LETECKÁ TECHNIKA

Synchronizátor střelby: Nelehká cesta ke stíhacím letounům

Červen 1915: Fokker E.I byl prvním stíhacím letounem se synchronizátorem a způsobil mezi letectvy Dohody skutečnou pohromu

Mezi nejzajímavější a nejdůležitější technologické „závody“ v první světové válce určitě patřila snaha obou stran vyrobit výkonná stíhací letadla. Splnění tohoto cíle ale záviselo na úspěšné konstrukci prvku, který by pilotům umožnil efektivně mířit celým letounem, což vyžadovalo synchronizaci střelby s otáčkami vrtule.

Letouny se účastnily vojenských operací již od samého počátku první světové války, ale jejich úloha byla v naprosté většině jen průzkumná. Dokonce ještě před vypuknutím války však byly zaznamenány první pokusy o vyzbrojení letadel pro boj s letadly protivníka, a když se posléze ukázalo, jak účinným průzkumným nástrojem letectvo je, získal tento záměr velkou důležitost (byť v různých zemích to trvalo různě dlouho). Od počátečního vyzbrojování víceúčelových a průzkumných strojů se záhy dospělo ke konstrukci letounů specializovaných čistě k tomu, aby se utkávaly s technikou vzdušných sil nepřítele.

Prvopočátky letecké výzbroje

Těžko už asi zjistíme, který letoun byl opravdu jako první vyzbrojený, protože první pokusy o něco podobného spadají v podstatě už do prvních roků po vzniku funkčních letadel s pevnými nosnými plochami. Testovaly se nejrůznější typy výzbroje proti pozemním i vzdušným cílům, z nichž mnohé se později skutečně etablovaly a daly vznik speciálním kategoriím letadel, jako byly stroje bombardovací, bitevní a stíhací. Vedle bomb (zpočátku spíše granátů), kulometů či dokonce kanonů se objevovaly i podivné nápady, jež z dnešního hlediska vyvolávají spíš úžas a úsměv. Patří mezi ně třeba zařízení ruského pilota Pjotra Něstěrova, který zkoušel na letadla montovat různé zubaté „kosy“ a ostré „kotvy“, pomocí nichž hodlal srážet protivníkovy stroje nebo poškozovat jejich potah. Mnozí letci si do svých průzkumných letounů brali též pušky či pistole, takže již na samém počátku války docházelo k ojedinělým „soubojům“, při kterých se pilot či pozorovatel pokoušeli zasáhnout protivníkův stroj palbou těchto svých ručních zbraní. Zřejmě není nutno rozebírat, že šance na úspěšný zásah byly otázkou obrovského štěstí, ačkoli faktem je, že několika sestřelů či poškození se takto přece jen dosáhlo. Každopádně však bylo jasné, že bude třeba letouny vyzbrojovat poněkud racionálnějším způsobem, a tudíž se na nich stále více objevovaly kulomety, jejichž vysoká rychlost palby a zásoba munice velice zásadně zvyšovala šance na úspěšný zásah. Problémem ovšem bylo umístění kulometů, protože pokud se jednalo o letoun s tažnou vrtulí na přídi, okruh vrtule logicky překážel střelbě. Kulomety se proto montovaly dozadu k místu pozorovatele. V tomto smyslu měly výhodu letouny, které se vyznačovaly tlačnou vrtulí a tzv. rámovým trupem (vrtule se nalézala na zádi trupové gondoly a ocasní plochy byly umístěny na dvojici nosníků). Příkladem byl Vickers F.B.5, jenž je často popisován jako „první stíhačka“. Z opačné strany fronty lze zmínit třeba německý stroj Gelber Hund, jehož konstruktér Euler umístil do přídě pevný kulomet, takže pilot mohl opravdu mířit celým letadlem, zatímco ve dvoumístném britském F.B.5 byl kulomet instalován na pohyblivé lafetě a palbu z něj vedl pozorovatel, resp. střelec.

Vickers F.B.5 (alias „Gunbus“)

Francouzské vrtulové „sekačky“

Vyzbrojená letadla s tlačnými vrtulemi lze proto označit za první bojeschopné (ač primitivní a improvizované) stíhačky. Velký problém spočíval v tom, že tyto stroje svými výkony obvykle zaostávaly za letadly s tažnými vrtulemi, která mívala i aerodynamičtější tvary. Stíhací letadlo však muselo svými výkony logicky převyšovat nepřátelské stroje, a tudíž bylo brzy zřejmé, že tudy cesta nevede a že bude nutné najít způsob, jak umístit kulomety na rychlé a hbité letouny s tažnými vrtulemi. Ale jak se vyhnout prostřelování vrtule? Tehdejší tenká křídla neumožnila montáž zbraní přímo do nosných ploch. Němci tedy zkusili opatřit jeden Albatros D.II dvojicí kulometů montovaných pevně mezi oběma křídly, při čemž jejich nábojové pásy byly vedeny do prostoru pozorovatele, který se staral o nabíjení. Nápad technicky vzato fungoval, byl však nepřesný a poruchový, a proto se nerozšířil. Podstatně větších úspěchů dosáhli Francouzi, a to zejména letecký konstruktér Raymond Saulnier a letci Eugéne Gilbert a Roland Garros. Firma Morane-Saulnier totiž pracovala na instalaci kulometů do letounů již před válkou a pokoušela se řešit i otázku střelby skrz vrtuli. S továrnou komunikovali zmínění dva letci a výsledkem se stalo první víceméně funkční zařízení umožňující pálit kulometem usazeným na krytu motoru stroje s tažnou vrtulí. Jednalo se o ocelové „sekačky“ přišroubované na dřevěné vrtuli, vlastně klíny, které zachytávaly střely směřující do listů vrtule. Prvním letounem s touto výbavou byl Morane-Saulnier L vyzbrojený 8mm kulometem Hotchkiss a dne 1. dubna 1915 s ním Roland Garros sestřelil německý průzkumný Aviatik B.I. Byl to vůbec první sestřel dosažený strojem, jehož kulomet pálil skrz vrtuli. Následovaly sériové stroje Morane-Saulnier N, které způsobily Němcům na jaře 1915 velké ztráty. „Sekačky“ sice zhoršovaly výkon a životnost motoru, část munice se fakticky „vyplýtvala“, ale zařízení fungovalo, a to bylo důležité. Koncepci převzala letectva Velké Británie i carského Ruska a zdálo se, že mocnosti Dohody mají v oboru stíhačů trumfy v rukou. Brzy se ukázalo, jak tragický omyl to byl.

Synchronizátor od Fokkera

18. dubna 1915 byl Garros donucen s poškozeným stíhačem Morane-Saulnier přistát na území ovládaném Němci a nestačil svůj stroj zapálit. Německým vojákům se tím konečně dostalo do rukou ono zvláštní zařízení, jemuž „vděčili“ za velké ztráty letadel. Shodou okolností se právě v té době chystala veliká reorganizace císařského letectva, jež bylo do té doby spíš předmětem pohrdání (s výjimkou Zeppelinových vzducholodí), a tak se velení rozhodlo požádat německé letecké konstruktéry, aby pro letadla s černými kříži vyrobili něco podobného. Ale všechno se pak vyvinulo jinak. V Německu totiž pracoval nizozemský konstruktér Anthony Fokker, který se ideou palby kulometů skrz vrtuli soukromě zabýval již od konce roku 1914. Když německé velení předložilo svůj požadavek na „sekačky“, Fokker okamžitě zareagoval nabídkou něčeho daleko lepšího. Již před válkou se objevily návrhy synchronizátorů palby (mj. od švýcarského inženýra Franze Schneidera), ovšem vesměs nezískaly pozornost ani podporu oficiálních míst, takže uspěl teprve synchronizátor střelby od Fokkera. Jednalo se o mechanické zařízení, které využívalo výstředník na hřídeli vrtule a tyč spojenou se spouští kulometu. Když se listy vrtule nacházely ve vodorovné poloze, výstředník zatlačil na tyč, která zatáhla za spoušť kulometu a došlo k výstřelu. Pilot tak prstem neovládal doslovně spoušť, ale jen zařízení, jež umožňovalo kontakt tyče a „skutečné“ spouště zbraně. Kulomet proto fakticky střílel podle otáček motoru, což byla i nevýhoda, neboť kadence závisela na otáčkách. Synchronizátor ale jinak fungoval a byl společně s kulometem Parabellum MG 14 umístěn do průzkumného jednoplošníku Fokker M.5K, který se tím proměnil ve stíhačku E.I. Zkoušky úspěšně proběhly v květnu 1915, zbraň značky Parabellum byla nahrazena kulometem Spandau MG 08 a první stíhací Fokkery mířily na frontu. Prvního sestřelu synchronizovaným kulometem dosáhl nejspíše už 1. července 1915 poručík Kurt Wintgens, ač oficiálně uznán mu byl až sestřel z 15. července. Následovaly další typy Fokkerových stíhacích jednoplošníků nesoucí dvojici (experimentálně i trojici) kulometů a vzdušným silám Dohody nastaly opravdu těžké časy.

Intenzivní hledání odpovědi

To, co britské a francouzské letectvo prožívaly ve druhé polovině roku 1915, se dnes označuje jako „Fokkerova pohroma“. Letouny E.I, E.II, E.III a E.IV se synchronizovanými kulomety se staly opravdovým postrachem dohodových letců. Britové a Francouzi hledali nějakou metodu, jak se těmto strojům vyrovnat. Britové byli natolik zoufalí, že na stíhačce Bristol Scout zkusili střílet prostě jen volně skrz vrtuli a doufali, že vrtule hladké průstřely vydrží. To se sice někdy stalo, jenže po několika zásazích se vrtule stejně rozštípla, což pochopitelně znamenalo konec. Na podzim 1915 se Britové dokonce vrátili ke konstrukci stíhaček s rámovým trupem, z čehož se zrodily letouny jako Airco D.H.2 nebo R.A.F. F.E.8. Byly to jednomístné stroje s kulomety Lewis vestavěnými do přídě trupové gondoly, zatímco na zádi se nacházela tlačná vrtule. Sice se svými letovými výkony nemohly rovnat zničujícím Fokkerům, přece jen ovšem dosahovaly přijatelných výsledků a dovedly Němcům aspoň trochu vzdorovat.

Airco D.H.2

Experimentovalo se rovněž s netradičním umístěním kulometů, např. na boky trupu či na hřbet letounu. Sice to znamenalo nemožnost střílet ve směru letu, resp. nutnost blížit se k nepříteli v podivných úhlech, ale zase na stranu druhou bylo možné využít „mrtvých úhlů“ v obraně nepřítele. Dočasným řešením se pak stal nápad francouzské firmy Nieuport, která v srpnu 1915 vyslala na nebe vysoce obratný letoun Nieuport 11, jemuž se přezdívalo „Bébé“. Na horní ploše křídla měl kulomet Hotchkiss či Lewis, který tedy střílel rovně před letadlo nad okruhem vrtule, ačkoliv bylo také možné jej různě naklápět a pálit i jinak než přímo ve směru letu. Používání takto montovaného kulometu ale rozhodně nebylo snadné. Měl totiž poměrně malou zásobu střeliva a výměna zásobníku za letu představovala hodně náročnou činnost, vedle toho kulomety nezřídka selhávaly a v pozici nad křídlem se samozřejmě nedaly opravit. Přesto ale Nieuporty zaznamenaly velké úspěchy a Fokkery se přestaly těšit takřka neomezené nadvládě.

Srpen 1916: Německá stíhací letadla Albatros D.I se dvěma synchronizovanými kulomety Spandau MG 08 opět zvrátila situaci ve vzduchu

Přerušovače ruských inženýrů

Mezitím se ale hledalo řešení i na východní frontě. Carské Rusko mělo k dispozici něco, co se za jistých okolností mohlo stát odpovědí na Fokkerovy synchronizátory. Jednalo se o zařízení, které vytvořil inženýr G. I. Lavrov. Obdobně jako Fokkerův systém spojovalo motor a spoušť kulometu, ale zároveň bylo o hodně složitější, jelikož obsahovalo olejovou pumpu a množství převodů, pák a hřídelí. Výsledek byl ale prakticky shodný jako u německého synchronizátoru, takže spoušť v podstatě ovládaly otáčky motoru. Výhodou byla skutečnost, že rychlost střelby se dala regulovat, ovšem složitost systému dle očekávání způsobovala četné poruchy, navíc se po každém letu musel celý mechanismus seřizovat. Jiný však Rusové k dispozici neměli, a tak bylo rozhodnuto instalovat ho na letadlo S-16, které navrhnul inženýr Igor Sikorskij (pozdější slavný konstruktér vrtulníků v USA) a které posléze sériově vyráběl Rusko-Baltský vagónový závod (RBVZ). Ruské prameny někdy charakterizují S-16 jako „první opravdovou stíhačku se synchronizátorem“, ale toto tvrzení je hodně diskutabilní, protože ačkoli S-16 létal již v únoru 1915, synchronizační zařízení od inženýra Lavrova bylo instalováno až v listopadu 1915, tedy dlouho po prvních Fokkerech.

Sikorskij S-16

Nejdříve bylo použito s kulometem Vickers, následně se přešlo na zbraň americké značky Colt a zvažovala se i zbraň Maxim. Kulomet se každopádně nalézal na levé straně kapoty S-16, kromě toho měly některé stroje navíc další kulomet na horní ploše křídla (podobně jako Nieuport 11). Roku 1917 se ale veškeré zbraně z letounů S-16 odstranily a tyto stroje plnily jen výcvikovou roli. S-16 tedy nakonec nebyl příliš úspěšný, ačkoliv hlavní vinu za to nenesla sama konstrukce, nýbrž chronické problémy s motory (jež ostatně sužovaly celé carské letectvo). Objevily se ovšem nové konstrukce synchronizátorů, které pocházely od inženýrů Smyslova a Dybovského. O druhý projevila zájem britská vláda, v lednu 1916 patent koupila a sám Dybovskij odcestoval do Anglie.

Řešení rumunského vynálezce

Dybovského patent zdokonalil britský inženýr Scarff a v dubnu 1916 se do boje zapojily první britské letouny se synchronizovanými kulomety. Coby vůbec první to byly bombardéry Airco D.H.4 a krátce poté následovaly stíhače Sopwith 1½ Strutter. Systém Dybovskij-Scarff ovšem zůstal ve službě jen přibližně rok, jelikož na jaře 1917 se našlo definitivní řešení. Vymyslel ho v Anglii pracující rumunský inženýr George Constantinescu, jenž si ho později patentoval pod názvem „Constantinescu Fire Control Timing Gear“, ačkoliv dnes je obvykle známo jako „CC gear“ (Constantinescu-Colley). Jeho zařízení využívalo akustické impulsy vytvářené otáčkami vrtule a přenášené na závěr kulometu pomocí hydraulické soustavy. Tento synchronizátor sice byl složitější než Fokkerův, ale ve všech ostatních parametrech ho převyšoval. Rychlost palby kulometu nezávisela na otáčkách motoru, systém spolehlivě pracoval ve všech režimech letu a za všech povětrnostních podmínek a dal se adaptovat v podstatě na každý letoun, což následně potvrdil fakt, že ho pro svá letadla převzali Francouzi. Ale ani britské synchronizátory zdaleka nezaručily Dohodě nadvládu ve vzdušných soubojích, neboť v létě 1916 se objevily na obloze nové německé stíhačky značek Albatros a Halberstadt, jež měly jeden či dva synchronizované kulomety Spandau a vyznačovaly se výrazně vyšší rychlostí a obratností. Letecké síly Dohody proti nim vyslaly nové stroje značek Nieuport, SPAD, Sopwith a R.A.F., na což ovšem Němci pochopitelně reagovali dalším zdokonalením svých letounů. Tyto „závody“ posléze probíhaly vlastně až do konce války, ale týkaly se především rychlosti a obratnosti, jelikož obě strany už střelbu skrz okruh vrtule úspěšně vyřešily. Synchronizátory se samozřejmě používaly i nadále a tvořily běžnou součást výbavy stíhaček v podstatě až do příchodu proudového pohonu, který logicky učinil celou záležitost bezpředmětnou. Vývoj synchronizátorů každopádně ukázal, jak válečná situace intenzivně tlačí na technický pokrok a jak výrazným způsobem může zdánlivá „maličkost“ ovlivnit poměry sil a rovnováhu na bojišti.

Sopwith 1½ Strutter

Lukáš Visingr

Hlavní zdroje:
Vadim Mikheyev: Sikorsky S-16, Stratford 1997
Václav Němeček: Vojenská letadla 1 – Letadla první světové války, Praha 1974
Lubomír Popelínský a Vladimír Kodeš: Střelecká a raketová výzbroj letadel, Praha 1997
Válka.cz, Wikipedia.org

Fotografie: RAF, RGVA, archiv autora