Почему самолеты стреляют прямо через пропеллер и не падают
Как это возможно без магии?
6 июня 2023
Бывают такие интересные вопросы, ответы на которые мы хотим получить лишь в строго ограниченном временном промежутке. Допустим, в кинотеатре, во время просмотра условного «Пёрл-Харбора». Сидим и думаем: что за фигня? Самолет стреляет из пушек прямо через собственный пропеллер, и ни один снаряд не попадает в винт. Это как вообще?
Но фильм заканчивается. Мы забываем про этот отнюдь не праздный вопрос, так и не узнав ответа.
Итак, стрельба через пропеллер. Чтобы решить этот ребус, придется заглянуть лет на сто с хвостиком назад. Первая мировая война стала первым масштабным конфликтом, в котором активно участвовала авиация. Правда, поначалу у самолетов было весьма ограниченное применение, в основном их использовали для разведки.
Пилоты быстро поняли: попасть во врага, что называется, с руки, очень трудно, почти невозможно. При этом технологии того времени еще не позволяли разместить пулеметы в крыльях: не были отработаны системы дистанционного управления. Логичнее вести огонь из курсовых пулеметов, расположенных рядом с кокпитом на одной оси движения с самолетом. Но так пули, прежде чем попасть во врага, в щепы разнесут пропеллер, закончив бой на первой же очереди. Как быть? Что делать?
Решение придумал французский летчик Ролан Гарро (у нас его чаще называют Ролан Гаррос; теннисный турнир во Франции, кстати, назван в его честь). Он снабдил пропеллер мощными металлическими отражателями, попадая в которые пули рикошетили в сторону. Получилось! Конечно, часть боеприпасов расходовалась вхолостую, да и сам пропеллер стал намного тяжелее. Тем не менее эффект от нововведения стал виден сразу: самолет превратился в самолет-истребитель.
Но недолго музыка играла. Во время одного боевого вылета самолет Ролана, подбитый с земли, приземлился на вражеской территории. Летчик попал в плен, а уникальный пропеллер с отражателями — в руки Антона Фоккера, голландского инженера, работавшего на немцев. Известный авиаконструктор и сам уже разрабатывал систему для ведения огня через пропеллер. Осмотрев конструкцию Гарроса, он понял, что его синхронизатор — гораздо более изощренное приспособление.
Фоккер не стал надеяться на отражатель, он сконструировал изящный и эффективный кулачковый механизм, который один раз за вращение «выключал» гашетку при прохождении пропеллера в определенной точке. Синхронизатор требовал точной настройки уже будучи установленным на самолет, но стал примером для всеобщего подражания и полностью изменил правила воздушного боя.
Если еще остались вопросы, взгляни на это видео. С отметки 40 секунд понятно, как работает кулачок синхронизатора.
Знаете ли вы, как проходили первые воздушные бои? Это было очень странное зрелище. Поначалу пилоты пытались сбросить на самолет противника что-то тяжелое. Потом кто-то догадался: в неприятеля можно палить из пистолета. Но лететь и стрелять одновременно — задача не из легких. Так появились боевые машины с экипажем из двух человек — пилота и стрелка. А потом появился он — бич Фоккера. И сразу стало ясно: война в воздухе никогда не будет прежней. Как пилоты первых истребителей стреляли через винт? Зачем они брали на борт гири? И что стало причиной первой в мире воздушной забастовки? Об этом рассказали эксперты программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.
Гири и гранаты
Первая мировая война стала первым масштабным конфликтом с активным использованием авиации. По состоянию на 1914 год воздушный флот воюющих государств насчитывал множество самолетов. Экипажей хватало, но стрелять они не умели. Поначалу воздушные суда использовали только для разведки. Потом с них стали метать бомбы.
«Пытались скидывать ручные гранаты, скидывали гири, а также оперенные стрелы, которые должны были поразить пехоту и кавалерию. Но в воздухе воевать между собой оказалось довольно проблематично. Потом летчики пытались сближаться на минимальную дистанцию, стреляя даже из револьверов», — говорит военный историк Алексей Роман.
Каждый пилот придумывал свое оружие и тактику боя. Так, российский летчик Александр Казаков пытался захватить самолет противника при помощи привязанного за веревку крюка-«кошки». Идея не увенчалась успехом. А 8 сентября 1914 года штабс-капитан Петр Нестеров произвел первый в истории воздушный таран. Ударом шасси он на лету опрокинул неприятельский аппарат, но толчок от столкновения привел к тому, что пилот сломал позвоночник и выпал из аэроплана.
Через винт
Первым истребителем с пулеметом, расположенным в передней части, считается британский Vickers F.B.5. Характеристики у боевой машины для своего времени были неплохие: 100-сильный двигатель разгонял биплан до 113 километров в час, а пулемет Льюиса отличался скорострельностью. Однако ахиллесовой пятой машины стало заднее расположение двигателя. Самолеты с винтом и двигателем в передней части были более скоростными. Обладая вооружением, способным стрелять вперед, пилот мог легко уничтожить силовую установку противника во время преследования.
Самолеты с передним винтом и пулеметом, расположенным в носовой части, первыми испытали французы. На биплане Nieuport 11 стрельба велась прямо через деревянный винт. Чтобы его не разнесло в щепки после первой очереди, инженеры придумали специальные металлические накладки: трехгранные призмы, которые крепились на винте под углом 45 градусов напротив среза пулеметного ствола. Такая технология получала название «отсекатель».
«Часть пуль попадает в винт и отскакивает, не повреждая его, часть пуль летит вперед. Конечно, эффективность такого решения была невысока, потому что рано или поздно винт приходил в негодность. Да и более половины боекомплекта уходило в никуда», — рассказывает председатель совета благотворительного фонда «Легенды авиации» Михаил Агафонов.
Изобретение немцев
Даже такая сырая и опасная технология позволила войскам Антанты получить кратковременный перевес над Германией в воздухе. Немцы не могли понять, как это работает, до тех пор пока им не удалось захватить французский самолет. Стало ясно, что единственный вариант создать настоящий истребитель — это научиться как-то стрелять через винт. Человека, который изобрел синхронизатор стрельбы, звали Антон Фоккер. Собственно говоря, он совместил скорость вращения винта со скорострельностью пулемета.
«На самолете устанавливался синхронизатор, который блокировал затвор пулемета в момент прохождения винта перед стволом. Делая оборот, винт перекрывал собой ствол, и в этот момент пулемет не стрелял. Винт дальше шел вращаться, и производился выстрел», — поясняет военный историк Николай Сбойщик.
Простейшее изобретение едва не стоило Антанте поражения на Западном фронте. Благодаря синхронизатору немцы получили тотальное превосходство в воздухе с лета 1915 года по весну 1916-го. Их самолеты «Фоккер» из любого воздушного боя всегда выходили победителями.
Скопировать и победить
Дошло до того, что пилоты Антанты, едва заметив немецкие «Фоккеры», тут же сажали свои самолеты. Или вовсе отказывались поднимать их в воздух, чтобы не идти на верную смерть. Но что же позволило союзникам избежать полного разгрома в небе?
«Были разработаны более скоростные бипланы. Начали использовать новые технологии. Даже ставили пулеметы поверх винтов на второе крыло», — делится Агафонов.
В 1915 году французы подняли в небо новейшую модификацию своего биплана Nieuport. Эти самолеты во всем превосходили «Фоккеры», что и доказала битва при Вердене. Авиация немцев была разгромлена. А окончательная точка в этой истории была поставлена 16 апреля 1916 года. Тогда один из немецких летчиков по ошибке посадил новейший «Фоккер-3» на аэродром союзников. Синхронизатор пулеметного огня инженеры разобрали до винтика. И просто скопировали.
Инсайты инженерной мысли, история, научная аналитика и тайны нашей планеты — об этом и многом другом смотрите в выпусках программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко. Каждый вторник в 23:30 на РЕН ТВ!
Как первые боевые самолеты стреляли через крутящийся винт?
Изначально самолеты не предназначались для войны, но «светлые» умы приспособили его под это дело. Сначала пулеметы устанавливали на крыльях, но «продуктивность» такого вооружения оставляла желать лучшего. И только с изобретением Антона Фоккера самолеты превратились истребители.
Некоторые из вас, возможно, знают, каким образом пулеметы, установленные перед пропеллером на самолетах эпохи Первой мировой, строчили по врагу и при этом не повреждали сам самолет, точнее его винт.
В самом начале Первой мировой, перестрелка между вражескими самолетами производилась летчиками из личного оружия. Также вручную сбрасывались бомбы, гранаты и даже гири на головы вражеских солдат.
Это было, как сами понимаете, крайне неудобно и «непродуктивно».
Конечно, установка пулеметов на крыльях бипланов стала прорывом, но и у такого способа стрельбы были существенные минусы: низкая точность, перезарядка была очень трудным занятием, стрелку приходилось тянуться всем телом, к тому же при перезарядке боец терял из вида цель.
Первая попытка вести огонь через вращающийся винт принадлежит французскому авиатору Роману Гарро. В 1914 году он предложил так называемый «отсекатель» или «отражатель» пуль. Который представлял собой стальные трехгранные призмы, крепившиеся под углом 45 градусов на воздушном винте напротив пулеметного среза.
По задумке, пуля, попавшая в отсекатель, должна была рикошетить от призмы в стороны, не задевая самолета и пилота. После того как идея Гарро дала первые плоды, и самолеты союзников получили преимущество в небе — самолет превратился в истребитель — летчик теперь мог не отвлекаясь, сконцентрироваться на главной задаче — уничтожении вражеских самолетов.
Но и такая система имела свои минусы: 7-10% пуль отсекалась, возрастала нагрузка на винт, что усиливало износ машины.
Однако революцию в вооружении для самолетов произвел Антон Фоккер, работавший на немцев. Он разработал полноценный механический синхронизатор, который позволял осуществлять стрельбу во время вращения винта. Тогда это казалось каким-то чудом: как все выпущенные из пулемета пули, абсолютно всегда пролетали между лопастями?
Демонстрация работы синхронизатора Фоккера
https://youtube.com/watch?v=faZiS1CYZs0%3Fwmode%3Dtransparent%26fs%3D1
Но если разобраться, то все было довольно просто. Синхронизатор был оснащен выпуклой частью — кулачком. Во время полного оборота кулачок давит на тягу, после чего производится один выстрел после прохождения лопасти мимо дула пулемета.
Тяга синхронизатора была соединена с гашеткой, и работала в двух положениях: разомкнутое и сомкнутое. В разомкнутом положении импульс на гашетку не передавался, таким образом можно было прекращать стрельбу,либо снова смыкать тягу с гашеткой и продолжить вести огонь. Скорострельность зависела от оборотов двигателя.
Демонстрация стрельбы с синхронизацией и без нее
https://youtube.com/watch?v=ysB-SH19WRQ%3Fwmode%3Dtransparent%26fs%3D1
Технология боевой авиации улучшались, и вскоре появились электронные системы ведения стрельбы. А до появления реактивной авиации синхронизатор получил множество модификаций. Но эта тема для другой, более увесистой статьи.
https://youtube.com/watch?v=faZiS1CYZs0%3Fwmode%3Dtransparent%26fs%3D1
https://youtube.com/watch?v=ysB-SH19WRQ%3Fwmode%3Dtransparent%26fs%3D1