把枪炮送上天
2019-12-26 10:28:15    《我们爱科学》
  第一次世界大战(简称“一战”)爆发后,各参战国纷纷将刚发明不久的飞机送上战场。最早的军用飞机都是侦察机,它们的主要用途就是侦察敌军动向。
  
  随着空中侦察活动的增多,各国飞机在空中相遇的机会也变多了,飞行员们都琢磨着如何把对方的侦察机打下来。于是,很多飞行员带上手枪,飞到敌机近前射击。
 
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  如果能把威力更大的武器装备在飞机上就好了。于是,飞行员们开始尝试把机枪装到飞机上,把侦察机改装成可以对空作战的战斗机。
  
  当时,有一部分飞机采用推进式布局,也就是把螺旋桨装在机身后部,用螺旋桨“推”着飞机飞行。在这样的飞机上,机头装一挺机枪,就可以向敌机射击。但采取推进式布局的飞机,在空中不够灵活,即便把机枪装在机头,也很难击中目标.
 
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  飞机采用拉动式布局,也就是螺旋桨在飞机的机头,飞行性能要好很多,在空中很灵活。因此,在一战时的空中战场,拉动式布局的飞机很多。但在这样的飞机上,机头被发动机占了,没法安排射手的位置。如果把机枪装在前座上,那机枪向前方射击时,子弹容易击中螺旋桨,导致飞机无法飞行。把机枪装在后座也有问题——射击范围会受到很大限制,如机身、飞行员、两侧的大机翼,都是障碍。射手开枪时一定要格外小心,否则飞机在追着敌机扫射时,没搂住火,会把自己打了。飞行员、射手还得密切配合,如果射手刚刚瞄准,飞行员就驾机拐弯,那可就糟了。
 
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  随着空战经验的增多,飞行员们发现了一个空战技巧:驾驶飞机跟在敌机的后面,也就是“咬尾”,能比较长时间地瞄准敌机,要比从敌机侧面射击好。这时,只要让机枪枪口固定朝向机头正前方,飞行员就既能驾驶飞机,又能瞄准射击了。这样一来,就不需要射手了。单座的战斗机比双座的战斗机灵巧多了,于是,各国纷纷研制出了单座飞机,并在飞机上安装一挺固定向前的机枪。
  
  但如何在射击时,让子弹避开前面的螺旋桨呢?这个问题依旧困扰着飞行员。
  
  当时的飞机大多是双翼机,于是有的战斗机把机枪装在上翼的中间,比螺旋桨高。可这样有两个缺点:第一是供弹比较麻烦。用弹带,飞行员要从机身拉到上面的机枪,距离有些远,容易出故障;用弹盘、弹匣,子弹不多,在空中换弹很麻烦。第二个缺点是精度不够高。因为机枪不在飞行员的视线上,所以安装误差、上翼的振动等因素,都会让飞行员的瞄准线和机枪的实际瞄准线出现很大的差别。
 
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  但战事很紧急。作战双方都想掌握制空权,只能用这样的战斗机开始大规模的空战。可空战中飞机在空中飞来飞去,想要打中敌机却不容易。
 
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  1915年春的一场战斗中,德军飞行员碰到了一架奇怪的法国战斗机,它的机枪子弹从螺旋桨后面直接射向这名德国飞行员驾驶的战斗机,而且打得很准!这是法国飞行员加罗斯的战斗机,在这场空战中,他驾驶着战斗机接连击落了三架德军飞机,还使两架迫降。
 
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  德军原以为这样厉害的法国战斗机会非常多。但后来加罗斯碰上了发动机故障,战斗机迫降在德军阵地,他还没来得及将改装战斗机的方法告诉战友们,就被德军俘虏了。
  
  德军仔细检查了加罗斯的战斗机。原来,加罗斯在螺旋桨叶片上两个对应枪口的位置,各固定了一块斜钢板。子弹射出时,如果叶片正好对着枪口,子弹会被钢板弹开,基本不会损坏螺旋桨。如果钢板有损伤,换一块就好了。
 
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  德国人受到启发,但并不满足于加罗斯的这个简单办法。因为这种改造方法毕竟对螺旋桨有一点儿影响,而且子弹有可能反弹回来,损伤发动机。德军的飞机设计师安东尼·福克,很快就设计出了一套更加精巧的装置——射击协调器。
  
  安东尼在螺旋桨轴上加了一个凸轮,凸轮能推动杠杆,撬 动后面的一根小连杆。这根小连杆在驾驶杆的扳机和机枪扳机之间。飞行员手握驾驶杆、扣动扳机后,力会传到机枪扳机上,开始射击。当叶片转到枪口正前方时,小连杆会落下,这个传递过程就被阻断,机枪停止射击,飞行员扣扳机也没用。等叶片、凸轮转开,杠杆、小连杆回位,机枪就可以恢复射击了。
 
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  就这样,螺旋桨不再是障碍,机枪能直接装在飞行员的眼前,准确度高多了。德国人很快就在最新研制出的福克E.3型战斗机上安装了这种射击协调器.在之后的一场空战中,大约300架福克E.3型战斗机击落了大约1000架敌机。这就是空战史上著名的“福克灾难”。
 
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  有了这个射击协调器,才算出现了真正意义上的航空机枪。战斗机由此成为了空军的主力机型。

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