытаний пулемет пришлось вернуть, и эксперименты прекратились. В качестве альтернативы применялась стрельба прямо через дугу вращения винта и надежда на лучшее. Значительная часть пуль в обычном порядке проходила мимо пропеллера, не задевая лопастей, и каждая лопасть могла выдержать несколько попаданий, прежде чем возникла бы серьезная опасность ее поломки, особенно если она была обмотана лентой для предотвращения растрескивания (см. схему ниже и иллюстрацию слева). Сам Гаррос и Жюль Юэ (его личный механик) иногда упоминаются как испытатели и усовершенствовавшие "отклонители". Эта примитивная система работала в определенной степени, хотя клинья снижали эффективность пропеллера, а значительная сила удара пуль по лопастям отклонителей, должно быть, создавала нежелательное напряжение на коленчатый вал двигателя. Энтони Фоккер сумел убедить Idflieg организовать аренду пулемета Parabellum и боеприпасов для испытаний его устройства, и эти предметы были немедленно доставлены на Fokker Flugzeugwerke GmbH в Шверин (хотя, вероятно, не в его железнодорожном купе или "под мышкой", как он утверждал после войны). История его разработки, создания и установки синхронизирующего устройства Фоккера за 48 часов (впервые опубликованная в авторизованной биографии Фоккера, написанной в 1929 году) в настоящее время не считается достоверной. Другое возможное объяснение заключается в том, что Morane Гарроса, частично уничтоженный пожаром, сохранил достаточно следов оригинального синхронизирующего механизма, чтобы Фоккер мог догадаться, как он работает. По разным причинам это также кажется маловероятным, и современный исторический консенсус указывает на то, что синхронизирующий механизм разрабатывался командой Фоккера (включая инженера Генриха Люббе) до захвата машины Гарроса, но не на основе конструкции Сольнье. Как и патент Сольнье, механизм Фоккера был разработан для активной стрельбы из пушки, а не для ее прерывания, и, как и более поздний механизм Vickers Challenger, разработанный для RFC, он следовал Сольнье, получая основной механический привод от масляного насоса роторного двигателя. "Передача" между двигателем и пушкой осуществлялась с помощью модифицированного возвратно-поступательного стержня Сольнье. Основное отличие заключалось в том, что вместо того, чтобы стержень проходил непосредственно от двигателя к самой пушке, что потребовало бы туннеля через перегородку и топливный бак (как показано на чертежах патента Сольнье), он приводился в движение валом, соединяющим масляный насос с небольшим кулачком в верхней части фюзеляжа. В конечном итоге это оказалось неудовлетворительным, поскольку механический приводной шпиндель масляного насоса был недостаточно прочным, чтобы выдерживать дополнительную нагрузку. Этот прототип был продемонстрирован IdFlieg лично Фоккером 19–20 мая 1915 года на полигоне Дёбериц возле Берлина. Лейтенант Отто Паршау испытывал этот самолет к 30 мая 1915 года. Пять опытных образцов (заводское обозначение M.5K/MG и серийные номера E.1/15 – E.5/15) вскоре после этого проходили военные испытания. Все они были вооружены пулеметом Parabellum, синхронизированным с первой версией механизма Фоккера. Этот прототип прослужил недолго, что потребовало его перепроектирования и создания второй, более распространенной серийной формы. Механизм, использованный в серийных истребителях Eindecker, заменил систему, основанную на механическом приводе масляного насоса, на большой кулачок, почти легкий маховик, приводимый в движение непосредственно от вращающегося картера роторного двигателя. Возвратно-поступательное движение стержня теперь передавалось непосредственно от "ролика" на этом кулачке. Одновременно был изменен и используемый пулемет – на lMG 08, так называемый "Шпандау", заменивший Parabellum, использовавшийся в прототипе. В то время Parabellum был в большом дефиците, и все имеющиеся образцы требовались в качестве пулеметов для наблюдателей, более легкое и удобное оружие было намного лучше в этой роли. Считается, что первая победа с использованием истребителя, оснащенного синхронизированным пулеметом, произошла 1 июля 1915 года, когда лейтенант Курт Винтгенс из Feldflieger Abteilung 6b, пилотируя самолет Fokker M.5K/MG "E.5/15", вооруженный Parabellum, сбил французский Morane Saulnier Type L к востоку от Люневиля. Эксклюзивное владение рабочим синхронизатором пулемета позволило Германии добиться превосходства в воздухе на Западном фронте, известного как "Удар Фоккера". Немецкое командование охраняло систему синхронизации, инструктируя пилотов не заходить на территорию противника в случае вынужденной посадки и раскрытия секрета, но основные принципы уже были общеизвестны, и к середине 1916 года несколько союзных синхронизаторов уже были доступны в достаточном количестве. К этому времени механизм Stangensteuerung Фоккера, который хорошо работал для синхронизации одного пулемета, стреляющего с умеренной скоростью через двухлопастной винт роторного двигателя, устарел. Механизмы Stangensteuerung для "стационарных", то есть рядных двигателей, работали от небольшого кулачка, расположенного сразу за пропеллером (см. иллюстрацию). Это создавало базовую дилемму: короткий, достаточно прочный толкатель означал, что пулемет должен быть установлен впереди, вынося затвор пулемета за пределы досягаемости пилота для устранения заклиниваний. Если пулемет был установлен 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 плохо работал с более чем одним пулеметом. Два (или даже три) пулемета, установленные бок о бок и стреляющие одновременно, создали бы широкий разброс огня, который было бы невозможно согласовать с "безопасной зоной" между вращающимися лопастями пропеллера. Первым ответом Фоккера было добавление дополнительных "роликов" к большому кулачку Stangensteuerung, чтобы (теоретически) создать "залп" для обеспечения прицеливания пулеметов в одну точку на диске пропеллера. Это оказалось катастрофически нестабильной конструкцией в случае трех пулеметов и было менее чем удовлетворительным даже для двух. Большинство ранних бипланов Fokker и Halberstadt были ограничены одним пулеметом по этой причине. Фактически, конструкторы новых двухпушечных истребителей Albatros конца 1916 года должны были внедрить свой собственный синхронизирующий механизм, известный как Hedtke gear или Hedtkesteuerung, и стало очевидно, что Фоккеру придется придумать что-то радикально новое. Кнопка стрельбы из пушки просто включала муфту на двигателе, которая приводила в движение гибкий привод (и, следовательно, мотор спускового крючка). В некотором смысле это приближало новый механизм к оригинальному патенту Шнайдера (см.). Основным преимуществом было то, что регулировка (для установки места попадания каждой пули на диск пропеллера) теперь осуществлялась в самой пушке. Это означало, что каждый пулемет регулировался отдельно, что было важной особенностью, поскольку два синхронизированных пулемета не должны были быть...

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.

Электрические редукторы

После Первой мировой войны немецкие истребители оснащались электрическими синхронизаторами. В таком устройстве контакт или набор контактов, расположенный либо непосредственно на валу винта, либо на другой вращающейся с той же скоростью части трансмиссии, генерирует серию электрических импульсов, которые передаются на электромагнитный двигатель спускового механизма пушки. В отличие от французов и итальянцев, которым в конечном итоге удалось получить поставки пушек Vickers, австрийцы не смогли заполучить достаточное количество пулеметов "Spandau" от своих немецких союзников и были вынуждены использовать Schwarzlose в условиях, для которых он не совсем подходил. Хотя проблема синхронизации Schwarzlose была в конечном итоге частично решена, соответствующие механизмы стали доступны только к концу 1916 года. Даже тогда, при высоких оборотах двигателя, австрийские синхронизаторы часто работали крайне нестабильно. Австрийские истребители оснащались большими тахометрами, чтобы пилот мог убедиться, что его обороты находятся в требуемом диапазоне перед открытием огня, а лопасти винта оборудовались электрической системой предупреждения, оповещавшей пилота о попадании в винт. Из-за хронической нехватки прецизионных инструментов механизмов всегда не хватало, поэтому серийные истребители, даже удачные австрийские модификации Albatros D. III, часто отправлялись на фронт невооруженными, чтобы техники эскадрильи могли установить доступные пушки и механизмы, добытые, спасенные или изготовленные на месте. Вместо стандартизации на единой системе, различные австрийские производители выпускали собственные синхронизаторы. Исследования Гарри Вудмана (1989) выявили следующие типы:

Zahnrad-Steuerung (управление колесом)

Привод осуществлялся от кулачковых тяг двигателя Austro Daimler через червячную передачу. Ранняя пушка Schwarzlose имела синхронизированную скорострельность 360 выстрелов в минуту с этой передачей, которая позднее была увеличена до 380 выстрелов в минуту с моделью MG16.

Бернаццик-Стьюринг

Привод осуществлялся от качающегося рычага выхлопного клапана, рычаг, закрепленный на корпусе клапана, передавал импульсы на пушку через тягу. Разработанный лейтенантом Отто Бернатзиком, он был сконструирован таким образом, чтобы передавать импульс для выстрела при каждом втором обороте пропеллера, обеспечивая скорострельность около 380-400 выстрелов в минуту с одного орудия. Как и в случае с другими механизмами синхронизации пушки Schwarzlose, стрельба становилась нерегулярной на высоких оборотах двигателя.

Великобритания

Британская синхронизация вооружения началась быстро, но довольно неустойчиво. Ранние механические синхронизирующие механизмы оказались неэффективными и ненадежными, и полная стандартизация на очень удовлетворительном гидравлическом механизме "C. C." была достигнута лишь в ноябре 1917 года. Синхронизированные пушки, по-видимому, пользовались непопулярностью у британских летчиков-истребителей вплоть до 1917 года, и пулемет Льюиса, установленный над крылом на креплении Фостера, оставался основным вооружением самолетов Nieuport на британской службе, а также первоначально рассматривался как основное вооружение S.E.5. Примечательно, что ранние проблемы с механизмом "C. C." считались не самой важной проблемой для 56-й эскадрильи в марте 1917 года, которая была занята подготовкой своих новых истребителей S.E.5 к боевым вылетам перед отправкой во Францию, поскольку у них был пулемет Льюиса, установленный над крылом, как запасной вариант! Болл даже на некоторое время полностью демонтировал свой пулемет Викерса, чтобы снизить вес.

Корабль Викерс-Челленджер

Первый британский синхронизатор был построен производителем пулемета, для которого он и был разработан: его серийный выпуск начался в декабре 1915 года. Джордж Челленджер, конструктор, в то время работал инженером в компании Vickers. По принципу работы он был очень похож на первую конструкцию синхронизатора Fokker, однако это не было результатом копирования (как иногда утверждается) – только в апреле 1916 года захваченный Fokker стал доступен для технического анализа. Тот факт, что оба механизма были тесно основаны на патенте Saulnier, является ключевым. Первая версия приводилась в действие редуктором, прикрепленным к шпинделю масляного насоса вращающегося двигателя, как и в конструкции Saulnier, а небольшой кулачок для генерации импульсов был установлен снаружи, на левой стороне переднего фюзеляжа, где он был легко доступен для регулировки. К сожалению, при установке синхронизатора на самолеты типа Bristol Scout и Sopwith 1½ Strutter, оснащенные вращающимися двигателями и пулеметом, стреляющим вперед, перед кабиной пилота, длинный толкатель, соединяющий синхронизатор с пулеметом, приходилось устанавливать под неудобным углом, что делало его подверженным скручиванию и деформации, а также расширению и сжатию из-за перепадов температуры. По этой причине B.E.12, R.E.8 и FB 19 производства Vickers устанавливали свои пулеметы, стреляющие вперед, на левой стороне фюзеляжа, чтобы использовать относительно короткий толкатель, соединяемый непосредственно с пулеметом. Это работало достаточно хорошо, хотя изначально критиковалось "неудобное" положение пулемета, которое исключало возможность прямого прицеливания. Однако эта проблема оказалась не столь серьезной, как предполагалось, когда стало понятно, что прицеливание осуществлялось самолетом, а не самим пулеметом. Последний тип самолета, оснащенный синхронизатором Vickers Challenger – R.E.8 – сохранил положение пулемета на левой стороне даже после того, как большинство из них были модернизированы и оснащены синхронизатором C.C. с середины 1917 года.

Коробка "Шарф-Дибовски"

Лейтенант Виктор Дибовский, офицер Императорского Российского флота, находясь в составе миссии в Англию для изучения и доклада о британских методах производства самолетов, предложил синхронизирующий механизм собственной конструкции. Согласно российским источникам, этот механизм уже испытывался в России с переменным успехом, хотя возможно, что более ранний механизм Дибовского на самом деле представлял собой дефлекторную систему, а не полноценный синхронизатор. В любом случае, фельдфебель Ф. В. Скарф работал с Дибовским над разработкой и внедрением этого механизма, который функционировал по принципу кулачка и толкателя, соединение с пулеметом осуществлялось обычным тягой и довольно сложной системой рычагов. Механизм был предназначен для снижения скорости передачи импульсов на пулемет (и, следовательно, повышения надежности, хотя и не скорострельности). Заказ на его производство для RNAS был размещен вскоре после начала производства Vickers Challenger. Он был более пригоден для роторных двигателей, чем Vickers Challenger, но, за исключением первых Sopwith 1½ Strutters, построенных по заказу RNAS в 1916 году, и, возможно, некоторых ранних Sopwith Pups, никаких других подтвержденных применений не зафиксировано.

Росс и другие "разные" редукторы

Колесница Росса была временным, полевым образцом, разработанным в 1916 году специально для замены неподходящих колесниц Vickers Challenger на самолетах 1½ Strutters эскадрильи No.70 RFC. Официально она была спроектирована капитаном Россом из No.70, хотя предполагается, что большую часть работы выполнил летный сержант, работавший под его руководством. Колесница, по всей видимости, использовалась только на 1½ Strutters, но эскадрилья No.45 использовала по крайней мере некоторые образцы, наряду с No.70. Она была заменена на колесницу Sopwith Kauper, когда та стала доступной. Норман Макмиллан, писавший спустя несколько лет после этих событий, утверждал, что колесница Росса имела очень низкую скорострельность, но при этом сохраняла оригинальный спусковой крючок, что позволяло "в критической ситуации" "стрелять из пулемета напрямую, без использования колесницы, и получать нормальную скорострельность наземного пулемета". Макмиллан утверждал, что винты, получившие до двадцати попаданий, все же доставляли самолеты домой. Некоторые аспекты этой информации трудно согласовать с принципом работы синхронизированного пулемета, и вполне возможно, что это связано с неточностью памяти Макмиллана. Только колесница Sopwith (в следующем разделе) должна была быть запущена в серийное производство.

Оружие Сопвита-Каупера

Первые механические синхронизационные шестерни, установленные на ранних истребителях Sopwith, были настолько неудовлетворительными, что в середине 1916 года для самолетов Sopwith была разработана улучшенная шестерня, созданная их бригадиром Гарри Каупером, другом и коллегой другого австралийца Гарри Хокера. Эта шестерня была специально предназначена для устранения недостатков более ранних моделей. Патенты, связанные с существенно модифицированными версиями Mk. II и Mk. III, были поданы в январе и июне 1917 года. Механическая эффективность была повышена за счет изменения направления действия толкателя. Импульс выстрела генерировался в нижней точке кулачка, а не на его выступе, как в патенте Сольнье. Таким образом, усилие на толкатель передавалось за счет растяжения, а не сжатия (или, проще говоря, двигатель спускового механизма работал, "вытягиваясь", а не "нажимаясь"), что позволяло сделать толкатель легче, минимизируя его инерцию для более быстрой работы (по крайней мере, в ранних версиях шестерни каждое вращение кулачкового колеса производило два импульса выстрела вместо одного). Один рычаг управления выстрелом включал шестерню и производил выстрел из пушки за одно действие, в отличие от некоторых более ранних шестерен, которые требовали сначала "включить", а затем стрелять. 2750 экземпляров шестерни Sopwith Kauper были установлены на серийных самолетах: помимо того, что она являлась стандартной для Sopwith Pup и Triplane, она устанавливалась на многие ранние Camel и заменяла более ранние шестерни на 1½ Strutters и других типах Sopwith. Однако к ноябрю 1917 года, несмотря на несколько модификаций, стало очевидно, что даже шестерня Sopwith Kauper страдала от присущих механическим шестерням ограничений. Эскадрильи Camel, в частности, сообщали о частых "прострелах" винтов, поскольку шестерни имели тенденцию к "самопроизвольному срабатыванию". Износ, а также увеличение темпа стрельбы пушки Vickers и повышение оборотов двигателя привели к снижению производительности и надежности. К этому времени проблемы с гидравлической шестерней C. C. были решены, и она стала стандартной для всех британских самолетов, включая Sopwith. В мае 1916 года он подготовил первый чертеж и экспериментальную модель того, что стало известно как Constantinesco Fire Control Gear или "C. C. (Constantinesco Colley) Gear". Первая предварительная заявка на патент на эту систему была подана 14 июля 1916 года (№ 512). Сначала скрупулезный Константинеско был недоволен случайным, незначительным отклонением попаданий на своем испытательном диске. Было обнаружено, что тщательная проверка боеприпасов устраняла этот дефект (распространенный, конечно, для всех подобных шестерен); с качественными патронами производительность системы удовлетворяла даже ее создателя. А. М. Лоу, командовавший секретными экспериментальными мастерскими Королевского летного корпуса в Фелтхеме, участвовал в испытаниях. Система была доработана Константинеско в сотрудничестве с типографом и инженером Уолтером Хэддоном на инженерных работах Хэддона в Хонипот-Лейн, Альпертон. Первая рабочая система C. C. была испытана в полете на B.E.2c в августе 1916 года. Новая шестерня имела несколько преимуществ перед всеми механическими шестернями: значительно повысилась скорострельность, синхронизация стала намного точнее, и, прежде всего, она легко адаптировалась к любому типу двигателя и фюзеляжа, вместо того чтобы требовать специально разработанного генератора импульсов для каждого типа двигателя и специальных тяг для каждого типа самолета. В долгосрочной перспективе (при условии надлежащего обслуживания и регулировки) она также оказалась гораздо более долговечной и менее подверженной поломкам. Самолеты DH.4 55-й эскадрильи прибыли во Францию 6 марта 1917 года, оснащенные новой системой. Лишь в конце 1917 года появилась версия системы, способная работать с двумя пушками, поэтому первые Sopwith Camel пришлось оснастить шестерней Sopwith Kauper. С ноября 1917 года система наконец стала стандартной, устанавливаясь на все новые британские самолеты с синхронизированными пушками до Gloster Gladiator 1937 года. Более 6000 шестерен были установлены на самолеты Королевского летного корпуса и Королевской военно-морской авиационной службы в период с марта по декабрь 1917 года. Еще 20 000 систем синхронизации пушек "Constantinesco Colley" были установлены на британские военные самолеты в период с января по октябрь 1918 года, в период формирования Королевских ВВС из двух предыдущих служб 1 апреля 1918 года. Всего за двадцать лет, в течение которых она была стандартным оборудованием, было изготовлено 50 000 шестерен.

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.

Бетериджский прибор

Гидравлические механизмы переключения C.C. были не единственными предложенными; в 1917 году авиамеханик А.Р. Бетеридж из No.1 эскадрильи Австралийского летательного корпуса построил и испытал механизм собственной конструкции, находясь на службе в своем подразделении в Палестине. Официальный интерес к этому устройству проявлен не был; возможно, механизм C.C. уже находился в разработке. Иллюстрация, вероятно, изображает испытательный стенд для этого механизма.

Франция

Французской авиации Милитер повезло, что они смогли стандартизировать два достаточно приемлемых механизма синхронизации – один адаптированный для роторных двигателей, а другой для "неподвижных" (рядных) – практически с самого начала.

Корабль "Алькан-Хами"

Первый французский синхронизатор был разработан сержантом-механиком Робертом Алканом и инженером-строителем Хами. Он был тесно основан на окончательной конструкции Fokker Stangensteuerung: главное отличие заключалось в том, что толкатель был установлен внутри пулемета Vickers, используя неиспользуемую паровую трубку в водяной рубашке. Это смягчило серьезный недостаток других толкательных механизмов, поскольку толкатель, поддерживаемый по всей длине, был гораздо менее подвержен деформации или поломке. Пулеметы Vickers, модифицированные для использования этого механизма, можно узнать по корпусу пружины толкателя, выступающему из передней части пулемета, как второй ствол. Этот механизм был впервые установлен и испытан в полете на Nieuport 12, 2 мая 1916 года, а другие предсерийные образцы были установлены на современные истребители Morane Saulnier и Nieuport. Механизм Alkan Hamy был стандартизирован как Système de Synchronisation pour Vickers Type I (для роторных двигателей), став доступным в достаточном количестве к прибытию Nieuport 17 на фронт в середине 1916 года, как стандартный механизм для стреляющих вперед пулеметов французских самолетов с роторными двигателями. Nieuport 28 использовал другой механизм – теперь известный только по американской документации, где он описывается как "Nieuport Synchronizing gear" или "Gnome gear". Вращающийся приводной вал, приводимый во вращение вращающимся картером роторного двигателя Nieuport Gnome 9N Monosoupape мощностью 160 л.с., приводил в действие два раздельно регулируемых электроспуска, каждый из которых передавал импульс стрельбы своему пулемету посредством своего собственного короткого толкателя. Фотографические свидетельства указывают на то, что более ранняя версия этого механизма, управляющая одним пулеметом, могла быть установлена на Nieuport 23 и Hanriot HD.1.

Кольцо Биркигта

SPAD S.VII был разработан вокруг двигателя Hispano Suiza, созданного Марком Биркигтом, и когда новый истребитель поступил на вооружение в сентябре 1916 года, он был оснащен одним пулеметом Vickers, синхронизированным с новой передачей, разработанной Биркигтом специально для его двигателя. В отличие от большинства других механических передач, "SPAD-механизм", как его часто называли, обходился без толкателя: импульсы выстрела передавались на пулемет посредством торсионной силы движущегося колеблющегося вала, который совершал примерно четверть оборота, попеременно вращаясь по часовой стрелке и против часовой стрелки. Эта система колебаний была более механически эффективной, чем возвратно-поступательное движение толкателя, что позволяло достигать более высоких скоростей. Официально известная как Système de Synchronisation pour Vickers Type II (moteurs fixes), передача Биркигта позднее была адаптирована для управления двумя пулеметами и оставалась в использовании во французской армии вплоть до Второй мировой войны.

Россия

Никакие российские синхронизационные механизмы не были запущены в производство до 1917 года, хотя эксперименты Виктора Дибовского в 1915 году внесли вклад в создание более позднего британского механизма Scarff Dibovski (описанного выше), а другой военно-морской офицер, Г. И. Лавров, также разработал механизм, который был установлен на неудачном Sikorsky S 16. Французские и британские конструкции, лицензированные в России, использовали механизмы Alkan Hamy или Birkigt. Но в то же время инженер Адольф Л. Нельсон из отдела авиационной техники на аэродроме МакКук разработал новый механический прибор, специально адаптированный для самолета Marlin, официально известный как синхронизатор Нельсона для одиночного выстрела. Вместо толкателя, распространенного во многих механических механизмах, или "тяги" Sopwith Kauper, механизм Нельсона использовал трос, находящийся под натяжением, для передачи импульсов выстрела на пушку. Другой подход, принятый в Германии, Советском Союзе и Японии, признавая необходимость увеличения огневой мощи, отдавал предпочтение системе, включающей синхронизированное оружие. Централизованное вооружение имело реальное преимущество в том, что его дальность ограничивалась только баллистикой, поскольку не требовало доворота орудий, необходимого для концентрации огня пушек, установленных на крыльях. Оно считалось наградой для опытного стрелка, поскольку меньше зависело от технологий прицеливания. Установка пушек во фюзеляже также концентрировала массу в центре тяжести, тем самым улучшая маневренность истребителя. Более стабильное производство боеприпасов и усовершенствованные системы синхронизации сделали всю концепцию более эффективной и действенной, а также облегчили ее применение к оружию большего калибра, такому как автоматические пушки; кроме того, винты с постоянной скоростью, которые быстро стали стандартным оборудованием на истребителях Второй мировой войны, означали, что соотношение между скоростью вращения винта и скорострельностью пушек менялось менее резко. Лебединой песней синхронизации стали последние советские истребители с поршневыми двигателями, которые в основном довольствовались медленнострельными синхронизированными пушками на протяжении всей Второй мировой войны и после нее. Фактически, последними самолетами, оснащенными синхронизаторами и участвовавшими в боевых действиях, были Lavochkin La 11 и Yakovlev Yak 9 во время Корейской войны.

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.