В предыдущей заметке я рассказал об оружии, положившем начало штурмовой авиации (нет, не бомбардировочной, там шло иначе, от бомбодержателей и бомбового прицела).
После того, как аэропланы научились «работать» по земле, возникла необходимость отгонять (а лучше – сбивать КЧС) их от своих собственных позиций. В воздухе повисла идея самолёта-истребителя. Но как сбивать вражеские летательные аппараты? Воздушные дуэли на револьверах – романтично, но почти бесполезно, таран – сложно и крайне опасно.
Общая идея была понятна – нужно поставить на самолёт уже хорошо зарекомендовавший себя на земле пулемёт, низкая точность которого в воздухе компенсируется большой плотностью огня и мощной пулей винтовочного калибра.
Самый простой вариант – поставить турель летчику-наблюдателю, пусть будет ещё и стрелком. Плюсы: у нас есть пулемёт, пилот занимается собственно пилотированием и не отвлекается на оружие. Минус: турель направлена в заднюю полусферу, поскольку с других сторон у нас крылья (особенно у биплана) и (у большинства конструкций) спина лётчика, поэтому воздушный бой превращается буквально в чудеса на виражах.
Однако скоро у истребителей появилась ещё одна задача – вести воздушные бои с аэропланами, которые сбивают наши бомберы и разведчики, т.е. с такими же истребителями противника. И тут, в битве равных, стало критически важно малейшее преимущество в скорости и маневренности. Как его добиться? Самый простой вариант – уменьшить вес, убрав второго человека и укоротив фюзеляж на его кабину. Значит, всё-таки пилот в одну каску (вернее, в один лётный шлем) должен управлять и самолётом, и оружием. Следовательно, никаких турелей, пулемёт должен быть жестко зафиксирован и наведение его на цель должно осуществляться подруливанием корпусом самолёта. Но куда его прицепить?
Крепления оружия в крыльях ещё не изобретены (да и видели бы вы те крылья из дерева и парусины, сами по себе не отваливаются, и то хорошо). Можно поставить пулемёт над фюзеляжем на верхнем крыле биплана и стрелять над пропеллером, но становится сложно наводить на цель, а перезарядка превращается в акробатический трюк без страховки (причём часто - под огнём противника).
Оптимальный вариант – расположить оружие на носу аэроплана прямо перед лётчиком. В случае толкающего винта это оптимальное решение, однако такая схема в военной авиации не прижилась, почти все самолёты оборудовались тянущим винтом. Значит, как раз перед стволом пулемёта у нас работает пропеллер, и при стрельбе мы рискуем получить простреленную, а в худшем случае – оторванную лопасть (и к ней остатки разбитого самолёта на земле).
Какие тут могут быть варианты? Самый радикальный – менять конструкцию мотора (т.н. «мотор-пушка») - делать вал двигателя, к которому крепится винт, полым, пропуская сквозь него ствол оружия. До этого додумались французы позже, уже к 1917-му году, а распространённой (но не общепринятой) такая схема стала много позже.
Значит, здесь и сейчас всё-таки нужно стрелять через винт, не повреждая его. Тут пальма первенства вновь оказалась за французами – в феврале 1915-го года су-лейтенант Ролан Гаррос модифицировал «Моран Парасоль», укрепив лопасти винта на уровне расположения пулемёта отсекателями – стальными уголками, от которых попадающие в них пули рикошетили в сторону от аэроплана. Плюсы – мы имеем пулемёт, совмещённый с продольной осью самолёта и стреляем через винт без риска его повреждения. Минусы – «нашлёпки» на винте уменьшают полезную мощность винта примерно на 10%, а также 7-10% выпущенных пуль уходят не в противника, а в никуда, при этом ещё и расшатывая коленвал двигателя и уменьшая и так невеликий ресурс. Однако при всех минусах это уже был первый полноценный истребитель.
Но королями неба французы пробыли недолго. Уже 18 апреля Гаррос совершил аварийную посадку на вражеской территории и немцы получили возможность изучить остатки его аэропланы (пилот попытался их сжечь, но, похоже, стальные уголки горели недостаточно хорошо). Германцы поняли, в чем кунстшюк, но повторять его не стали, тем более, что немецкие хромированные пули были твёрже медных французских и их эта конструкция держала плохо. Но идея понравилась и они, напрягши сумрачный тевтонский (на самом деле – голландский, ибо напрягался работавший на Германию Антон Фоккер) инженерный гений, породили своё вундерваффе, позволяющее стрелять через винт. Имя ему – синхронизатор пулемёта Фоккера.
Схема его довольно проста. На вращающейся части двигателя закреплен диск с одним выступом. Выступ нажимает на механическую тягу, упирающуюся в спуск пулемета и тем производит выстрел в определённый момент, сразу после того, как лопасть пройдет перед дульным срезом пулемета. Тяга разрезана надвое и снабжена механизмом, позволяющим её замыкать под действием тросика, идущего от гашетки, установленной на ручке управления самолетом. При ненажатой гашетке тяга разомкнута. Также есть предохранитель, отводящий тягу от кулачка и тем выключающий весь механизм.
Звучит сложно, но на этом видео хорошо виден принцип действия (ВК сейчас любит убирать прикреплённое видео, поэтому ставлю и ссылку):
https://www.youtube.com/watch?v=NHo4X4m6Y1M
Работа кулачкового механизма видна на 40 – 45 секундах.
Ещё одно красивое видео с замедленной съёмкой (и русскими субтитрами) можно посмотреть здесь:
https://www.youtube.com/watch?v=ysB-SH19WRQ
Таким образом, нажатие на гашетку при наличии синхронизатора становится декларативным – лётчик декларирует, что хочет открыть огонь, а уже синхронизатор стреляет из пулемёта тогда, когда это безопасно для винта. Для произведения выстрела должны одновременно действовать три фактора:
- сигнал от кулачка синхронизатора;
- нажатая гашетка;
- снятый предохранитель.
Плюсы этой схемы - мы имеем пулемёт, совмещённый с продольной осью самолёта и стреляем через винт без риска его повреждения. Минус – скорострельность зависит от числа оборотов мотора, производится один выстрел в оборот. И это в лучшем случае, поскольку возможна ситуация нажатия синхронизатором на спуск тогда, когда пулемёт ещё не готов стрелять.
Очень скоро в производство пошёл первый истребитель, оснащённый синхронизатором - Fokker E.I, и германцы показали Антанте кузькину Mutter - с лета 1915 по весну 1916 превосходство немецкой авиации было подавляющим. Весной же 1916 года один из немецких истребителей совершил вынужденную посадку на французской территории и… ну, вы поняли, да? Устройство синхронизатора было изучено и скопировано, время «Бича Фоккера» подошло к концу.
Естественно, синхронизатор пулемёта постоянно совершенствовался, создавались новые варианты (например, «выключатель» пулемёта, в отличие от «включателя» Фоккера, варианты с гидравлической связью и т.д.), но принципиально схема оставалась той же. Синхронизатор жил, пока использовались поршневые истребители, и ушёл со сцены лишь с заменой их реактивными.
PS. Вы же помните, что Россия – родина слонов? И таки да, первая схема устройства для синхронизации пулемёта и авиадвигателя была предложена русским инженером Поплавко в 1913 году. Правда, она осталась на бумаге. Затем в эту сторону думал швейцарец (по некоторым данным – немец) Франц Шнайдер, а в декабре 1914 г. работы над синхронизатором шли даже во французской фирме «Моран».
Но на серийные истребители встали другие устройства…
Автор - Олеся Гугля