同期ギア

メッサーシュミットBf 109 E1の同期ギアの調整（1941年1月）。プロペラに取り付けられた木製の円盤は、各弾丸がプロペラアークを通過する位置を示すために使用されている。

シンクロナイザーギア（ガンシンクロナイザー、インターラプターギアとも呼ばれる）は、単発牽引型航空機が、回転するプロペラの翼に弾丸が当たることなく、前方発射装置をプロペラの弧を通して発射できるようにする装置である。これにより、銃ではなく航空機を目標に照準することができた。

実用上の問題は数多く存在したが、その多くは、自動小銃の射撃精度の低さ、回転するプロペラの羽根の速度が速く（かつ変動しやすい）、そして両者を同期させる歯車が非常に高速で動作しなければならなかったことに起因する。実際には、既知の歯車はすべて、半自動小銃のように、各発砲を能動的にトリガーする原理で動作していた。

1913年から1914年にかけてフランスとドイツで銃の同調装置の設計と実験が進められていたが、これは飛行方向に向かって射撃する固定武装の搭載を初めて提案した人物とみられる（1910年）。しかし、実用化に至った最初の（信頼性には程遠いものの）装置は、1915年半ばにドイツ空軍の飛行隊に配備されたフォッカー アインデッカー戦闘機に取り付けられたものだった。アインデッカーの成功によって数多くの銃の同調装置が開発され、最終的には1917年にルーマニアのコンスタンティネスコ製のかなり信頼性の高い油圧式装置が開発された。第一次世界大戦の終戦までに、ドイツの技術者たちは、エンジンと銃の間に機械的または油圧式ではなく電気的に接続し、銃を電気機械式ソレノイドで作動させる装置を完成させつつあった。

1918年から1930年代半ばまで、戦闘機の標準武装はプロペラの弧に沿って前方に射撃する、同期した2挺のライフル口径機関銃であった。しかし、1930年代後半には、戦闘機の主な役割は大型の全金属製爆撃機の撃破であると見られることが多くなり、この武装では不十分であった。単発エンジンの航空機の胴体前部の限られたスペースに3挺以上の機関銃を設置することは非現実的であったため、代わりに翼に機関銃を搭載するようになり、プロペラの弧の外側で射撃することで同期の必要がなくなった。プロペラレスジェット推進の導入により、すべての航空機で同期は不要になった。

命名法

回転するプロペラのブレードの間で自動小銃を発射できるようにする機構は、通常、インタラプターまたはシンクロナイザーギアと呼ばれます。これらの用語はどちらも、少なくともギアが作動したときに何が起こるかを説明するという点では、多かれ少なかれ誤解を招くものです。^{[ 1 ]}

「インターラプター」という用語は、プロペラのブレードの1枚が銃口の前を通過する時点で、ギアが銃の射撃を一時停止、つまり「中断」することを意味します。しかしながら、第一次世界大戦の航空機の比較的低速で回転するプロペラでさえ、当時の機関銃が発射できる1発の射撃につき、通常は2回、あるいは3回回転していました。したがって、2枚羽根のプロペラは銃の射撃サイクルごとに6回、4枚羽根のプロペラは12回、銃を妨害することになります。このように構成された銃は、1秒間に40回以上も中断され^{[ 2 ]}、発射速度は1秒間にわずか7発程度にとどまります。当然のことながら、いわゆるインターラプターギアの設計者たちは、この「中断」間隔が短すぎて銃が射撃できないため、真剣に検討するには問題が大きすぎると判断しました^{[ 3 ] 。}

しかし、回転する航空機のプロペラの回転数に機関銃の発射速度を正確に比例させる真の同期は、非現実的なレベルの複雑さを必要とするだろう。^{[ 4 ]}機関銃は通常、1分間に一定数の弾丸を発射する。これは銃を改造することで変更できるかもしれないが、銃の動作中に任意に変更することはできない。一方、航空機のプロペラの回転速度は、特に定速プロペラが登場する前は、スロットルの設定やどのような操縦を行っているかによって大きく変化する可能性があった。たとえ、航空機エンジンの回転計上で、機関銃の周期的な回転速度がプロペラアークを通して発射できる特定の点を特定することが可能であったとしても、それは非常に制限的なものとなるだろう。^{[ 5 ]}

プロペラの回転するブレードに衝突することなく、その間を射撃するという偉業を成し遂げた機構は、銃の射撃を「中断する」（もはや自動小銃として機能しなくなる程度に）と表現でき、またプロペラの回転と一致するように射撃を「同期させる」、あるいは「タイミングを合わせる」とも表現できると指摘されている。^{[ 6 ]}

コンポーネント

典型的な同期ギアには 3 つの基本コンポーネントがあります。

プロペラで

アルバトロスC.IIIのプロペラ。同期ギアの故障または調整不良により、片方のブレードが切断されている。

まず、特定の瞬間におけるプロペラの位置を決定する方法が必要でした。典型的には、プロペラシャフト自体から直接駆動されるか、プロペラと同じ速度で回転する駆動系の一部から駆動されるカムが、プロペラの回転と同じ速度で一連のインパルスを発生させました。^{[ 7 ]}これには例外もありました。一部のギアではカムが銃のトリガー機構自体の中に配置されており、発射インパルスはプロペラが2～3回転するごとに発生するようにタイミング調整されることもありましたが、特に油圧式または電動式のギアの場合は、1回転ごとに2回以上の速度で発生することもありました。このセクションの図では、説明を簡略化するために、1回転につき1インパルスを想定しています。これにより、同期した各弾丸はプロペラディスク上の1点を「狙う」ことになります。

同期砲の射撃がひどく「同期がずれている」。全​​弾または大部分の弾丸がプロペラの片方のブレードに命中し、すぐに破壊される。

各インパルスのタイミングは、プロペラのブレードが十分に邪魔にならない「安全」期間と一致するように調整する必要があり、この調整は定期的に、特にプロペラを交換または再装着した場合や、エンジンの大規模なオーバーホール後には必ず確認する必要がありました。この調整に不具合（例えば、カムホイールが1～2ミリ滑ったり、プッシュロッドが曲がったりするなど）^{[注 1 ]}があると、発射された弾丸がすべてプロペラに命中する可能性が高く、これは全く制御されずにプロペラを通して銃を発射した場合よりも悪い結果となります。もう一つの主な故障は、通常、ジェネレーターまたはリンケージの詰まりや破損により、発射インパルスが減少または全く発生しないことです。これは、同期銃の「詰まり」の一般的な原因でした。

プロペラの速度、つまり銃の発射から弾丸がプロペラディスクに到達するまでのプロペラの移動距離は、エンジン回転数の変化に応じて変化しました。銃口速度が非常に高く、銃がかなり前方に配置され、弾丸がプロペラディスクに到達する距離が非常に短い場合、この差はほぼ無視できます。しかし、銃口速度が比較的低い兵器、あるいはプロペラからかなり後方に配置された銃の場合、この問題は重大になる可能性があります。^{[ 8 ]}場合によっては、パイロットはタコメーターを確認し、発射前にエンジン回転数が「安全」範囲内であることを確認しなければなりませんでした。そうでなければ、プロペラが急速に破損する危険がありました。^{[注2 ]}

銃を向けて

不適切な銃や欠陥のある/異なる弾薬を同期させようとする試み（「不正な」発砲）により、プロペラに当たる危険性があります。

2つ目の要件は、必要な時に確実に発射（または発射停止）できる銃であることだった。すべての自動火器が同じように同調できるわけではない。同調可能な機関銃は、発射準備完了時に、銃尾に弾丸が装填され、銃尾が閉じられ、作動装置がコックされている（いわゆる「クローズドボルト」の位置）必要があった。^{[ 9 ]}広く使用されていたいくつかの自動火器（特にルイス銃とイタリアのレヴェリ）は、ボルトが開いた状態で引き金を引くため、引き金を引くのと発射の間隔が予測不可能であったため^{[ 10 ]}、大幅な改造を行わない限り同調には適していなかった。^{[ 11 ]}

実際には、この銃は半自動モードで発射する必要があることが判明した。^{[ 12 ]}プロペラが回転すると、一連の発射インパルスが銃に伝達され、それぞれが単発の発射をトリガーする。これらのインパルスの大部分は、銃が使用済みの弾丸を排出したり、新しい弾丸を装填したりする過程に巻き込まれるため、効果はない。しかし、発射サイクルが完了すると、銃は同期装置から次のインパルスを受信するとすぐに発射準備が整う。発射サイクルの終了と次の発射インパルスの到達との間の遅延は、準備が整うとすぐに発射する自由発射式機関銃と比較して発射速度を遅くするが、装置が正しく機能していれば、銃は回転するプロペラの羽根に当たることなく、かなり高速に発射することができた。^{[ 7 ]}

オーストリアのシュヴァルツローゼ機関銃やアメリカのマーリン機関銃など、他の機関銃も同調に完全には適合していなかったが、最終的には予測可能な「単発」射撃を実現した。これは通常、トリガー機構を改造して「クローズドボルト」射撃を模倣することで実現された。同調に成功した兵器のほとんどは（少なくとも第一次世界大戦期には）、ドイツのパラベラム機関銃やシュパンダウ機関銃、イギリスのヴィッカース機関銃のように）、1884年に開発されたオリジナルのマキシム機関銃（銃身反動で作動するクローズドボルト式兵器）をベースとしていた。 ^{[ 13 ]}これらの違いが完全に理解される前は、不適格な兵器の同調を試みる試みに多くの時間が費やされた。^{[ 14 ]}

クローズドボルト式の武器でさえ、信頼性の高い弾薬が必要でした。^{[ 15 ]}薬莢の雷管に欠陥があり、銃の発射がほんの一瞬遅れたとしても（大量生産された弾薬では実際にはよくあるケースです）、地上の歩兵が使用する銃であれば大きな問題にはなりませんが、同期式の「航空機用」銃の場合、そのような遅れは不規則な発射を引き起こし、プロペラに当たる危険性があります。^{[ 16 ]}焼夷弾や炸裂弾などの特殊な弾丸の質量が異なり、銃口速度に大きな差が生じる場合にも、非常によく似た問題が発生する可能性があります。^{[ 17 ]}弾丸の性質上、プロペラの健全性にさらなるリスクが生じる可能性があります。

「トリガーモーター」は理論的には2つの形態をとる可能性があります。最も初期の特許（シュナイダー、1913年）では、同期ギアが定期的に銃の発砲を阻止し、真の、あるいは文字通りの「インターラプター」として機能すると想定されていました。しかし実際には、信頼できる技術情報を持つ「現実の」同期ギアはすべて銃を直接発砲し、完全自動小銃ではなく半自動小銃のように動作していました。

プロペラと銃の連動

3つ目の要件は、「機械」（エンジンと銃）間の連動を同期させることです。初期のギアの多くは、複雑で本質的に壊れやすいベルクランクとプッシュロッドの連動機構を使用していましたが、特に設計速度を超える速度で動作する必要がある場合、簡単に固着したり故障したりする可能性がありました。このため、振動ロッド、フレキシブルドライブ、油圧液の柱、ケーブル、電気接続など、いくつかの代替手段がありました。

一般的に機械式は油圧式や電動式に劣りますが、どれも完全に安全というわけではなく、同期装置もせいぜい時折故障する可能性がありました。ドイツ空軍のエースパイロット、アドルフ・ガランドは、戦時中の回想録『最初と最後』の中で、1941年に起きた深刻な同期装置の故障について記述しています。^{[ 18 ]}

発射速度

フォッカーE.IV試作機の左舷機銃が撤去される前の、オリジナルの「3連装シュパンダウ」武装。量産型では左右対称に配置された2連装機銃が採用された。

パイロットが標的を視界に捉えるのは通常、ほんの一瞬なので、「撃墜」を達成するには弾丸の集中が不可欠でした。^{[ 13 ]}第一次世界大戦の脆弱な航空機でさえ、撃墜するには驚くほど多くの命中弾が必要であり、後に大型化した航空機ではさらに困難になりました。解決策は2つ考えられました。1つは、より効率的な機関銃を搭載し、発射速度を高めるか、搭載する機関銃の数を増やすかです。^{[注 3 ]}どちらの対策も、同期の問題に影響を与えました。

1915年から1917年にかけての初期の同調砲の発射速度は、毎分400発程度でした。この比較的遅い発射速度では、同調装置を減速させることで、プロペラが2～3回転するごとに1回の発射インパルスを与えることができ、発射速度を過度に低下させることなく、同調装置の信頼性を高めることができます。例えば、毎分800発または1,000発というより高速な発射速度の砲を制御するには、プロペラが1回転するごとに少なくとも1回（場合によっては2回）のインパルスを与える必要があり、故障しやすくなります。特に「プッシュロッド」型の複雑な機械式リンク機構は、この速度で駆動すると簡単に壊れてしまう可能性がありました。

フォッカー・アインデッカーの最終型であるフォッカーE.IVには、 1MG 08「シュパンダウ」機関銃が2挺搭載されていました。^{[ 19 ]}この武装は、アルバトロスDIをはじめとする全てのドイツ製D型偵察機の標準装備となりました。^{[注4 ]} 1917年半ばのソッピース・キャメルとSPAD S.XIIIの登場から、1950年代に機関銃の同調が終焉を迎えるまで、連装機関銃の搭載は国際標準でした。2挺の機関銃を同時に発射させるのは、明らかに満足のいく配置ではありませんでした。両機関銃はプロペラディスク上の同じ点に射撃する必要があり、つまり片方の機関銃はもう片方よりほんの一瞬遅れて射撃する必要がありました。そのため、1挺の機関銃用に設計された初期のギアは、2挺の機関銃をうまく制御するために改造する必要がありました。実際には、2挺の機関銃を個別に同調させない場合でも、少なくとも機構の一部を複製する必要がありました。

歴史

オイラーの1910年の固定式前方発射機関銃の特許からの図

実用飛行の黎明期から航空機の軍事利用の可能性は検討されてきたが、全ての論者が肯定的な結論に達したわけではない。1913年までに、イギリス、ドイツ、フランスにおける軍事演習で、航空機が偵察・監視に有用である可能性が確認され、一部の前向きな将校は、これは敵の偵察機を抑止または破壊する必要があることを意味すると解釈した。このように、空中戦は全く予想外のことではなく、当初から機関銃が最も使用される可能性の高い兵器と考えられていた。^{[ 20 ]}

敵機を射撃できる航空機が有利になる可能性が高い。最も適した武器は軽量の空冷式機関銃である。

— 1914年1月1日、ドイツ参謀本部ジーゲルト少佐の報告書より^{[ 21 ]}

一般的に同意されなかったのは、少なくとも攻撃側の航空機にとっては、パイロット以外の銃手が狙う柔軟な武器よりも、航空機を目標に向けて狙う固定式の前方射撃銃のほうが優れているということであった。

プロペラの回転に射撃機構を連動させるという発想は、単なる見せかけに過ぎません。機体の前後軸に沿って固定された銃座に対する反対意見と同じです。パイロットは射撃するために敵機に向かってまっすぐ飛行せざるを得なくなります。状況によっては、これは極めて望ましくない事態となります。

— ジーゲルト少佐による同じ報告書より^{[ 22 ]}

1916年になっても、DH.2推進戦闘機のパイロットは、機体の前方射撃武装はフレキシブルではなく前方に固定された方が効果的であることを上級将校に納得させるのに苦労していた。^{[ 23 ]}一方、アウグスト・オイラーは牽引機が普及するずっと前の1910年に、固定銃のアイデアの特許を取得しており、その特許には機関銃を装備した推進機の図が添付されていた。^{[ 22 ]}

フランツ・シュナイダーの特許（1913～1914年）

回転する飛行機のプロペラのブレードを通して自動小銃を発射できるようにするギアに関する最初の特許から引用

オイラーの元の特許から直接インスピレーションを得たかどうかは定かではないが、トラクターのプロペラを通して前方に噴射する方法の特許を最初に取得した発明者は、以前はニューポールに所属し、当時はドイツのLVG社に勤務していたスイス人エンジニアのフランツ・シュナイダーであった。^{[ 6 ]}

この特許は1914年にドイツの航空雑誌『Flugsport』に掲載されたため、この概念は早い段階で公知となった。^{[ 24 ]}プロペラと機関銃の連結は、往復運動するロッドではなく、回転する駆動軸によって行われる。トリガーを操作するために必要な、あるいはこの場合はトリガーが作動しないようにするために必要なインパルスは、機関銃自体に180度間隔で配置された2つのローブを持つカムホイールによって生成される。これは、射撃がプロペラの両ブレードによって中断されるためである。この特許に基づいて実際の作動装置を製作または試験する試みは（知られている限りでは）行われなかった。当時、この特許はほとんど、あるいは全く関心を集めなかったからである。^{[ 6 ]} 1915年にシュナイダーが開発したLVG EIに搭載された同期装置の正確な形状と、この特許との関係は、図面が残っていないため不明である。^{[ 25 ]}

レイモンド・ソルニエの特許 (1914 年)

オリジナルの（1914年）フランス特許に基づくモラーヌ＝ソルニエの設計図からのスケッチ

シュナイダーの特許設計とは異なり、ソルニエの装置は実際に製作され、試験された最初の実用的な同期装置と言えるだろう。^{[ 26 ]}発射インパルスを銃に伝える往復運動を生み出すカムが初めてエンジン（この場合、オイルポンプとタコメーターを駆動する同じスピンドルによって駆動される）に配置され、インパルス自体はシュナイダーの回転軸ではなく往復ロッドによって伝達される。文字通り銃の発射を「中断する」というアイデアは（おそらく経験の結果として）、半自動小銃のように、連続した発射ごとに引き金を引くという原理に取って代わられた。^{[ 27 ]}

これは実用的な設計であり、機能するはずだったが、実際には機能しなかったという指摘もある。^{[ 14 ]}供給された弾薬の不一致の可能性はさておき、真の問題は、この装備の試験に使用された銃、フランス軍から借用したガス作動式ホチキス8mm（.323インチ）機関銃が、根本的に「半自動」射撃に適していなかったことであった。最初の試験が失敗に終わった後、銃は返却され、実験は中止された。^{[ 26 ]}

1916 年から 1917 年頃のソッピース ベイビー航空機の損傷したプロペラ。シンクロナイザーのないプロペラを通して機関銃が発射した弾痕が見える。

非同期砲と「デフレクターウェッジ」コンセプト

1914年にイギリス空軍とイギリス海軍航空隊のパイロットがフランスに到着した際、彼らは機関銃を搭載して敵を追い抜くには出力が不足した推進機と、プロペラが邪魔になるため効果的に武装するのが困難な牽引機を装備していました。この問題を回避するための他の試みとしては、プロペラの弧を斜めに通過させて射撃したり、当時のイギリスの航空機の「標準」兵器であったルイス銃を同調させようと試みたものの失敗に終わったもの^{[ 28 ]}  、プロペラの弧をまっすぐ通過させて「うまくいくことを祈る」という方法がありました[29]。^{通常、多く}の弾丸はプロペラブレードに当たらずに通過し^{[注5 ]}、各ブレードは、特に破片を防ぐためにテープで縛られていた場合、通常は数回の命中に耐えることができ、破損の危険性はほとんどありませんでした（下の図と左の図を参照）。^{[ 4 ]}

非同期砲 - 射撃はプロペラディスクの周囲にほぼランダムに分散される - ほとんどの弾丸は通過するが、少数の弾丸はプロペラに当たる

初期の同期実験が失敗した後、ソルニエは、損傷に耐える 装甲プロペラブレードを開発することで、統計と運にあまり頼らない方法を追求しました。

ドイツ軍が捕獲したデフレクター付きの回収されたプロペラ。

1915年3月、フランス人パイロットのローラン・ギャロスがソルニエにこの装置を彼のモラーヌ・ソルニエL型機に取り付けるよう依頼した時、この装置は鋼鉄製のくさび形をしており、弾丸を逸らしてプロペラを損傷させたり、跳ね返って危険な状態になったりするのを防ぐものだった。 ^{[ 30 ]}ギャロス自身と彼の専属整備士ジュール・ユーが、この「デフレクター」をテストし、完成させたとされることもある。^{[ 31 ]}この粗雑なシステムは一応は機能したが、くさび形はプロペラの効率を低下させ、デフレクターブレードに弾丸が衝突するかなりの衝撃がエンジンのクランクシャフトに望ましくない負荷をかけたに違いない。^{[ 6 ]}

1915年4月1日、ガロスは初めてドイツ機を撃墜し、乗組員2名を死亡させた。1915年4月18日、さらに2機の撃墜を果たした後、ガロスはドイツ軍戦線の後方で（地上砲火によって）不時着した。機体を焼却することはできたものの、ガロスは捕虜となり、特殊プロペラは無傷であったため、ベルリン近郊のデーベリッツにある航空部隊検査局（Idflieg）に検査のために送られた。^{[ 24 ]}

フォッカーのシンクロナイザーとその他のドイツ製ギア

フォッカーの同期装置が地上射撃試験用にセットアップされている。木製のディスクは、各弾丸がプロペラのディスク上で通過した位置を記録する。反対側の図は、正常に機能するギアの場合の推定結果を示している。ギアと機関銃本体のトリガーに内在する誤差、通常運用の弾薬の小さな欠陥、さらにはエンジンの回転速度の違いなどにより、すべての弾丸がディスクの正確な位置に命中するのではなく、着弾点に「ばらつき」が生じる。

同期装置が正しく機能している: すべての弾丸が「安全」ゾーン内で十分に発射された (プロペラから十分に離れている)

ガロス機のプロペラを検査したイドフリーグは、その模倣を試みることになった。初期の試験で、偏向ウェッジは標準的なドイツ製の鋼鉄被覆弾薬に耐えられるほどの強度がないことが判明した。そこで、既にモラーヌの模倣品を製造していたフォッカー社とファルツ社（奇妙なことに、シュナイダー社のLVG社ではない）の代表者がデーベリッツに招かれ、機構を検査し、その動作を模倣する方法を提案した。^{[ 32 ]}

アンソニー・フォッカーはイドフリーグを説得して、彼の装置をテストするためのパラベラム機関銃と弾薬の貸与を手配し、それらをシュヴェリーンのフォッカー航空機製造会社にすぐに輸送させた（ただし、戦後彼が主張したように、おそらく鉄道車両や「腕の下」に積んでいたわけではないだろう）。^{[ 33 ]}

フォッカーが48時間でフォッカー同期装置を考案、開発、設置したという話（1929年に書かれたフォッカーの公認伝記で初めて発見された）は、現在では事実ではないと考えられている。^{[ 34 ]}もう一つの説明としては、部分的に火災で破壊されたガロスのモラーヌには、オリジナルの同期装置の痕跡が十分に残っており、フォッカーがその仕組みを推測できたのではないか、というものである。^{[ 35 ]}これも様々な理由から可能性は低く^{[注 6 ]} 、現在では歴史的に見てギャロスの機体が押収される前にフォッカーのチーム（技師ハインリッヒ・リュッベを含む）が同期装置を開発していたというのが通説である。^{[ 27 ]}

フォッカーシュタンゲンシュトゥエルング ギア

初期のフォッカー・アインデッカーの詳細 – カウルが取り外され、エンジン後部のオイルポンプ駆動装置に直接接続されたフォッカーのオリジナルのスタンゲンステウエルングギアが見える

パイロットは最初にトリガー イネーブラーを押して、カム フォロワーを有効にします。

パイロットはプロペラと同期したままトリガーレバーを押して機関銃を発射することができます。

ギアのさまざまな部分は次のように色分けされています。

  トリガーイネーブラー

  トリガーレバー

  銃の引き金

  カップリングピース

  プッシュロッド

  カムフォロワー

  カムとシャフト（正面図と側面図の両方で表示）

フォッカーの同期装置の初期バージョン（図参照）は、その最終的な出所が何であれ、シュナイダーらが主張したシュナイダー特許^{[注 7 ]}ではなく、ソルニエ特許に非常に忠実に従っていた。ソルニエ特許と同様に、フォッカーの装置は銃を中断するのではなく、積極的に発砲するように設計されており、後にRFC用に開発されたヴィッカース・チャレンジャーの装置と同様に、主要な機械的駆動源としてロータリーエンジンのオイルポンプを採用した点でソルニエに倣っていた。モーターと銃間の「伝達」は、ソルニエの往復プッシュロッドの派生型によって行われていた^{[ 36 ]} 。主な違いは、プッシュロッドがエンジンから銃本体に直接接続されていた点である。この場合、防火壁と燃料タンクを貫通するトンネルが必要であった（ソルニエ特許の図面に示されているように）。プッシュロッドは、オイルポンプと胴体上部の小さなカムを連結するシャフトによって駆動されていた。結局、オイルポンプの機械駆動スピンドルが余分な負荷に耐えられるほど頑丈ではなかったため、これは不十分であることが判明しました。^{[ 36 ]}

最初の形式の装備の欠陥が明らかになる前に、フォッカーのチームは新しいシステムを新型パラベラムMG14機関銃に適応させ、当時少数がA.IIIとして飛行部隊で運用されていたフォッカーM.5Kに搭載した。シリアルナンバーA.16/15を持つこの航空機は、 5機のM.5K/MG試作機の直接の先駆けとなり、事実上、同期機関銃を装備した最初の量産単座戦闘機であるフォッカーEIのプロトタイプとなった。 ^{[ 37 ]}

この試作機は、1915年5月19日から20日にかけてベルリン近郊のデーベリッツ試験場で、フォッカー社から直接イドフリーグ社に実演された。オットー・パルシャウ中尉は 1915年5月30日までにこの機体の試験飛行を行った。その後まもなく、5機の試作機（工場呼称M.5K/MG、シリアル番号E.1/15～E.5/15 ^{[ 37 ]}）が軍事試験にかけられた。これらはすべて、フォッカー社の最初の試作機と同調するパラベラム機関銃を装備していた。この試作機の寿命は非常に短かったため、再設計が必要となり、より一般的な2番目の量産型が開発された。

量産型アインデッカー戦闘機に使用されたギアは、オイルポンプの機械式ドライブシャフトシステムを、回転するロータリーエンジンのクランクケースから直接駆動される、ほぼ軽量のフライホイールとも言える大型カムホイールに置き換えました。プッシュロッドは、このカムホイールの「フォロワー」から直接往復運動を受けるようになりました。同時に、使用される機関銃も変更されました。試作機に使用されていたパラベラム機関銃は、 1MG 08機関銃（通称「シュパンダウ」）に置き換えられました。当時、パラベラム機関銃は依然として供給が非常に少なく、入手可能なすべての機関銃は観測銃として必要とされました。軽量で扱いやすいパラベラム機関銃は、この用途に非常に優れていたからです。

シンクロナイズド・ガンを装備した戦闘機による最初の勝利は、1915年7月1日に第6b野戦飛行大隊のクルト・ヴィントゲンス中尉がパラベラム砲を搭載したフォッカーM.5K/MG機「E.5/15」を操縦し、リュネヴィル東方でフランスのモラーヌ・ソルニエL型を撃墜した時だと考えられている。^{[ 38 ]}

実用可能な銃器シンクロナイザーを独占的に保有していたことで、西部戦線におけるドイツ軍の制空権は「フォッカーの災厄」として知られる時代をもたらした。ドイツ軍最高司令部はシンクロナイザーシステムを保護しようとし、パイロットに対し、強制的に降下させられて秘密が暴露されることを恐れて敵地へ進入しないよう指示していたが、その基本原理は既に周知の事実であり^{[ 39 ] [注8 ]}、1916年半ばまでに連合軍のシンクロナイザーが既に大量に入手可能となっていた。

アルバトロスC.IIIのかなり前方に搭載されたスタンゲンシュトゥエルング同期機関銃

この時までに、ロータリーエンジンで駆動される 2 枚羽根のプロペラを介して適度な周期で発射する単一の銃の同期をとるのにかなりうまく機能していたフォッカーのスタンゲンステウエルング装置は時代遅れになりつつありました。

「固定式」、すなわち直列エンジンのスタンゲンステューリング・ギアは、プロペラのすぐ後ろにある小さなカムで作動していました（図参照）。これが根本的なジレンマを生み出しました。短くてかなり頑丈なプッシュロッドでは、機関銃をかなり前方に取り付けなければならず、パイロットが詰まった箇所を修理する際に銃尾が届かない位置になってしまいます。もし機関銃をパイロットの手の届く理想的な位置に取り付けるには、はるかに長いプッシュロッドが必要になり、それが曲がったり破損したりする傾向がありました。

もう一つの問題は、スタンゲンシュトイリュングが2門以上の銃ではうまく機能しなかったことです。2門（あるいは3門）の銃を並べて同時に射撃すると、広範囲に火が広がり、回転するプロペラブレード間の「安全圏」に合わせることは不可能でした。フォッカーは当初、スタンゲンシュトイリュングの大型カムホイールに追加の「フォロワー」を取り付け、（理論上）銃がプロペラディスク上の同一点を狙うために必要な「波及」斉射を発生させるという解決策を講じました。しかし、この配置は3門銃の場合には非常に不安定であり、2門銃の場合ですら満足のいくものではありませんでした。^{[ 19 ]}初期のフォッカーとハルバーシュタットの複葉戦闘機のほとんどは、この理由から1門銃しか搭載していませんでした。^{[注 9 ]}

実際、1916年後半に登場した新型アルバトロス双銃固定エンジン戦闘機の製造者は、ヘトケ装置またはヘトケステウエルングとして知られる独自の同期装置を導入する必要があり、フォッカーが根本的に新しいものを考案する必要があることは明らかでした。^{[ 36 ]}

Fokker Zentralsteuerungギア

フォッカーD.VIII戦闘機の中央制御システムによって同期された2丁の銃。銃とエンジンをつなぐ「パイプ」はフレキシブルドライブシャフトである。

これは1916年後半に設計され、ロッドを全く使わない新しい同期ギアの形をとった。発射インパルスを発生させるカムはエンジンから銃に移され、トリガーモーターは事実上、独自の発射インパルスを発生させるようになった。プロペラと銃の連結は、エンジンのカムシャフトの端を銃のトリガーモーターに直接接続するフレキシブルドライブシャフトで構成されるようになった。^{[ 40 ]}銃の発射ボタンは、エンジンのクラッチを接続するだけで、フレキシブルドライブ（ひいてはトリガーモーター）が動作する。ある意味で、この新しいギアは元のシュナイダー特許（参照）に近づいた。

大きな利点は、調整（各弾丸がプロペラディスクのどこに着弾するかを設定すること）が銃自体で行われるようになったことです。これは、各銃を個別に調整できることを意味し、これは重要な特徴でした。なぜなら、同期式双発銃は厳密に同期して発射するのではなく、プロペラディスクの同じ点を狙って発射するように設定されていたからです。各銃はそれぞれ独自のフレキシブルドライブを備え、ジャンクションボックスでエンジンのカムシャフトに接続され、独自のクラッチも備えていたため、独立して発射することができました。また、各銃に完全に独立した部品セットが備えられていたため、片方の銃のギアが故障しても、もう片方の銃には影響が及ばないという利点もありました。

このギアは1917年半ばまでに大量に供給され、フォッカーDr.I三葉機およびそれ以降のドイツ戦闘機すべてに搭載されました。実際、このギアは戦争の残りの期間、ルフトストライトクラフトの標準的な同期装置となりましたが^{[ 41 ]}、さらに信頼性の高いギアを見つけるための実験は続けられました^{[ 36 ] 。}

その他のドイツのシンクロナイザー

LVG EI、シュナイダーリングと前方発射同期砲を備え、おそらくシュナイダー設計のギアを備えているが、これについては現在何も知られていない。

1915年のシュナイダーギア

1915年6月、シュナイダーがLVG社向けに設計した複座単葉機が評価のため前線に送られた。観測員は、当時ドイツの複座機の標準装備となりつつあった新型シュナイダー製ガンリングを装備していた。操縦士は固定式の同調機関銃を装備していたとみられる。^{[ 26 ]}機体は前線に向かう途中で墜落し、その後、機体や同調装置に関する消息は不明であるが、おそらくシュナイダー自身の特許に基づいていたと思われる。^{[ 25 ]}

アルバトロスのギア

1916年後半に登場した新型アルバトロス戦闘機には、アルバトロス・ヘトケ社が設計したアルバトロス・ヘトケ・シュテュエルング装置と同期する双銃が搭載されていた。^{[ 42 ]}このシステムは、フォッカーのスタンゲンシュテュエルング装置を直列エンジンと双銃の設置に適用する際に生じた問題を克服することを目的としており、メルセデスD.IIIエンジンのクランクシャフト後部で駆動するリジッドプッシュロッドシステムのバリエーションであった。

Albatros DV は、 Werkmeister Semmlerによって設計された新しいギアを使用しました: ( Albatros-Semmler Steuerung )。基本的には Hedtke ギアの改良版でした。^{[ 42 ]}

1917年7月24日に署名された公式命令により、優れたフォッカー中央操縦システムがすべてのドイツ航空機（おそらくアルバトロスを含む）に標準化されました。^{[ 41 ] [ 43 ]}

電気ギア

第一次世界大戦後、ドイツの戦闘機には電気同期装置が取り付けられた。このような装置では、プロペラシャフト自体、または毎分同じ回転数で回転するドライブトレインの他の部分に接点または接点セットがあり、一連の電気パルスを発生させ、銃のソレノイド駆動トリガーモーターに送られる。^{[ 16 ]}このような装置の実験は終戦前に行われており、ここでもLVG社が関与していたようである。1918年6月25日の英国諜報部の報告には、このような装置を装備したLVGの2人乗り機が英国戦線で撃墜されたと記されている。^{[ 36 ]} LVGがシーメンスの電気同期装置を備えたC.IV 2人乗り機を40機製造したことが知られている。

さらに、Aviatik 社は、DFW C.V (Av) に独自の電気同期システム 50 台をインストールする指示を受けました。

オーストリア＝ハンガリー

1914年、オーストリア＝ハンガリー帝国軍の標準機関銃はシュヴァルツローゼMG M.07/12機関銃であった。これは「遅延ブローバック」方式を採用しており、同調には適していなかった。^{[ 44 ]}フランスとイタリアは最終的にヴィッカース機関銃の供給を受けることができたが、オーストリアはドイツの同盟国から十分な量の「シュパンダウ」を入手することができず、シュヴァルツローゼを本来適さない用途に使用せざるを得なかった。シュヴァルツローゼの同調問題は最終的に部分的に解決されたものの、ギアが利用可能になったのは1916年後半になってからであった。当時でも、エンジン回転数が高い場合、オーストリアの同調ギアは非常に不安定な動作をしていた。オーストリアの戦闘機には、パイロットが発砲前に回転数が規定範囲内にあるか確認できるよう、大型の回転計が装備されていた。また、プロペラブレードには、プロペラが被弾するとパイロットに警告を発する電気警報システムが装備されていた。 ^{[ 45 ]}精密工具の慢性的な不足により、十分なギアが入手できなかった。そのため、量産型戦闘機、特にオーストリア製の優れたアルバトロスD.IIIでさえ、しばしば非武装の状態で前線に送られ、飛行隊の機甲部隊員が、拾い集めたり、回収したり、間に合わせで作った銃やギアを装備しなければならなかった。^{[ 46 ]}

オーストリアでは、単一のシステムに標準化するのではなく、様々なメーカーが独自のギアを製造していました。ハリー・ウッドマン（1989年）の研究では、以下のタイプが特定されています。

Zahnrad-Steuerung (歯車制御)

駆動は、アウストロ・ダイムラー製エンジンのカムシャフト作動ロッドからウォームギアを介して行われていた。初期のシュヴァルツローゼ砲は、このギアにより毎分360発の同期発射速度を実現していたが、後にMG16型では毎分380発にまで向上した。^{[ 47 ]}

ベルナツィク・シュトゥエルング

駆動力は排気弁の揺動アームから得られ、バルブハウジングに固定されたレバーがロッドを介して砲にパルスを伝達した。オットー・ベルナツィク中尉によって設計されたこの装置は、プロペラが2回転するごとに発射パルスを送るように減速されており、1門あたり約380発から400発の弾丸を発射した。^{[ 48 ]}シュヴァルツローゼ砲の同期をとる他のギアと同様に、エンジン回転数が高いと射撃が不安定になった。^{[ 47 ]}

プリーゼル・シュトゥエルング

カムフォロワーを連動させて一発で銃を発射する制御を除けば、このギアはオリジナルのフォッカーのスタンゲンシュトゥエルングギアをほぼそのままベースにしていた。^{[ 47 ]}これはグイド・プリゼル中尉によって設計され、1918年にオーファグ社のアルバトロス戦闘機の標準装備となった。^{[ 48 ]}

ザップ・シュトイエルング (ザパルカ・コントロール)

この装置は、エドゥアルト・ザパルカ中尉によって設計されました。 ^{[ 48 ]}駆動は、ヒエロエンジンのカムシャフト後部からカルダンジョイント付きの伝達シャフトを介して行われました。後期型シュヴァルツローゼ機関銃の発射速度は、毎分最大500発でした。機関銃は、飛行中に銃詰まりを解消できないよう、パイロットがアクセスできない前方に配置する必要がありました。^{[ 47 ]}

Kralische Zentralsteuerung

フォッカー中央制御ギアの原理に基づき、カムシャフトに連結されたフレキシブルドライブと、各砲のトリガーモーターによって発生する発射インパルスを特徴とする。難解なシュヴァルツローゼ砲の運用をより確実にするために減速ギアが採用され、発射速度は毎分360～380発に制限された。^{[ 49 ]}

イギリス

ブリストル スカウトに同期式ヴィッカース砲を搭載。ヴィッカース・チャレンジャーギアを使用。プッシュロッドが長く、角度が不自然であることに注意。

イギリスの銃器同調は、当初は順調ではあったものの、かなり不安定なスタートを切った。初期の機械式同調装置は効率が悪く信頼性が低いことが判明し、非常に満足のいく油圧式「CC」装置の完全な標準化は1917年11月まで実現しなかった。同調装置付き銃は1917年に入ってもイギリスの戦闘機パイロットの間ではあまり人気がなかったようで、フォスター式マウントに取り付けられた翼上ルイス銃は、イギリス軍のニューポール戦闘機の主力兵器であり続け、当初はSE5の主力兵器とも考えられていた。^{[ 50 ]}重要なのは、1917年3月当時、CC装置の初期の問題は、第56飛行隊にとってそれほど緊急性の高い問題の一つとは考えられていなかったことだ。彼らはフランスへの派遣前に新型SE5戦闘機を戦闘可能な状態にすることに躍起になっていた。なぜなら、翼上ルイス銃という頼みの綱があったからだ！^{[ 51 ]}ボールは実際に、重量を軽減するために、しばらくの間ヴィッカース銃を完全に取り外していた。^{[ 52 ]}

ヴィッカース・チャレンジャーのギア

RE8の同期式ビッカース砲に、ビッカース・チャレンジャーギアをよりすっきりと、より実用的に応用した。

最初のイギリス製シンクロナイザーギアは、それを設計した機関銃の製造業者によって製造され、1915年12月に生産が開始された。設計者のジョージ・チャレンジャーは、当時ヴィッカースの技師であった。原理的にはフォッカーのギアの最初の形式に酷似していたが、これはコピーだったからではない（時折言われる​​ように）。鹵獲されたフォッカーが技術分析に利用できるようになるのは1916年4月になってからである。実際には、両方のギアはソルニエの特許に密接に基づいていた。最初のバージョンは、ソルニエの設計と同様に、ロータリーエンジンのオイルポンプスピンドルに取り付けられた減速ギアによって駆動され、小さなインパルス発生カムが前部胴体の左側に外部的に取り付けられ、調整のために容易にアクセス可能であった。^{[ 53 ]}

残念ながら、ロータリーエンジンとコックピット前方の前方発射機関銃を備えたブリストル スカウトやソッピース 1 1/2 ストラッターなどのタイプにギアを装着した場合、ギアと銃を連結する長いプッシュ ロッドを不自然な角度で取り付ける必要があり、温度変化による伸縮だけでなく、ねじれや変形が発生しやすかった。

このため、BE12、RE8、ヴィッカース社製のFB19では、機体の左側に前方発射機関銃を搭載し、比較的短いプッシュロッドを機関銃に直接連結できるようにした。

この方法はまずまずうまく機能したが、直視を妨げた「不自然な」砲の位置は当初多くの批判を浴びた。しかし、照準されていたのは砲そのものではなく航空機であったと認識されると、当初考えられていたほど問題はなかった。ヴィッカース・チャレンジャー・ギアを装備した最後の航空機であるRE8は、1917年半ば以降、ほとんどの航空機がCCギアに換装された後も、砲の左舷配置を維持した。

スカーフ・ディボフスキー歯車

スカーフ・ディボフスキーのカムギア

ロシア帝国海軍の将校、ヴィクトル・ディボフスキー中尉は、イギリスの航空機製造方法を視察し報告する使節団の一員としてイギリスに赴任中、自ら設計した同期装置を提案した。ロシアの情報源によると、この装置はすでにロシアでテストされており、結果はまちまちであったが、^{[ 54 ]}ディボフスキーの初期の装置は、真の同期装置ではなく、実際にはデフレクターシステムであった可能性がある。いずれにせよ、准尉 F.W. スカーフはディボフスキーと協力してこの装置の開発と実現に取り組んだ。この装置はおなじみのカムとライダーの原理で動作し、銃との接続は通常のプッシュロッドとかなり複雑な一連のレバーで行われていた。この装置は、射撃インパルスが銃に送られる速度を遅くするためのギアリングであった（したがって、射撃速度は低下しないが、信頼性は向上する）。この装置はロシア海軍向けに発注され、ヴィッカース チャレンジャーの装置に数週間遅れて生産された。ヴィッカース・チャレンジャーよりもロータリーエンジンへの適応性は高かったが、1916年にRNASの注文で製造された初期のソッピース1 1/2ストラッターと、おそらく初期のソッピース・パップを除いて、実際の応用は記録されていないようだ。^{[ 55 ]}

ロスとその他の「雑多な」ギア

ロス・ギアは、1916年にRFC第70飛行隊の1.5ストラッター機に搭載されていた不適合なヴィッカース・チャレンジャー・ギアの代替として設計された、暫定的な野戦用ギアである。^{[注 10 ]}公式には第70飛行隊のロス大尉が設計したとされているが、ロス大尉の指揮下にあった飛行曹長が主に設計に関わったという説もある。このギアは明らかに1.5ストラッター機にのみ使用されたが、第45飛行隊も少なくとも一部のロス・ギアを第70飛行隊と共に使用した。ソッピース・カウパー・ギアが使用可能になると、ソッピース・カウパー・ギアに置き換えられた。^{[ 56 ]}

ノーマン・マクミランは、事件から数年後に執筆した記事の中で、ロス・ギアの発射速度は非常に遅かったものの、元の引き金はそのまま残っていたため、「非常に狭い場所」でも「ギアを外して直接発砲し、地上砲の通常の発射速度を得ることができた」と主張した。マクミランは、プロペラ機が最大20発命中したにもかかわらず、航空機は無事に帰還したと主張した。^{[ 57 ]}この情報の一部は、同調式銃の実際の動作とは矛盾しており、マクミランの記憶の誤りである可能性が高い。^{[ 56 ]}

もう一つの「野戦製造」シンクロナイザーはARSIADで、 1916年に第1航空機廠の飛行機修理課で製造された。これについての詳細はほとんど知られていないが、ヴィッカース・チャレンジャーのギアが見つからなかった初期のRE8に搭載されていた可能性がある。^{[ 56 ]}

エアコ社とアームストロング・ホイットワース社は、それぞれ自社の航空機向けに独自のギアを設計しました。油圧式CCギア（後述）の標準化は、どちらも量産される前に行われました。^{[ 58 ]}実際に量産されたのはソッピース社のギア（次項） のみでした。

ソッピース・カウパー歯車

初期生産型ソッピース キャメル(1917 年)におけるソッピース カウパー同期装置 (Mk.III) の取り付けに関するメンテナンス マニュアルの図

初期のソッピース戦闘機に搭載された最初の機械式同期装置はあまりにも不十分だったため、1916年半ば、ソッピース社は工場長のハリー・カウパー（オーストラリア出身のハリー・ホーカーの友人であり同僚）に改良版の設計を依頼した。^{[ 59 ]}この装置は、特に従来の装置の欠点を克服することを目的としていた。大幅に改良されたMk.IIおよびMk.III型に関する特許は、1917年1月と6月に申請された。

プッシュロッドの動作を反転させることで、機械効率が向上しました。発射インパルスは、ソルニエの特許のようにカムの突出部ではなく、カムの低位部で発生しました。これにより、ロッドにかかる力は圧縮ではなく張力によって発生しました（より専門用語を使わずに言えば、トリガーモーターは「押される」のではなく「引かれる」ことで作動します）。これによりロッドが軽量化され、慣性が最小限に抑えられ、動作速度が向上しました（少なくとも初期のギアでは、カムホイールの1回転で1つではなく2つの発射インパルスが発生しました）。1つの発射レバーでギアを噛み合わせ、1回の動作で銃を発射しました。以前のギアのように、ギアを「オン」にして発射する必要がありましたが、この方式では、1つの発射レバーでギアを噛み合わせ、1回の操作で銃を発射することができました。

ソッピース・カウパー式ギアは2,750機が実戦機に搭載されました。ソッピース・パップとトライプレーンの標準ギアであっただけでなく、初期のキャメル機の多くにも搭載され、1.5インチストラッターやその他のソッピース型機の初期ギアを置き換えました。しかし、1917年11月までに、幾度かの改良にもかかわらず、ソッピース・カウパー式ギアでさえ機械式ギア特有の限界に悩まされていることが明らかになりました。特にキャメル飛行隊は、プロペラが頻繁に「撃ち抜かれる」こと、ギアが「暴走する」傾向があることを報告しました。摩耗、ヴィッカース機関銃の発射速度の増加、そしてエンジン回転数の上昇が、この性能と信頼性の低下の原因でした。この頃には、油圧式CCギアの初期問題は克服され、ソッピースを含むすべてのイギリス航空機の標準ギアとなりました。^{[ 59 ]}

コンスタンティネスコ同期ギア

米国特許庁のCC同期ギアの図面。ポンプのような部品はオイルリザーバーで、コックピットに設置されていました。ハンドルを持ち上げることで、ギアを作動させるのに十分な油圧が確保されました。

陸軍省軍需品発明部の主任実験官兼砲兵顧問であったコリー少佐は、ジョージ・コンスタンティネスコの波動伝達理論に興味を持ち、彼と協力してその実用化の可能性を探り、最終的にそれに基づいた同期装置の開発というアイデアに至った。コリー少佐は、英国陸軍航空隊と英国砲兵隊（彼自身の部隊）との人脈を活用し、ヴィッカース機関銃と弾薬1,000発を借り受けた。

コンスタンティネスコは、岩盤掘削機の研究成果を基に、波動伝達システムを用いた同期装置を開発した。^{[ 60 ]} 1916年5月、彼はコンスタンティネスコ射撃管制装置、または「CC（コンスタンティネスコ・コリー）装置」として知られるようになる装置の最初の図面と実験モデルを作成した。この装置の最初の仮特許出願は、1916年7月14日に提出された（特許番号512）。

当初、几帳面なコンスタンティネスコは、テストディスクにわずかに偏った命中が見られることに不満を抱いていました。しかし、弾薬を注意深く検査することでこの欠点（もちろん、この種の装置に共通する欠点）は解消されることが判明し、良質の弾薬を使用することで、装置の性能は製作者自身も満足するほどになりました。^{[ 61 ]}フェルサムにある英国飛行隊の秘密実験工場を指揮していたA.M.ローもこのテストに携わりました。このシステムは、アルパートン、ハニーポットレーンにあるハッドン・エンジニアリング・ワークスで、コンスタンティネスコがフリート街の印刷工兼技師であるウォルター・ハッドンと共同で完成させました。^{[ 62 ]}最初の実用CC装置は、1916年8月にBE2cで空中試験されました。^{[ 63 ]}

この新しいギアは、あらゆる機械式ギアに比べていくつかの利点があった。発射速度が大幅に向上し、同期がより正確になり、そして何よりも、エンジンの種類ごとに特別に設計されたインパルスジェネレータや航空機の種類ごとに特別なリンケージを必要とすることなく、あらゆるタイプのエンジンと機体に容易に適応できた。^{[ 64 ]}長期的には（適切なメンテナンスと調整が行われていれば）、はるかに耐久性が高く、故障しにくいことも証明された。^{[ 65 ]}

第55飛行隊のDH.4は1917年3月6日に新型ギアを装備してフランスに到着し、^{[ 64 ]、}その後すぐに第48飛行隊のブリストル・ファイターと第56飛行隊のS.E.5が続いた。初期生産型は地上要員が新型ギアの整備と調整、パイロットが操作方法を習得するなど、運用初期にいくつかのトラブルが発生した。^{[ 65 ]}連装銃を操作できるバージョンのギアが利用可能になったのは1917年後半になってからだったため、最初のソッピース・キャメルにはソッピース・カウパーのギアを装備しなければならなかった。

1917 年 11 月から、この装置は最終的に標準となり、その日から 1937 年のグロスター グラディエーターまで、同調銃を搭載したすべての新しいイギリスの航空機に装備されました。

1917 年 3 月から 12 月の間に、6,000 個を超えるギアがイギリス陸軍航空隊とイギリス海軍航空隊の航空機に取り付けられました。1918 年 4 月 1 日に以前の 2 つの軍隊からイギリス空軍が結成された期間中、1918 年 1 月から 10 月の間に、さらに 2 万個の「コンスタンティネスコ-コリー」銃同期システムがイギリス軍の航空機に取り付けられました。標準装備となっていた 20 年間で、合計 50,000 個のギアが製造されました。

ベターリッジギア

試験台に取り付けられた同期ビッカース銃。電動モーターがプロペラを模擬した構造を駆動する。

CCギアは提案された唯一の油圧ギアではありませんでした。1917年、オーストラリア航空軍第1飛行隊の航空整備士A.R.ベターリッジは、パレスチナでの部隊勤務中に、独自設計のギアを製作し、試験しました。この装置に対する公式の関心は示されていませんでしたが、CCギアは既に検討されていた可能性があります。^{[ 66 ]}図は、このギアの試験装置である可能性が高いと思われます。

フランス

フランス軍航空隊は幸運にも、ほぼ最初から、ロータリー エンジン用と「固定式」(直列) エンジン用の 2 つの十分に満足のいく同期ギアを標準化することができました。

ニューポール17。機関銃はアルカン・ハミー機構によって同調制御されている。機関銃の後ろにある大きなリールは弾薬ベルトの巻き取りスプールであり、同調装置とは全く関係がない。プッシュロッドが事実上機関銃の一部となっている点に注目してほしい。

アルカン・ハミー歯車

フランス製初のシンクロナイザーは、軍曹ロベール・アルカンと技師アミーによって開発された。このシンクロナイザーは、フォッカーの標準装備の蒸気噴射装置をほぼそのまま採用していたが、主な違いはプッシュロッドがヴィッカース機関銃内に設置され、冷却ジャケット内の冗長蒸気管が利用されていたことである。これにより、他のプッシュロッド式ギアの大きな欠点である、全長にわたって支持されるロッドの歪みや破損がはるかに少なくなるという点が軽減された。このギアを採用するように改造されたヴィッカース機関銃は、プッシュロッドのスプリング用ハウジングが第2砲身のように銃の前面から突き出ている点で区別できる。このギアは1916年5月2日にニューポール 12に初めて搭載され空中テストが行​​われ、その後、他の試作ギアが同時期のモラーヌ・ソルニエ戦闘機やニューポール戦闘機に装着された。アルカン・アミーのギアは、ヴィッカースI型回転式エンジン同期装置として標準化され、1916年半ばにニューポール17が前線に到着したときには、フランスの回転エンジン航空機の前方射撃銃の標準ギアとして大量に利用可能になった。^{[ 67 ]}

ニューポール28は異なるギアを使用していたが、現在ではアメリカの文献でのみ知られており、そこでは「ニューポール同期ギア」または「ノームギア」と呼ばれている。^{[ 68 ]}ニューポールの160CVノーム9Nモノソパペロータリーエンジンの回転クランクケースによって駆動される回転駆動軸が、2つの別々に調整可能なトリガーモーターを駆動し、それぞれが独自の短いロッドを介して銃に発射インパルスを伝えていた。^{[ 69 ]}写真証拠は、このギアの初期のバージョン（1丁の銃を制御するもの）がニューポール23とアンリオHDに装備されていた可能性があることを示唆している。1 。

ビルキクトギア

SPAD S.VIIは、マルク・ビルキトが開発したイスパノ・スイザエンジンをベースに設計され、1916年9月に就役したこの新型戦闘機には、ビルキトが自社のエンジン用に提供した新型ギアと同期したヴィッカース機関銃1門が搭載されていました。他の多くの機械式ギアとは異なり、「SPADギア」と呼ばれるこのギアは、プッシュロッドを全く必要としませんでした。発射インパルスは、可動式の振動軸によってねじり駆動され、時計回りと反時計回りに交互に約4分の1回転します。この振動はプッシュロッドの往復運動よりも機械的効率が高く、より高速な飛行を可能にしました。正式名称は「Système de Synchronisation pour Vickers Type II (moteurs fixes)」で、ビルキトギアは後に2門の機関銃を制御するように改造され、第二次世界大戦までフランス軍で使用されました。^{[ 70 ]}

ロシア

1917年の革命以前には、ロシア製の同期歯車は生産されなかった。ただし、1915年にヴィクトル・ディボフスキーが行った実験は、後のイギリスのスカーフ・ディボフスキー歯車（上記参照）の開発に貢献し、また別の海軍士官であるG.I.ラブロフも、失敗に終わったシコルスキーS-16に搭載された歯車を設計した。ロシアでライセンス生産されたフランスとイギリスの設計では、アルカン・ハミーまたはビルキクト歯車が使用されていた。^{[ 68 ]}

ソビエト時代の戦闘機は朝鮮戦争の時まで同調銃を使用していたが、朝鮮戦争の時にラヴォーチキン La-11とヤコブレフ Yak-9 が同調銃を搭載して実戦に投入された最後の航空機となった。

イタリア

イタリアのフィアット・レヴェッリ銃は同期化に適していなかったため、アルカン・ハミーまたはビルキクトの歯車で同期化されたヴィッカース銃がパイロットの標準的な武器となった。^{[ 68 ]}

アメリカ合衆国

1917年から1918年にかけてアメリカ遠征軍向けに発注されたフランスとイギリスの戦闘機には、それぞれの国の「国産」同期装置が搭載されていた。ニューポールとフランス製ソッピースにはアルカン・ハミー同期装置、SPADにはビルキヒト同期装置、イギリス型にはCC同期装置が搭載されていた。CC同期装置は、アメリカ製DH-4に搭載されたM1917/18マーリン機関銃2挺にも採用され、ネルソン同期装置が多数登場するまではアメリカ製であった。^{[ 68 ]}

ネルソンギア

マーリンのガス作動式機関銃は、ヴィッカース機関銃に比べて同期が取りにくいことが判明した。ギアが適切に調整され、その他の機能も良好であっても、時折「異常」な弾丸がプロペラを貫通することが判明した。この問題は最終的にマーリンのトリガー機構の改良によって解決されたが^{[ 71 ]}、その間にマクック飛行場の航空機工学部の技師アドルフ・L・ネルソンは、マーリン専用に設計された新しい機械式ギアを開発し、正式にはネルソン単発同期装置と呼ばれていた^{[ 72 ]} 。 多くの機械式ギアに共通するプッシュロッド、あるいはソッピース・カウパーの「プルロッド」の代わりに、ネルソンギアは、銃への発射インパルスの伝達に張力のかかったケーブルを使用していた^{[ 68 ] 。}

量産モデルは第一次世界大戦の終結前に使用するにはほとんど間に合わなかったが、ビッカース銃とマーリン銃が段階的に廃止され、代わりにブローニング .30 口径機関銃が導入されるにつれ、ネルソンの装備は戦後の米国の標準となった。

E-4/E-8ギア

ネルソンギアは信頼性と精度に優れていましたが、製造コストが高く、ケーブルを直線状に配線する必要があったため、新型機への搭載に問題が生じる可能性がありました。1929年までに最新モデル（E-4ギア）は、新型で簡素化されたインパルス発生器とトリガーモーターを搭載し、インパルスケーブルは金属製のチューブに収納されて保護され、浅い曲げも可能になりました。新型ギアの基本原理は変更されていませんでしたが、実質的にすべての部品が再設計され、もはや公式には「ネルソン」ギアと呼ばれなくなりました。このギアは1942年にさらに近代化され、E-8となりました。この最終モデルは、調整が容易な改良型インパルス発生器を搭載し、ボーデンケーブルではなく電気ソレノイドによってコックピットから制御されました。

拒否と同期の終了

メッサーシュミット Bf 109E。伝統的な同期機関銃のペア、プロペラハブを通して発射するモトルカノン、そして翼銃が見える。

ジェットエンジンがプロペラを排除すると、少なくとも戦闘機では同期ギアの有用性は当然ながら完全に消滅しましたが、銃の同期は、単一のレシプロエンジンの航空機でさえ、その20年前からすでに衰退していました。

1930年代中期から後半にかけて登場した新型単葉機の速度向上は、敵機を撃墜するのに十分な火力を発揮できる時間を大幅に短縮することを意味しました。同時に、航空戦力の主力兵器は、脆弱な部位に装甲を施すのに十分な威力を持つ大型全金属製爆撃機であるとますます認識されるようになりました。ライフル口径機関銃2挺ではもはや十分ではなく、特に航空戦力の主たる役割を戦略的に想定していた国防計画者にとってはなおさらでした。効果的な「対爆撃機」戦闘機には、それ以上の何かが必要でした。

片持ち式の単葉機の主翼は、武装を搭載するのに十分なスペースを確保し、従来のケーブルで補強された主翼よりもはるかに剛性が高く、胴体とほぼ同等の安定した搭載を可能にしました。この新しい構造により、翼銃の配置もより良好になり、戦闘機の銃火器が最も効果を発揮する近距離から中距離において、比較的狭い射界が得られました。

ホーカー・ハリケーン試作機の胴体の模型。マーリンエンジンと、当初計画されていた同期式ヴィッカース機関銃の搭載を示す（後に削除）

胴体搭載機銃の維持は、同調装置の重量増加（発射速度はわずかではあるものの遅く、それでも時折故障してプロペラを損傷することがあった）と相まって、ますます魅力を失っていった。この設計思想はイギリスとフランス（そして1941年以降はアメリカ合衆国）で一般的となり、胴体搭載機銃の廃止へと向かった。例えば、1934年のホーカー・ハリケーンの初期仕様では、グロスター・グラディエーターと同様の武装、すなわち主翼に2挺、胴体に2挺の計4挺の機関銃がプロペラアークを通して同調射撃されるものであった。右舷胴体機銃を示す図は、試作機の初期モックアップである。完成した試作機（K5083）には、この武装を再現するバラストが搭載されていたが、量産型のハリケーンI型は、すべて主翼に8挺の機関銃を装備していた。^{[ 73 ]}

ドイツ、ソ連、日本に共通したもう一つのアプローチは、軍備増強の必要性を認識しながらも、同調兵器を含むシステムを好んだ。集中砲火の真の利点は、翼に搭載された砲の射撃を集中させるのに必要な砲の調和を必要としないため、射程距離が弾道によってのみ制限されるということだった。照準器技術への依存度が低いため、真の狙撃手には報われると考えられていた。また、胴体に砲を搭載することで重心に質量が集中し、戦闘機のロール能力が向上した。^{[ 74 ]}より一貫性のある弾薬製造と改良された同調装置システムによって、全体のコンセプトがより効率的かつ効果的になり、機関砲などの大口径兵器への適用も容易になった。さらに、第二次世界大戦の戦闘機で急速に標準装備となった定速プロペラにより、プロペラ速度と砲の発射速度の比率の不規則な変化が少なくなった。

同期の白鳥の歌は、第二次世界大戦中および戦後を通じて、主に低速射撃の同期機関砲で済ませた最後のレシプロエンジン搭載ソ連戦闘機に捧げられた。同期装置を搭載した最後の実戦機は、朝鮮戦争中のラヴォーチキンLa-11とヤコブレフYak-9であった。^{[ 75 ]}

大衆文化

自分のプロペラを撃つという行為は、コメディギャグによく見られる手法であり、例えば1965年の短編アニメ「Just Plane Beep」（ワイリー・コヨーテとロード・ランナー主演） ^{[ 76 ]}が挙げられる。この映画では、攻撃側のコヨーテが無数の銃弾を浴びせ、プロペラを粉々に砕いてしまう。

参照

• 銃器用語集
• 銃の調和
• エンジンガン

注記

1. 温度変化による通常の膨張と収縮は、特に長いロッドの場合は十分でした。
2. この現象は、銃口速度が低く、同期の適合性が極めて低かったシュヴァルツローゼ砲を装備したオーストリア＝ハンガリー帝国の戦闘機で特に顕著であった。
3. 3番目の解決策は、ライフル口径の武器を重機関銃または大砲に置き換えることだったが、さまざまな理由から、これは1940年代まで一般的ではなかった。
4. フォッカーの最初の試作機 E.IV の初期武装は実際には3 挺の機関銃であったが、初期のスタンゲンシュトゥエルング装置の単一のカムホイールに 3 挺の「フォロワー」を単純に取り付けるだけでは機能しないことが判明し、量産型では 2 挺の機関銃しか搭載されなかった。
5. ウッドマンはいくつかの箇所で、プロペラに命中する弾丸の割合を25%（1:4）と推定している。これは信じられないほど高いように思える。プロペラのディスクのうちブレードが占める割合に基づく単純計算では、12.5%（1:8）でもかなり悲観的な数字となる。
6. 主な問題は、ギャロスがソルニエが以前のテストで使用したのと同じ機体を飛行していたと想定していることです。
7. 1916年にLVGとシュナイダーは特許侵害でフォッカーを訴えた 。裁判所はシュナイダーに有利な判決を繰り返し下したが、フォッカーは1933年の第三帝国の時代まで特許使用料の支払いを拒否した。
8. コートニーは「守るべき特別な秘密はなかった」とかなり辛辣に述べている。
9. 少なくとも、より一般的に引用される、追加の銃の重量がパフォーマンスに与える影響と同じくらいです。
10. スカーフ・ディボフスキーの装備は海軍支給品であるため、この目的には容易に利用できなかった可能性が高い。

参考文献

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