Как самолёты научили стрелять через винт
Первая мировая война дала небывалый импульс военной науке. Человек в своем умении убивать других людей никогда не имел себе равных. Война лишь подтвердила этот тезис. Начав конфликт с довольно примитивными самолетами, которые часто не несли вообще никакого вооружения и выполняли главным образом разведывательные задачи, военные и промышленность очень быстро вывели авиацию на совершенно новый уровень.
В первых воздушных боях авиаторы часто стреляли друг в друга из револьверов и пистолетов, при этом бои в буквальном смысле проходили на расстоянии пистолетного выстрела. Однако уже в 1914 году были представлены первые синхронизаторы, которые позволяли вести огонь через вращающийся воздушный винт без опасности его повреждения. В 1915 году первые синхронизаторы появились на боевых самолетах. Сначала на французских, а затем и на немецких.
Появление первых синхронизаторов
На самом деле вопрос о том, как самолеты стреляют через вращающийся винт и не отстреливают себе лопасти, в какой-то момент появлялся в голове почти каждого человека. Практически все, кто интересовался авиацией дореактивной эры, искали ответ на этот вопрос. При этом интерес к теме подогревался большим количеством фильмов военной тематики, которые продолжают снимать и по сей день.
Ответом на вопрос, мучающий людей только знакомящихся с миром авиации, является «синхронизатор». Именно так назвали механизм, изобретенный в годы Первой мировой войны. Сам синхронизатор представлял собой устройство, которое позволяло летчику вести огонь через область, которая ометалась воздушным винтом самолета, без опасности повреждения винта пулями, а затем и снарядами.
Появление такого устройства диктовалось самим развитием авиации и опытом первых же воздушных боев. Сначала, когда самолеты планировалось использовать лишь для разведки и корректировки огня артиллерии, проблем особо не было, и летчики действительно обходились личным оружием. Но концепция применения авиации быстро менялась уже в ходе боевых действий.
Вскоре на самолетах начали появляться турели с пулеметом или пулеметы, которые могли стрелять над винтом. Отдельно можно было выделить модели с толкающим винтом, который никак не мешал вести огонь прямо по курсу. При этом технологии размещения вооружения в крыле самолета на тот момент просто не существовало. Не было и систем дистанционного управления.
Ролан Гаросс, фото 1910 год
Турель с пулеметом, конечно, облегчала жизнь в бою, но она позволяла вести огонь лишь в задней полусфере, исключая наиболее актуальную для всех истребителей фронтальную зону. Первые решения проблемы с курсовой стрельбой через вращающийся винт были предложены уже в 1913–1914 году. Считается, что первыми такие устройства предложили швейцарский инженер Франц Шнайдер и француз Солнье.
Уже в ходе войны идею Солнье развил французский летчик, спортсмен и герой Первой мировой войны Ролан Гаросс. Сегодня это имя знакомо людям даже максимально далеким от авиации. Именно в его честь назван теннисный турнир – один из четырех турниров Большого шлема, проводящийся в Париже.
Устройство, сконструированное и внедренное Роланом Гароссом, по праву ознаменовало собой рождение самолета-истребителя в классическом понимании данного термина. Гаросс предложил «отсекатель» или «отражатель» пуль. Система была максимально простой и утилитарной, но позволяла стрелять через вращающийся винт. Визуально она представляла собой металлические уголки, которые были закреплены в основании лопастей винта так, чтобы пули при попадании рикошетировали в безопасную для летательного аппарата и летчика область.
У конструкции были свои недостатки. Примерно 7–10 процентов пуль терялось так, попадая в отражатели. При этом винт прибавлял в весе, нагрузка на двигатель возрастала, что вело к преждевременному выходу из строя. Полезная мощность винта также падала на 10 процентов. Но все эти недостатки компенсировались возможностью ведения огня по курсу самолета.
Винт с отражателями, который немцы сняли с самолета Гаросса
В феврале 1915 года в распоряжение су-лейтенанта Ролана Гарроса был предоставлен одноместный «Моран Парасоль», который получил новую систему с отсекателями на лопастях винта. Уже 1 апреля того же года новшество показало себя во всей красе. На высоте в тысячу метров летчик сбил немецкий самолет-разведчик «Альбатрос», а затем за короткое время одержал ещё ряд воздушных побед.
«Бич Фоккера»
Утром 18 апреля 1915 года Гаросс совершил вынужденную посадку на территории, занятой немцами, и попал в плен. До прибытия немецких солдат он успел поджечь свой самолет, но полностью он уничтожен не был. Немцы получили возможность изучить французское устройство для стрельбы через винт. Быстро выяснилось, что немецкие пули, покрытые хромом, разносят и сами отражатели, и винт, в отличие от медных французских пуль.
В любом случае копировать французскую разработку немцы не стали. При этом работы над созданием синхронизторов велись во многих странах Европы ещё до начала войны. Германия не была исключением. Механический синхронизатор изобрел для немцев голландский авиаконструктор Антон Фоккер. Им он оснастил истребитель-разведчик Fokker E.I.
Самолет представлял собой расчалочный моноплан, дальнейшую модификацию разведчика Fokker М5К, который, в свою очередь, был создан на базе французского аэроплана «Моран Солнье» G. Основным отличием и от модели М5К и от французского самолета стал синхронизированный пулемет.
Первый серийный истребитель с механическим синхронизатором Fokker E.I
Fokker E.I – стал первым полноценным серийным истребителем, способным вести огонь через лопасти винта. В воздушных боях это давало немецким летчикам сильное преимущество над истребителями союзников, у которых пулеметы были расположены менее удобным образом. Уже к концу лета 1915 года превосходство немцев в воздухе стало абсолютным. Английская пресса даже придумала для нового немецкого самолета название «Бич Фоккера», что отражало тяжелейшие потери, которые несли КВВС Великобритании в боях с немцами.
Новый истребитель Германии за счет появления механического синхронизатора был опасен даже для французских вооруженных истребителей, в том числе моделей с толкающим винтом. Даже с пулеметом на борту у таких машин отсутствовала защита задней полусферы. Немецкие летчики, которые заходили в хвост французским самолетам, безнаказанно расстреливали противника, поражая двигатель.
Простейшее устройство Фоккера обеспечивало немцам полное превосходство в небе до весны 1916 года, пока один из самолетов не совершил вынужденную посадку на занятой французами территории. Англичане и французы быстро скопировали устройство и получили возможность сражаться с немцами на равных.
Устройство механического синхронизатора Фоккера
Механический синхронизатор Фоккера позволил связать стрельбу пулемета со скоростью вращения винта. Конструкция была надежной и простой и надолго обосновалась в авиастроении. Фоккер связал гашетку с тягой винта, позволяя пулям пролетать мимо вращающихся лопастей. По сути, он представил простой и изящный кулачковый механизм, который один раз за вращение «выключал» гашетку в тот момент, когда лопасти пропеллера оказывались в определенной точке.
На вращающуюся часть двигателя конструктор установил диск с выступом. При вращении этот кулачок двигал тягу, которая была связана со спусковым механизмом пулемета. Каждый раз выстрел производился сразу после того, как лопасти проходили перед стволом пулемета. Так Фоккер решил две основных проблемы: обеспечил сохранность винта и добился высокой скорострельности. Хотя скорострельность здесь напрямую зависела от оборотов двигателя.
Синхронизатор Фоккера
Устройство синхронизатора. С 40 секунды хорошо видно, как работает кулачок синхронизатора
Синхронизатор определенно требовал точной настройки уже после установки на самолет, однако оказался настолько успешным, что полностью изменил ход воздушной войны, на долгие годы став образцом для подражания. В дальнейшем к началу Второй мировой войны на истребителях появились более совершенные электронные синхронизаторы, что позволило повысить темп стрельбы.
При этом даже к тому моменту с синхронизаторами могли быть проблемы. К примеру, они проявились на советском истребителе МиГ-3, который начал массово поступать в части только перед самым началом Великой Отечественной войны. Отказы синхронизаторов в 1941 году случались на данной модели достаточно часто, что вело к прострелу лопастей винта крупнокалиберными пулями. На больших скоростях полета такой дефект мог привести к потере самолета и гибели летчика.
Полностью от синхронизаторов отказались только после перехода с винтовых самолетов на реактивные, когда данные устройства потеряли свою актуальность. Это произошло уже в 1950-е годы.
Информация