Un mecanismo sincronizador o sincronizador de ametralladora, a veces llamado imprecisamente interruptor, está acoplado al armamento de un avión monomotor con configuración tractora, de tal modo que pueda disparar a través del arco de la hélice en movimiento sin que las balas impacten en sus palas. La idea presupone un armamento fijo que es apuntado al dirigir el avión hacia el blanco, en lugar de apuntar el arma de forma independiente.
Hay muchos problemas prácticos, la mayoría de ellos surgiendo de la inherente imprecisión del disparo de un arma automática, la gran (y variable) velocidad de las palas de una hélice en movimiento y la altísima velocidad a la que cualquier mecanismo debe operar para sincronizar las dos.
El diseño y experimentación con sincronización de ametralladoras se llevó a cabo en Francia y Alemania en 1913-1914, siguiendo las ideas de August Euler, quien por lo visto fue el primero en sugerir la instalación de armamento fijo que disparase en la dirección del vuelo en 1910. El primer mecanismo sincronizador práctico (aunque lejos de ser fiable) que entró en servicio fue instalado en los cazas monoplanos Fokker Eindecker que entraron en servicio con los escuadrones de la Luftstreitkräfte a mediados de 1915. El éxito del Eindecker condujo al desarrollo de numerosos mecanismos sincronizadores - culminando en el razonablemente fiable mecanismo hidráulico Constantinescu británico de 1917. Hacia el final de la guerra, los ingenieros alemanes estaban a punto de perfeccionar un mecanismo que empleaba una conexión eléctrica en lugar de mecánica o hidráulica entre el motor y la ametralladora, esta última siendo disparada por un solenoide en lugar de un "gatillo motorizado" mecánico.
Desde 1918 hasta mediados de la década de 1930, el armamento estándar de un caza fueron dos ametralladoras sincronizadas que disparaban a través del arco de la hélice. Sin embargo, a finales de la década de 1930 el principal papel del caza fue crecientemente reconsiderado como destructor de grandes bombarderos con estructura metálica, para lo cual el "tradicional" armamento ligero era inadecuado.
Como no era práctico tratar de instalar más de una o dos ametralladoras adicionales en el restringido espacio disponible en la parte frontal del fuselaje de un avión monomotor, esto condujo a montar el armamento en las alas de forma creciente, disparando fuera del arco de la hélice. De hecho, había algunas ventajas en descartar las ametralladoras montadas en el fuselaje. Sin embargo, la concluyente redundancia de los mecanismos sincronizadores no surgió hasta la introducción del motor de reacción y la falta de una hélice para sincronizar ametralladoras con esta.
Trasfondo Desde el inicio de los primeros vuelos efectivos se tomaron en consideración las posibles aplicaciones militares del avión, aunque no todos los escritores llegaron a conclusiones positivas sobre este tema. Hacia 1913, maniobras militares en el Reino Unido, Alemania y Francia confirmaron la posible utilidad del avión para reconocimiento y observación, por lo cual oficiales visionarios implicaron la necesidad de detener o destruir los aviones de reconocimiento enemigos. De este modo el combate aéreo no era algo totalmente imprevisto, por lo cual la ametralladora fue vista como el arma más probable para su empleo en aviones.Cheesman 1960, p. 176.
Lo que no tenía un consenso general era la superioridad, por lo menos para un avión atacante, de las ametralladoras fijas disparando al frente y apuntadas al dirigir el avión hacia su blanco, en lugar de ametralladoras sobre afustes flexibles apuntadas por un artillero. thumb|200px|Dibujo de una patente de Euler de 1910 para una ametralladora fija disparando al frente.
En una fecha tan tardía como 1916, los pilotos del caza con configuración propulsora Airco DH.2 tenían problemas en convencer a sus oficiales de que el armamento frontal de sus aviones era más efectivo estando fijo, que montado sobre un afuste flexible.Goulding 1986, p. 11. Por otra parte, August Euler había patentado la idea de una ametralladora fija en una fecha tan temprana como 1910 - mucho antes de que los aviones con configuración tractora fuesen comunes, ilustrando su patente con un diagrama de un caza propulsor armado con una ametralladora. thumb|left|190px|Ajustando un mecanismo sincronizador Fokker para pruebas de disparo en tierra. El disco de madera registra el punto del arco de la hélice por donde pasó cada bala. El diagrama de la derecha muestra el probable resultado de un mecanismo sincronizador funcionando correctamente. Las imprecisiones inherentes tanto en el mecanismo sincronizador como en el disparo de la ametralladora, pequeñas fallas en la munición e incluso las diferentes tasas de revoluciones/minuto del motor, todas juntas producen una "dispersión" de disparos en lugar de que cada bala impacte el disco precisamente en el mismo lugar.
Definiciones y problemas básicos Un mecanismo que le permite a un arma automática disparar entre las palas de una hélice en movimiento es usualmente llamado interruptor o mecanismo sincronizador. Ambos términos son más o menos confusos, por lo cual se explicará lo que ocurre cuando el mecanismo funciona.Woodman 1989, pp. 171-172.
El término "interruptor" implica que el mecanismo pausa, o "interrumpe" el disparo de la ametralladora cuando una de las palas de la hélice pasa delante de su cañón. La dificultad era que incluso las relativamente lentas hélices de los aviones de la Primera Guerra Mundial típicamente giraban dos o tres veces por cada disparo que hacía una ametralladora contemporánea. Por lo tanto, una hélice bipala obstruiría la ametralladora seis veces por cada disparo y una cuatripala doce veces. Dicho de otra forma, una ametralladora "interrumpida" estaría "bloqueada" más de cuarenta veces por segundo,Hegener 1961, p. 26. mientras que dispararía con una cadencia de siete balas por segundo. No fue una sorpresa que los diseñadores de los llamados mecanismos interruptores notaran que esto era demasiado problemático para ser puesto en práctica, porque los espacios entre "interrupciones" habrían sido muy cortos para permitirle disparar a la ametralladora.Volker 1992, pt. 2, pp. 80-81. thumb|180px|Mecanismo sincronizador funcionando correctamente. Todas las balas pasaron por la "zona segura". Por otra parte, "sincronización", en el sentido usual de la palabra, entre la cadencia de disparo de una ametralladora (disparando tal cual, de forma totalmente automática) y las revoluciones por minuto de la hélice de un avión, también es una imposibilidad conceptual.Mixter y Edmonds 1919, p. 2. Normalmente, una ametralladora dispara un número constante de balas por minuto; aunque se puede aumentar, por ejemplo, reforzando e incrementando la tensión de un muelle recuperador o redirigiendo los gases del disparo, no puede variarse mientras se dispara el arma. Por otra parte, la hélice de un avión gira con tasas variables de revoluciones por minuto, según el ajuste del acelerador y de si el avión está elevándose, vuela a nivel o entra en picado. Incluso si fuese factible elegir un punto en particular en el tacómetro del motor de un avión donde la cadencia de una ametralladora le permitiese disparar a través del círculo de la hélice, esto sería muy limitante.Kosin 1988, pp. 18-19.
En la práctica, se descubrió que era necesario disparar la ametralladora en modo semiautomático.Volker 1992, pt. 2, p. 79 Con cada revolución de la hélice se transmitía un impulso de disparo a la ametralladora, que efectivamente "jalaba el gatillo" para disparar una sola bala. La mayoría de estos impulsos de disparo llegarían al arma durante su ciclo de disparo, o sea cuando estaba eyectando un casquillo o insertando un cartucho en la recámara, por lo que no tendrían efecto alguno; pero eventualmente, el ciclo de disparo era completado y la ametralladora estaba lista para disparar. Entonces debía "esperar" al próximo impulso del mecanismo y, al momento de recibirlo, dispararía. Esta demora entre estar lista para disparar y el disparo, inevitablemente reducía la cadencia de disparo en comparación con una ametralladora desincronizada, que dispara en el momento en que está lista; pero si el mecanismo sincronizador funcionaba correctamente, la ametralladora podía disparar con bastante rapidez entre las palas de la hélice sin impactarlas.
Ya se ha notado que cualquier mecanismo que logre este objetivo puede ser descrito como "interruptor" del disparo de la ametralladora (al punto que ya no funciona más como tal), además de "sincronizador" o "temporizador" para que su disparo coincida con las revoluciones de la hélice.Woodman 1989, p. 172.
Un mecanismo sincronizador típico tiene tres componentes básicos.
En la hélice thumb|left|Hélice de un Albatros C.III – una pala fue cortada debido a un sincronizador mal ajustado o defectuoso. Primeramente, se necesitaba un método para determinar la posición de la hélice en un instante dado. Típicamente, una leva, impulsada directamente por el eje de la hélice u otra pieza del motor que giraba a la misma velocidad que la hélice, generaba una serie de impulsos con la misma tasa de las revoluciones de la hélice. Había algunas excepciones, como algunos mecanismos que situaban la leva en el conjunto del gatillo de la ametralladora, con los impulsos fijados a dos o tres revoluciones de la hélice o, especialmente en los mecanismos hidráulicos o eléctricos, a la tasa de dos o más por cada revolución. Por motivos de sencillez, los diagramas de esta sección se hicieron según una cadencia de un impulso por revolución, así que todas las balas sincronizadas fueron "apuntadas" a un solo punto del círculo de la hélice. thumb|180px|Ametralladora sincronizada disparando "a destiempo". La mayoría de balas impactaron la pala de la hélice, destruyéndola. La temporización real de estos impulsos debía ajustarse para coincidir con un período "seguro" cuando las palas de la hélice no estuviesen delante del cañón, teniendo que revisar a intervalos este ajuste, especialmente si se cambiaba o reinstalaba la hélice, así como después de una revisión del motor. Los fallos en este ajuste (una leva desviándose 1 o 2 mm, o una varilla flexionándose)La expansión y contracción normales debido al cambio de temperatura eran suficientes, especialmente en varillas más largas. podían hacer que cada bala disparada impactase la hélice - un resultado peor que si la ametralladora fuese disparada a través del círculo de la hélice sin ningún tipo de control. La otra falla principal era una interrupción en la transmisión de impulsos de disparo, usualmente a causa del bloqueo o rotura (incluso desintegración) del generador de impulsos. Esto significaba que la ametralladora simplemente no dispararía, siendo una causa común del "atasco" de las ametralladoras sincronizadas.
La velocidad de la hélice, y por lo tanto la distancia que recorría entre el disparo de la ametralladora y la llegada de la bala al arco de la hélice, variaba según las revoluciones del motor. Cuando la velocidad de boca era muy alta y las ametralladoras estaban situadas muy adelante, con las balas recorriendo una distancia muy corta antes de alcanzar el arco de la hélice, esta diferencia podía ser ignorada. Pero en el caso de ametralladoras con una velocidad de boca relativamente baja, esto era un asunto críticoVolker 1992, pt. 4, p. 60 y en algunos casos el piloto debía consultar su tacómetro, fijándose que las revoluciones del motor estuviesen dentro de un margen "seguro" antes de disparar, arriesgándose de lo contrario a destruir rápidamente la hélice de su avión.Este fenómeno fue especialmente notorio en los cazas austrohúngaros armados con la ametralladora Schwarzlose, que tenía una baja velocidad de boca y era muy poco apta para ser sincronizada.
En la ametralladora thumb|left|180px|Los resultados de intentar sincronizar una ametralladora inadecuada o emplear munición defectuosa.