Un engranaje de sincronización (también conocido como sincronizador de armas o engranaje interruptor ) era un dispositivo que permitía a un avión con configuración de tractor monomotor disparar su armamento de avance a través del arco de su hélice giratoria sin que las balas golpearan las palas. Esto permitió que el avión, en lugar del arma, apuntara al objetivo.
Hubo muchos problemas prácticos, la 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 muy alta velocidad a la que cualquier engranaje que sincronizara las dos tenía que funcionar. funcionar. En la práctica, todos los engranajes conocidos funcionaban según el principio de disparar activamente cada disparo, a la manera de un arma semiautomática .
El diseño y la experimentación con la sincronización de los cañones se habían llevado a cabo en Francia y Alemania en 1913-1914, siguiendo las ideas de August Euler , quien parece haber sido el primero en sugerir montar un armamento fijo disparando en la dirección de 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 dio lugar a numerosos dispositivos de sincronización de cañones, que culminaron en el razonablemente confiable engranaje hidráulico británico Constantinesco de 1917. Al final de la Primera Guerra Mundial , los ingenieros alemanes estaban en camino de perfeccionar un engranaje utilizando un sistema eléctrico en lugar de uno. Enlace mecánico o hidráulico entre el motor y la pistola, donde la pistola se activa mediante un solenoide en lugar de un "motor de gatillo" mecánico.
Desde 1918 hasta mediados de la década de 1930, el armamento estándar de un avión de combate siguió siendo dos ametralladoras sincronizadas de calibre de rifle , que disparaban hacia adelante a través del arco de la hélice. Sin embargo, a finales de la década de 1930, el papel principal del caza se consideraba cada vez más como la destrucción de grandes bombarderos totalmente metálicos , para los cuales este armamento no era suficientemente ligero. Dado que no era práctico intentar colocar más de uno o dos cañones adicionales en el limitado espacio 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 se produjo finalmente hasta la introducción de la propulsión a chorro y la ausencia de una hélice con la que sincronizar los cañones.
Un mecanismo que permite que un arma automática dispare entre las palas de una hélice giratoria suele denominarse engranaje 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. [1]
El término "interruptor" implica que el engranaje 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 de los aviones de la Primera Guerra Mundial, que giraban relativamente lentamente, 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 por ciclo de disparo, una de cuatro palas doce veces. Otra forma de decirlo es que un arma "interrumpida" habría sido "bloqueada" más de cuarenta veces por segundo, [2] mientras disparaba a una velocidad de alrededor de siete disparos por segundo. Como era de esperar, los diseñadores de los llamados engranajes interruptores encontraron esto demasiado problemático como para intentarlo seriamente, ya que los espacios entre las "interrupciones" habrían sido demasiado cortos para permitir que el arma disparara. [3]
Y, sin embargo, la "sincronización", en el sentido habitual de la palabra, entre la velocidad de disparo de una ametralladora ( disparo como tal, de forma totalmente automática ) y las revoluciones por minuto de la hélice de un avión en giro es también una imposibilidad conceptual. . [4] Una ametralladora normalmente dispara un número constante de disparos por minuto, y si bien esto puede aumentarse, 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 en funcionamiento. Por otro lado, la hélice de un avión, especialmente antes de la llegada de la hélice de velocidad constante , giraba a velocidades de revolución por minuto muy diferentes, dependiendo de la posición del acelerador y de si el avión estaba ascendiendo, volando nivelado o descendiendo. . Incluso si hubiera sido factible elegir un punto particular en el tacómetro del motor de un avión en el cual la velocidad cíclica de una ametralladora le permitiría disparar a través del arco de la hélice, esto sería muy limitante. [5]
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 fuego del arma (en la medida en que ya no funciona como un arma automática). en absoluto), y también como "sincronizar" o "cronometrar" su disparo para que coincida con las revoluciones de la hélice. [6]
Un engranaje de sincronización típico tenía tres componentes básicos.
En primer lugar, se necesitaba un método para determinar la posición de la hélice en un instante dado. Normalmente, una leva , impulsada directamente desde el propio eje de la hélice o desde alguna parte del tren de transmisión que giraba a la misma velocidad que la hélice, generaba una serie de impulsos al mismo ritmo que las revoluciones de la hélice. [7] Hubo excepciones a esto. Algunos engranajes colocaban la leva dentro del propio mecanismo de disparo del arma y, en ocasiones, los impulsos de disparo se programaban 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. para cada revolución. Los diagramas de esta sección suponen, en aras de la simplicidad, un impulso por revolución, de modo que cada ronda sincronizada "apunta" a un único punto del disco de la hélice.
La sincronización de cada impulso debía ajustarse para que coincidiera con un período "seguro", cuando las palas de la hélice estaban bien apartadas, y este ajuste debía comprobarse a intervalos, especialmente si se cambiaba o reajustaba la hélice. así como después de una importante revisión del motor. Las fallas en este ajuste (por ejemplo, una rueda de leva se desliza uno o dos milímetros, o una varilla de empuje se flexiona) [Nota 1] bien podría resultar en que cada bala disparada golpee la hélice, un resultado peor que si el arma se disparara a través de la hélice con ningún control en absoluto. El otro tipo principal de falla resultó en menos o ningún impulso de disparo, generalmente debido a que el generador o los enlaces se atascaron o se rompieron (o se desintegraron). Esta era una causa común de "interferencia" de los cañones sincronizados.
La velocidad de la hélice y, por 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 colocados 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 de velocidad inicial relativamente baja, o de cualquier arma situada muy lejos de la hélice, la cuestión podía volverse crítica, [8] y en algunos casos el piloto tenía que consultar su tacómetro, cuidando que las revoluciones de su motor estuvieran dentro de sus límites. un alcance "seguro" antes de disparar, de lo contrario corre el riesgo de destruir rápidamente su hélice. [Nota 2]
El segundo requisito era un arma que disparara de manera confiable (o "interrumpiera" su disparo) exactamente cuando el equipo se lo "ordenara". No todas las armas automáticas eran igualmente susceptibles de sincronización. Cuando estaba lista para disparar, lo ideal era que una ametralladora sincronizada tuviera un cartucho en la recámara, la recámara cerrada y la acción amartillada (la llamada posición de " cerrojo cerrado "). [9] La dificultad era que varias armas automáticas ampliamente utilizadas (en particular, la pistola Lewis y la italiana Revelli) se disparaban con un cerrojo abierto , por lo que normalmente había una cantidad de tiempo variable entre el disparo del arma y su disparo. [10] Esto significaba que no podían sincronizarse sin modificaciones importantes. [11]
En la práctica se demostró que era necesario disparar el arma en modo semiautomático . [12] A medida que la hélice giraba, una serie de "impulsos de disparo" se transmitían al arma, efectivamente "apretando el gatillo", para disparar un solo tiro. La mayoría de estos impulsos atraparían el arma en el curso de su ciclo de disparo, es decir, cuando estaba "ocupada" expulsando una bala gastada o cargando una nueva, y serían "desperdiciadas"; pero finalmente se completó el ciclo de disparo y el arma estuvo lista para disparar. Luego tuvo que "esperar" el siguiente impulso del engranaje y, al recibirlo, disparó. Este retraso entre estar listo para disparar y disparar realmente es lo que ralentizó 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 engranaje funcionara correctamente, el arma podría disparar con bastante rapidez entre las palas de la hélice que giraban sin golpearlas. [7]
Algunas otras ametralladoras, como la austriaca Schwarzlose y la estadounidense Marlin , demostraron no estar perfectamente adaptadas a la sincronización, aunque eventualmente se logró un disparo predecible de "un solo disparo", generalmente modificando el mecanismo del gatillo para emular el disparo de "cerrojo cerrado". La mayoría de las armas que se sincronizaron con éxito (al menos en el período de la Primera Guerra Mundial) se basaron (como los cañones alemanes Parabellum y Spandau y los británicos Vickers ) en el cañón Maxim original de 1884, un arma de cerrojo cerrado operada por el retroceso del cañón. [13] Antes de que estas distinciones se comprendieran completamente, se perdió mucho tiempo en intentos de sincronizar armas inadecuadas. [14]
Incluso un arma de cerrojo cerrado necesitaba munición fiable. [15] Si el cebador de un cartucho está defectuoso hasta el punto de retrasar el disparo del arma durante una pequeña fracción de segundo (un caso bastante común en la práctica con municiones producidas en masa), esto tiene pocas consecuencias en el caso de un cañón utilizado por la infantería en tierra, pero en el caso de un cañón de "avión" sincronizado tal retraso puede producir un disparo descontrolado, lo suficientemente "fuera de tiempo" como para que corra el riesgo de golpear la hélice. [16] Podría surgir un problema muy similar cuando la masa de una bala especial (como una incendiaria o explosiva) fuera lo suficientemente diferente como para producir una diferencia sustancial en la velocidad de salida. [17] Esto se vio agravado por el riesgo adicional para la integridad de la hélice debido a la naturaleza de la bala.
En teoría, el "motor de disparo" podría adoptar dos formas. La primera patente (Schneider 1913) suponía que el engranaje de sincronización impediría periódicamente que el arma disparara , funcionando así como un "interruptor" verdadero o literal. En la práctica, todos los mecanismos de sincronización "reales", de los que disponemos de datos técnicos fiables, disparaban directamente el arma : operándola como si se tratara de un arma semiautomática y no completamente automática.
El tercer requisito es que se sincronice un vínculo entre las "máquinas" (motor y arma). Muchos de los primeros engranajes utilizaban una manivela acodada y un varillaje de empuje intrincados e inherentemente frágiles que podían atascarse fácilmente o funcionar mal, especialmente cuando se requería trabajar a velocidades más altas de las que habían sido diseñados. Existían varios métodos alternativos, entre ellos una varilla oscilante, un accionamiento flexible, una columna de fluido hidráulico, un cable o una conexión eléctrica.
Generalmente, los sistemas mecánicos eran inferiores a los hidráulicos o eléctricos, pero ninguno era completamente infalible y, en el mejor de los casos, los engranajes de sincronización siempre estaban sujetos 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. [18]
Por lo general, un piloto sólo tenía el objetivo en la mira durante un momento fugaz, por lo que la concentración de balas era vital para lograr una "muerte". [13] Incluso los endebles aviones de la Primera Guerra Mundial a menudo requirieron una cantidad sorprendentemente grande de impactos para derribarlos, y más tarde, los aviones más grandes fueron propuestas aún más difíciles. Había dos soluciones obvias: equipar un arma más eficiente con una velocidad de disparo cíclica más alta o aumentar el número de armas transportadas. [Nota 3] 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 lenta, se puede ajustar un sincronizador para entregar un único impulso de disparo cada dos o tres vueltas de la hélice, haciéndolo más confiable sin disminuir excesivamente 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 suministrar al menos un impulso (si no dos) por cada rotación de la hélice, lo que la hacía más propensa a fallar. El intrincado mecanismo de un sistema de varillaje mecánico, especialmente del tipo "varilla de empuje", fácilmente podría hacerse pedazos cuando se acciona a esta velocidad.
La versión final del Fokker Eindecker, el Fokker E.IV , venía con dos ametralladoras LMG 08 "Spandau" ; [19] este armamento se convirtió en estándar para todos los exploradores alemanes tipo D comenzando con el Albatros DI . [Nota 4] 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, una instalación de armas gemelas fue la norma internacional. Obviamente, tener los dos cañones disparando simultáneamente no habría sido un arreglo satisfactorio. Ambos cañones debían disparar al 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 que los primeros engranajes diseñados para una sola ametralladora debían modificarse para poder controlar dos armas de manera satisfactoria. En la práctica, al menos parte del mecanismo tuvo que duplicarse, incluso si las dos armas no estaban sincronizadas por separado.
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Desde los inicios del vuelo práctico se consideraron posibles usos militares de los aviones, aunque no todos los autores llegaron a conclusiones positivas al respecto. En 1913, los ejercicios militares en Gran Bretaña, Alemania y Francia habían confirmado la probable utilidad de los aviones 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 a utilizar. [20]
Es probable que un avión capaz de disparar contra un vehículo enemigo tenga ventaja. El arma más adecuada es una ametralladora ligera refrigerada por aire.
— de un informe del Mayor Siegert, Estado Mayor alemán, 1 de enero de 1914 [21]
En lo que no hubo acuerdo general fue en la superioridad, al menos para un avión atacante, de los cañones fijos que disparan hacia adelante, apuntando el avión a su objetivo, en lugar de las armas flexibles, apuntadas por un artillero que no sea el piloto.
La idea de acoplar el mecanismo de disparo a la rotación de la hélice es una afectación. La objeción es la misma que para cualquier posición de cañón fijada a lo largo del eje longitudinal del avión: el piloto se ve obligado a volar directamente hacia el enemigo para disparar. En determinadas circunstancias esto es muy indeseable.
— del mismo informe del Mayor Siegert [22]
Todavía en 1916, los pilotos del caza empujador DH.2 tenían problemas para convencer a sus oficiales superiores de que el armamento de disparo hacia adelante de su avión era más efectivo si estaba fijo para disparar hacia adelante en lugar de ser flexible. [23] 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 . [22]
Ya sea que se haya inspirado directamente en la patente original de Euler o no, el primer inventor que patentó un método de disparo hacia adelante a través de una hélice de tractor fue el ingeniero suizo Franz Schneider , que anteriormente trabajaba en Nieuport , pero que entonces trabajaba para la empresa LVG en Alemania. [6]
La patente se publicó en la revista alemana de aviación Flugsport en 1914, por lo que el concepto se hizo público en una fase temprana. [24] El vínculo entre la hélice y el arma 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 su funcionamiento, 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 equipo operativo real basado en esta patente, que atrajo poco o ningún interés oficial en ese momento. [6] Se desconoce la forma exacta del engranaje de sincronización instalado en el LVG EI de Schneider de 1915 y su relación con esta patente, ya que no se conserva ningún plano. [25]
A diferencia del diseño de la patente de Schneider, el dispositivo de Saulnier realmente se construyó y puede considerarse el primer engranaje de sincronización práctico que se probó. [26] Por primera vez, la leva que produce el movimiento de vaivén que transmite los impulsos de disparo al arma está situada en el motor (accionada en este caso por el mismo husillo que accionaba la bomba de aceite y el tacómetro) y los impulsos ellos mismos se transmiten mediante una varilla alternativa en lugar del eje giratorio de Schneider. La idea de "interrumpir" literalmente el disparo del arma da paso (probablemente como resultado de la experiencia) al principio de apretar el gatillo para cada disparo sucesivo, como la acción de un arma semiautomática. [27]
Se ha señalado que se trataba de un diseño práctico que debería haber funcionado, pero no fue así. [14] Aparte de posibles inconsistencias en la munición suministrada, el verdadero problema fue que el arma utilizada para probar el equipo, una ametralladora Hotchkiss de 8 mm (.323 in) operada por gas y prestada del ejército francés, era fundamentalmente inadecuada para " disparo "semiautomático". Tras las pruebas iniciales fallidas, hubo que devolver el arma y cesaron los experimentos. [26]
Cuando los pilotos del Royal Flying Corps y del Royal Naval Air Service británicos llegaron a Francia en 1914, iban equipados con aviones propulsores demasiado poco potentes para llevar ametralladoras y todavía tenían posibilidades de adelantar al enemigo, y con aviones tractores difíciles de armar. efectivamente porque la hélice estaba en el camino. Entre otros intentos para evitar esto, como disparar oblicuamente más allá del arco de la hélice, e incluso esfuerzos, condenados al fracaso, para sincronizar el cañón Lewis, que era en ese momento el arma "estándar" de los aviones británicos [ 28] , estaba el recurso de disparar directamente a través del arco de la hélice y "esperar lo mejor". [29] En el curso normal, una alta proporción de balas pasaría por la hélice sin golpear las palas, [Nota 5] y cada pala podría normalmente recibir varios impactos antes de que hubiera mucho peligro de que fallara, especialmente si estuviera atada con cinta adhesiva a evitar que se astille (consulte el diagrama a continuación y la ilustración a la izquierda). [4]
Después de que fracasaran sus primeros experimentos de sincronización, Saulnier siguió un método que dependía menos de las estadísticas y la suerte: desarrolló palas de hélice blindadas que resistirían los daños.
En marzo de 1915, cuando el piloto francés Roland Garros se acercó a Saulnier para instalar este dispositivo en su Morane-Saulnier Tipo L , estos habían tomado la forma de cuñas de acero que desviaban las balas que de otro modo podrían haber dañado la hélice o rebotado peligrosamente. . [30] Al propio Garros y a Jules Hue (su mecánico personal) a veces se les atribuye el mérito de probar y perfeccionar los "deflectores". [31] Este tosco sistema funcionó de alguna manera, aunque las cuñas disminuyeron la eficiencia de la hélice, y la fuerza nada despreciable del impacto de las balas en las palas del deflector debe haber ejercido una tensión indeseable en el cigüeñal del motor. [6]
El 1 de abril de 1915, Garros derribó su primer avión alemán, matando a ambos tripulantes. El 18 de abril de 1915, después de dos victorias más, Garros fue obligado a retroceder (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 ser enviada para su evaluación por la Inspektion der Fliegertruppen ( Idflieg ) en Döberitz , cerca de Berlín . [24]
La inspección de la hélice de la máquina de Garros llevó a Idflieg a intentar copiarla. Las pruebas iniciales indicaron que las cuñas deflectoras no serían lo suficientemente fuertes para soportar la munición estándar alemana con camisa de acero, y representantes de Fokker y Pfalz, dos compañías que ya fabrican copias de Morane (aunque, curiosamente, no son la empresa LVG de Schneider) fueron invitados a Döberitz. inspeccionar el mecanismo y sugerir formas de duplicar su acción. [32]
Anthony Fokker logró convencer a Idflieg para que le prestara una ametralladora Parabellum y municiones para poder probar su dispositivo y transportar estos artículos inmediatamente a Fokker Flugzeugwerke GmbH en Schwerin (aunque probablemente no en su compartimento ferroviario o "bajo el brazo", como afirmó después de la guerra). [33]
Actualmente no se cree que la historia de su concepción, desarrollo e instalación del dispositivo de sincronización Fokker en un período de 48 horas (encontrada por primera vez en una biografía autorizada de Fokker escrita en 1929) sea objetiva. [34] 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 hubiera adivinado cómo funcionaba. [35] Por varias razones, esto también parece poco probable, [Nota 6] 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. [27]
Cualquiera que sea su fuente última, la versión inicial del engranaje de sincronización Fokker (ver ilustración) siguió muy de cerca, no la patente de Schneider, como afirman Schneider y otros, [Nota 7] sino la de Saulnier . Al igual que la patente de Saulnier, el engranaje de Fokker fue diseñado para disparar activamente el arma en lugar de interrumpirlo y, al igual que el engranaje 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 se realizaba mediante una versión de la varilla de empuje alternativa de Saulnier. [36] La principal diferencia fue que en lugar de que la varilla de empuje pasara directamente desde el 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), era impulsada por un Eje que une la bomba de aceite a una pequeña leva en la parte superior del fuselaje. Al final, esto resultó insatisfactorio, ya que el husillo de accionamiento mecánico de la bomba de aceite no era lo suficientemente robusto para soportar la carga adicional. [36]
Antes de que los fallos de la primera versión del equipo quedaran claros, el equipo de Fokker había adaptado el nuevo sistema a la nueva ametralladora Parabellum MG14 y lo instaló en una Fokker M.5K , un tipo que en ese momento servía en pequeñas cantidades. con el Fliegertruppen como A.III. Este avión, con el número de serie IdFlieg A.16/15 , se convirtió en el precursor directo de los cinco prototipos de preproducción M.5K/MG construidos, y fue efectivamente el prototipo del Fokker EI , el primer avión de combate monoplaza de producción armado con una ametralladora sincronizada. [37]
Fokker demostró personalmente este prototipo a IdFlieg los días 19 y 20 de mayo de 1915 en el campo de pruebas de Döberitz , cerca de Berlín. El teniente Otto Parschau realizó pruebas de vuelo de 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 [37] ) se sometieron a pruebas 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 un rediseño, produciendo la segunda forma de producción, más familiar, del engranaje.
El engranaje utilizado en los cazas Eindecker de producción reemplazó el sistema mecánico basado en eje de transmisión de la bomba de aceite con una gran rueda de levas, casi un volante ligero, impulsado directamente desde el cárter del motor rotativo que gira . 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 la Parabellum utilizada con el equipo prototipo. En ese momento, el Parabellum todavía era muy escaso, y todos los ejemplares disponibles eran necesarios como cañones de observación, siendo el arma más ligera y manejable muy superior en esta función.
Ahora se cree que la primera victoria utilizando un caza equipado con armas sincronizadas ocurrió el 1 de julio de 1915, cuando el teniente Kurt Wintgens del Feldflieger Abteilung 6b , volando el avión Fokker M.5K/MG armado con Parabellum "E.5/15", obligó a por un Morane-Saulnier Tipo L francés al este de Lunéville . [38]
La posesión exclusiva de un sincronizador de armas en funcionamiento permitió un período de superioridad aérea alemana en el frente occidental conocido como el Azote Fokker . El alto mando alemán protegía el sistema sincronizador e instruía a los pilotos a no aventurarse sobre territorio enemigo en caso de que fueran obligados a descender y se revelara el secreto, pero los principios básicos involucrados ya eran de conocimiento común, [39] [Nota 8] y por el A mediados de 1916 ya estaban disponibles en cantidad varios sincronizadores aliados.
En ese momento, el engranaje Fokker Stangensteuerung , que había funcionado razonablemente bien para sincronizar un solo cañón, disparando a una velocidad cíclica modesta a través de una hélice de dos palas impulsada por un motor rotativo, se estaba volviendo obsoleto.
Los engranajes Stangensteuerung para motores "estacionarios", es decir , en línea, funcionaban 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 muy 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 necesitaba una varilla de empuje mucho más larga, que tendía a doblarse y romperse.
El otro problema fue que el Stangensteuerung nunca funcionó bien con más de un arma. Dos (o incluso tres) cañones , montados uno al lado del otro y disparando simultáneamente , habrían producido una amplia extensión de fuego que habría sido imposible igualar con la "zona segura" entre las palas de la hélice girando. La respuesta inicial de Fokker a esto fue la instalación de "seguidores" adicionales en la gran rueda de leva del Stangensteuerung , para (teóricamente) producir la salva "ondulante" necesaria para garantizar que los cañones apuntaran al mismo punto del disco de la hélice. Esto resultó ser una disposición desastrosamente inestable en el caso de tres cañones, y bastante menos que satisfactoria, incluso con dos. [19] La mayoría de los primeros cazas biplanos Fokker y Halberstadt estaban limitados a un solo arma por este motivo. [Nota 9]
De hecho, los constructores de los nuevos cazas Albatros con motores estacionarios de dos cañones de finales de 1916 tuvieron que introducir su propio mecanismo de sincronización, conocido como engranaje Hedtke o Hedtkesteuerung , y era evidente que Fokker iba a tener que idear algo. radicalmente nuevo. [36]
Este fue diseñado a finales de 1916 y tomó la forma de un nuevo engranaje de sincronización sin varillas. La leva que generaba los impulsos de disparo se movía del motor al arma; En efecto, el motor del gatillo ahora generaba sus propios impulsos de disparo. El vínculo 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 al motor del gatillo del arma. [40] El botón de disparo del arma simplemente activaba un embrague en el motor que ponía en movimiento el accionamiento flexible (y por lo tanto el motor del gatillo). En cierto modo, esto acercó el nuevo equipo a la patente original de Schneider (qv).
Una ventaja importante era que el ajuste (para establecer en qué parte del disco de la hélice debía impactar cada bala) ahora estaba en el arma misma. Esto significaba que cada cañón se ajustaba por separado, una característica importante, ya que los cañones gemelos sincronizados no estaban configurados para dispararse al unísono, sino cuando apuntaban al mismo punto del 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 mediante 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 arma no afectara a la otra.
Este equipo estuvo disponible en grandes cantidades a mediados de 1917, a tiempo para su instalación en el triplano Fokker Dr.I y en todos los cazas alemanes posteriores. De hecho, se convirtió en el sincronizador estándar de la Luftstreitkräfte durante el resto de la guerra, [41] aunque continuaron los experimentos para encontrar un engranaje aún más confiable. [36]
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 cañón Schneider que se estaba convirtiendo en estándar en todos los biplaza alemanes: el piloto aparentemente estaba armado con una ametralladora fija sincronizada. [26] El avión se estrelló en su camino hacia el frente y no se supo más de él ni de su mecanismo de sincronización, aunque presumiblemente se basó en la propia patente de Schneider. [25]
Los nuevos cazas Albatros de finales de 1916 estaban equipados con cañones gemelos sincronizados con el engranaje Albatros-Hedtke Steuerung , diseñado por Albatros Werkmeister Hedtke. [42] El sistema estaba destinado específicamente a superar los problemas que habían surgido al aplicar el engranaje Fokker Stangensteuerung a motores en línea e instalaciones de doble cañón, y era una variación del sistema rígido de varilla de empuje, impulsado desde la parte trasera del cigüeñal. del motor Mercedes D.III .
El Albatros DV utilizó un nuevo engranaje, diseñado por Werkmeister Semmler: (el Albatros-Semmler Steuerung ). Básicamente era una versión mejorada del equipo Hedtke. [42]
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. [41] [43]
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 propio 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 de gatillo accionado en la pistola. [16] Se estaban realizando experimentos con estos dispositivos antes del final de la guerra, y nuevamente la compañía LVG parece haber estado involucrada: un informe de la inteligencia británica del 25 de junio de 1918 menciona un biplaza LVG equipado con dicho equipo que fue derribado en las líneas británicas. [36] Se sabe que LVG construyó 40 biplazas C.IV equipados con un sistema de sincronización eléctrica Siemens.
Además, la empresa Aviatik recibió instrucciones para instalar 50 sistemas propios de sincronización eléctrica en DFW C.V (Av).
La ametralladora estándar de las fuerzas armadas austro-húngaras en 1914 era la ametralladora Schwarzlose MG M.07/12, que funcionaba con un sistema de "retroceso retardado" y no era adecuada para la sincronización . [44] A diferencia de los franceses e italianos, que finalmente pudieron adquirir suministros de armas Vickers, los austriacos no pudieron obtener cantidades suficientes de "Spandaus" de sus aliados alemanes y se vieron obligados a utilizar la Schwarzlose en una aplicación para la que era no es 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 forma muy errática. Los cazas austriacos estaban equipados con grandes tacómetros para garantizar que el piloto pudiera comprobar que sus "revoluciones" estaban dentro del rango requerido antes de disparar sus armas, y las palas de las hélices estaban equipadas con un sistema de advertencia eléctrico que alertaba al piloto si su hélice estaba siendo golpeada. [45] Nunca hubo suficientes engranajes disponibles, debido a una escasez crónica de herramientas de precisión; de modo 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 instalaran las armas y equipos que pudieran conseguir, rescatar o improvisar. [46]
En lugar de estandarizarse en un único sistema, diferentes fabricantes austriacos produjeron sus propios engranajes. La investigación de Harry Woodman (1989) identificó los siguientes tipos:
La transmisión se realizaba desde las varillas de accionamiento del árbol de levas del motor Austro-Daimler a través de un tornillo sin fin. El primer cañón Schwarzlose tenía una velocidad sincronizada de 360 disparos por minuto con este equipo; esto se incrementó posteriormente a 380 disparos con el modelo MG16. [47]
El accionamiento se realizaba desde el balancín de una válvula de escape, una palanca fijada a la carcasa de la válvula transmitía impulsos al arma a través de una varilla. Diseñado por el teniente Otto Bernatzik, estaba reducido para entregar un impulso de disparo cada segunda revolución de la hélice y disparaba entre 380 y 400 disparos por arma. [48] Al igual que con otros engranajes que sincronizaban el cañón Schwarzlose, el disparo se volvió errático a altas velocidades del motor. [47]
Aparte de un control que activaba el seguidor de leva y disparaba el arma en un solo movimiento, este engranaje se basaba estrechamente en el engranaje Fokker Stangensteuerung original . [47] Fue diseñado por el Oberleutnant Guido Priesel y se convirtió en estándar en los cazas Oeffag Albatros en 1918. [48]
Este equipo fue diseñado por el Oberleutnant Eduard Zaparka. [48] 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 cardán. La velocidad de disparo, con el posterior cañón Schwarzlose, era de hasta 500 disparos por minuto. La ametralladora debía colocarse bastante adelante, donde fuera inaccesible para el piloto, para que no se pudieran despejar los atascos en vuelo. [47]
Basado en el principio del engranaje Fokker Zentralsteuerung , con accionamientos flexibles vinculados al árbol de levas y los impulsos de disparo generados por el motor del gatillo de cada arma. Equipado para operar de manera más confiable con el difícil cañón Schwarzlose, su velocidad de disparo se limitó a 360-380 disparos por minuto. [49]
La sincronización de armas británica tuvo un comienzo rápido pero bastante inestable. Los primeros engranajes de sincronización mecánica resultaron ser ineficientes y poco confiables y la estandarización total del muy satisfactorio engranaje hidráulico "CC" no se logró hasta noviembre de 1917. Los cañones sincronizados parecen haber sido bastante impopulares entre los pilotos de combate británicos hasta bien entrado 1917 y el El cañón Lewis del ala, en su montaje Foster , siguió siendo el arma de los Nieuports en servicio británico, siendo también considerado inicialmente como el arma principal del SE5 . [50] Significativamente, los primeros problemas con el equipo CC se consideraron uno de los asuntos menos urgentes para el escuadrón No. 56 en marzo de 1917, ocupado haciendo que sus nuevos cazas SE5 fueran dignos de combate antes de ir a Francia, ya que tenían el Lewis sobre el ala. ¡para caer de nuevo! [51] De hecho , a Ball le quitaron su arma Vickers por completo por un tiempo, para ahorrar peso. [52]
El primer 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 entonces ingeniero en Vickers. En principio, se parecía mucho a la primera forma del equipo Fokker, aunque esto no se debía 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 unido 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. [53]
Desafortunadamente, cuando el engranaje se instaló en tipos como el Bristol Scout y el Sopwith 1½ Strutter , que tenían motores rotativos y su ametralladora delantera delante de la cabina, la larga varilla de empuje que unía el engranaje al arma tuvo que ser montado en un ángulo incómodo, en el que era propenso a torcerse y deformarse, así como a expandirse y contraerse debido a los cambios de temperatura.
Por esta razón, el BE12 , el RE8 y el FB 19 de Vickers montaron sus ametralladoras de disparo frontal 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 la posición "incómoda" del arma, que impedía el avistamiento directo, fue inicialmente muy criticada. Resultó ser un problema menor de lo que se supuso al principio una vez que se dio cuenta de que era el avión el que apuntaba y no el arma en sí. El último tipo de avión equipado con el equipo Vickers-Challenger, el RE8, conservó la posición de babor del cañón incluso después de que la mayoría fuera modernizada con el equipo CC a partir de mediados de 1917.
El teniente Victor Dibovski, oficial de la Armada 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 había sido probado en Rusia, con resultados mixtos, [54] 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 FW Scarf trabajó con Dibovski para desarrollar y realizar el engranaje, que funcionaba según el conocido principio de leva y jinete, siendo la conexión al arma mediante la habitual varilla de empuje y una serie de palancas bastante complicadas. Estaba diseñado para reducir la velocidad con 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 encargó para el RNAS y siguió a la producción del equipo Vickers-Challenger en cuestión de semanas. Era más adaptable a motores rotativos que el Vickers-Challenger, pero aparte de los primeros Sopwith 1½ Strutters construidos según pedidos de RNAS en 1916, y posiblemente algunos de los primeros Sopwith Pups , no parece que se hayan registrado aplicaciones reales. [55]
El engranaje Ross era un engranaje provisional construido en el campo diseñado en 1916 específicamente para reemplazar los engranajes Vickers-Challenger inadecuados en los 1½ Strutters del Escuadrón No.70 del RFC . [Nota 10] 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. [56]
Norman Macmillan , escribiendo algunos años después del suceso, afirmó que el mecanismo Ross tenía una velocidad de disparo muy lenta, pero que dejaba intacto el gatillo original, de modo que era posible "en una curva realmente cerrada" "disparar el arma directamente". sin el equipo, y conseguir la velocidad de disparo normal del cañón terrestre". Macmillan afirmó que las hélices con hasta veinte impactos lograron que sus aviones regresaran a casa. [57] Algunos aspectos de esta información son difíciles de conciliar con la forma en que realmente funcionaba un arma sincronizada, y bien puede ser una cuestión de que la memoria de Macmillan esté jugando una mala pasada. [56]
Otro sincronizador "fabricado en el campo" fue el ARSIAD: producido por la Sección de Reparación de Aviones del Depósito de Aeronaves No.1 en 1916. Parece que se sabe poco 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. [56]
Airco y Armstrong Whitworth diseñaron sus propios engranajes específicamente para sus propios aviones. La estandarización del engranaje CC hidráulico (descrito a continuación) se produjo antes de que cualquiera de los dos se produjera en cantidades. [58] Sólo el equipo de Sopwiths (siguiente sección) iba a entrar en producción.
Los primeros engranajes de sincronización mecánica instalados en los primeros cazas Sopwith fueron tan insatisfactorios que a mediados de 1916 Sopwiths hizo diseñar un engranaje mejorado por su capataz de fábrica Harry Kauper , amigo y colega de su compatriota australiano Harry Hawker . [59] Este engranaje estaba destinado específicamente a superar las fallas de engranajes anteriores. En enero y junio de 1917 se solicitaron patentes relacionadas con las versiones Mk.II y Mk.III ampliamente modificadas.
La eficiencia mecánica se mejoró al invertir la acción de la varilla de empuje. El impulso de disparo se generaba en un punto bajo de la leva en lugar de en el lóbulo de la leva como en la patente de Saulnier. Así, la fuerza sobre la varilla se ejercía mediante tensión en lugar de compresión (o en un lenguaje menos técnico, el motor del gatillo funcionaba "tirándolo" en lugar de "empujándolo"), lo que permitía que la varilla fuera más ligera y minimizaba su inercia para que podía funcionar más rápido (al menos en las primeras versiones del engranaje, cada revolución de la rueda de leva 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 tener que "encender" el engranaje y luego disparar, como ocurría con algunos engranajes anteriores.
Se instalaron 2.750 ejemplares del engranaje Sopwith-Kauper en aviones de servicio: además de ser el engranaje estándar para el Sopwith Pup y Triplane , se instaló en muchos de los primeros Camel y reemplazó los engranajes anteriores en 1½ Strutter 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 padecía las limitaciones inherentes de los engranajes mecánicos. Los escuadrones de camellos, en particular, informaron que las hélices eran "disparadas" con frecuencia y que los engranajes tenían tendencia a "escaparse". El desgaste, así como la mayor velocidad de disparo del cañón Vickers y las mayores velocidades del motor fueron responsables de esta disminución en el rendimiento y la confiabilidad. Para entonces, los problemas iniciales del engranaje CC hidráulico se habían superado y se convirtió en estándar para todos los aviones británicos, incluido el Sopwith. [59]
El Mayor Colley, director experimental y asesor de artillería del Departamento de Invenciones 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 podía poner en práctica su invento, hasta que finalmente dio con la noción de desarrollando un engranaje de sincronización basado en él. El mayor Colley utilizó sus contactos en el Royal Flying Corps y la Royal Artillery (su propio cuerpo) para obtener el préstamo de una ametralladora Vickers y 1.000 cartuchos de munición.
Constantinesco se basó en su trabajo con perforadoras de roca para desarrollar un engranaje de sincronización utilizando su sistema de transmisión de ondas. [60] En mayo de 1916, preparó el primer dibujo y un modelo experimental de lo que se conoció como el equipo de control de incendios Constantinesco o el "engranaje CC (Constantinesco-Colley)". La primera solicitud de patente provisional para el Gear se presentó el 14 de julio de 1916 (núm. 512).
Al principio, el meticuloso Constantinesco no estaba satisfecho con algún que otro golpe ligeramente desviado en su disco de prueba. Se descubrió que una inspección cuidadosa de la munición solucionaba este defecto (común, por supuesto, a todos estos engranajes); con balas de buena calidad, el rendimiento del equipo complació incluso a su creador. [61] AM Low , que comandaba las obras experimentales secretas del Royal Flying Corps en Feltham, participó en las pruebas. 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. [62] El primer engranaje CC en funcionamiento se probó en aire en un BE2c en agosto de 1916. [63]
El nuevo engranaje tenía varias ventajas sobre todos los engranajes mecánicos: la velocidad de disparo mejoró enormemente, la sincronización fue mucho más precisa y, sobre todo, se adaptaba fácilmente a cualquier tipo de motor y fuselaje, en lugar de necesitar un generador de impulsos especialmente diseñado para cada tipo de motor y varillajes especiales para cada tipo de aeronave. [64] A largo plazo (siempre que se mantuviera y ajustara adecuadamente) también resultó mucho más duradero y menos propenso a fallar. [sesenta y cinco]
Los DH.4 del Escuadrón No. 55 llegaron a Francia el 6 de marzo de 1917 equipados con el nuevo equipo, [64] 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 servicio, ya que el personal de tierra aprendió a dar servicio y ajustar los nuevos engranajes, y los pilotos a operarlos. [65] No fue hasta finales de 1917 que estuvo disponible una versión del equipo que podía operar cañones gemelos, por lo que los primeros Sopwith Camel tuvieron que equiparse con el equipo Sopwith-Kauper.
A partir de noviembre de 1917, el equipo finalmente se convirtió en estándar; siendo instalado en todos los aviones británicos nuevos con cañones sincronizados desde esa fecha hasta el Gloster Gladiator de 1937.
Se instalaron más de 6.000 engranajes en máquinas del Royal Flying Corps y del Royal Naval Air Service entre marzo y diciembre de 1917. Se instalaron veinte mil sistemas más de sincronización de cañones "Constantinesco-Colley" en aviones militares británicos entre enero y octubre de 1918, durante el período. cuando 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 en que fue equipo estándar.
El engranaje CC no fue el único engranaje hidráulico propuesto; en 1917, el mecánico aéreo AR Betteridge del escuadrón número 1 del Cuerpo de Vuelo Australiano construyó y probó un equipo de su propio diseño mientras servía en su unidad en Palestina. No se expresó ningún interés oficial en este dispositivo; posiblemente el equipo CC ya estaba en perspectiva. [66] Es muy probable que la ilustración sea del banco de pruebas para este equipo.
La aviación militar francesa 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 primer sincronizador francés fue desarrollado por el sargento mecánico Robert Alkan y el ingeniero marítimo Hamy. Se basó estrechamente en el engranaje Fokker Stangensteuerung definitivo : la principal diferencia era que la varilla de empuje se instaló dentro de la pistola Vickers, utilizando un tubo de vapor redundante en la camisa de enfriamiento. Esto mitigó un inconveniente importante de otros engranajes de varilla de empuje, ya que la varilla, al estar soportada en toda su longitud, era mucho menos propensa a deformarse o romperse. Las pistolas Vickers modificadas para admitir este engranaje se pueden distinguir por la carcasa del resorte de la varilla de empuje, que sobresale del frente de la pistola como un segundo cañón. Este engranaje se instaló y probó en el aire por primera vez en un Nieuport 12 , el 2 de mayo de 1916, y se instalaron otros engranajes de preproducción en los 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 grandes cantidades a tiempo para la llegada del Nieuport 17 al frente a mediados de 1916, como equipo estándar para los cañones que disparan hacia adelante. de aviones franceses con motor rotativo. [67]
El Nieuport 28 utilizó un engranaje diferente, ahora conocido sólo a través de la documentación estadounidense, donde se describe como el "engranaje de sincronización Nieuport" o el "engranaje Gnome". [68] Un eje de transmisión giratorio, impulsado por el cárter giratorio del motor rotativo Monosoupape Gnome 9N de 160 CV del Nieuport , impulsaba dos motores de gatillo ajustables por separado, cada uno de los cuales impartía impulsos de disparo a su arma por medio de su propia varilla corta. [69] La evidencia fotográfica sugiere que una versión anterior de este equipo, que controlaba un solo arma, podría haber sido instalada en el Nieuport 23 y el Hanriot HD.1 .
El SPAD S.VII fue diseñado alrededor del 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 engranaje 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, funcionaba sin varilla de empuje: los impulsos de disparo se transmitían al arma de forma torsional mediante un eje oscilante en movimiento , que giraba aproximadamente un cuarto de revolución, alternativamente en el sentido de las agujas del reloj. y en sentido antihorario. Esta oscilación era más eficiente mecánicamente 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. [70]
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 Scarf-Dibovski (descrito anteriormente), y otro oficial naval, GI Lavrov, también diseñó un engranaje que se instaló en el Sikorsky S-16 fallido . Los diseños franceses y británicos construidos bajo licencia en Rusia utilizaron engranajes Alkan-Hamy o Birkigt. [68]
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 acción de combate.
El cañón italiano Fiat-Revelli no demostró ser compatible con la sincronización, por lo que los Vickers se convirtieron en el arma estándar del piloto, sincronizados mediante los engranajes Alkan-Hamy o Birkigt. [68]
Los aviones de combate franceses y británicos encargados para la Fuerza Expedicionaria Estadounidense en 1917/18 estaban equipados con sus engranajes de sincronización "nativos", incluido el Alkan-Hamy en Nieuports y los Sopwiths de fabricación francesa , el engranaje Birkigt en los SPAD y el engranaje CC para los británicos. tipos. El CC también se adoptó para las ametralladoras gemelas Marlin M1917/18 instaladas en el DH-4 construido en Estados Unidos, y se fabricó en Estados Unidos hasta que el equipo Nelson apareció en cantidades. [68]
El cañón de gas Marlin resultó menos susceptible de sincronización que el Vickers. Se descubrió que disparos "deshonestos" ocasionalmente perforaban la hélice, incluso cuando el engranaje estaba correctamente ajustado y funcionaba bien. El problema finalmente se resolvió mediante modificaciones en el mecanismo de disparo del Marlin, [71] pero mientras tanto el ingeniero Adolph L. Nelson del Departamento de Ingeniería de Aviones de McCook Field había desarrollado un nuevo engranaje mecánico especialmente adaptado al Marlin, conocido oficialmente como el sincronizador de disparo único Nelson. [72] En lugar de la varilla de empuje común a muchos engranajes mecánicos, o la "barra de tracción" del Sopwith-Kauper, el engranaje Nelson usaba un cable mantenido en tensión para la transmisión de los impulsos de disparo al arma. [68]
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 armas Vickers y Marlin fueron eliminadas gradualmente en favor de la ametralladora Browning calibre .30 .
El engranaje Nelson demostró ser confiable y preciso, pero su producción era costosa y la necesidad de que su 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 nuevo motor de disparo y el cable de impulso estaba encerrado en un tubo de metal, protegiéndolo y permitiendo curvas poco profundas. Aunque el principio básico del nuevo engranaje se mantuvo sin cambios: prácticamente todos los componentes habían sido rediseñados y oficialmente ya no se llamaba engranaje "Nelson". El equipo se modernizó aún más en 1942 como E-8. Este modelo final tenía un generador de impulsos modificado que era más fácil de ajustar y estaba controlado desde la cabina mediante un solenoide eléctrico en lugar de un cable Bowden.
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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 los cañones, incluso en los aviones de un solo motor alternativo, ya había estado en declive durante veinte años antes.
El aumento de velocidad de los nuevos monoplanos de mediados y finales de la década de 1930 significó que el tiempo disponible para lanzar una cantidad de fuego suficiente para derribar un avión enemigo se redujo considerablemente. Al mismo tiempo, el principal vehículo del poder aéreo se consideraba cada vez más como el gran bombardero totalmente metálico: lo suficientemente potente como para llevar blindaje de protección en sus zonas 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 poder aéreo. Un caza "antibombardero" eficaz necesitaba algo más.
Las alas voladizas de los monoplanos proporcionaban un amplio espacio para montar armamento y, al ser mucho más rígidas que las antiguas alas reforzadas con cables, proporcionaban un soporte casi tan estable como el fuselaje. Este nuevo contexto también hizo que la armonización de los cañones laterales fuera más satisfactoria, produciendo un cono de fuego bastante estrecho en las distancias cercanas a medias en las que el armamento de un caza era más efectivo.
La retención de los cañones montados en el fuselaje, con el peso adicional de su mecanismo de sincronización (que disminuía su velocidad de disparo, aunque sólo ligeramente, y ocasionalmente fallaba, lo que provocaba daños a 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 los cañones montados 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 de al lado es de una de las primeras maquetas del prototipo, que muestra el cañón del fuselaje de estribor. El prototipo ( K5083 ) terminado tenía lastre que representaba este armamento; La producción del Hurricane Is, sin embargo, estaba armada con ocho cañones, todos en las alas. [73]
Otro enfoque, común a Alemania , la Unión Soviética y Japón , si bien reconocía la necesidad de aumentar el armamento, prefería un sistema que incluyera armas sincronizadas. Los cañones centralizados tenían la ventaja real de que su alcance estaba limitado únicamente por la balística, ya que no necesitaban la armonización necesaria para concentrar el fuego de los cañones montados en las alas. Se los consideraba una recompensa para el verdadero tirador, ya que implicaban una menor dependencia de la tecnología de miras. El montaje de cañones en el fuselaje también concentró la masa en el centro de gravedad, mejorando así la capacidad de balanceo del caza. [74] 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 facilitaron su aplicación a armas de mayor calibre, como los cañones automáticos ; 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 manera menos errática.
El canto del cisne de la sincronización pertenece a los últimos cazas soviéticos con motor alternativo, que se conformaron en gran medida con cañones sincronizados de disparo lento durante la Segunda Guerra Mundial y después. De hecho, los últimos aviones equipados con sincronizadores que entraron en acción de combate fueron el Lavochkin La-11 y el Yakovlev Yak-9 durante la Guerra de Corea . [75]
El acto de disparar a la propia hélice es un tropo que se puede encontrar en bromas cómicas, como el corto de dibujos animados de 1965 "Just Plane Beep" [76] protagonizado por Wile E. Coyote y el Road Runner . En esta película, el Coyote atacante reduce su hélice a astillas después de que le impacten numerosas balas.