Mecanismo sincronizador

Desde el inicio de los primeros vuelos efectivos se tomaron en consideración las posibles aplicaciones militares del avión, aunque no todos los escritores llegaron a conclusiones positivas sobre este tema.

Ambos términos son más o menos confusos, por lo cual se explicará lo que ocurre cuando el mecanismo funciona.

[8]​ Normalmente, una ametralladora dispara un número constante de balas por minuto; aunque se puede aumentar, por ejemplo, reforzando e incrementando la tensión de un muelle recuperador o redirigiendo los gases del disparo, no puede variarse mientras se dispara el arma.

Los fallos en este ajuste (una leva desviándose 1 o 2 mm, o una varilla flexionándose)[Nota 1]​ podían hacer que cada bala disparada impactase la hélice - un resultado peor que si la ametralladora fuese disparada a través del círculo de la hélice sin ningún tipo de control.

Como se verá, hubo varios métodos alternativos, inclusive una varilla oscilante, una transmisión flexible, una columna de fluido oleohidráulico, o una conexión eléctrica.

Directamente inspirado por la patente original de Euler o no, el primer inventor en patentar un método para disparar hacia adelante a través del arco de una hélice tractora fue el ingeniero suizo Franz Schneider, que anteriormente trabajó en la Nieuport y en ese entonces trabajaba para la empresa LVG en Alemania.

[22]​ Lo interesante era que la conexión entre la hélice y la ametralladora se hacía mediante un eje giratorio en lugar de una varilla.

Los impulsos necesarios para accionar el gatillo, o en este caso, evitar su funcionamiento, eran producidos por una rueda con dos resaltes a 180° situada en la misma ametralladora, ya que esta era obstruida por ambas palas de la hélice.

[17]​ Además de posibles inconsistencias en la munición suministrada, el verdadero problema fue que la ametralladora empleada, una Hotchkiss M1914 cal.

8 mm accionada por gas y prestada del Ejército francés, básicamente no era apta para disparar en "modo semiautomático".

[34]​ Antes que los fallos de este primer mecanismo sincronizador quedasen al descubierto, el equipo de Fokker había adaptado el nuevo sistema a la nueva ametralladora Parabellum MG 14 y lo había instalado en un Fokker M.5K, un modelo que entonces se hallaba en servicio en pequeñas cantidades con la Fliegertruppen como A.III.

Para ese entonces, el mecanismo Fokker Stangensteuerung, que había funcionado razonablemente bien para sincronizar una sola ametralladora, disparando con una modesta cadencia a través del arco de una hélice bipala impulsada por un motor rotativo, se estaba volviendo obsoleto.

Los mecanismos Stangensteuerung para motores "estacionarios" (en línea), funcionaban mediante una pequeña leva situada detrás de la misma hélice (véase la imagen).

Si la ametralladora era montada en la posición ideal, al alcance del piloto, se necesitaba una varilla de empuje más larga, que solía doblarse y romperse.

Esto demostró ser un arreglo desastrosamente inestable en el caso de tres ametralladoras, siendo mucho menos eficaz incluso con dos.

[21]​ La mayoría de los primeros cazas biplanos Fokker y Halberstadt estaban limitados a una sola ametralladora por este motivo.

[34]​ En junio de 1915, un avión monoplano biplaza diseñado por Schneider para la compañía LVG fue enviado al frente para su evaluación.

Incluso así, los mecanismos sincronizadores austrohúngaros solían comportarse de forma errática con altas revoluciones del motor.

[43]​ Debido a una crónica escasez de herramientas de precisión, nunca hubo suficientes mecanismos sincronizadores disponibles; por lo cual los cazas, incluso las excelentes versiones austrohúngaras del Albatros D.III, frecuentemente eran enviados al frente sin armamento, para que los armeros del escuadrón les instalen ametralladoras y cualquier mecanismo sincronizador que pudiese ser canibalizado, recuperado o improvisado.

La primera ametralladora Schwarzlose sincronizada con este mecanismo tenía una cadencia de 360 disparos/minuto - que más tarde fue aumentada a 380 disparos/minuto en el modelo MG16.

La ametralladora debía situarse muy adelante, por lo que era inaccesible para el piloto y no se podía desatascar en vuelo.

Su principio de funcionamiento se parecía mucho a la primera forma del mecanismo Fokker, aunque esto no era por ser una copia (como a veces se indica): no fue sino hasta abril de 1916 que un caza Fokker capturado estuvo disponible para un análisis técnico.

Esto funcionó razonablemente bien, aunque la "inusual" posición de la ametralladora, que evitaba el apuntamiento directo, inicialmente fue muy criticada.

Era más adaptable a motores rotativos que el Vickers-Challenger, pero aparte de los primeros Sopwith 1½ Strutter construidos según las órdenes del RSAN en 1916, y posiblemente algunos de los primeros Sopwith Pup, parece ser que no se registraron otras aplicaciones ni tampoco su patente.

[Nota 8]​ Oficialmente fue diseñado por el Capitán Ross del Escuadrón n.º 70, aunque se ha sugerido que en gran parte fue obra de un Sargento bajo su mando.

Para ese entonces ya se habían resuelto los principales problemas del mecanismo hidráulico C.C., siendo estandarizado en todos los aviones británicos, inclusive los Sopwith.

Los aviones franceses y británicos construidos bajo licencia en Rusia empleaban los mecanismos Alkan-Hamy o Birkigt.

Como la Marlin era una ametralladora accionada por los gases del disparo, demostró ser menos capaz de sincronizarse que la Vickers.

Se halló que disparos "aleatorios" ocasionalmente perforaban las palas de la hélice, incluso con el mecanismo bien ajustado y funcionando correctamente.

El prototipo terminado llevaba lastre para representar su armamento; sin embargo, los Hurricane I de serie fueron armados con ocho ametralladoras, todas montadas en las alas.

Dibujo de una patente de Euler de 1910 para una ametralladora fija disparando al frente.
Ajustando un mecanismo sincronizador Fokker para pruebas de disparo en tierra. El disco de madera registra el punto del arco de la hélice por donde pasó cada bala. El diagrama de la derecha muestra el probable resultado de un mecanismo sincronizador funcionando correctamente. Las imprecisiones inherentes tanto en el mecanismo sincronizador como en el disparo de la ametralladora, pequeñas fallas en la munición e incluso las diferentes tasas de revoluciones/minuto del motor, todas juntas producen una "dispersión" de disparos en lugar de que cada bala impacte el disco precisamente en el mismo lugar.
Mecanismo sincronizador funcionando correctamente. Todas las balas pasaron por la "zona segura".
Hélice de un Albatros C.III – una pala fue cortada debido a un sincronizador mal ajustado o defectuoso.
Ametralladora sincronizada disparando "a destiempo". La mayoría de balas impactaron la pala de la hélice, destruyéndola.
Los resultados de intentar sincronizar una ametralladora inadecuada o emplear munición defectuosa.
El armamento original de tres "Spandau" del prototipo del Fokker E.IV, antes del retiro de la ametralladora de babor. Los modelos de serie tienen dos ametralladoras, dispuestas simétricamente.
Dibujo de la primera patente conocida para un mecanismo que permitía a una ametralladora disparar entre las palas de la hélice de un avión mientras giraba.
Bosquejo de los dibujos del diseño de Morane-Saulnier, basados en una patente francesa original de 1914.
Hélice dañada de un Sopwith Baby hacia 1916-1917, con evidencias de agujeros de bala producidos por disparar una ametralladora sin mecanismo sincronizador.
Ametralladora desincronizada. Sus disparos tienen una dispersión más o menos aleatoria alrededor del arco de la hélice - la mayoría de balas pasan, pero unas cuantas impactan las palas de la hélice.
La hélice con deflectores rescatada del Morane-Saulnier L de Roland Garros por los alemanes.
Detalle del primigenio Fokker Eindecker - la cubierta del motor ha sido retirada, mostrando el mecanismo original Stangensteuerung de Fokker conectado directamente a la transmisión de la bomba de aceite en la parte posterior del motor.
Diagrama del mecanismo sincronizador Fokker Stangensteuerung de serie. La manija verde es empleada para bajar la guía de la leva roja sobre la rueda de levas acoplada al eje de la hélice. Cuando el resalte de la rueda eleva la guía, la varilla azul es bajada contra el resorte, permitiendo que la plancha del gatillo amarilla sea alcanzada cuando se aprieta el botón de disparo morado.
Una ametralladora sincronizada con el mecanismo Stangensteuerung , montada muy adelante en un Albatros C.III.
Dos ametralladoras sincronizadas mediante el sistema Zentralsteuerung en un caza Fokker D.VIII . Los "tubos" que conectan las ametralladoras al motor son transmisiones flexibles.
Un LVG E.I , con anillo Schneider y ametralladora frontal sincronizada, probablemente con un mecanismo diseñado por Schneider del cual no se tiene información.
Montaje de ametralladoras Vickers sincronizadas con el mecanismo Vickers-Challenger, en un Bristol Scout: obsérvese la larga varilla de empuje en un ángulo inusual.
Una aplicación mucho más sencilla y práctica del mecanismo Vickers-Challenger, en una ametralladora Vickers sincronizada de un R.E.8.
Rueda de levas del mecanismo Scarff-Dibovski.
Diagrama del manual de mantenimiento para la instalación del mecanismo sincronizador Sopwith-Kauper (Mk.III) en los primeros Sopwith Camel de serie, 1917.
Dibujo de la Oficina de Patentes de los Estados Unidos para el mecanismo sincronizador C.C.. El componente similar a una bomba es el depósito de aceite, que iba situado en la cabina. Al levantar su manija se aseguraba que hubiese la suficiente presión hidráulica para operar el mecanismo.
Un Nieuport 17 armado con una ametralladora sincronizada mediante el mecanismo Alkan-Hamy. El gran rodillo detrás de la ametralladora es un carrete recuperador para la cinta de balas vacía y no tiene relación alguna con el mecanismo sincronizador. Obsérvese como la varilla de empuje se ha vuelto efectivamente una parte de la ametralladora.
Maqueta del fuselaje del prototipo del Hawker Hurricane - muestra la instalación del motor Rolls-Royce Merlin y las originalmente proyectadas ametralladoras Vickers sincronizadas (eliminadas posteriormente).
Un Messerschmitt Bf 109 E3 mostrando un par de tradicionales ametralladoras sincronizadas, un motorkanone disparando a través del cono de la hélice y ametralladoras en las alas.