Engranaje de sincronización
Un engranaje de sincronización (también conocido como sincronizador de cañón o engranaje interruptor) era un dispositivo que permitía a un avión con configuración de tractor monomotor dispara su armamento de tiro hacia adelante a través del arco de su hélice giratoria sin que las balas golpeen las palas. Esto permitió que el avión, en lugar del arma, apuntara al objetivo.
Había muchos problemas prácticos, en su mayoría derivados de la naturaleza inherentemente imprecisa del disparo de un arma automática, la gran (y variable) velocidad de las palas de una hélice giratoria y la velocidad muy alta a la que cualquier engranaje la sincronización de los dos tenía que funcionar. En la práctica, todos los engranajes conocidos funcionaban según el principio de activar activamente cada disparo, a la manera de un arma semiautomática.
El diseño y la experimentación con la sincronización de armas se llevaron a cabo en Francia y Alemania entre 1913 y 1914, siguiendo las ideas de August Euler, quien parece haber sido el primero en sugerir montar un armamento fijo disparando en la dirección del vuelo (en 1910). Sin embargo, el primer equipo práctico, aunque lejos de ser confiable, que entró en servicio operativo fue el instalado en los cazas Fokker Eindecker, que entraron en servicio de escuadrón con el Servicio Aéreo Alemán a mediados de 1915. El éxito del Eindecker condujo a numerosos dispositivos de sincronización de armas, que culminaron en el engranaje hidráulico británico Constantinesco de 1917, razonablemente confiable. enlace mecánico o hidráulico entre el motor y el arma, siendo disparado el arma por un solenoide en lugar de por un "motor de gatillo" mecánico.
Desde 1918 hasta mediados de la década de 1930, el armamento estándar para un avión de combate siguió siendo dos ametralladoras sincronizadas del calibre de un rifle, disparando hacia adelante a través del arco de la hélice. Sin embargo, a fines de la década de 1930, el papel principal del caza se vio cada vez más como la destrucción de grandes bombarderos totalmente metálicos, para los cuales este armamento era inadecuadamente liviano. Dado que no era práctico intentar colocar más de una o dos armas adicionales en el espacio limitado disponible en la parte delantera del fuselaje de un avión monomotor, esto llevó a que una proporción cada vez mayor del armamento se montara en las alas. disparando fuera del arco de la hélice. Sin embargo, la redundancia definitiva de los engranajes de sincronización no llegó hasta la introducción de la propulsión a chorro y la ausencia de una hélice para sincronizar las armas.
Nomenclatura
Un mecanismo que permite que un arma automática dispare entre las palas de una hélice giratoria suele llamarse mecanismo interruptor o sincronizador. Ambos términos son más o menos engañosos, al menos en la medida en que explican lo que sucede cuando el engranaje funciona.
El término "interruptor" implica que el engranaje se detiene o "interrumpe" el disparo del arma en el punto donde una de las palas de la hélice pasa por delante de su boca. La dificultad es que incluso las hélices giratorias relativamente lentas de los aviones de la Primera Guerra Mundial normalmente giraban dos o incluso tres veces por cada disparo que podía disparar una ametralladora contemporánea. Por lo tanto, una hélice de dos palas obstruiría el arma seis veces en cada ciclo de disparo del arma, una de cuatro palas doce veces. Otra forma de decir esto es que un "interrumpido" el arma habría sido "bloqueada" más de cuarenta veces por segundo, mientras disparaba a una velocidad de alrededor de siete rondas por segundo. Como era de esperar, los diseñadores de los llamados engranajes interruptores encontraron esto demasiado problemático para intentarlo seriamente, ya que los espacios entre las "interrupciones" habría sido demasiado corto para permitir que el arma disparara.
Y, sin embargo, "sincronización", en el sentido habitual de la palabra, entre la cadencia de fuego de una ametralladora (disparando como tal, de forma totalmente automática) y las revoluciones por minuto de la hélice de un avión que gira es también una imposibilidad conceptual. Una ametralladora normalmente dispara un número constante de rondas por minuto, y si bien esto se puede potenciar, por ejemplo, fortaleciendo y aumentando la tensión en un resorte de retorno, o redirigiendo los gases producidos por cada disparo, no se puede variar a voluntad mientras el arma está funcionando. Por otro lado, la hélice de un avión, especialmente antes de la llegada de la hélice de velocidad constante, giraba a velocidades muy diferentes de revoluciones por minuto, según el ajuste del acelerador y si el avión estaba ascendiendo, volando nivelado o sumergiéndose.. Incluso si hubiera sido factible elegir un punto particular en el tacómetro de un motor de avión en el que la velocidad cíclica de una ametralladora le permitiera disparar a través del arco de la hélice, esto sería muy limitante.
Se ha señalado que cualquier mecanismo que lograra la hazaña de disparar entre las palas giratorias de una hélice sin golpearlas podría describirse como "interrumpiendo" el disparo del arma (hasta el punto de que ya no funciona como un arma automática), y también como "sincronización" o "timing" su fuego para coincidir con las revoluciones de la hélice.
Componentes
Un mecanismo de sincronización típico tenía tres componentes básicos.
En la hélice
Primero, se requería un método para determinar la posición de la hélice en un instante dado. Por lo general, una leva, impulsada directamente desde el propio eje de la hélice o desde alguna parte del tren de transmisión que gira a la misma velocidad que la hélice, genera una serie de impulsos al mismo ritmo que las revoluciones de la hélice. Hubo excepciones a esto. Algunos engranajes colocaron la leva dentro del propio mecanismo de disparo del arma, y los impulsos de disparo a veces se programaron para que ocurrieran cada dos o tres revoluciones de la hélice o, especialmente en el caso de engranajes hidráulicos o eléctricos, a razón de dos o más. por cada revolución. Los diagramas de esta sección asumen, por motivos de simplicidad, un impulso por revolución, de modo que cada ronda sincronizada está 'apuntada'. en un solo punto en el disco de la hélice.
El momento de cada impulso tuvo que ajustarse para que coincidiera con un "seguro" período, cuando las palas de la hélice estaban bastante fuera del camino, y este ajuste tenía que comprobarse a intervalos, especialmente si la hélice se cambiaba o reajustaba, así como después de una revisión general del motor. Las fallas en este ajuste (por ejemplo, una rueda de leva que resbale un milímetro o dos, o una varilla de empuje se flexione) bien podría resultar en que todas las balas disparadas golpeen la hélice, un resultado peor que si el arma fuera disparada a través de la hélice. la hélice sin control alguno. El otro tipo principal de falla involucró una interrupción en la corriente de impulsos de disparo, generalmente debido a que el generador o los enlaces se atascaron o rompieron (o se desintegraron). Esto simplemente significaba que el arma ya no disparaba, y era una causa común de "atascos" de las armas sincronizadas.
La velocidad de la hélice y, por lo tanto, la distancia que recorrió entre el disparo del arma y la llegada de la bala al disco de la hélice, variaba a medida que cambiaba la velocidad de las revoluciones del motor. Cuando la velocidad de salida era muy alta y los cañones estaban ubicados muy adelante, de modo que las balas tenían una distancia muy corta para alcanzar el disco de la hélice, esta diferencia podía ignorarse en gran medida. Pero en el caso de armas con una velocidad de boca relativamente baja, o cualquier arma ubicada bastante atrás de la hélice, la pregunta podría volverse crítica y, en algunos casos, el piloto tuvo que consultar su tacómetro, asegurándose de que las revoluciones de su motor estuvieran dentro de un &# 34;seguro" rango antes de disparar, de lo contrario arriesgando la destrucción rápida de su hélice.
En el arma
El segundo requisito era que el arma disparara de manera confiable (o "interrumpiera" su disparo) exactamente cuando el equipo "dijera" a. No todas las armas automáticas eran igualmente susceptibles de sincronización. Cuando estaba lista para disparar, una ametralladora sincronizada idealmente necesitaba tener una bala en la recámara, cerrar la recámara y amartillar la acción (la llamada posición de 'cerrojo cerrado'). La dificultad era que varias armas automáticas ampliamente utilizadas (en particular, la pistola Lewis y la Revelli italiana) se disparaban a cerrojo abierto, por lo que normalmente había un intervalo pequeño pero variable entre el disparo de la pistola y su disparo. Esto significaba que no podían sincronizarse en absoluto sin una modificación extensa.
En la práctica, se encontró que era necesario que el arma se disparara en modo semiautomático. A medida que la hélice giraba, una serie de "impulsos de disparo" fue transmitido al arma, efectivamente "apretando el gatillo", para disparar un solo tiro. La mayoría de estos impulsos alcanzarían al arma en el curso de su ciclo de disparo, es decir, cuando estaba 'ocupada'. expulsar una ronda gastada o cargar una nueva, y se "desperdiciará"; pero finalmente se completó el ciclo de disparo y el arma estaba lista para disparar. Entonces tuvo que "esperar" para el próximo impulso del engranaje, y al recibirlo disparó. Este retraso entre estar listo para disparar y disparar realmente es lo que redujo la velocidad de disparo en comparación con una ametralladora de tiro libre, que dispara en el momento en que está lista para hacerlo; pero siempre que el mecanismo funcionara correctamente, el arma podría disparar con bastante rapidez entre las palas de la hélice que giraban sin golpearlas.
Algunas otras ametralladoras, como la Schwarzlose austríaca y la Marlin estadounidense, no se adaptaron a la perfección a la sincronización, aunque finalmente se predijo que el "disparo único" se lograba disparar, generalmente modificando el mecanismo de disparo para emular el "cerrojo cerrado" disparo. La mayoría de las armas que se sincronizaron con éxito (al menos en el período de la Primera Guerra Mundial) se basaron (como las pistolas alemanas Parabellum y Spandau y las británicas Vickers) en la pistola Maxim original de 1884, un arma de cerrojo cerrado operada por retroceso del cañón. Antes de que estas distinciones se entendieran por completo, se desperdiciaba mucho tiempo intentando sincronizar armas inadecuadas.
Hasta un arma de cerrojo cerrado necesitaba munición fiable. Si el cebador de un cartucho es defectuoso hasta el punto de retrasar el disparo del arma durante una pequeña fracción de segundo (un caso bastante común en la práctica con munición producida en masa), esto tiene poca importancia en el caso de un arma en uso por infantería en tierra, pero en el caso de un "avión" sincronizado; arma tal retraso puede producir un disparo deshonesto, suficientemente "fuera de tiempo" para que corra el riesgo de golpear la hélice. Podría surgir un problema muy similar donde la masa de una ronda especial (como una incendiaria o explosiva) fuera lo suficientemente diferente como para producir una diferencia sustancial en la velocidad inicial. Esto se vio agravado por el riesgo adicional para la integridad de la hélice debido a la naturaleza de la ronda.
El "motor de disparo" teóricamente podría tomar dos formas. La patente más antigua (Schneider 1913) asumía que el mecanismo de sincronización prevendría periódicamente que el arma disparara, operando así como un "interruptor" verdadero o literal. En la práctica, todos los "de la vida real" engranajes de sincronización, de los que tenemos detalles técnicos confiables, dispararon el arma directamente: operándola como si fuera un arma semiautomática en lugar de una completamente automática.
El vínculo entre la hélice y el cañón
El tercer requisito es un vínculo entre las "máquinas" (motor y arma) para sincronizar. Muchos de los primeros engranajes usaban una manivela acodada y una varilla de empuje intrincadas e inherentemente frágiles que podían atascarse fácilmente o funcionar mal, especialmente cuando se requería trabajar a velocidades más altas de las que habían sido diseñadas. Había varios métodos alternativos, incluyendo una varilla oscilante, un accionamiento flexible, una columna de fluido hidráulico, un cable o una conexión eléctrica.
Por lo general, los sistemas mecánicos eran inferiores a los hidráulicos o eléctricos, pero ninguno era del todo infalible y, en el mejor de los casos, los engranajes de sincronización siempre eran propensos a fallas ocasionales. El as de la Luftwaffe Adolf Galland en sus memorias del período de guerra The First and the Last describe un grave incidente de sincronización defectuosa en 1941.
Velocidad de disparo
Por lo general, un piloto solo tendría el objetivo en la mira por un momento fugaz, por lo que la concentración de balas era vital para lograr una 'muerte'. Incluso los aviones endebles de la Primera Guerra Mundial a menudo requerían una cantidad sorprendentemente grande de impactos para derribarlos, los aviones posteriores y más grandes fueron propuestas mucho más difíciles nuevamente. Había dos soluciones obvias: instalar un arma más eficiente con una cadencia de fuego cíclica más alta, o aumentar la cantidad de armas que se llevaban. Ambas medidas incidieron en la cuestión de la sincronización.
Los primeros cañones sincronizados del período 1915-1917 tenían una velocidad de disparo de alrededor de 400 disparos por minuto. A esta velocidad de disparo comparativamente pausada, un sincronizador puede reducirse para entregar un solo impulso de disparo cada dos o tres vueltas de la hélice, haciéndolo más confiable sin ralentizar indebidamente la velocidad de disparo. Para controlar un cañón más rápido, con, por ejemplo, una velocidad cíclica de 800 o 1.000 disparos por minuto, era necesario proporcionar al menos un impulso (si no dos) por cada rotación de la hélice, haciéndola más propensa a fallar. El intrincado mecanismo de un sistema de articulación mecánica, especialmente de la "varilla de empuje" tipo, fácilmente podría romperse en pedazos cuando se conduce a este ritmo.
La versión final del Fokker Eindecker, el Fokker E.IV, vino con dos lMG 08 "Spandau" ametralladoras; este armamento se convirtió en estándar para todos los exploradores alemanes tipo D comenzando con el Albatros D.I. Desde la aparición del Sopwith Camel y el SPAD S.XIII a mediados de 1917, hasta el final de la sincronización de armas en la década de 1950, la instalación de dos armas fue la norma internacional. Tener las dos armas disparando simultáneamente obviamente no habría sido un arreglo satisfactorio. Ambos cañones tenían que disparar en el mismo punto del disco de la hélice, lo que significa que uno tenía que disparar una pequeña fracción de segundo más tarde que el otro. Esta es la razón por la cual los primeros engranajes diseñados para una sola ametralladora debían modificarse para controlar dos armas satisfactoriamente. En la práctica, al menos parte del mecanismo tuvo que duplicarse, incluso si las dos armas no se sincronizaron por separado.
Historia
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Desde los inicios del vuelo práctico, se consideraron los posibles usos militares de las aeronaves, aunque no todos los escritores llegaron a conclusiones positivas sobre el tema. Para 1913, los ejercicios militares en Gran Bretaña, Alemania y Francia habían confirmado la probable utilidad de las aeronaves para el reconocimiento y la vigilancia, y algunos oficiales con visión de futuro consideraron que esto implicaba la necesidad de disuadir o destruir las máquinas de reconocimiento del enemigo.. Por lo tanto, el combate aéreo no fue del todo inesperado, y la ametralladora fue vista desde el principio como el arma más probable para ser utilizada.
Es probable que un avión capaz de disparar a una máquina enemiga tenga la ventaja. El arma más adecuada es una ametralladora ligera y refrigerada por aire
—de un informe del Mayor Siegert, Estado Mayor de Alemania, 1o de enero de 1914
En lo que no se estuvo de acuerdo en general fue en la superioridad, al menos para un avión de ataque, de los cañones de tiro hacia adelante fijos, apuntando apuntando el avión a su objetivo, en lugar de las armas flexibles, apuntando por un artillero que no sea el piloto.
La idea de acoplar el mecanismo de disparo a la rotación de la hélice es una afección. La objeción es la misma que a cualquier posición de arma que se fija a lo largo del eje longitudinal de la aeronave: el piloto se ve obligado a volar directamente al enemigo para disparar. Bajo ciertas circunstancias esto es altamente indeseable.
—del mismo informe del Mayor Siegert
Hasta 1916, los pilotos del caza de empuje DH.2 tenían problemas para convencer a sus oficiales superiores de que el armamento de tiro hacia adelante de su avión era más efectivo si estaba fijado para disparar hacia adelante en lugar de ser flexible. Por otro lado, August Euler había patentado la idea de un arma fija ya en 1910, mucho antes de que los aviones tractores se convirtieran en la norma, ilustrando su patente con un diagrama de un empujador armado con una ametralladora.
La patente de Franz Schneider (1913–1914)
Ya sea que esté directamente inspirado en la patente original de Euler o no, el primer inventor en patentar un método para disparar hacia adelante a través de una hélice de tractor fue el ingeniero suizo Franz Schneider, anteriormente en Nieuport, pero por entonces trabajando para la empresa LVG en Alemania.
La patente se publicó en la revista de aviación alemana Flugsport en 1914, lo que significa que el concepto se hizo público en una etapa temprana. El enlace entre la hélice y la pistola se logra con un eje de transmisión giratorio, en lugar de una varilla alternativa. Los impulsos necesarios para accionar el gatillo, o en este caso para impedir que actúe el gatillo, son producidos por una rueda de leva de dos lóbulos separados 180° situada en el propio arma ya que el disparo debe ser interrumpido por ambas palas de la hélice. No se hizo ningún intento (hasta donde se sabe) de construir o probar un engranaje operativo real basado en esta patente, que atrajo poco o ningún interés oficial en ese momento. Se desconoce la forma exacta del engranaje de sincronización instalado en el LVG E.I de Schneider de 1915 y su relación con esta patente, ya que no sobrevive ningún plan.
La patente de Raymond Saulnier (1914)
A diferencia del diseño de la patente de Schneider, el dispositivo de Saulnier fue realmente construido y puede considerarse el primer equipo de sincronización práctico que se probó. Por primera vez, la leva que produce el vaivén que transmite los impulsos de disparo al arma se sitúa en el motor (accionado en este caso por el mismo husillo que accionaba la bomba de aceite y el cuentarrevoluciones) y los propios impulsos se transmiten por una varilla recíproca en lugar del eje giratorio de Schneider. La idea de literalmente "interrumpir" el disparo del arma cede (probablemente como resultado de la experiencia) al principio de apretar el gatillo para cada disparo sucesivo, como la acción de un arma semiautomática.
Se ha señalado que este era un diseño práctico que debería haber funcionado, pero no funcionó. Aparte de las posibles inconsistencias en la munición suministrada, el verdadero problema era que el arma utilizada para probar el equipo, una ametralladora Hotchkiss de 8 mm (0,323 pulgadas) operada por gas prestada del ejército francés, era fundamentalmente inadecuada para " semiautomático" disparo. Después de las pruebas iniciales fallidas, el arma tuvo que ser devuelta y los experimentos cesaron.
Los cañones no sincronizados y la "cuña deflectora" concepto
Cuando los pilotos del Royal Flying Corps y del Royal Naval Air Service británicos llegaron a Francia en 1914, se encontraron equipados con aviones de propulsión con poca potencia para transportar ametralladoras y aún tenían posibilidades de adelantar al enemigo, y aviones tractores que eran difíciles de armar con eficacia porque la hélice estaba en el camino. Entre otros intentos de evitar esto, como disparar oblicuamente más allá del arco de la hélice, e incluso los esfuerzos, condenados al fracaso, para sincronizar el Lewis Gun, que en ese momento era el "estándar" Arma de aviones británicos: era el recurso de disparar directamente a través del arco de la hélice y 'esperar lo mejor'. En el curso normal, una alta proporción de balas pasaría por la hélice sin golpear las palas, y cada pala podría recibir varios impactos antes de que hubiera mucho peligro de que fallara, especialmente si estuviera atada con cinta para evitar que se astille (consulte el diagrama a continuación, e ilustración a la izquierda).
Después de que fracasaran sus primeros experimentos de sincronización, Saulnier siguió un método que confiaba bastante menos en las estadísticas y la suerte mediante el desarrollo de palas de hélice blindadas que resistirían daños.
En marzo de 1915, cuando el piloto francés Roland Garros se acercó a Saulnier para arreglar la instalación de este dispositivo en su Morane-Saulnier Tipo L, estos habían tomado la forma de cuñas de acero que desviaban las balas que de lo contrario podría haber dañado la hélice o rebotado peligrosamente. El propio Garros y Jules Hue (su mecánico personal) a veces reciben el crédito de probar y perfeccionar los 'deflectores'. Este crudo sistema funcionó de alguna manera, aunque las cuñas disminuyeron la eficiencia de la hélice, y la fuerza no despreciable del impacto de las balas en las palas del deflector debe haber ejercido una tensión indeseable en el cigüeñal del motor.
El 1 de abril de 1915, Garros derribó su primer avión alemán, matando a la tripulación. El 18 de abril de 1915, después de dos victorias más, Garros se vio obligado a descender (por fuego terrestre) detrás de las líneas alemanas. Aunque pudo quemar su avión, Garros fue capturado y su hélice especial estaba lo suficientemente intacta como para enviarla a la Inspektion der Fliegertruppen (Idflieg) para su evaluación en Döberitz, cerca de Berlín..
Sincronizador de Fokker y otros engranajes alemanes
Inspección de la hélice de Garros' la máquina le pidió a Idflieg que intentara copiarlo. Las pruebas iniciales indicaron que las cuñas deflectoras no serían lo suficientemente fuertes para hacer frente a la munición estándar alemana con camisa de acero, y los representantes de Fokker y Pfalz, dos empresas que ya fabrican copias de Morane (aunque, curiosamente, no es una preocupación de Schneider 's LVG) fueron invitados a Döberitz para inspeccionar el mecanismo y sugerir formas de duplicar su acción.
Anthony Fokker pudo persuadir a Idflieg para que arreglara el préstamo de una ametralladora Parabellum y municiones para que su dispositivo pudiera probarse y que estos artículos fueran transportados de inmediato al Fokker Flugzeugwerke GmbH en Schwerin (aunque probablemente no en su compartimento de tren o 'bajo el brazo', como afirmó después de la guerra).
La historia de su concepción, desarrollo e instalación del dispositivo de sincronización Fokker en un período de 48 horas (que se encuentra por primera vez en una biografía autorizada de Fokker escrita en 1929) ahora no se cree que sea real. Otra posible explicación es que el Morane de Garros, parcialmente destruido por el fuego, tenía suficientes rastros del engranaje de sincronización original para que Fokker adivinara cómo funcionaba. Por varias razones, esto también parece poco probable, y el consenso histórico actual apunta a que el equipo de Fokker (incluido el ingeniero Heinrich Lübbe) estaba desarrollando un dispositivo de sincronización antes de la captura de la máquina de Garros.
El equipo Fokker Stangensteuerung
Cualquiera que fuera su fuente final, la versión inicial del engranaje de sincronización Fokker (ver ilustración) siguió muy de cerca, no la patente de Schneider, como afirman Schneider y otros, sino Saulnier's. Al igual que la patente de Saulnier, el equipo de Fokker fue diseñado para disparar activamente el arma en lugar de interrumpirlo y, al igual que el equipo Vickers-Challenger posterior desarrollado para el RFC, siguió a Saulnier al tomar su impulso mecánico principal de la bomba de aceite. de un motor rotativo. La "transmisión" entre el motor y el arma fue por una versión de la varilla de empuje recíproca de Saulnier. La principal diferencia era que, en lugar de que la varilla de empuje pasara directamente del motor al arma misma, lo que habría requerido un túnel a través del cortafuegos y el tanque de combustible (como se muestra en los dibujos de la patente de Saulnier), estaba impulsada por un eje que unía el bomba de aceite a una pequeña leva en la parte superior del fuselaje. Esto finalmente resultó insatisfactorio, ya que el husillo de accionamiento mecánico de la bomba de aceite no era lo suficientemente robusto para soportar la carga adicional.
Antes de que las fallas de la primera forma del equipo quedaran claras, el equipo de Fokker adaptó el nuevo sistema a la nueva ametralladora Parabellum MG14 y lo instaló en un Fokker M.5K, un tipo que era en ese momento sirviendo en pequeños números con el Fliegertruppen como A.III. Este avión, [[Otto Parschau#The Green Machine (A�/15)|con el número de serie de IdFlieg A.16/15]] se convirtió en el precursor directo de los cinco M.5K/MG pre- prototipos de producción construidos, y fue efectivamente el prototipo del Fokker E.I, el primer avión de combate monoplaza de producción armado con una ametralladora sincronizada.
Fokker le mostró este prototipo a IdFlieg en persona el 19 y 20 de mayo de 1915 en el campo de pruebas de Döberitz, cerca de Berlín. El Leutnant Otto Parschau hizo una prueba de vuelo con este avión el 30 de mayo de 1915. Los cinco prototipos de producción (designados de fábrica M.5K/MG y serializados E.1/15 – E.5 /15) fueron sometidos a juicios militares poco después. Todos estaban armados con el cañón Parabellum, sincronizado con la primera versión del equipo Fokker. Este prototipo de engranaje tuvo una vida tan corta que fue necesario rediseñarlo, produciendo la segunda forma de producción más familiar del engranaje.
El engranaje utilizado en la producción de los cazas Eindecker reemplazó el sistema basado en el eje de transmisión mecánico de la bomba de aceite con una rueda de leva grande, casi un volante ligero, accionado directamente desde el cárter del motor giratorio giratorio. La varilla de empuje tomó ahora su movimiento alternativo directamente de un "seguidor" en esta rueda de leva. Al mismo tiempo, también se cambió la ametralladora utilizada: una ametralladora lMG 08, la llamada 'Spandau', que reemplazó a la Parabellum utilizada con el equipo prototipo. En este momento, el Parabellum todavía escaseaba y todos los ejemplos disponibles eran necesarios como observadores. pistolas, siendo el arma más ligera y manejable muy superior en este papel.
Se cree que la primera victoria con un caza equipado con un cañón sincronizado se produjo el 1 de julio de 1915 cuando Leutnant Kurt Wintgens de Feldflieger Abteilung 6b, pilotando el Parabellum- Avión armado Fokker M.5K/MG "E.5/15", derribado un Morane-Saulnier Tipo L francés al este de Lunéville.
La posesión exclusiva de un sincronizador de cañón en funcionamiento permitió un período de superioridad aérea alemana en el frente occidental conocido como Fokker Scourge. El alto mando alemán protegía el sistema sincronizador, dando instrucciones a los pilotos para que no se aventuraran sobre territorio enemigo en caso de que fueran forzados a descender y se revelara el secreto, pero los principios básicos involucrados ya eran de conocimiento común y, a mediados de 1916, varios sincronizadores aliados estaban funcionando. ya disponible en cantidad.
En ese momento, el engranaje Fokker Stangensteuerung, que había funcionado razonablemente bien para sincronizar un solo arma, disparando a una tasa cíclica modesta a través de una hélice de dos palas impulsada por un motor rotativo, se estaba convirtiendo en obsoleto.
EngranajesStangensteuerung para motores en línea "estacionarios", es decir, accionados desde una pequeña leva inmediatamente detrás de la hélice (ver ilustración). Esto produjo un dilema básico: una varilla de empuje corta y bastante robusta significaba que la ametralladora tenía que montarse bien hacia adelante, poniendo la recámara del arma fuera del alcance del piloto para despejar atascos. Si el arma estaba montada en la posición ideal, al alcance del piloto, se requería una varilla de empuje mucho más larga, que tendía a doblarse y romperse.
El otro problema era que la Stangensteuerung nunca funcionaba bien con más de un arma. Dos (o incluso tres) armas, montadas una al lado de la otra y disparando simultáneamente, habrían producido una gran extensión de fuego que hubiera sido imposible de igualar con la "zona segura" entre las palas giratorias de la hélice. La respuesta inicial de Fokker a esto fue la instalación de 'seguidores' adicionales. a la rueda de leva grande Stangensteuerung's, para (teóricamente) producir la "ondulación" salva necesaria para asegurar que los cañones apuntaran al mismo punto en el disco de la hélice. Esto resultó ser un arreglo desastrosamente inestable en el caso de tres cañones, y fue bastante menos que satisfactorio, incluso para dos. La mayoría de los primeros cazas biplanos Fokker y Halberstadt estaban limitados a un solo cañón por este motivo.
De hecho, los constructores de los nuevos aviones de combate Albatros con dos cañones y motores estacionarios de finales de 1916 tuvieron que introducir su propio equipo de sincronización, conocido como equipo Hedtke o Hedtkesteuerung, y era evidente que Fokker iba a tener que inventar algo radicalmente nuevo.
El equipo Fokker Zentralsteuerung
Este fue diseñado a fines de 1916 y tomó la forma de un nuevo engranaje de sincronización sin varillas. La leva que generaba los impulsos de disparo se movió del motor al arma; el motor disparador en efecto generaba ahora sus propios impulsos de disparo. El enlace entre la hélice y el arma ahora consistía en un eje de transmisión flexible que conectaba directamente el extremo del árbol de levas del motor con el motor del gatillo del arma. El botón de disparo del arma simplemente enganchó un embrague en el motor que puso en movimiento el accionamiento flexible (y, por lo tanto, el motor del gatillo). De alguna manera, esto acercó el nuevo engranaje a la patente original de Schneider (q.v.).
Una gran ventaja era que el ajuste (para establecer en qué parte del disco de la hélice impactaría cada bala) ahora estaba en el propio arma. Esto significaba que cada arma se ajustaba por separado, una característica importante, ya que las armas gemelas sincronizadas no estaban configuradas para dispararse al unísono estricto, sino cuando apuntaban al mismo punto en el disco de la hélice. Cada arma podía dispararse de forma independiente, ya que tenía su propio accionamiento flexible, conectado al árbol de levas del motor por una caja de conexiones y con su propio embrague. Esta provisión de un conjunto de componentes bastante separado para cada arma también significó que una falla en el engranaje de una pistola no afectaría a la otra.
Este equipo estuvo disponible en cantidades a mediados de 1917, a tiempo para instalarlo en el triplano Fokker Dr.I y en todos los cazas alemanes posteriores. De hecho, se convirtió en el sincronizador estándar para el Luftstreitkräfte durante el resto de la guerra, aunque continuaron los experimentos para encontrar un engranaje aún más confiable.
Otros sincronizadores alemanes
El equipo Schneider de 1915
En junio de 1915, un monoplano biplaza diseñado por Schneider para la empresa LVG fue enviado al frente para su evaluación. Su observador estaba armado con el nuevo anillo de armas Schneider que se estaba convirtiendo en estándar en todos los biplazas alemanes: el piloto aparentemente estaba armado con una ametralladora sincronizada fija. El avión se estrelló en su camino hacia el frente y no se supo más de él, ni de su engranaje de sincronización, aunque presumiblemente se basó en la patente del propio Schneider.
Los engranajes Albatros
Los nuevos cazas Albatros de finales de 1916 estaban equipados con cañones gemelos sincronizados con el equipo Albatros-Hedtke Steuerung, que fue diseñado por Albatros Werkmeister Hedtke. El sistema estaba diseñado específicamente para superar los problemas que habían surgido al aplicar el engranaje Fokker Stangensteuerung a motores en línea e instalaciones de dos cañones, y era una variación del sistema de varilla de empuje rígido, accionado desde el parte trasera del cigüeñal del motor Mercedes D.III.
El Albatros D.V usó un nuevo engranaje, diseñado por Werkmeister Semmler: (el Albatros-Semmler Steuerung). Básicamente era una versión mejorada del equipo Hedtke.
Una orden oficial, firmada el 24 de julio de 1917, estandarizó el sistema superior Fokker Zentralsteuerung para todos los aviones alemanes, presumiblemente incluidos los Albatros.
Engranajes eléctricos
Los cazas alemanes posteriores a la Primera Guerra Mundial estaban equipados con sincronizadores eléctricos. En dicho engranaje, un contacto o conjunto de contactos, ya sea en el eje de la hélice o en alguna otra parte del tren de transmisión que gira al mismo número de revoluciones por minuto, genera una serie de impulsos eléctricos que se transmiten a un solenoide. motor accionado por gatillo en la pistola. Los experimentos con estos estaban en marcha antes del final de la guerra, y nuevamente la compañía LVG parece haber estado involucrada: un informe de inteligencia británico del 25 de junio de 1918 menciona un biplaza LVG equipado con tal equipo que fue derribado en las líneas británicas.. Se sabe que LVG construyó 40 biplazas C.IV equipados con un sistema de sincronización eléctrica de Siemens.
Además, la empresa Aviatik recibió instrucciones para instalar 50 de su propio sistema de sincronización eléctrica en DFW C.Vs (Av).
Austria-Hungría
La ametralladora estándar de las fuerzas armadas austrohúngaras en 1914 era la ametralladora Schwarzlose MG M.07/12, que operaba con un "retroceso retardado" sistema y no era adecuado para la sincronización. A diferencia de los franceses e italianos, que finalmente pudieron adquirir suministros de cañones Vickers, los austriacos no pudieron obtener cantidades suficientes de "Spandaus" de sus aliados alemanes y se vieron obligados a utilizar Schwarzlose en una aplicación para la que no era realmente adecuado. Aunque el problema de sincronizar el Schwarzlose finalmente se resolvió parcialmente, no fue hasta finales de 1916 que los engranajes estuvieron disponibles. Incluso entonces, a altas revoluciones del motor, los engranajes sincronizadores austriacos tendían a comportarse de manera muy errática. Los cazas austriacos estaban equipados con grandes tacómetros para garantizar que un piloto pudiera verificar que sus "revs" estaban dentro del rango requerido antes de disparar sus armas, y las palas de la hélice estaban equipadas con un sistema de advertencia eléctrico que alertaba al piloto si su hélice estaba siendo golpeada. Nunca hubo suficientes engranajes disponibles debido a la escasez crónica de herramientas de precisión; por lo que los cazas de producción, incluso las excelentes versiones austriacas del Albatros D.III, a menudo tenían que ser enviados al frente desarmados, para que los armeros del escuadrón equiparan las armas y los engranajes que podían ser robados, rescatados o improvisados.
En lugar de estandarizar en un solo sistema, diferentes fabricantes austriacos produjeron sus propios engranajes. La investigación de Harry Woodman (1989) identificó los siguientes tipos:
Zahnrad-Steuerung (control de rueda dentada)
La transmisión era de las varillas de operación del árbol de levas del motor Austro-Daimler a través de un tornillo sinfín. La primera pistola Schwarzlose tenía una velocidad sincronizada de 360 disparos por minuto con este equipo; luego se incrementó a 380 disparos con el modelo MG16.
Bernatzik-Steuerung
La transmisión se tomaba del balancín de una válvula de escape, una palanca fijada a la carcasa de la válvula que transmitía impulsos a la pistola a través de una varilla. Diseñado por el Leutnant Otto Bernatzik, fue ajustado para entregar un impulso de disparo cada segunda revolución de la hélice y disparó entre 380 y 400 disparos por arma. Al igual que con otros engranajes que sincronizan la pistola Schwarzlose, disparar se volvió errático a altas velocidades del motor.
Priesel-Steuerung
Además de un control que engranaba el seguidor de leva y disparaba el arma en un solo movimiento, este engranaje se basaba en gran medida en el engranaje original Fokker Stangensteuerung. Fue diseñado por el Oberleutnant Guido Priesel y se convirtió en estándar en los cazas Oeffag Albatros en 1918.
Zap-Steuerung (control de Zaparka)
Este equipo fue diseñado por Oberleutnant Eduard Zaparka. La transmisión se realizaba desde la parte trasera del árbol de levas de un motor Hiero a través de un eje de transmisión con juntas cardánicas. La velocidad de disparo, con el último arma Schwarzlose, fue de hasta 500 disparos por minuto. La ametralladora tenía que colocarse muy adelante, donde fuera inaccesible para el piloto, para que no se pudieran despejar atascos en vuelo.
Kralische Zentralsteuerung
Basado en el principio del engranaje Fokker Zentralsteuerung, con accionamientos flexibles vinculados al árbol de levas e impulsos de disparo generados por el motor disparador de cada arma. Reducido para operar de manera más confiable con el difícil arma Schwarzlose, su velocidad de disparo se limitó a 360-380 disparos por minuto.
Reino Unido
La sincronización de armas británica tuvo un comienzo rápido pero algo inestable. Los primeros engranajes mecánicos de sincronización resultaron ser ineficientes y poco confiables y la estandarización completa en el sistema hidráulico "C.C." muy satisfactorio. El equipo no se completó hasta noviembre de 1917. Los cañones sincronizados parecen haber sido bastante impopulares entre los pilotos de combate británicos hasta bien entrado 1917 y el cañón Lewis sobre el ala, en su montaje Foster, siguió siendo el arma para Nieuports en servicio británico, siendo también considerado inicialmente como el arma principal del S.E.5. Significativamente, los primeros problemas con el C.C. El equipo se consideró uno de los asuntos menos urgentes para el escuadrón No. 56 en marzo de 1917, ocupado en hacer que sus nuevos cazas S.E.5 fueran dignos de combate antes de ir a Francia, ya que tenían que caer el Lewis sobre el ala. ¡de nuevo en! De hecho, a Ball le quitaron la pistola Vickers por completo durante un tiempo, para ahorrar peso.
El equipo Vickers-Challenger
El primer engranaje sincronizador británico fue construido por el fabricante de la ametralladora para la que fue diseñado: entró en producción en diciembre de 1915. George Challenger, el diseñador, era en ese momento ingeniero en Vickers. En principio, se parecía mucho a la primera forma del equipo Fokker, aunque esto no se debió a que fuera una copia (como a veces se informa); no fue hasta abril de 1916 que un Fokker capturado estuvo disponible para análisis técnico. El hecho es que ambos engranajes se basaron estrechamente en la patente de Saulnier. La primera versión estaba impulsada por un engranaje reductor conectado a un eje de bomba de aceite de motor rotativo como en el diseño de Saulnier y una pequeña leva generadora de impulsos estaba montada externamente en el lado de babor del fuselaje delantero donde era fácilmente accesible para su ajuste..
Desafortunadamente, cuando el equipo se instaló en tipos como el Bristol Scout y el Sopwith 1½ Strutter, que tenían motores rotativos y su ametralladora de disparo frontal frente a la cabina, la varilla de empuje larga que unía el equipo al arma tenía que montarse en un ángulo incómodo, en el que podía torcerse y deformarse, así como expandirse y contraerse debido a los cambios de temperatura.
Por este motivo, el B.E.12, el R.E.8 y el Vickers' El propio FB 19 montó sus ametralladoras de tiro hacia adelante en el lado de babor del fuselaje para que una versión relativamente corta de la varilla de empuje pudiera conectarse directamente al arma.
Esto funcionó razonablemente bien aunque el "incómodo" La posición del arma, que impedía el avistamiento directo, fue inicialmente muy criticada. Resultó ser un problema menor de lo que se suponía al principio una vez que se dio cuenta de que era el avión el que estaba apuntando en lugar del arma en sí. El último tipo de avión que se equipó con el engranaje Vickers-Challenger, el R.E.8, retuvo la posición del arma en el lado de babor incluso después de que la mayoría se adaptara con el C.C. equipo de mediados de 1917.
El equipo de Scarff-Dibovski
El teniente Victor Dibovski, un oficial de la Marina Imperial Rusa, mientras servía como miembro de una misión en Inglaterra para observar e informar sobre los métodos de producción de aviones británicos, sugirió un engranaje de sincronización de su propio diseño. Según fuentes rusas, este engranaje ya se había probado en Rusia, con resultados mixtos, aunque es posible que el engranaje Dibovski anterior fuera en realidad un sistema deflector en lugar de un verdadero sincronizador. En cualquier caso, el suboficial F. W. Scarff trabajó con Dibovski para desarrollar y realizar el equipo, que funcionaba según el principio familiar de leva y conductor, y la conexión al arma se realizaba mediante la varilla de empuje habitual y una serie bastante complicada de palancas. Estaba diseñado para reducir la velocidad a la que se entregaban los impulsos de disparo al arma (y, por lo tanto, mejorar la confiabilidad, aunque no la velocidad de disparo). El equipo se ordenó para el RNAS y siguió al equipo Vickers-Challenger en producción en cuestión de semanas. Era más adaptable a los motores rotativos que el Vickers-Challenger, pero aparte de los primeros Sopwith 1½ Strutters construidos según los pedidos de RNAS en 1916, y posiblemente algunos de los primeros Sopwith Pup, no parece que se hayan registrado aplicaciones reales.
Ross y otros "misceláneos" engranajes
El engranaje Ross era un engranaje provisional construido en el campo diseñado en 1916 específicamente para reemplazar los engranajes Vickers-Challenger inadecuados en los Strutters 1½ del escuadrón n.º 70 de la RFC. Oficialmente fue diseñado por el Capitán Ross del No.70, aunque se ha sugerido que un sargento de vuelo que trabajaba bajo el mando del Capitán Ross fue en gran parte responsable. Aparentemente, el equipo se usó solo en 1½ Strutters, pero el escuadrón No. 45 usó al menos algunos ejemplos del equipo, así como el No. 70. Fue reemplazado por el equipo Sopwith-Kauper cuando ese equipo estuvo disponible.
Norman Macmillan, escribiendo algunos años después del evento, afirmó que el mecanismo de Ross tenía una velocidad de disparo muy lenta, pero que dejó el gatillo original intacto, por lo que era posible 'en una esquina realmente estrecha'. 34; para "disparar el arma directamente sin el equipo y obtener la velocidad normal de disparo del arma de tierra". Macmillan afirmó que las hélices con hasta veinte impactos, sin embargo, llevaron su avión a casa. Algunos aspectos de esta información son difíciles de conciliar con la forma en que realmente funcionaba un arma sincronizada, y bien pueden ser una cuestión de trucos de memoria de Macmillan.
Otro "campo hecho" El sincronizador fue el ARSIAD: producido por la Sección de Reparación de Aeronaves del Depósito de Aeronaves No.1 en 1916. Parece que se sabe poco específico sobre él; aunque es posible que se haya instalado en algunos de los primeros RE8 para los que no se pudieron encontrar engranajes Vickers-Challenger.
Airco y Armstrong Whitworth diseñaron sus propios engranajes específicamente para su propio avión. Normalización en el C.C. hidráulico equipo (descrito a continuación) ocurrió antes de que cualquiera de los dos se hubiera producido en cantidades. Solo Sopwiths' equipo (siguiente sección) iba a entrar en producción.
El equipo Sopwith-Kauper
Los primeros engranajes mecánicos de sincronización instalados en los primeros cazas Sopwith fueron tan insatisfactorios que, a mediados de 1916, los Sopwith tenían un engranaje mejorado diseñado por su capataz de trabajo Harry Kauper, amigo y colega de su compatriota australiano Harry Hawker. Este engranaje estaba destinado específicamente a superar las fallas de los engranajes anteriores. Las patentes relacionadas con las versiones Mk.II y Mk.III ampliamente modificadas se solicitaron en enero y junio de 1917.
La eficiencia mecánica se mejoró al invertir la acción de la varilla de empuje. El impulso de disparo se generó en un punto bajo de la leva en lugar de en el lóbulo de la leva como en la patente de Saulnier. Por lo tanto, la fuerza sobre la varilla se ejercía por tensión en lugar de compresión (o, en un lenguaje menos técnico, el motor del gatillo funcionaba al ser "tirado" en lugar de "empujado"), lo que permitía que la varilla ser más ligero, minimizando su inercia para que pudiera operar más rápido (al menos en las primeras versiones del engranaje, cada revolución de la rueda de levas producía dos impulsos de disparo en lugar de uno). Una sola palanca de disparo engranó el engranaje y disparó el arma en una sola acción, en lugar de que el engranaje tuviera que estar "encendido" y luego disparó, como con algunos engranajes anteriores.
2750 ejemplos del engranaje Sopwith-Kauper se instalaron en aeronaves de servicio: además de ser el engranaje estándar para el Sopwith Pup y Triplane, se instaló en muchos de los primeros Camel y reemplazó engranajes anteriores en 1½ Strutters y otros tipos de Sopwith. Sin embargo, en noviembre de 1917, a pesar de varias modificaciones, se hizo evidente que incluso el engranaje Sopwith-Kauper sufría las limitaciones inherentes de los engranajes mecánicos. Los escuadrones de camellos, en particular, informaron que las hélices eran "atravesadas a tiros" con frecuencia, y los engranajes tenían una tendencia a "escapar". El desgaste, así como el aumento de la velocidad de disparo de la pistola Vickers y las velocidades más altas del motor fueron los responsables de esta disminución en el rendimiento y la confiabilidad. En este momento los problemas iniciales del C.C. hidráulico. el equipo se había superado y se convirtió en estándar para todos los aviones británicos, incluidos los Sopwith.
El engranaje de sincronización Constantinesco
El comandante Colley, director de experimentos y asesor de artillería del Departamento de Invención de Municiones de la Oficina de Guerra, se interesó en la teoría de la transmisión de ondas de George Constantinesco y trabajó con él para determinar cómo se podría poner en práctica su invento., finalmente se le ocurrió la idea de desarrollar un mecanismo de sincronización basado en él. El mayor Colley usó sus contactos en el Royal Flying Corps y la Royal Artillery (su propio cuerpo) para obtener el préstamo de una ametralladora Vickers y 1000 rondas de municiones.
Constantinesco se basó en su trabajo con perforadoras para desarrollar un engranaje de sincronización usando su sistema de transmisión de olas. En mayo de 1916, preparó el primer dibujo y un modelo experimental de lo que se conoció como el equipo de control de incendios de Constantinesco o el "C.C. (Constantinesco-Colley) Engranaje". La primera solicitud de patente provisional para Gear se presentó el 14 de julio de 1916 (No. 512).
Al principio, el meticuloso Constantinesco no estaba satisfecho con el extraño golpe levemente desviado en su disco de prueba. Se descubrió que la inspección cuidadosa de la munición solucionó esta falla (común, por supuesto, a todos esos engranajes); con rondas de buena calidad, el desempeño del equipo complació incluso a su creador. AM Low, que comandó los trabajos experimentales secretos del Royal Flying Corps en Feltham, participó en la prueba. El sistema fue perfeccionado por Constantinesco en colaboración con el impresor e ingeniero de Fleet Street Walter Haddon en Haddon Engineering Works en Honeypot Lane, Alperton. El primer C.C. El equipo se probó en el aire en un BE2c en agosto de 1916.
El nuevo engranaje tenía varias ventajas sobre todos los engranajes mecánicos: la cadencia de tiro mejoró mucho, la sincronización fue mucho más precisa y, sobre todo, se adaptó fácilmente a cualquier tipo de motor y fuselaje, en lugar de necesitar un diseño especial. generador de impulsos para cada tipo de motor y varillajes especiales para cada tipo de aeronave. A la larga (siempre que se mantuviera y ajustara adecuadamente) también demostró ser mucho más duradero y menos propenso a fallar.
No. Los DH.4 del Escuadrón 55 llegaron a Francia el 6 de marzo de 1917 equipados con el nuevo equipo, seguidos poco después por los Bristol Fighters del Escuadrón No. 48 y los SE5 del Escuadrón No. 56. Los primeros modelos de producción tuvieron algunos problemas iniciales en el servicio, ya que el personal de tierra aprendió a reparar y ajustar los nuevos engranajes y los pilotos a operarlos. Fue a fines de 1917 cuando estuvo disponible una versión del equipo que podía operar pistolas gemelas, por lo que los primeros Sopwith Camel tuvieron que equiparse con el equipo Sopwith-Kauper.
Desde noviembre de 1917, el equipo finalmente se convirtió en estándar; instalándose en todos los aviones británicos nuevos con cañones sincronizados desde esa fecha hasta el Gloster Gladiator de 1937.
Se instalaron más de 6000 engranajes en las máquinas del Royal Flying Corps y el Royal Naval Air Service entre marzo y diciembre de 1917. Veinte mil más "Constantinesco-Colley" Los sistemas de sincronización de armas se instalaron en aviones militares británicos entre enero y octubre de 1918, durante el período en que se formó la Royal Air Force a partir de los dos servicios anteriores el 1 de abril de 1918. Se fabricaron un total de 50,000 engranajes durante los veinte años que fue estándar equipo.
El equipo Betteridge
El C.C. el engranaje no fue el único engranaje hidráulico que se propuso; en 1917 Air Mechanic A.R. Betteridge del Escuadrón No. 1 Australian Flying Corps construyó y probó un equipo de su propio diseño mientras servía con su unidad en Palestina. No se expresó ningún interés oficial en este dispositivo; posiblemente el C.C. el equipo ya estaba en perspectiva. La ilustración parece muy probable que sea del banco de pruebas para este equipo.
Francia
El Aviation Militaire francés tuvo la suerte de poder estandarizar dos engranajes de sincronización razonablemente satisfactorios: uno adaptado para motores rotativos y el otro para motores "estacionarios" (en línea) - casi desde el principio.
El equipo Alkan-Hamy
El primer sincronizador francés fue desarrollado por Sargento-Mécanicien Robert Alkan y Ingénieur du Génie marítimo Hamy. Se basó en gran medida en el engranaje Fokker Stangensteuerung definitivo: la principal diferencia es que la varilla de empuje se instaló dentro de la pistola Vickers, usando un tubo de vapor redundante en la camisa de enfriamiento. Esto mitigó un inconveniente importante de otros engranajes de varilla de empuje en el sentido de que la varilla, al estar sostenida en toda su longitud, era mucho menos propensa a deformarse o romperse. Las pistolas Vickers modificadas para llevar este engranaje se pueden distinguir por la carcasa del resorte de la varilla de empuje, que se proyecta desde el frente de la pistola como un segundo cañón. Este engranaje se instaló por primera vez y se probó en el aire en un Nieuport 12, el 2 de mayo de 1916, y otros engranajes de preproducción se instalaron en cazas Morane-Saulnier y Nieuport contemporáneos. El equipo Alkan-Hamy se estandarizó como Système de Synchronization pour Vickers Type I (moteurs rotatifs), y estuvo disponible en cantidades a tiempo para la llegada del Nieuport 17 al frente a mediados de 1916, como el engranaje estándar para cañones de tiro delantero de aviones franceses de motor rotativo.
El Nieuport 28 usaba un engranaje diferente, ahora conocido solo a través de la documentación estadounidense, donde se describe como el "Nieuport Synchronizing gear" o el "equipo de gnomo". Un eje de transmisión giratorio, impulsado por el cárter giratorio del motor rotativo Gnome 9N Monosoupape de 160 CV del Nieuport, impulsaba dos motores de disparo ajustables por separado, cada uno de los cuales impartía impulsos de disparo a su arma por medio de su propia varilla corta. La evidencia fotográfica sugiere que una versión anterior de este equipo, que controla un solo arma, podría haber sido instalada en el Nieuport 23 y el Hanriot HD.1.
El equipo Birkigt
El SPAD S.VII se diseñó en torno al motor Hispano-Suiza de Marc Birkigt y, cuando el nuevo caza entró en servicio en septiembre de 1916, venía armado con un único cañón Vickers sincronizado con un nuevo equipo proporcionado por Birkigt para su uso. con su motor. A diferencia de la mayoría de los otros engranajes mecánicos, el "engranaje SPAD" como se le llamaba a menudo, prescindía por completo de una varilla de empuje: los impulsos de disparo se transmitían al arma torsionalmente mediante un eje oscilante móvil, que giraba alrededor de un cuarto de revolución, alternativamente en sentido horario y antihorario. Esta oscilación era más eficiente desde el punto de vista mecánico que el movimiento alternativo de una varilla de empuje, lo que permitía velocidades más altas. Oficialmente conocido como Système de Synchronization pour Vickers Type II (motores fijos), el equipo Birkigt se adaptó más tarde para controlar dos cañones y permaneció en uso en el servicio francés hasta la época de la Segunda Guerra Mundial.
Rusia
Ningún engranaje de sincronización ruso entró en producción antes de la Revolución de 1917, aunque los experimentos de Victor Dibovski en 1915 contribuyeron al posterior engranaje británico Scarff-Dibovski (descrito anteriormente), y otro oficial naval, G.I. Lavrov, también diseñó un engranaje que se instaló en el fallido Sikorsky S-16. Los diseños franceses y británicos fabricados con licencia en Rusia utilizaron los engranajes Alkan-Hamy o Birkigt.
Los cazas de la era soviética utilizaron cañones sincronizados hasta la época de la Guerra de Corea, cuando el Lavochkin La-11 y el Yakovlev Yak-9 se convirtieron en los últimos aviones equipados con sincronizadores en entrar en combate.
Italia
El cañón italiano Fiat-Revelli no demostró ser compatible con la sincronización, por lo que Vickers se convirtió en el arma estándar del piloto, sincronizada por los engranajes Alkan-Hamy o Birkigt.
Estados Unidos
Los aviones de combate franceses y británicos encargados para la Fuerza Expedicionaria Estadounidense en 1917/18 fueron equipados con su "nativo" engranajes de sincronización, incluido el Alkan-Hamy en Nieuports y los Sopwith de fabricación francesa, el engranaje Birkigt en los SPAD y el C.C. equipo para tipos británicos. El CC también se adoptó para las ametralladoras gemelas M1917/18 Marlin instaladas en el DH-4 de fabricación estadounidense, y se fabricó en Estados Unidos hasta que apareció el engranaje Nelson en números.
El equipo Nelson
El cañón de gas Marlin demostró ser menos susceptible de sincronización que el Vickers. Se encontró que "rogue" los disparos perforaron ocasionalmente la hélice, incluso cuando el engranaje estaba correctamente ajustado y funcionaba bien. El problema finalmente se resolvió mediante modificaciones en el mecanismo de activación del Marlin, pero mientras tanto, el ingeniero Adolph L. Nelson del Departamento de ingeniería de aviones en McCook Field había desarrollado un nuevo engranaje mecánico especialmente adaptado al Marlin, conocido oficialmente como como el sincronizador de un solo disparo de Nelson. En lugar de la varilla de empuje común a muchos engranajes mecánicos, o la "varilla de tracción" del Sopwith-Kauper, el engranaje de Nelson usaba un cable sostenido en tensión para la transmisión de impulsos de disparo al arma.
Los modelos de producción llegaron demasiado tarde para su uso antes del final de la Primera Guerra Mundial, pero el equipo Nelson se convirtió en el estándar estadounidense de la posguerra, ya que las pistolas Vickers y Marlin fueron reemplazadas por la ametralladora Browning calibre.30..
Engranajes E-4/E-8
El engranaje Nelson demostró ser confiable y preciso, pero era costoso de producir y la necesidad de que el cable tuviera un recorrido recto podía crear dificultades cuando se iba a instalar en un nuevo tipo. En 1929, el último modelo (el engranaje E-4) tenía un generador de impulsos nuevo y simplificado, un motor de disparo nuevo y el cable de impulso estaba encerrado en un tubo de metal, protegiéndolo y permitiendo curvas poco profundas. Si bien el principio básico del nuevo engranaje se mantuvo sin cambios: prácticamente todos los componentes se rediseñaron y ya no se lo conoce oficialmente como "Nelson" engranaje. El equipo se modernizó aún más en 1942 como el E-8. Este modelo final tenía un generador de impulsos modificado que era más fácil de ajustar y estaba controlado desde la cabina por un solenoide eléctrico en lugar de un cable Bowden.
Rechazo y finalización de la sincronización
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La utilidad de los engranajes de sincronización naturalmente desapareció por completo cuando los motores a reacción eliminaron la hélice, al menos en los aviones de combate, pero la sincronización de armas, incluso en aviones de un solo motor alternativo, ya había estado en declive durante veinte años antes de esto.
El aumento de la velocidad de los nuevos monoplanos de mediados a finales de la década de 1930 significó que el tiempo disponible para lanzar un peso de fuego suficiente para derribar un avión enemigo se redujo considerablemente. Al mismo tiempo, el principal vehículo del poder aéreo se veía cada vez más como el gran bombardero totalmente metálico: lo suficientemente poderoso como para transportar protección blindada para sus áreas vulnerables. Dos ametralladoras del calibre de un rifle ya no eran suficientes, especialmente para los planificadores de defensa que anticipaban un papel principalmente estratégico para el poderío aéreo. Un efectivo "anti-bombardero" luchador necesitaba algo más.
Las alas voladizas de los monoplanos brindaban un amplio espacio para montar el armamento y, al ser mucho más rígidas que las viejas alas reforzadas con cables, brindaban un montaje casi tan firme como el fuselaje. Este nuevo contexto también hizo que la armonización de los cañones de ala fuera más satisfactoria, produciendo un cono de fuego bastante estrecho en distancias cercanas a medias en las que el armamento de los cañones de un caza era más efectivo.
La retención de los cañones montados en el fuselaje, con el peso adicional de su equipo de sincronización (que ralentizaba su velocidad de disparo, aunque solo un poco, y fallaba ocasionalmente, lo que provocaba daños en las hélices) se volvió cada vez menos atractiva. Esta filosofía de diseño, común en Gran Bretaña y Francia (y, después de 1941, en los Estados Unidos) tendía a eliminar por completo las armas montadas en el fuselaje. Por ejemplo, las especificaciones originales de 1934 para el Hawker Hurricane eran para un armamento similar al del Gloster Gladiator: cuatro ametralladoras, dos en las alas y dos en el fuselaje, sincronizadas para disparar a través del arco de la hélice. La ilustración opuesta es de una maqueta temprana del prototipo, que muestra el cañón del fuselaje de estribor. El prototipo (K5083) completo tenía lastre que representaba este armamento; La producción Hurricane Is, sin embargo, estaba armada con ocho cañones, todos en las alas.
Otro enfoque, común a Alemania, la Unión Soviética y Japón, aunque reconoció la necesidad de aumentar el armamento, prefirió un sistema que incluyera armas sincronizadas. Los cañones centralizados tenían la ventaja real de que su alcance estaba limitado solo por la balística, ya que no necesitaban la armonización de armas necesaria para concentrar el fuego de los cañones montados en las alas. Se consideraba que recompensaban al verdadero tirador, ya que implicaban una menor dependencia de la tecnología de miras de armas. El montaje de cañones en el fuselaje también concentró la masa en el centro de gravedad, mejorando así la capacidad de balanceo del caza. La fabricación de municiones más consistente y los sistemas de engranajes de sincronización mejorados hicieron que todo el concepto fuera más eficiente y efectivo, al tiempo que facilitó su aplicación a armas de mayor calibre, como el cañón automático; además, las hélices de velocidad constante que rápidamente se convirtieron en equipo estándar en los cazas de la Segunda Guerra Mundial significaron que la relación entre la velocidad de la hélice y la velocidad de disparo de los cañones variaba de forma menos errática.
El canto del cisne de la sincronización pertenece a los últimos cazas soviéticos con motor alternativo, que en gran medida se las arreglaron con cañones sincronizados de disparo lento durante el período de la Segunda Guerra Mundial y después. De hecho, los últimos aviones equipados con sincronizadores que vieron acción de combate fueron el Lavochkin La-11 y el Yakovlev Yak-9 durante la Guerra de Corea.
Cultura popular
El acto de disparar la propia hélice es un tropo que se puede encontrar en gags cómicos, como el corto de dibujos animados de 1965 "Just Plane Beep" protagonizada por Wile E. Coyote y el Correcaminos. En esta película, el Coyote atacante reduce su hélice a astillas después de numerosas balas.
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