Торпеда (от лат. torpedo narke - электрический скат , сокращённо лат. torpedo ) - самодвижущееся устройство, содержащее взрывчатый заряд и служащее для уничтожения надводных и подводных целей. Появление торпедного оружия в XIX веке коренным образом изменила тактику ведения боевых действий на море и послужило толчком для разработки новых типов кораблей , несущих торпеды в качестве главного вооружения .
Торпеды различных типов. Военный музей на батарее Безымянной, Владивосток.
История создания
Иллюстрация из книги Джованни де ла Фонтана
Как и множество других изобретений, изобретение торпеды имеет сразу несколько отправных точек. Впервые идея использовать специальные снаряды для уничтожения вражеских кораблей описана в книге итальянского инженера Джованни де ла Фонтана (итал.
Giovanni de la Fontana
) Bellicorum instrumentorum liber, cum figuris et fictitys litoris conscriptus
(рус.
«Иллюстрированная и зашифрованная книга инструментов войны» или иначе «Книга о военных принадлежностях»
). В книге приведены изображения различных устройств военного назначения, передвигающихся по земле, воде и воздуху и приводимых в движение за счет реактивной энергии пороховых газов.
Следующим событием, предопределившем появление торпеды, стало доказательство Дэвидом Бушнеллом (англ.
David Bushnell
) возможности горения пороха под водой. Позже Бушнелл попытался создать первую морскую мину, оснащенную изобретенным им же часовым взрывным механизмом, но попытка ее боевого применения (как и изобретенной Бушнеллом подводной лодки "Черепаха") оказалась безуспешной.
Очередной шаг по пути к созданию торпед был сделан Робертом Фултоном(англ.
Robert Fulton
), создателем одного из первых пароходов. В 1797 году он предложил англичанам использовать дрейфующие мины, оснащенные часовым взрывным механизмом и впервые использовал слово торпе́до
для описания устройства, которое должно было взрываться под днищем и таким образом уничтожать вражеские корабли. Это слово было использовано из за способности электрических скатов(лат.
torpedo narke
) оставаться незамеченными, а затем стремительным броском парализовать свою жертву.
Шестовая мина
Изобретение Фултона не являлось торпедой в современной понимании этого слова, а являлось заградительной миной . Такие мины широко использовались российским флотом во время Крымской войны на Азовском, Черном и Балтийском морях. Но такие мины были оборонительным оружием. Появившиеся чуть позже шестовые мины стали оружием наступательным. Шестовая мина представляла из себя взрывчатку, закрепленную на конце длинного шеста, и скрытно доставлявшаяся с помощью лодки к вражескому кораблю.
Новым этапом стало появление буксируемых мин. Такие мины существовали как в оборонительном, так и в наступательном вариантах. Оборонительная мина Гарвея (англ.
Harvey
) буксировалась с помощью длинного троса на расстоянии примерно 100-150 метров от корабля вне кильватерной струи и имела дистанционный взрыватель, который приводился в действие при попытке противника протаранить защищаемый корабль. Наступательный вариант, мина-крылатка Макарова также буксировалась на тросе, но при приближении вражеского корабля буксир шел курсом прямо на противника, в последний момент резко уходил в сторону и отпускал трос, мина же продолжала двигаться по инерции и взрывалась при столкновении с кораблем противника.
Последним шагом на пути к изобретению самодвижущейся торпеды стали наброски неизвестного австро-венгерского офицера, на которых был изображен некий снаряд, буксируемый с берега и начиненный зарядом пироксилина. Наброски попали к капитану Джованни Бьяджо Луппису (рус. Giovanni Biagio Luppis ), который загорелся идеей создать самодвижущийся аналог мины для береговой обороны (англ. coastsaver ), управляемой с берега с помощью тросов. Луппис построил макет такой мины, приводимой в движение пружиной от часового механизма, но наладить управление этим снарядом ему не удалось. В отчаянии Луппис обратился за помощью к англичанину Роберту Уайтхеду (англ. Robert Whitehead ), инженеру судостроительной компании Stabilimeno Technico Fiumano в Фиуме (в настоящее время Риека, Хорватия).
Торпеда Уайтхеда
Уайтхеду удалось решить две проблемы, стоявшие на пути его предшественников. Первая проблема заключалась в простом и надежном двигателе, который сделал бы торпеду автономной. Уайтхед решил установить на свое изобретение пневматический двигатель, работающий на сжатом воздухе и приводящий во вращение винт, установленный в кормовой части. Второй проблемой была заметность торпеды, движущейся по воде. Уайтхед решил сделать торпеду таким образом, чтобы она двигалась на небольшой глубине, но на протяжении длительного времени ему не удавалось добиться стабильности глубины погружения. Торпеды либо всплывали, либо уходили на большую глубину, либо вообще двигались волнами. Решить эту проблему Уайтхеду удалось с помощью простого и эффективного механизма - гидростатического маятника, который управлял рулями глубины. реагируя на дифферент торпеды, механизм отклонял рули глубины в нужную сторону, но при этом не позволял торпеде совершать волнообразные движения. Точность выдерживания глубины была вполне достаточной и составляла ±0,6 м.
Торпеды по странам
Устройство торпед
Торпеда состоит из корпуса обтекаемой формы, в носовой части которого находится боевая часть с взрывателем и зарядом взрывчатого вещества. Для приведения в движение самоходных торпед на них устанавливаются двигатели различных типов: на сжатом воздухе, электрические, реактивные, механические. Для работы двигателя на борту торпеды размещается запас топлива: баллоны со сжатым воздухом, аккумуляторы , баки с топливом. Торпеды, оборудованные устройством автоматического или дистанционного наведения оснащаются приборами управления, сервоприводами и рулевыми механизмами.Классификация
Типы торпед Кригсмарине
Классификация торпед проводится по нескольким признакам:
- по назначению: противокорабельные; противолодочные; универсальные, используемые против подводных лодок и надводных кораблей.
- по типу носителя: корабельные ; лодочные ; авиационные ; универсальные; специальные (боевые части противолодочных ракет и самодвижущихся мин).
- по типу заряда: учебные, без взрывчатого вещества; с зарядом обычного взрывчатого вещества; с ядерным боеприпасом;
- по типу взрывателя: контактные; неконтактные; дистанционные; комбинированные.
- по калибру: малого калибра, до 400 мм; среднего калибра, от 400 до 533 мм включительно; большого калибра, свыше 533 мм.
- по типу движителя: винтовые ; реактивные; с внешним движителем.
- по типу двигателя: газовые; парогазовые; электрические; реактивные.
- по типу управления: неуправляемые; автономно управляемые прямоидущие; автономно управляемые маневрирующие; с дистанционным управлением; с ручным непосредственным управлением; с комбинированным управлением.
- по типу самонаведения: с активным самонаведением; с пассивным самонаведением; с комбинированным самонаведением.
- по принципу самонаведения: с магнитным наведением; с электромагнитным наведением; с акустическим наведением; с тепловым наведением; с гидродинамическим наведением; с гидрооптическим наведением; комбинированные.
Устройства пуска
Торпедные двигатели
Газовые и парогазовые торпеды
Двигатель Brotherhood
Первые массовые самоходные торпеды Роберта Уайтхеда использовали поршневой двигатель, работавший на сжатом воздухе. Сжатый до 25 атмосфер воздух из баллона через редуктор, понижающий давление, поступал в простейший поршневой двигатель, который, в свою очередь, приводил во вращение гребной винт торпеды. Двигатель Уайтхеда при 100 об/мин обеспечивал скорость торпеды 6,5 узла при дальности 180 м. Для увеличения скорости и дальности хода требовалось увеличивать давление и объема сжатого воздуха соответственно.C развитием технологии и ростом давления возникла проблема обмерзания клапанов, регуляторов и двигателя торпед. При расширении газов происходит резкое понижение температуры, которое тем сильнее, чем выше разница давлений. Избежать обмерзания удалось в торпедных двигателях с сухим обогревом, которые появились в 1904 году. В трехцилиндровых двигателях Brotherhood, которыми оснащались первые торпеды Уайтхеда с подогревом, для снижения давления воздуха использовался керосин или спирт. Жидкое топливо впрыскивалось в воздух, поступавший из баллона и поджигалось. За счет сгорания топлива давление повышалось, а температура снижалась. Помимо двигателей с сжиганием топлива, позже появились двигатели, в которых в воздух впрыскивалась вода, благодаря чему менялись физические свойства газовоздушной смеси.
Противолодочная торпеда MU90 с водометным двигателем
Дальнейшее совершенствование было связано с появлением паровоздушных торпед (торпед с влажным обогревом), у которых вода впрыскивалась в камеры сгорания топлива. Благодаря этому можно было обеспечить сжигание большего количества топлива, а также использовать пар, образующийся при испарении воды для подачи в двигатель и увеличения энергетического потенциала торпеды. Такая система охлаждения впервые была использована на торпедах British Royal Gun в 1908 году.
Количество топлива, которое может быть сожжено, ограничено количеством кислорода, которого в воздухе содержится около 21%. Для увеличения количества сжигаемого топлива были разработаны торпеды, у которых вместо воздуха в баллоны закачивался кислород. В Японии в годы Второй мировой войны стояла на вооружении кислородная торпеда 61 см Type 93 , самая мощная, дальнобойная и скоростная торпеда своего времени. Недостатком кислородным торпед была их взрывоопасность. В Германии в годы Второй мировой войны велись эксперименты с созданием бесследных торпед типа G7ut на перекиси водорода и оснащенные двигателем Вальтера. Дальнейшим развитием применения двигателя Вальтера стало создание реактивных и водометных торпед.
Электрические торпеды
Электрическая торпеда МГТ-1
Газовые и парогазовые торпеды имеют ряд недостатков: они оставляют демаскирующий след и имеют сложности с длительным хранением в заряженном состоянии. Этих недостатков лишены торпеды с электроприводом. Впервые электродвигателем оснастил торпеду своей конструкции Джон Эрикссон в 1973 году. Питание электродвигателя осуществлялось по кабелю от внешнего источника тока. Аналогичные конструкции имели торпеды Симса-Эдисона и Нордфельда , причем у последней по проводам также осуществлялось управление рулями торпеды. Первой успешной автономной электрической торпедой, у которой электропитание на двигатель подавалось с бортовых аккумуляторных батарей, стала немецкая G7e , широко распространенная в годы Второй Мировой войны. Но эта торпеда имела и ряд недостатков. Ее свинцово-кислотный аккумулятор был чувствителен к ударам, требовал регулярного обслуживания и подзарядки, а так же подогрева перед использованием. Аналогичную конструкцию имела американская торпеда Mark 18 . Экспериментальная G7ep, ставшая дальнейшим развитием G7e, была лишена этих недостатков так как в ней аккумуляторы были заменены на гальванические элементы. В современных электрических торпедах используются высоконадежные не обслуживаемые литий-ионные или серебряные аккумуляторные батареи.
Торпеды с механическим двигателем
Торпеда Бреннана
Механический двигатель впервые был использован в торпеде Бреннана . Торпеда имела два троса, намотанные на барабаны внутри корпуса торпеды. Береговые паровые лебедки тянули троса, которые крутили барабаны и приводили во вращение гребные винты торпеды. Оператор на берегу контролировал относительные скорости лебедок, благодаря чему мог изменять направление и скорость движения торпеды. Такие системы были использованы для береговой обороны в Великобритании в период с 1887 по 1903 годы.
В США в конце XIX века на вооружении состояла торпеда Хауэлла , которая приводилась в движение за счет энергии раскручиваемого перед пуском маховика. Хауэлл также впервые использовал гироскопический эффект для управления курсом движения торпеды.
Торпеды с реактивным двигателем
Носовая часть торпеды М-5 комплекса Шквал
Попытки использовать реактивный двигатель в торпедах предпринимались еще во второй половине XIX века. После окончания Второй мировой войны был предпринят ряд попыток создания ракето-торпед, которые являлись комбинацией ракеты и торпеды. После запуска в воздух ракето-торпеда использует реактивный двигатель, выводящий головную часть - торпеду к цели, после падения в воду включается обычный торпедный двигатель и дальнейшее движение осуществляется уже в режиме обычной торпеды. Такое устройство имели ракето-торпеды воздушного базирования Fairchild AUM-N-2 Petrel и корабельные противолодочные RUR-5 ASROC , Grebe и RUM-139 VLA. В них использовались стандартные торпеды, совмещенные с ракетным носителем. В комплексе RUR-4 Weapon Alpha использовалась глубинная бомба, оснащенная ракетным ускорителем. В СССР на вооружении стояли авиационные ракето-торпеды РАТ-52 . В 1977 в СССР был принят на вооружение комплекс Шквал , оснащенный торпедой М-5. Эта торпеда имеет реактивный двигатель, работающий на гидрореагирующем твёрдом топливе. В 2005 году о создании аналогичной суперкавитирущей торпеды сообщила немецкая компания Diehl BGT Defence, а в США ведутся разработки торпеды HSUW. Особенностью реактивных торпед является их скорость, которая превышает 200 узлов и достигается благодаря движению торпеды в суперкавитирующей полости пузырьков газа, благодаря чему снижается сопротивление воды.
Кроме реактивных двигателей, в настоящее время используются также нестандартные торпедные двигатели от газовых турбин до двигателей на однокомпонентном топливе, например, на гексафториде серы, распыляемого над блоком твердого лития.
Приборы маневрирования и управления
Маятниковый гидростат
1. Ось маятника.
2. Руль глубины.
3. Маятник.
4. Диск гидростата.
Уже при первых экспериментах с торпедами стало ясно, что во время движения торпеда постоянно отклоняется от изначально заданного курса и глубины хода. Некоторые образцы торпед получили систему дистанционного управления, которая позволяла вручную задавать глубину хода и курс движения. Роберт Уайтхед на торпеды собственной конструкции установил специальный прибор - гидростат . Он состоял из цилиндра с подвижным диском и пружиной и размещался в торпеде так, что диск воспринимал давление воды. При изменении глубины хода торпеды диск перемещался вертикально и с помощью тяг и вакуумно-воздушного сервопривода управлял рулями глубины. Гидростат имеет значительное запаздывание срабатывания по времени, поэтому при его использовании торпеда постоянно меняла глубину хода. Для стабилизации работы гидростата Уайтхед использовал маятник, который был соединен с вертикальными рулями таким образом, чтобы ускорить работу гидростата.
Пока торпеды имели ограниченную дальность хода, мер по выдерживанию курса не требовалось. С увеличением дальности торпеды стали значительно отклоняться от курса, что потребовало использовать специальные меры и управлять вертикальными рулями. Наиболее эффективным прибором стал прибор Обри, который представлял из себя гироскоп, который при наклоне любой из его осей стремится занять первоначальное положение. С помощью тяг возвратное усилие гироскопа передавалось на вертикальные рули, благодаря чему торпеда выдерживала первоначально заданный курс с достаточно высокой точностью. Гироскоп раскручивался в момент выстрела с помощью пружины или пневматической турбины. При установке гироскопа на угол, не совпадающий с осью пуска, можно было добиться движения торпеды под углом к направлению выстрела.
Торпеды, оборудованные гидростатическим механизмом и гироскопом, в годы Второй мировой войны стали оборудоваться механизмом циркуляции . После пуска такая торпеда могла двигаться по любой заранее запрограммированной траектории. В Германии такие системы наведения получили название FaT (Flachenabsuchender Torpedo, горизонтально маневрирующая торпеда) и LuT - (Lagenuabhangiger Torpedo, торпеда с автономным управлением). Системы маневрирования позволяли задавать сложные траектории движения, благодаря чему повышалась безопасность стреляющего корабля и повышалась эффективность стрельбы. Циркулирующие торпеды были наиболее эффективны при атаке конвоев и внутренних акваторий портов, то есть при высоком скоплении кораблей противника.
Наведение и управление торпедами при стрельбе
Прибор управления торпедной стрельбой
Торпеды могут иметь различные варианты наведения и управления. Наибольшее распространение сначала имели неуправляемые торпеды, которые, подобно артиллерийскому снаряду, после пуска не оборудовались устройствами изменения курса. Существовали также торпеды, управляемые дистанционно по проводам и человекоуправляемые торпеды, управлявшиеся пилотом. Позже появились торпеды с системами самонаведения, которые самостоятельно наводились на цель используя различные физические поля: электромагнитное, акустическое, оптическое, а так же по кильватерному следу . Существуют также торпеды с дистанционным управлением по радиоканалу и использующие комбинацию различных типов наведения.
Торпедный треугольник
Торпеды Бреннана и некоторые другие типы ранних торпед имели дистанционное управление, в то время как наиболее распространенные торпеды Уайтхеда и их дальнейшие модификации требовали лишь первоначального наведения. При этом было необходимо учесть целый ряд параметров, влияющих на шансы поражения цели. С ростом дальности хода торпед решение задачи их наведения становилась все более сложной. Для наведения использовались специальные таблицы и приборы, с помощью которых рассчитывалось упреждение пуска в зависимости от взаимных курсов стреляющего корабля и цели, их скоростей, дистанции до цели, погодных условиий и других параметров.
Простейшие, но достаточно точные расчеты координат и параметров движения цели (КПДЦ), выполнялись вручную путем вычисления тригонометрических функций. Упростить расчет можно при использовании навигационного планшета или с помощью директора торпедной стрельбы .
В общем случае решение торпедного треугольника сводится к вычислению угла угла α
по известным параметрам скорости цели V Ц
, скорости торпеды V Т
и курса цели Θ
. Фактически за счет влияния различных параметров расчет производился, исходя их большего числа данных.
Панель управления Torpedo Data Computer
К началу Второй мировой войны появились автоматические электромеханические калькуляторы, позволяющие произвести расчет пуска торпед. На флоте США использовали Torpedo Data Computer (TDC) . Это был сложный механический прибор, в который перед пуском торпеды вводились данные о корабле-носителе торпеды (курс и скорость), о параметрах торпеде (тип, глубина, скорость) и данные о цели (курс, скорость, дистанция). По введенным данным TDC производил не только расчет торпедного треугольника, но и в автоматическом режиме производил сопровождение цели. Полученные данные передавались в торпедный отсек, где с помощью механического толкателя устанавливался угол гироскопа. TDC позволял вводить данные во все торпедные аппараты, учитывая их взаимное положение, в том числе для веерного пуска. Так как данные о носителе вводились автоматически с гирокомпаса и питометра , во время атаки подводная лодка могла вести активное маневрирование без необходимости повторных расчетов.
Устройства самонаведения
Значительно упрощают расчеты при стрельбе и повышают эффективность использования торпед использование систем дистанционного управления и самонаведения.
Впервые дистанционное механическое управление было применено на торпедах Бреннана, также управление по проводам использовалось на самых различных типах торпед. Радиоуправление впервые были использовано на торпеде Хаммонда в годы Первой Мировой войны .
Среди систем самонаведения наибольшее распространение сначала получили торпеды с акустическим пассивным самонаведением. Первыми поступили на вооружение в марте 1943 года торпеды G7e/T4 Falke, но массовой стала следующая модификация, G7es Т-5 Zaunkönig . В торпеде был использован метод пассивного наведения, при котором прибор самонаведения сначала анализирует характеристики шума, сравнивая их с характерными образцами, а затем формирует сигналы управления механизмом курсовых рулей, сравнивая уровни сигналов, поступающих на левый и правый акустический приемник. В США в 1941 была разработана торпеда Mark 24 FIDO , но из за отсутствия системы анализа шумов она применялась только для сброса с самолетов, так как могла навестись на стреляющий корабль. Торпеда после сброса начинала движение, описывая циркуляцию до момента приема акустических шумов, после чего происходило наведение на цель.
Активные акустические системы наведения содержат гидролокатор , с помощью которого производится наведение на цель по отраженному от нее акустическому сигналу.
Менее распространены системы, осуществляющие наведение по изменению магнитного поля, создаваемое кораблем.
После окончания Второй Мировой войны торпеды стали оборудоваться устройствами, производящими наведение по кильватерному следу, оставляемого целью.
Боевая часть
Pi 1 (Pi G7H) - взрыватель немецких торпед G7a и G7е
Первые торпеды снабжались боевой частью с зарядом пироксилина и ударным взрывателем. При ударе носовой части торпеды об борт цели, иглы ударника разбивают капсюли-воспламенители, которые, в свою очередь, вызывают подрыв взрывчатого вещества.
Срабатывание ударного взрывателя было возможно только при перпендикулярном попадании торпеды в цель. Если соударение происходило по касательной, ударник не срабатывал и торпеда уходила в сторону. Улучшить характеристики ударного взрывателя пытались с помощью специальных усов, расположенных в носовой части торпеды. Чтобы повысить вероятность подрыва, на торпеды стали устанавливать инерционные взрыватели. Инерционный взрыватель срабатывал от маятника, который при резком изменении скорости или курса торпеды освобождал боек, который, в свою очередь, под действием боевой пружины пробивал капсюли, воспламеняющие заряд взрывчатого вещества.
Головной отсек торпеды УГСТ с антенной системы самонаведения и датчиками неконтактных взрывателей
Позже, для повышения безопасности, взрыватели стали оборудовать предохранительной вертушкой, которая раскручивалась после набора торпедой заданной скорости и разблокировала ударник. Таким образом повышалась безопасность стреляющего корабля.
Кроме механических взрывателей, торпеды оборудовались электрическими взрывателями, подрыв которых происходил за счет разряда конденсатора. Конденсатор зарядался от генератора, ротор которого был связан с вертушкой. Благодаря такой конструкции предохранитель случайного подрыва и взрыватель конструктивно объединялись, что повышало их надежность.
Использование контактных взрывателей не позволяло реализовать весь боевой потенциал торпед. Применение толстой подводной брони и противоторпедных булей позволяло не только снизить урон при взрыве торпеды, но и в некоторых случаях избежать повреждений. Значительно повысить эффективность торпед можно было, обеспечив их подрыв не у борта, а под дном корабля. Это стало возможно с появлением неконтактных взрывателей. Такие взрыватели срабатывают под воздействием изменения магнитного, акустического, гидродинамического или оптического полей.
Неконтактные взрыватели бывают активного и пассивного типов. В первом случае взрыватель содержит излучатель, формирующий вокруг торпеды физическое поле, состояние которого контролируется приемником. В случае изменения параметров поля приемник инициирует подрыв взрывчатого вещества торпеды. Пассивные приборы наведения не содержат излучателей, а отслеживают изменения естественных полей, например магнитного поля Земли.
Средства противодействия
Броненосец Евстафий с противоторпедными сетями.
Появление торпед вызвало необходимость разработки и применения средств противодействия торпедным атакам. Так как первые торпеды имели невысокую скорость, с ними можно было бороться, обстреливая торпеды из стрелкового оружия и пушек малого калибра.
Проектируемые корабли стали оборудоваться специальными системами пассивной защиты. С внешней стороны бортов устанавливались противоторпедные були, которые представляли собой частично заполненные водой узконаправленных спонсоны . При попадании торпеды энергия взрыва поглощалась водой и отражалась от борта, снижая повреждения. После Первой Мировой войны также использовался противоторпедный пояс, который состоял из нескольких легкобронированных отсеков, расположенных напротив ватерлинии . Этот пояс поглощал взрыв торпеды и сводил к минимуму внутренние повреждения корабля. Разновидностью противоторпедного пояса являлась конструктивная подводная защита системы Пульезе, использованная на линкоре Giulio Cesare .
Реактивный комплекс противоторпедной защиты кораблей "Удав-1" (РКПТЗ-1)
Достаточно эффективными для борьбы с торпедами являлись противоторпедные сети, вывешенные с бортов корабля. Торпеда, попадая в сети, взрывалась на безопасном удалении от корабля либо теряла ход. Сети использовались так же для защиты корабельных стоянок, каналов и портовых акваторий.
Для борьбы с торпедами, использующими различные типы самонаведения, корабли и подводные лодки оборудуются имитаторами и источниками помех, усложняющими работу различных систем управления. Кроме того, принимаются различные меры, снижающие физические поля корабля.
Современные корабли оборудуются активными системами противоторпедной защиты. К таким системам относится, например, реактивный комплекс противоторпедной защиты кораблей "Удав-1" (РКПТЗ-1), в котором используются три вида боеприпасов (снаряд-отводитель, снаряд заградитель, глубинный снаряд), десятиствольная автоматизированная пусковая установка со следящими приводами наведения, приборов управления стрельбой, устройств заряжания и подачи.
(англ.)
Видео
| Торпеда Whitehead 1876 года |
Торпеда Howell 1898 года |
Министерство образования РФ
ТОРПЕДНОЕ ОРУЖИЕ
Методические указания
для самостоятельной работы
по дисциплине
«БОЕВЫЕ СРЕДСТВА ФЛОТА И ИХ БОЕВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ»
Торпедное оружие: методические указания для самостоятельной работы по дисциплине «Боевые средства флота и их боевое применение» / Сост.: , ; СПб.: Изд-во СПбГЭТУ “ЛЭТИ”, 20с.
Предназначены для студентов всех профилей подготовки.
Утверждено
редакционно-издательским советом университета
в качестве методических указаний
Из истории развития и боевого применения
торпедного оружия
Появление в начале XIX в. бронированных кораблей с тепловыми двигателями обострило необходимость создания оружия, поражающего наиболее уязвимую подводную часть корабля. Таким оружием стала появившаяся в 40-х годах морская мина. Однако она обладала существенным недостатком: была позиционной (пассивной).
Первая в мире самодвижущаяся мина была создана в 1865 г. русским изобретателем.
В 1866 г. проект самодвижущегося подводного снаряда разработал работавший в Австрии англичанин Р. Уайтхед. Он же и предложил назвать снаряд по имени морского ската – «торпедо». Не сумев наладить собственное производство, российское Морское ведомство в 70-х годах закупило партию торпед Уайтхеда. Они проходили дистанцию 800 м со скоростью 17 узлов и несли заряд пироксилина массой 36 кг.
Первая в мире успешная торпедная атака была произведена командиром русского военного парохода лейтенантом (впоследствии – вице-адмиралом) 26 января 1878 г. Ночью, при сильном снегопаде на Батумском рейде, два спущенных с парохода катера подошли на 50 м к турецкому кораблю и одновременно выпустили по торпеде. Корабль быстро затонул почти со всей командой.
Принципиально новое торпедное оружие изменило взгляды на характер вооружённой борьбы на море – от генеральных сражений флоты переходили к ведению систематических боевых действий.
Торпеды 70-80-х годов XIX в. имели существенный недостаток: не имея приборов управления в горизонтальной плоскости, они сильно отклонялись от заданного курса и стрельба на дистанции более 600 м была малоэффективной. В 1896 г. лейтенант австрийского флота Л. Обри предложил первый образец гироскопического прибора курса с пружинным подзаводом, который удерживал торпеду на курсе в течение 3 – 4 мин. На повестку дня стал вопрос увеличения дальности хода.
В 1899 г. лейтенант русского флота изобрёл подогревательный аппарат, в котором сжигался керосин. Сжатый воздух перед подачей его в цилиндры рабочей машины нагревался и совершал уже большую работу. Внедрение подогрева увеличило дальность хода торпед до 4000 м на скоростях до 30 узлов.
В первую мировую войну 49% от общего числа потопленных крупных кораблей пришлось на долю торпедного оружия.
В 1915 г. торпеда впервые была использована с самолёта.
Вторая мировая война ускорила испытания и принятие на вооружение торпед с неконтактными взрывателями (НВ), системами самонаведения (ССН) и электрическими энергоустановками.
В последующие годы, несмотря на оснащение флотов новейшим ракетно-ядерным оружием , торпеды не утратили своего значения. Являясь самым эффективным противолодочным средством, они состоят на вооружении всех классов надводных кораблей (НК), подводных лодок (ПЛ) и морской авиации, а также стали основным элементом современных противолодочных ракет (ПЛУР) и неотъемлемой частью многих образцов современных морских мин. Современная торпеда – это сложный единый комплекс систем движения, управления движением, самонаведения и неконтактного подрыва заряда, созданных на основе современных достижений науки и техники.
1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОРПЕДНОМ ОРУЖИИ
1.1. Назначение, состав и размещение комплексов
торпедного оружия на корабле
Торпедное оружие (ТО) предназначено:
Для поражения подводных лодок (ПЛ), надводных кораблей (НК)
Разрушения гидротехнических и портовых сооружений.
Для этих целей применяются торпеды, состоящие на вооружении надводных кораблей, подводных лодок и самолетов (вертолетов) морской авиации. Кроме того, они используются в качестве боевых частей противолодочных ракет и мин-торпед.
Торпедное оружие представляет собой комплекс, включающий в себя:
Боекомплект торпед одного или нескольких типов;
Пусковые установки торпед – торпедные аппараты(ТА);
Приборы управления торпедной стрельбой (ПУТС);
Комплекс дополняется оборудованием, предназначенным для погрузки и выгрузки торпед, а также устройствами контроля за их состоянием в период хранения на носителе.
Число торпед в боекомплекте, в зависимости от типа носителя, составляет:
На НК – от 4 до 10;
На ПЛ – от 14-16 до 22-24.
На отечественных НК весь запас торпед размещается в торпедных аппаратах, установленных побортно на больших кораблях, и в диаметральной плоскости на средних и малых кораблях. Эти ТА являются поворотными, что обеспечивает их наведение в горизонтальной плоскости. На торпедных катерах ТА устанавливаются побортно неподвижно и являются ненаводящимися (стационарными).
На атомных ПЛ торпеды хранятся в первом (торпедном) отсеке в трубах ТА (4-8), а запасные – на стеллажах.
На большинстве дизель-электрических ПЛ торпедными отсеками являются первый и концевой.
ПУТС – комплекс приборов и линий связи – размещается на главном командном пункте корабля (ГКП), командном пункте командира минно-торпедной боевой части (БЧ-3) и на торпедных аппаратах.
1.2. Классификация торпед
Торпеды могут быть классифицированы по целому ряду признаков.
1. По предназначению:
Против ПЛ – противолодочные;
НК – противокорабельные;
НК и ПЛ – универсальные.
2. По носителям:
Для ПЛ – лодочные;
НК – корабельные;
ПЛ и НК – унифицированные;
Самолетов (вертолетов) – авиационные;
Противолодочных ракет;
Мин - торпед.
3. По типу энергосиловой установки (ЭСУ):
Парогазовые (тепловые);
Электрические;
Реактивные.
4. По способам управления:
С автономным управлением (АУ);
Самонаводящиеся (СН+АУ);
Телеуправляемые (ТУ + АУ);
С комбинированным управлением (АУ+СН+ТУ).
5. По типу взрывателя:
С контактным взрывателем (КВ);
С неконтактным взрывателем (НВ);
С комбинированным взрывателем (КВ+НВ).
6. По калибру:
400 мм; 533 мм; 650 мм.
Торпеды калибра 400 мм называют малогабаритными, 650 мм – тяжелыми. Большинство иностранных малогабаритных торпед имеют калибр 324 мм.
7. По режимам хода:
Однорежимные;
Двухрежимные.
Режимом в торпеде называют ее скорость и соответствующую этой скорости максимальную дальность хода. У двухрежимной торпеды, в зависимости от типа цели и тактической ситуации, режимы могут переключаться по ходу движения.
1.3. Основные части торпед
 |
Любая торпеда конструктивно состоит из четырех частей (рис 1.1). Головная часть – боевое зарядное отделение (БЗО).Здесь размещаются: заряд взрывчатого вещества (ВВ), запальная принадлежность, контактный и неконтактный взрыватель. К переднему срезу БЗО крепится головка аппаратуры самонаведения.
В качестве ВВ в торпедах используются смесевые бризантные вещества с тротиловым эквивалентом 1,6-1,8. Масса ВВ, в зависимости от калибра торпеды, составляет 30-80 кг, 240-320 кг и до 600 кг соответственно.
Среднюю часть электрической торпеды называют аккумуляторным отделением, которое, в свою очередь, разделяется на батарейный и приборные отсеки. Здесь размещаются: источники энергии – батарея аккумуляторов, элементы пускорегулирующей аппаратуры, баллон с воздухом высокого давления и электродвигатель.
В парогазовой торпеде аналогичная составная часть носит название отделения энергокомпонентов и пускорегулирующей аппаратуры. В ней размещаются емкости с горючим, окислителем, пресной водой и тепловая машина – двигатель.
Третья составная часть торпеды любого типа называется кормовым отделением. Оно имеет конусообразную форму и содержит приборы управления движением, источники и преобразователи электроэнергии, а также основные элементы пневмогидравлической схемы.
К заднему срезу кормового отделения крепится четвертый составной элемент торпеды – хвостовая часть, заканчивающаяся движителями: гребными винтами или реактивным соплом.
На хвостовой части размещаются вертикальные и горизонтальные стабилизаторы, а на стабилизаторах – органы управления движением торпеды – рули.
1.4. Назначение, классификация, основы устройства
и принципы действия торпедных аппаратов
Торпедные аппараты (ТА) являются пусковыми установками и предназначены:
Для хранения торпед на носителе;
Введения в приборы управления движением торпеды установочных
данных (данных стрельбы);
Придания торпеде направления первоначального движения
(в поворотных ТА подводных кораблей);
Производства выстрела торпеды;
Торпедные аппараты ПЛ кроме этого могут быть использованы в качестве пусковых установок противолодочных ракет, а также для хранения и постановки морских мин.
ТА классифицируются по ряду признаков:
1) по месту установки:
2) по степени подвижности:
Поворотные (только на НК),
Неповоротные;
3) по количеству труб:
Однотрубные,
Многотрубные (только на НК);
4) по калибру:
Малого (400 мм, 324 мм),
Среднего (533 мм),
Крупного (650 мм);
5) по способу выстреливания
Пневматические,
Гидравлические (на современных ПЛ),
Пороховые (на малых НК).
 |
Устройство ТА надводного корабля показано на рис 1.2. Внутри трубы ТА по всей ее длине располагаются четыре направляющие дорожки.
Внутри трубы ТА (рис. 1.3) по всей ее длине располагаются четыре направляющие дорожки.
Расстояние между противоположными дорожками соответствует калибру торпеды. В передней части трубы располагаются два обтюрирующих кольца, внутренний диаметр которых также равен калибру торпеды. Кольца препятствуют прорыву вперед рабочего тела (воздуха, воды, газа), подаваемого в заднюю часть трубы для выталкивания торпеды из ТА.
У всех ТА каждая труба имеет независимое устройство для производства выстрела. Вместе с тем, предусмотрена возможность залповой стрельбы из нескольких аппаратов с интервалом 0,5 – 1 с. Выстрел может производиться дистанционно с ГКП корабля или непосредственно с ТА, вручную.
Выстреливание торпеды производится путем подачи в кормовую часть ТА избыточного давления, обеспечивающего скорость выхода торпеды ~ 12 м/с.
ТА подводной лодки – стационарный, однотрубный. Число ТА в торпедном отсеке ПЛ – шесть или четыре. Каждый аппарат имеет прочные заднюю и переднюю крышки, заблокированные друг с дружкой. Это не дает возможности открыть заднюю крышку при открытой передней и наоборот. Подготовка аппарата к выстрелу включает заполнение его водой, выравнивание давления с забортным и открывание передней крышки.
У первых ТА ПЛ воздух, выталкивающий торпеду, выходил из трубы и всплывал на поверхность, образуя большой воздушный пузырь, демаскирующий подводную лодку. В настоящее время все ПЛ оснащаются системой беспузырной торпедной стрельбы (БТС). Принцип действия этой системы состоит в том, что после прохождения торпедой 2/3 длины ТА в его передней части автоматически открывается клапан, через который отработавший воздух выходит в трюм торпедного отсека.
На современных ПЛ для уменьшения шумности выстрела и обеспечения возможности стрельбы на больших глубинах устанавливаются гидравлические системы стрельбы. В качестве примера такая система приведена на рис. 1.4.
Последовательность операций при работе системы следующая:
Открывание автоматического забортного клапана (АЗК);
Выравнивание давления внутри ТА с забортным;
Закрывание АЗК;
Открывание передней крышки ТА;
Открывание воздушного клапана (ВК);
Движение поршней;
Перемещение воды в ТА;
Выстреливание торпеды;
Закрывание передней крышки;
Осушение ТА;
Открывание задней крышки ТА;
 |
- загрузка стеллажной торпеды;
Закрывание задней крышки.
1.5. Понятие о приборах управления торпедной стрельбой
ПУТС предназначены для выработки данных, необходимых для прицельной стрельбы. Так как цель движется, возникает потребность решения задачи встречи торпеды с целью, т. е. нахождения той упреждённой точки, где эта встреча должна произойти.
Для решения поставленной задачи (рис. 1.5) необходимо:
1) обнаружить цель;
2) определить её местоположение относительно атакующего корабля, т. е. установить координаты цели – дистанцию Д0 и курсовой угол на цель КУ0 ;
3) определить параметры движения цели (ПДЦ) – курс Kц и скорость V ц;
4) рассчитать угол упреждения j, на который необходимо направить торпеду, т. е. рассчитать так называемый торпедный треугольник (на рис.1.5 выделен утолщёнными линиями). При этом допускается, что курс и скорость цели постоянны;
5) ввести необходимую информацию через ТА в торпеду.
обнаружения целей и определения их координат. Надводные цели обнаруживаются радиолокационными станциями (РЛС), подводные – гидроакустическими станциями (ГАС);
2) определения параметров движения цели. В их качестве используются ЭВМ или иные счетно-решающие приборы (СРП);
3) расчёта торпедного треугольника, также ЭВМ или иные СРП;
4) передачи и ввода информации в торпеды и контроля введённых в них данных. Таковыми могут быть линии синхронной связи и следящие устройства.
На рис.1.6 приведен вариант ПУТС, предусматривающий использование в качестве основного устройства обработки информации электронной системы, являющейся одной из схем общекорабельной боевой информационной управляющей системы (БИУС), и, как резервной – электромеханической. Такая схема применяется на современных под
ПГЭСУ торпед являются разновидностью тепловой машины (рис. 2.1). Источником энергии в тепловых ЭСУ является топливо, представляющее собою совокупность горючего и окислителя.
Используемые в современных торпедах виды топлива могут быть:
Многокомпонентными (горючее – окислитель – вода) (рис.2.2);
Унитарными (горючее смешано с окислителем – вода);
Твёрдые пороховые;
 |
- твёрдые гидрореагирующие.
Тепловая энергия топлива образуется в результате химической реакции окисления или разложения веществ, входящих в его состав.
Температура сгорания топлива составляет 3000…4000°C. При этом возникает возможность размягчения материалов, из которых изготовлены отдельные узлы ЭСУ. Поэтому вместе с топливом в камеру сгорания подают воду, что снижает температуру продуктов сгорания до 600…800°C. Кроме того, впрыскивание пресной воды увеличивает объём парогазовой смеси, что существенно повышает мощность ЭСУ.
В первых торпедах использовалось топливо, включавшее в себя керосин и сжатый воздух в качестве окислителя. Такой окислитель оказался малоэффективным из-за низкого содержания кислорода. Составная часть воздуха – азот , не растворимая в воде, выбрасывалась за борт и являлась причиной демаскирующего торпеду следа. В настоящее время в качестве окислителей используют чистый сжатый кислород или маловодную перекись водорода . При этом продуктов сгорания, не растворимых в воде, почти не образуется и след практически не заметен.
Применение жидких унитарных топлив позволило упростить топливную систему ЭСУ и улучшить условия эксплуатации торпед.
Твёрдые топлива, являющиеся унитарными, могут быть мономолекулярными или смесевыми. Чаще используются последние. Они состоят из органического горючего, твёрдого окислителя и различных добавок. Количество выделяемого при этом тепла можно регулировать количеством подаваемой воды. Применение таких видов топлива исключает необходимость нести на борту торпеды запас окислителя. Это снижает массу торпеды, что значительно повышает скорость и дальность её
Двигатель парогазовой торпеды, в котором тепловая энергия преобразуется в механическую работу вращения гребных винтов, является одним из её главных агрегатов. Он определяет основные тактико-технические данные торпеды – скорость, дальность, следность, шумность.
Торпедные двигатели имеют ряд особенностей, которые отражаются на их конструкции:
Кратковременность работы;
Минимальное время выхода на режим и строгое его постоянство;
Работа в водной среде с высоким противодавлением выхлопу;
Минимальные масса и габариты при большой мощности;
Минимальный расход топлива.
Торпедные двигатели подразделяются на поршневые и турбинные. В настоящее время наибольшее распространение получили последние (рис. 2.3).
Энергокомпоненты подаются в парогазогенератор, где поджигаются зажигательным патроном. Образующаяся парогазовая смесь под дав
 |
лением поступает на лопатки турбины, где, расширяясь, совершает работу. Вращение колеса турбины через редуктор и дифференциал передается на внутренний и внешний гребные валы, вращающиеся в противоположные стороны.
В качестве движителей большинства современных торпед используются гребные винты. Передний винт – на наружном валу с правым вращением, задний – на внутреннем – с левым. Благодаря этому уравновешиваются моменты сил, отклоняющих торпеду от заданного направления движения.
Эффективность двигателей характеризуется величиной коэффициента полезного действия с учётом влияния гидродинамических свойств корпуса торпеды. Коэффициент снижается при достижении винтами частоты вращения, при которой на лопастях начинается
кавитация 1 . Одним из путей борьбы с этим вредным явлением стало
 |
применение насадок на винты, позволяющее получить водомётный движитель (рис. 2.4).
К числу основных недостатков ЭСУ рассмотренного типа относятся:
Высокая шумность связанная с большим числом быстро вращающихся массивных механизмов и наличием выхлопа;
Снижение мощности двигателя и, как следствие, скорости хода торпеды с ростом глубины, обусловленное увеличением противодавления выхлопным газам;
Постепенное уменьшение массы торпеды при её движении вследствие расхода энергокомпонентов;
Поиски путей, обеспечивающих исключение перечисленных недостатков, привели к созданию электрических ЭСУ.
2.1.2. Электрические ЭСУ торпед
Источниками энергии электрических ЭСУ являются химические вещества (рис. 2.5).
Химические источники тока должны отвечать ряду требований:
Допустимость высоких разрядных токов;
Работоспособность в широком интервале температур;
Минимальный саморазряд при хранении и отсутствие газовыделения;
1 Кавитация – образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью. Кавитационные пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости становится ниже некоторого критического значения.
Малые габариты и масса.
Наиболее широкое распространение в современных боевых торпедах нашли батареи одноразового действия.
Главным энергетическим показателем химического источника тока является его ёмкость – количество электричества, которое может отдать полностью заряженная батарея при разряде током определённой силы. Она зависит от материала, конструкции и величины активной массы пластин источников, разрядного тока, температуры, концентрации электро
 |
лита и др.
Впервые в электрических ЭСУ были применены свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (АБ). Их электроды: перекись свинца («-») и чистый губчатый свинец («+»), помещались в раствор серной кислоты. Удельная ёмкость таких батарей составляла 8 Вт · ч/кг массы, что в сравнении с химическими топливами было незначительной величиной. Торпеды с такими АБ имели малые скорость и дальность хода. Кроме этого, данные АБ имели высокий уровень саморазряда, а это требовало их периодической подзарядки при хранении на носителе, что было неудобно и небезопасно.
Следующим шагом в совершенствовании химических источников тока явилось применение щелочных АБ. В этих АБ в щелочной электролит помещались железоникелевые, кадмиево-никелевые или серебряно-цинковые электроды. Такие источники имели удельную ёмкость в 5-6 раз больше, чем свинцово-кислотные, что позволило резко увеличить скорость и дальность хода торпед. Их дальнейшее развитие привело к появлению одноразовых серебряно-магниевых батарей, использующих в качестве электролита забортную морскую воду. Удельная ёмкость таких источников возросла до 80 Вт · ч /кг, что вплотную приблизило скорости и дальности электрических торпед к аналогичным параметрам парогазовых.
Сравнительная характеристика источников энергии электрических торпед приведена в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Двигателями электрических ЭСУ являются электродвигатели (ЭД) постоянного тока последовательного возбуждения (рис. 2.6).
Большинство торпедных ЭД являются двигателями бирототивного типа, в которых якорь и магнитная система вращаются одновременно в противоположные стороны. Они имеют большую мощность и не нуждаются в дифференциале и редукторе, что значительно снижает шумность и увеличивает удельную мощность ЭСУ.
Движители электрических ЭСУ аналогичны движителям парогазовых торпед.
Достоинствами рассмотренных ЭСУ являются:
Низкая шумность;
Постоянная, не зависящая от глубины хода торпеды мощность;
Неизменность массы торпеды в течение всего времени её движения.
К недостаткам следует отнести:
Источниками энергии реактивных ЭСУ являются вещества, приведённые на рис. 2.7.
Они представляют собой топливные заряды, выполненные в виде цилиндрических шашек или стержней, состоящих из смеси комбинаций представленных веществ (горючего, окислителя и добавок). Эти смеси обладают свойствами пороха. Реактивные двигатели не имеют промежуточных элементов – механизмов и гребных винтов. Основные части такого двигателя – камера сгорания и реактивное сопло. В конце 80-х годов в некоторых торпедах начали использовать гидрореагирующие топлива – сложные по составу твёрдые вещества на основе алюминия , магния или лития. Подогретые до температуры плавления, они бурно реагируют с водой, выделяя большое количество энергии.
2.2. Системы управления движением торпед
Движущаяся торпеда совместно с окружающей её морской средой образует сложную гидродинамическую систему. Во время движения на торпеду действуют:
Сила тяжести и выталкивающая сила;
Тяга двигателя и сопротивление воды;
Внешние воздействующие факторы (волнение моря, изменение плотности воды и др.). Первые два фактора известны и могут быть учтены. Последние – имеют случайный характер. Они нарушают динамическое равновесие сил, отклоняют торпеду от расчётной траектории.
Системы управления (рис. 2.8) обеспечивают:
Устойчивость движения торпеды на траектории;
Изменение траектории движения торпеды в соответствии с заданной программой;
В качестве примера рассмотрим структуру и принцип действия сильфонно - маятникового автомата глубины, изображенного на рис. 2.9.
Основой прибора является гидростатический аппарат на базе сильфона (гофрированная труба с пружиной) в комбинации с физическим маятником. Давление воды воспринимается крышкой сильфона. Оно уравновешивается пружиной, упругость которой устанавливается перед выстрелом в зависимости от заданной глубины движения торпеды.
Действие прибора осуществляется в следующей последовательности:
Изменение глубины торпеды относительно заданной;
Сжатие (или растяжение) пружины сильфона;
Перемещение зубчатой рейки;
Вращение шестерни;
Поворот эксцентрика;
Смещение балансира;
Движение клапанов золотника;
Перемещение поршня рулевой машинки;
Перекладка горизонтальных рулей;
Возврат торпеды на установленную глубину.
В случае появления дифферента торпеды происходит отклонение маятника от вертикального положения. При этом аналогично предыдущему перемещается балансир, что приводит к перекладке тех же рулей.
Приборы управления движением торпеды по курсу (K Т )
Принцип построения и действия прибора может быть пояснён схемой, изображённой на рис. 2.10.
Основой прибора является гироскоп с тремя степенями свободы. Он представляет собой массивный диск с лунками (углублениями). Сам диск подвижно укреплён в рамках, образующих так называемый кардановый подвес.
В момент выстрела торпеды воздух высокого давления из воздушного резервуара поступает на лунки ротора гироскопа. За 0.3…0,4 с ротор набирает до 20000 оборотов в минуту. Дальнейшее увеличение числа оборотов до 40000 и поддержание их на дистанции производится путем подачи напряжения на ротор гироскопа, являющегося якорем асинхронного ЭД переменного тока частотой 500 Гц. При этом гироскоп приобретает свойство сохранять неизменным направление своей оси в пространстве. Эта ось устанавливается в положение, параллельное продольной оси торпеды. В таком случае токосъёмник диска с полукольцами находится на изолированном зазоре между полукольцами. Цепь питания реле разомкнута, контакты реле KP тоже разомкнуты. Положение клапанов золотника определяется пружиной.
 |
При отклонении торпеды от заданного направления (курса) поворачивается диск, связанный с корпусом торпеды. Токосъёмник оказывается на полукольце. Через обмотку реле начинает протекать ток. Замыкаются контакты Kp. Электромагнит получает питание, его стержень опускается вниз. Клапаны золотника смещаются, рулевая машинка перекладывает вертикальные рули. Торпеда возвращается к установленному курсу.
Если на корабле установлен неподвижный торпедный аппарат, то при торпедной стрельбе к углу упреждения j (см. рис.1.5) должен быть алгебрарически приплюсован курсовой угол, под которым находится цель в момент залпа (q 3 ). Полученный угол (ω), называемый углом гироскопического прибора, или углом первого поворота торпеды, может быть введён в торпеду перед выстрелом путём поворота диска с полукольцами. Таким образом исключается необходимость изменения курса корабля.
Приборы управления торпедой по крену (γ)
Крен торпеды – это поворот её вокруг продольной оси. Причинами крена являются циркуляция торпеды, перегребание одного из винтов и др. Крен приводит к отклонению торпеды от заданного курса и смещениям зон реагирования системы самонаведения и неконтактного взрывателя.
Креновыравнивающий прибор представляет собой сочетание гировертикали (вертикально установленного гироскопа) с маятником, перемещающимся в перпендикулярной плоскости, продольной оси торпеды. Прибор обеспечивает перекладку органов управления γ – элеронов в разные стороны – «враздрай» и, таким образом, возвращение торпеды к значению крена, близкому к нулю.
Приборы маневрирования
 |
Предназначены для программного маневрирования торпеды по курсу на траектории движения. Так, например, в случае промаха торпеда начинает циркуляцию или зигзаг, обеспечивая неоднократное пересечение курса цели (рис. 2.11).
Прибор связан с наружным гребным валом торпеды. По числу оборотов вала определяется пройденное расстояние. В момент достижения установленной дистанции начинается маневрирование. Дистанция и вид траектории маневрирования вводятся в торпеду перед выстрелом.
Точность стабилизации движения торпеды по курсу приборами автономного управления, имея погрешность ~1% от пройденной дистанции, обеспечивает эффективную стрельбу по целям, идущим постоянным курсом и скоростью на дистанции до 3,5…4 км. На больших дистанциях эффективность стрельбы падает. При движении цели переменными курсом и скоростью точность стрельбы становится неприемлемой даже и на меньших расстояниях.
Стремление повысить вероятность поражения надводной цели, а также обеспечить возможность поражения ПЛ в подводном положении на неизвестной глубине, привели к появлению в 40-х годах торпед с системами самонаведения.
2.2.2. Системы самонаведения
Системы самонаведения (ССН) торпед обеспечивают:
Обнаружение целей по их физическим полям;
Определение положения цели относительно продольной оси торпеды;
Выработку необходимых команд рулевым машинкам;
Наведение торпеды на цель с точностью, необходимой для срабатывания неконтактного взрывателя торпеды.
ССН значительно повышает вероятность поражения цели. Одна самонаводящаяся торпеда эффективнее залпа из нескольких торпед с автономными системами управления. Особенно важны ССН при стрельбе по ПЛ, находящимися на большой глубине.
ССН реагирует на физические поля кораблей. Наибольшей дальностью распространения в водной среде обладают акустические поля. Поэтому ССН торпед являются акустическими и подразделяются на пассивные, активные и комбинированные.
Пассивные ССН
Пассивные акустические ССН реагируют на первичное акустическое поле корабля – его шум. Работают скрытно. Однако плохо реагируют на тихоходные (из-за слабого шума) и обесшумленные корабли. В этих случаях шум самой торпеды может оказаться больше шума цели.
Возможность обнаружения цели и определения её положения относительно торпеды обеспечивается созданием гидроакустических антенн (электроакустических преобразователей – ЭАП), обладающих направленными свойствами (рис. 2.12, а).
Наиболее широкое применение получили равносигнальный и фазоамплитудный методы.
В качестве примера рассмотрим ССН, использующую фазоамплитудный метод (рис. 2.13).
Приём полезных сигналов (шума движущегося объекта) осуществляется ЭАП, состоящим из двух групп элементов, формирующих одну диаграмму направленности (рис. 2.13, а). При этом в случае отклонения цели от оси диаграммы на выходах ЭАП действуют два равных по значению, но сдвинутых по фазе j напряжения E 1 и E 2. (рис. 2.13, б).
Фазосдвигающее устройство сдвигает оба напряжения по фазе на один и тот же угол u (обычно равный p/2) и производит суммирование действующих сигналов следующим образом:
E 1+ E ’ 2= U 1 и E 2+ E ’ 1= U 2.
В результате этого напряжение одинаковой амплитуды, но разной фазы E 1 и E 2 преобразуются в два напряжения U 1 и U 2 одной и той же фазы, но разной амплитуды (отсюда название метода). В зависимости от положения цели относительно оси диаграммы направленности можно получить:
U 1 > U 2 – цель правее оси ЭАП;
U 1 = U 2 – цель на оси ЭАП;
U 1 < U 2 – цель левее оси ЭАП.
Напряжения U 1 и U 2 усиливаются, преобразуются детекторами в постоянные напряжения U ’1 и U ’2 соответствующей величины и подаются на анализирующе-командное устройство АКУ. В качестве последнего может быть использовано поляризованное реле с якорем, находящемся в нейтральном (среднем) положении (рис. 2.13, в).
При равенстве U ’1 и U ’2 (цель на оси ЭАП) ток в обмотке реле равен нулю. Якорь неподвижен. Продольная ось движущейся торпеды направлена на цель. В случае смещения цели в ту или иную сторону через обмотку реле начинает протекать ток соответствующего направления. Возникает магнитный поток, отклоняющий якорь реле и вызывающий перемещение золотника рулевой машинки. Последняя обеспечивает перекладку рулей, а значит и поворот торпеды до возвращения цели на продольную ось торпеды (на ось диаграммы направленности ЭАП).
Активные ССН
Активные акустические ССН реагируют на вторичное акустическое поле корабля – отражённые сигналы от корабля или от его кильватерной струи (но не на шум корабля).
В своём составе они должны иметь, помимо рассмотренных ранее узлов, передающее (генерирующее) и коммутационное (переключающее) устройства (рис.2.14). Коммутационное устройство обеспечивает переключение ЭАП с излучения на приём.
Газовые пузырьки являются отражателями звуковых волн. Длительность сигналов, отражённых от кильватерной струи, больше длительности излучаемых. Это отличие и используется как источник информации о КС.
Торпеда выстреливает со смещением точки прицеливания в сторону, противоположную направлению движения цели так, чтобы она оказалась за кормой цели и пересекла кильватерную струю. Как только это происходит, торпеда делает поворот в сторону цели и снова входит в кильватерную струю под углом порядка 300. Так продолжается до момента прохождения торпеды под целью. В случае проскакивания торпеды перед носом цели торпеда делает циркуляцию, снова обнаруживает кильватерную струю и повторно осуществляет маневрирование.
Комбинированные ССН
Комбинированные системы включают в себя как пассивную, так и активную акустические ССН, что позволяет исключить недостатки каждой в отдельности. Современные ССН обнаруживают цели на дистанциях до 1500…2000 м. Поэтому при стрельбе на большие дистанции и особенно по резко маневрирующей цели возникает необходимость корректуры курса торпеды до момента захвата цели ССН. Эту задачу выполняют системы телеуправления движением торпеды.
2.2.3. Системы телеуправления
Системы телеуправления (ТУ) предназначены для коррекции траектории движения торпеды с корабля-носителя.
Телеуправление осуществляется по проводу (рис. 2.16, а, б).
Чтобы уменьшить натяжение провода при движении и корабля, и торпеды используют две одновременно разматывающиеся вьюшки. На подводной лодке (рис. 2.16, а) вьюшка 1 размещается в ТА и выстреливается вместе с торпедой. Она удерживается бронированным кабелем длиной порядка тридцати метров.
Принцип построения и действия системы ТУ поясняется рис. 2.17. С помощью гидроакустического комплекса и его индикатора осуществляется обнаружение цели. Полученные данные о координатах этой цели поступают в счетно-решающий комплекс. Сюда же подаются сведения о параметрах движения своего корабля и установленной скорости торпеды. Счетно-решающий комплекс вырабатывает курс торпеды КТ и h T –глубину ее движения. Эти данные вводятся в торпеду, и производится выстрел.
 |
С помощью датчика команд осуществляется преобразование текущих параметров КТ и h T в серию импульсных электрических кодированных сигналов управления. Эти сигналы по проводу передаются на торпеду. Система управления торпеды декодирует принятые сигналы и преобразует их в напряжения, являющиеся управляющими для работы соответствующих каналов управления.
В случае необходимости, наблюдая на индикаторе гидроакустического комплекса носителя за положением торпеды и цели, оператор, используя пульт управления, может корректировать траекторию движения торпеды, направляя ее на цель.
Как уже было отмечено, на больших дистанциях (более 20 км) ошибки телеуправления (из-за ошибок гидроакустического комплекса) могут составлять сотни метров. Поэтому систему ТУ совмещают с системой самонаведения. Последняя включается по команде оператора на расстоянии 2…3 км от цели.
Рассмотренная система ТУ является односторонней. Если с торпеды на корабль поступают сведения о состоянии бортовых приборов торпеды, траектории ее движения, характере маневрирования цели, то такая система ТУ будет двухсторонней. Новые возможности в реализации двухсторонних систем ТУ торпедой открывает применение волоконно - оптических линий связи.
2.3. Запальная принадлежность и взрыватели торпед
2.3.1. Запальная принадлежность
Запальной принадлежностью (ЗП) боевого заряда торпеды называют совокупность первичного и вторичного детонаторов.
Состав ЗП обеспечивает ступенчатую детонацию ВВ БЗО, что повышает безопасность обращения с окончательно приготовленной торпедой, с одной стороны, и гарантирует надежную и полную детонацию всего заряда – с другой.
Первичный детонатор (рис. 2.18), состоящий из капсюля воспламенителя и капсюля детонатора, снаряжается высокочувствительными (инициирующими) ВВ – гремучей ртутью или азидом свинца, которые взрываются от накола или нагрева. В целях безопасности первичный детонатор содержит небольшое количество ВВ, недостаточное для взрыва основного заряда.
 |
Вторичный детонатор – запальный стакан – содержит менее чувствительное бризантное ВВ – тетрил, флегматизированный гексоген в количестве 600…800 г. Этого количества уже достаточно для детонации всего основного заряда БЗО.
Таким образом, взрыв осуществляется по цепочке: взрыватель – капсюль-воспламенитель – капсюль-детонатор – запальный стакан – заряд БЗО.
2.3.2. Контактные взрыватели торпед
Контактный взрыватель (КВ) торпеды предназначен для накола капсюля воспламенителя первичного детонатора и вызова тем самым взрыва основного заряда БЗО в момент контакта торпеды с бортом цели.
Наибольшее распространение получили контактные взрыватели ударного (инерционного) действия. При ударе торпеды в борт цели инерционное тело (маятник) отклоняется от вертикального положения и освобождает боёк, который под действием боевой пружины движется вниз и накалывает капсюль – воспламенитель.
При окончательном приготовлении торпеды к выстрелу контактный взрыватель соединяется с запальной принадлежностью и устанавливается в верхнюю часть БЗО.
Во избежание взрыва снаряжённой торпеды от случайного сотрясения или удара о воду инерционная часть взрывателя имеет предохранительное устройство, стопорящее боёк. Стопор связан с вертушкой, начинающей вращение с началом движения торпеды в воде. По прохождении торпедой дистанции около 200 м червяк вертушки расстопоривает боёк и взрыватель приходит в боевое положение.
Стремление воздействовать на самую уязвимую часть корабля – его днище и обеспечить при этом неконтактный подрыв заряда БЗО, производящий больший разрушительный эффект, привело к созданию в 40-х годах неконтактного взрывателя.
2.3.3. Неконтактные взрыватели торпед
Неконтактный взрыватель (НВ) замыкает цепь запала на подрыв заряда БЗО в момент прохождения торпеды вблизи цели под воздействием на взрыватель того или иного физического поля цели. При этом глубина хода противокорабельной торпеды устанавливается на несколько метров больше величины предполагаемой осадки корабля – цели.
Наиболее широкое применение получили акустические и электромагнитные неконтактные взрыватели.
 |
Устройство и действие акустического НВ поясняет рис. 2.19.
Импульсный генератор (рис. 2.19, а) вырабатывает кратковременные импульсы электрических колебаний ультразвуковой частоты, следующие через малые промежутки времени. Через коммутатор они поступают на электроакустические преобразователи (ЭАП), преобразующие электрические колебания в ультразвуковые акустические, распространяющиеся в воде в пределах зоны, показанной на рисунке.
При прохождении торпеды вблизи цели (рис. 2.19, б) от последней будут получены отражённые акустические сигналы, которые воспринимаются и преобразуются ЭАП в электрические. После усиления они анализируются в исполнительном устройстве и запоминаются. Получив несколько аналогичных отражённых сигналов подряд, исполнительное устройство подключает источник питания к запальной принадлежности – происходит взрыв торпеды.
 |
Устройство и действие электромагнитного НВ поясняется рис. 2.20.
Кормовая (излучающая) катушка создаёт переменное магнитное поле. Оно воспринимается двумя носовыми (приёмными) катушками, включёнными встречно, в результате чего их разностная ЭДС равна
нулю.
При прохождении торпеды вблизи цели, имеющей своё электромагнитное поле, происходит искажение поля торпеды. ЭДС в приёмных катушках станут разными и появится разностная ЭДС. Усиленное напряжение поступает на исполнительное устройство, подающее питание на запальное устройство торпеды.
На современных торпедах используются комбинированные взрыватели, являющиеся сочетанием контактного с одним из типов неконтактного взрывателя.
2.4. Взаимодействие приборов и систем торпед
при их движении на траектории
2.4.1. Назначение, основные тактико-технические параметры
парогазовых торпед и взаимодействие приборов
и систем при их движении
Парогазовые торпеды предназначены для уничтожения надводных кораблей, транспортов и, реже, ПЛ противника.
Основные тактико-технические параметры парогазовых торпед, получивших наиболее широкое распространение, приведены в табл.2.2.
Таблица 2.2
Наименование торпеды | Скорость, Дальность |
двигателя носитель |
торпеды, кг Масса ВВ, кг | Носитель |
поражения |
|||
Отечественные |
||||||||
70 или 44 | Турбина | |||||||
Турбина | ||||||||
Турбина | Нет сведений | |||||||
Зарубежные |
||||||||
Турбина | ||||||||
Поршневой |
Открывание запирающего воздушного клапана (см. рис. 2.3) перед выстрелом торпеды;
Выстрел торпеды, сопровождаемый её движением в ТА;
Откидывание курка торпеды (см. рис. 2.3) курковым зацепом в трубе
торпедного аппарата;
Открывание машинного крана;
Подача сжатого воздуха непосредственно на прибор курса и креновыравнивающий прибор для раскручивания роторов гироскопов, а также на воздушный редуктор;
Воздух пониженного давления с редуктора поступает на рулевые машинки, обеспечивающие перекладку рулей и элеронов, и на вытеснение воды и окислителя из резервуаров;
Поступление воды на вытеснение горючего из резервуара;
Подача горючего, окислителя и воды на парогазовый генератор;
Поджигание топлива зажигательным патроном;
Образование парогазовой смеси и подача её на лопатки турбины;
Вращение турбины, а значит, и винтовой торпеды;
Попадание торпеды в воду и начало её движения в ней;
Действие автомата глубины (см. рис. 2.10), прибора курса (см. рис. 2.11), креновыравнивающего прибора и движение торпеды в воде по установленной траектории;
Встречные потоки воды вращают вертушку, которая при проходе торпедой 180…250 м приводит ударный взрыватель в боевое положение. Этим исключается подрыв торпеды на корабле и вблизи его от случайных толчков и ударов;
Через 30…40 с после выстрела торпеды включаются НВ и ССН;
ССН начинает поиск КС, излучая импульсы акустических колебаний;
Обнаружив КС (получив отражённые импульсы) и пройдя его, торпеда поворачивает в сторону цели (сторона поворота введена перед выстрелом);
ССН обеспечивает маневрирование торпеды (см. рис. 2.14);
При прохождении торпеды вблизи цели или при ударе о неё срабатывают соответствующие взрыватели;
Взрыв торпеды.
2.4.2. Назначение, основные тактико-технические параметры электрических торпед и взаимодействие приборов
и систем при их движении
Электрические торпеды предназначены для уничтожения подводных лодок противника.
Основные тактико-технические параметры электрических торпед, получивших наиболее широкое распространение. Приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Наименование торпеды | Скорость, Дальность |
двигателя носитель |
торпеды, кг Масса ВВ, кг | Носитель |
поражения |
|||
Отечественные |
||||||||
Зарубежные |
||||||||
|
сведений | ||||||||
|
сведений | ||||||||
* СЦАБ - серебряно-цинковая аккумуляторная батарея.
Взаимодействие узлов торпеды осуществляется следующим образом:
Открывание запирающего клапана баллона ВВД торпеды;
Замыкание «+» электрической цепи – перед выстрелом;
Выстрел торпеды, сопровождаемый её движением в ТА (см. рис. 2.5);
Замыкание пускового контактора;
Подача воздуха высокого давления на прибор курса и креновыравнивающий прибор;
Подача редуцированного воздуха в резиновую оболочку для вытеснения из неё электролита в химическую батарею (возможный вариант);
Вращение электродвигателя, а значит и винтов торпеды;
Движение торпеды в воде;
Действие автомата глубины (рис. 2.10), прибора курса (рис. 2.11), креновыравнивающего прибора на установленной траектории движения торпеды;
Через 30…40 с после выстрела торпеды включаются НВ и активный канал ССН;
Поиск цели активным каналом ССН;
Получение отражённых сигналов и наведение на цель;
Периодическое включение пассивного канала для пеленгования шумов цели;
Получение надёжного контакта с целью пассивным каналом, отключение активного канала;
Наведение торпеды на цель пассивным каналом;
В случае потери контакта с целью ССН даёт команду на выполнение вторичного поиска и наведения;
При прохождении торпеды вблизи цели срабатывает НВ;
Взрыв торпеды.
2.4.3. Перспективы развития торпедного оружия
Необходимость совершенствования торпедного оружия вызывается постоянным улучшением тактических параметров кораблей. Так, например, глубина погружения атомных ПЛ достигла 900 м, а их скорость движения 40 узлов.
Можно выделить несколько путей, по которым должно осуществляться совершенствование торпедного оружия (рис. 2.21).
Улучшение тактических параметров торпед
Чтобы торпеда настигла цель, она должна иметь скорость, как минимум, в 1,5 раз больше, чем атакуемый объект (75…80 узлов), дальность хода – более 50 км, глубину погружения не менее 1000 м.
Очевидно, что перечисленные тактические параметры определяются техническими параметрами торпед. Следовательно, в данном случае должны рассматриваться технические решения.
Увеличение скорости торпеды может быть осуществлено за счёт:
Применения более эффективных химических источников питания двигателей электрических торпед (магний-хлор-серебряных, серебряно-алюминиевых, использующих в качестве электролита морскую воду).
Создания парогазовых ЭСУ замкнутого цикла для противолодочных торпед;
Уменьшения лобового сопротивления воды (полировка поверхности корпуса торпеды, сокращение числа ее выступающих частей, подбор соотношения длины к диаметру торпеды), поскольку V Т прямо пропорциональна сопротивлению воды.
Внедрения ракетных и гидрореактивных ЭСУ.
Увеличение дальности хода торпеды ДТ достигается теми же путями, что и увеличение её скорости V Т, ибо ДТ= V Т t, где t – время движения торпеды, определяемое количеством энергокомпонентов ЭСУ.
Увеличение глубины хода торпеды (или глубины выстрела) требует усиления корпуса торпеды. Для этого должны применяться более прочные материалы, например алюминиевые или титановые сплавы.
Повышение вероятности встречи торпеды с целью
Применением в системах управления волоконно-оптических про
водов. Это позволяет обеспечить двухстороннюю связь с торпе-
дой, а значит, увеличить объем информации о местоположении
цели, повысить помехоустойчивость канала связи с торпедой,
уменьшить диаметр провода;
Созданием и применением в ССН электроакустических преобра-
зователей, выполненных в виде антенных решеток, что позволит
улучшить процесс обнаружения и пеленгования торпедой цели;
Применением на борту торпеды высокоинтегральной электронной
вы числительной техники, обеспечивающей более эффективную
работу ССН;
Увеличением радиуса реагирования ССН повышением ее чувст-
вительности;
Снижением влияния средств противодействия путем использо -
вания в торпеде устройств, осуществляющих спектральный
анализ принимаемых сигналов, их классификацию и выявление
ложных целей;
Разработкой ССН на базе инфракрасной техники, не подвержен-
ной воздействию помех;
Снижением уровня собственных шумов торпеды путем совершен-
ствования двигателей (создание бесколлекторных электродвига-
телей переменного тока), механизмов передачи вращения и
винтов торпед.
Повышение вероятности поражения цели
Решение этой проблемы может быть достигнуто:
Подрывом торпеды вблизи наиболее уязвимой части (например,
под килем) цели, что обеспечивается совместной работой
ССН и ЭВМ;
Подрывом торпеды на таком расстоянии от цели, при котором на
блюдается максимальное воздействие ударной волны и расши
рение газового пузыря, возникающего при взрыве;
Созданием боевой части кумулятивного (направленного действия);
Расширением диапазона мощностей ядерной боевой части, что
связано как с объектом поражения, так и с собственным безопас -
ным радиусом. Так, заряд мощностью 0,01 кт должен применяться
на дистанции не менее 350 м, 0,1 кт – не менее 1100 м.
Повышение надежности торпед
Опыт эксплуатации и применения торпедного оружия показывает, что после длительного хранения некоторая часть торпед не способна выполнять возложенные на них функции. Это свидетельствует о необходимости повышения надежности торпед, что достигается:
Повышением уровня интеграции электронной аппаратуры торпе -
ды. Это обеспечивает повышение надежности электронных уст-
ройств в 5 – 6 раз, уменьшает занимаемые объемы, снижает
стоимость аппаратуры;
Созданием торпед модульной конструкции, что позволяет при мо-
дернизации заменять менее надежные узлы на более надежные;
Совершенствованием технологии изготовления приборов, узлов и
систем торпед.
Таблица 2.4
Наименование торпеды | Скорость, Дальность |
двигателя Энергоноситель |
торпеды, кг Масса ВВ, кг | Носитель |
поражения |
|||
Отечественные |
||||||||
Комбинированная ССН | ||||||||
Комбинированная ССН, ССН по КС | ||||||||
Поршневой Унитарный | Комбинированная ССН, ССН по КС | |||||||
Нет сведений | ||||||||
Зарубежные |
||||||||
|
«Барракуда» | Турбина |
Окончание табл. 2.4
Некоторые из рассмотренных путей уже нашли свое отражение в ряде торпед, представленных в табл. 2.4.
3. ТАКТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ОСНОВЫ БОЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТОРПЕДНОГО ОРУЖИЯ
3.1. Тактические свойства торпедного оружия
Тактические свойства любого оружия – это совокупность качеств, характеризующих боевые возможности оружия.
Основными тактическими свойствами торпедного оружия являются:
1. Дальность хода торпеды.
2. Скорость ее хода.
3. Глубина хода или глубина выстрела торпеды.
4. Способность наносить повреждения наиболее уязвимой (подводной) части корабля. Опыт боевого применения показывает, что для уничтожения большого противолодочного корабля требуется 1 – 2 торпеды, крейсера – 3 – 4, авианосца – 5 – 7, подводной лодки – 1 – 2 торпеды.
5. Скрытность действия, что объясняется малой шумностью, бесследностью, большой глубиной хода.
6. Высокая эффективность, обеспечиваемая применением систем телеуправления, что значительно повышает вероятность поражения целей.
7. Возможность уничтожения целей, идущих с любой скоростью, а подводных лодок, идущих и на любой глубине.
8. Высокая готовность к боевому применению.
Однако наряду с положительными свойствами имеются и отрицательные:
1. Относительно большое время воздействия на противника. Так, например, даже при скорости 50 узлов торпеде требуется примерно 15 мин, чтобы достичь цель, находящуюся на расстоянии 23 км. За этот промежуток времени цель имеет возможность осуществить маневрирование, применить средства противодействия (боевые и технические), чтобы уклониться от торпеды.
2. Трудность уничтожения цели на малых и больших дистанциях. На малых – из-за возможности поражения стреляющего корабля, на больших – из-за ограниченности дальности хода торпед.
3.2. Организация и виды подготовки торпедного оружия
к стрельбе
Организация и виды подготовки торпедного оружия к стрельбе определяются «Правилами минной службы» (ПМС).
Подготовка к стрельбе подразделяется:
На предварительную;
Окончательную.
Предварительная подготовка начинается по сигналу: «Корабль к бою и походу приготовить». Заканчивается обязательным выполнением всех регламентированных действий.
Окончательная подготовка начинается с момента обнаружения цели и получения целеуказания. Заканчивается в момент занятия кораблём позиции залпа.
Основные действия, производимые при подготовке к стрельбе, приведены в таблице.
В зависимости от условий стрельбы окончательная подготовка может быть:
Сокращённой;
При малой окончательной подготовке для наведения торпеды учитываются только пеленг на цель и дистанция. Угол упреждения j не рассчитывается (j =0).
При сокращённой окончательной подготовке учитываются пеленг на цель, дистанция и сторона движения цели. При этом угол упреждения j устанавливается равным некоторой постоянной величине (j=const).
При полной окончательной подготовке учитываются координаты и параметры движения цели (КПДЦ). В этом случае определяется текущее значение угла упреждения (jТЕК).
3.3. Способы стрельбы торпедами и их краткая характеристика
Существует ряд способов стрельбы торпедами. Эти способы определяются теми техническими средствами, которыми оснащены торпеды.
При автономной системе управления стрельба возможна:
1. В настоящее место цели (НМЦ), когда угол упреждения j=0 (рис. 3.1, а).
2. В область вероятного местоположения цели (ОВМЦ), когда угол упреждения j=const (рис. 3.1, б).
3. В упреждённое место цели (УМЦ), когда j=jТЕК (рис. 3.1, в).
 |
Во всех представленных случаях траектория движения торпеды является прямолинейной. Наибольшая вероятность встречи торпеды с целью достигается в третьем случае, однако этот способ стрельбы требует максимального времени на подготовку.
При телеуправлении, когда управление движения торпеды корректируется командами с корабля, траектория будет криволинейной. При этом возможно движение:
1) по траектории, обеспечивающей нахождение торпеды на линии торпеда – цель;
2) в упреждённую точку с корректировкой угла упреждения по
мере приближения торпеды к цели.
При самонаведении используется сочетание автономной системы управления с ССН или телеуправления с ССН. Следовательно, до начала реагирования ССН торпеда движется так же, как рассмотрено выше, а затем, используя:
 |
Траекторию догонного типа, когда продолжение оси тор педы всё
время совпадает с направлением на цель (рис. 3.2, а).
Недостатком этого способа является то, что торпеда часть своего
пути проходит в кильватерной струе, что ухудшает условия рабо
ты ССН (кроме ССН по кильватерному следу).
2. Так называемую траекторию коллизионного типа (рис. 3.2, б), когда продольная ось торпеды всё время образует с направлением на цель постоянный угол b. Этот угол для конкретной ССН постоянен или может оптимизироваться бортовой ЭВМ торпеды.
Список литературы
Теоретические основы торпедного оружия/ , . М.: Воениздат, 1969.
Лобашинский. /ДОСААФ. М., 1986.
Забнев оружие. М.: Воениздат, 1984.
Сычёв оружие /ДОСААФ. М., 1984.
Скоростная торпеда 53-65: история создания // Морской сборник 1998, №5. с. 48-52.
Из истории развития и боевого применения торпедного оружия
1. Общие сведения о торпедном оружии …………………………………… 4
2. Устройство торпед …………………………………………………………… 13
3. Тактические свойства и основы боевого применения
Энциклопедичный YouTube
1 / 3
✪ How do fish make electricity? - Eleanor Nelsen
✪ Torpedo marmorata
✪ Ford Mondeo печка. Как будет гореть?
Субтитры
Переводчик: Ksenia Khorkova Редактор: Ростислав Голод В 1800 году учёный-натуралист Александр фон Гумбольдт наблюдал, как косяк электрических угрей выпрыгнул из воды, чтобы защититься от приближающихся лошадей. Многим история показалась необычной, и они подумали, что Гумбольдт всё выдумал. Но рыбы, использующие электричество, встречаются чаще, чем вы думаете; и да, существует такой вид рыб - электрические угри. Под водой, где мало света, электрические сигналы дают возможность для коммуникации, навигации и служат для поиска, а в редких случаях - и для обездвижения жертвы. Приблизительно 350 видов рыб имеют специальные анатомические образования, которые генерируют и регистрируют электрические сигналы. Эти рыбы делятся на две группы в зависимости от того, сколько электричества они вырабатывают. Учёные называют первую группу рыбами со слабыми электрическими свойствами. Органы рядом с хвостом, называемые электрическими органами, генерируют до одного вольта электричества, почти две трети от пальчиковой батарейки. Как это работает? Мозг рыбы посылает сигнал через нервную систему к электрооргану, который заполнен стопками из сотен или тысяч похожих на диски клеток, которые называются электроцитами. Обычно электроциты вытесняют ионы натрия и калия для поддержания положительного снаружи и отрицательного заряда внутри. Но когда сигнал из нервной системы доходит до электроцита, он провоцирует открытие ионных каналов. Положительно заряженные ионы возвращаются назад внутрь. Теперь один конец электроцита заряжен отрицательно снаружи и положительно внутри. Но у противоположного конца противоположные заряды. Эти переменные заряды могут создавать ток, превращая электроцит в своеобразную биологическую батарею. Ключ к этой способности состоит в том, что сигналы скоординированы таким образом, чтобы дойти до каждой клетки в одно и то же время. Поэтому стопки электроцитов действуют как тысячи последовательных батарей. Крохотные заряды каждой батареи образуют электрическое поле, которое может перемещаться на несколько метров. Клетки, называемые электрорецепторами и находящиеся в коже, позволяют рыбе постоянно ощущать это поле и изменения в нём, вызванные окружающей средой или другими рыбами. Гнатонем Петерса, или нильский слоник, например, обладает удлинённым, похожим на хобот отростком на подбородке, который усеян электрическими рецепторами. Это позволяет рыбе принимать сигналы от других рыб, оценивать расстояние, определять форму и размеры близлежащих объектов или даже определять, живы или мертвы плавающие на поверхности воды насекомые. Но слоник и другие виды слабоэлектрических рыб не вырабатывают достаточно электричества для того, чтобы атаковать жертву. Этой способностью обладают рыбы с сильными электрическими свойствами, видов которых очень немного. Самая мощная сильноэлектрическая рыба - это электрическая рыба-нож, больше известная как электрический угорь. Три электрооргана охватывают почти всё её двухметровое тело. Как и слабоэлектрические рыбы, электрический угорь использует сигналы для навигации и коммуникации, но самые сильные электрические заряды он приберегает для охоты, при помощи двухфазной атаки находит, а затем и обездвиживает жертву. Сначала он выпускает пару сильных импульсов напряжением в 600 вольт. Эти импульсы вызывают спазмы мускулов жертвы и генерируют волны, выдающие место её укрытия. Сразу же после этого высоковольтные разряды вызывают ещё более сильные сокращения мышц. Угорь также может свернуться так, что электрические поля, возникающие на каждом конце электрического органа, пересекаются. Электрический шторм в конце концов выматывает и обездвиживает жертву, и электрический угорь может живьём проглотить свой обед. Два других вида сильноэлектрических рыб - это электрический сом, который может высвободить 350 вольт при помощи электрооргана, занимающего большую часть его тела, и электрический скат с почкоподобными электроорганами по бокам головы, которые вырабатывают 220 вольт. Однако в мире электрических рыб существует одна неразгаданная тайна: почему они сами себя не оглушают током? Возможно, что размер сильноэлектрических рыб позволяет им выдержать их собственные разряды или ток выходит из их тел слишком быстро. Учёные думают, что специальные белки могут защищать электроорганы, но на самом деле это одна из загадок, которую наука пока ещё не раскрыла.
Происхождение термина
Русским языком, как и другие европейскими языками, слово «торпедо» заимствовано из английского языка (англ. torpedo ) [ ] .
По поводу первого употребления этого термина в английском языке единого мнения нет. Некоторые авторитетные источники утверждают, что первая запись этого термина относится к 1776 году и в оборот его ввёл Дэвид Бушнелл , изобретатель одного из первых прототипов подводных лодок - «Черепахи ». По другой, более распространённой версии первенство употребления этого слова в английском языке принадлежит Роберту Фултону и относится к началу XIX века (не позднее 1810 года )
И в том и в другом случае термин «torpedo» обозначал не самодвижущийся сигарообразный снаряд, а подводную контактную мину яйцеобразной или бочонкообразной формы , которые имели мало общего с торпедами Уайтхеда и Александровского.
Изначально в английском языке слово «torpedo» обозначает электрических скатов , и существует с XVI века и заимствовано из латинского языка (лат. torpedo ), которое в свою очередь первоначально обозначало «оцепенение», «окоченение», «неподвижность». Термин связывают с эффектом от «удара» электрического ската .
Классификации
По виду двигателя
- На сжатом воздухе (до Первой мировой войны);
- Парогазовые - жидкое топливо сгорает в сжатом воздухе (кислороде) с добавлением воды , а полученная смесь вращает турбину или приводит в действие поршневой двигатель ;
отдельным видом парогазовых торпед являются торпеды с ПГТУ Вальтера . - Пороховые - газы от медленно горящего пороха вращают вал двигателя или турбину;
- Реактивные - не имеют гребных винтов , используется реактивная тяга (торпеды: РАТ-52, «Шквал »). Необходимо отличать реактивные торпеды от ракето-торпед , представляющих собой ракеты с боевыми частями-ступенями в виде торпед (ракетоторпеды «ASROC », «Водопад » и др.).
- Неуправляемые - первые образцы;
- Прямоидущие - с магнитным компасом или гироскопическим полукомпасом;
- Маневрирующие по заданной программе (циркулирующие) в районе предполагаемых целей - применялись Германией во Второй мировой войне ;
- Самонаводящиеся пассивные - по физическим полям цели, в основном по шуму или изменению свойств воды в кильватерном следе (первое применение - во Второй мировой войне), акустические торпеды «Цаукениг» (Германия, применялись подводными лодками) и Mark 24 FIDO (США , применялись только с самолётов, так как могли поразить свой корабль);
- Самонаводящиеся активные - имеют на борту гидролокатор . Многие современные противолодочные и многоцелевые торпеды;
- Телеуправляемые - наведение на цель осуществляется с борта надводного или подводного корабля по проводам (оптоволокну).
По назначению
- Противокорабельные (первоначально все торпеды);
- Универсальные (предназначены для поражения как надводных так и подводных кораблей);
- Противолодочные (предназначенные для поражения подводных кораблей).
«В 1865 году,- пишет Александровский,- мною был представлен… адмиралу Н. К. Краббе (управляющий Морским министерством Авт.) проект изобретённого мною самодвижещегося торпедо. Сущность… торпедо ничего более, как только копия в миниатюре с изобретённой мною подводной лодки. Как и в моей подводной лодке, так и моем торпедо главным двигатель - сжатый воздух, те же горизонтальные рули для направления на желаемой глубине… с той лишь разницей, что подводная лодка управляется людьми, а самодвижущееся торпедо… автоматическим механизмом. По представлению моего проекта самодвижущегося торпедо Н. К. Краббе нашел его преждевременным, ибо в то время моя подводная лодка только строилась».
По-видимому первой управляемой торпедой является разработанная в 1877 году Торпеда Бреннана .
Первая мировая война
Вторая мировая война
Электрические торпедыОдним из недостатков парогазовых торпед является наличие на поверхности воды следа (пузырьков отработанного газа), демаскирующего торпеду и создающего атакованному кораблю возможность для уклонения от неё и определения местонахождения атакующих, поэтому после Первой мировой войны начались попытки применения в качестве двигателя торпеды электромотора . Идея была очевидна, но ни одно из государств, кроме Германии , до начала Второй мировой войны реализовать её не смогло. Кроме тактических преимуществ оказалось, что электрические торпеды сравнительно просты в изготовлении (так, трудозатраты на изготовление стандартной немецкой парогазовой торпеды G7a (T1) составляли от 3740 человеко-часов в 1939 г. до 1707 человеко-часов в 1943 г.; а на производство одной электроторпеды G7e (Т2) требовалось 1255 человеко-часов). Однако максимальная скорость хода электроторпеды равнялась только 30 узлам , в то время как парогазовая торпеда развивала скорость хода до 46 узлов. Также существовала проблема устранения утечки водорода из батареи аккумуляторов торпеды, что иногда приводило к его скоплению и взрывам.
В Германии электрическую торпеду создали ещё в 1918 г., но в боевых действиях её применить не успели. Разработки продолжили в 1923 г., на территории Швеции. В г. новая электрическая торпеда была готова к серийному производству, но официально её приняли на вооружение только в г. под обозначением G7e . Работы были настолько засекречены, что британцы узнали о ней только в том же 1939, когда части такой торпеды обнаружили при осмотре линейного корабля «Ройял Оук », торпедированного в Скапа-Флоу на Оркнейских островах .
Однако, уже в августе 1941 на захваченной U-570 в руки британцев попали полностью исправные 12 таких торпед. Несмотря на то что и в Британии, и в США в то время уже имелись опытные образцы электрических торпед, они просто скопировали германскую и приняли её на вооружение (правда, только в 1945, после окончания войны) под обозначением Mk-XI в британском и Mk-18 в американском флоте.
Работы по созданию специальной электрической батареи и электродвигателя, предназначенных для торпед калибра 533 мм, начали в 1932 г. и в Советском Союзе . В течение 1937-1938 гг. было изготовлено две опытовые электрические торпеды ЭТ-45 с электродвигателем мощностью 45 кВт. Она показала неудовлетворительные результаты, поэтому в 1938 г. разрабатывается принципиально новый электродвигатель с вращающимися в разные стороны якорем и магнитной системой, с высоким КПД и удовлетворительной мощностью (80 кВт). Первые образцы новой электрической торпеды изготовили в 1940 г. И хотя германская электрическая торпеда G7e попала в руки и советских инженеров, но те не стали её копировать, а в 1942 г., после проведения государственных испытаний, была принята на вооружение отечественная торпеда ЭТ-80. Пять первых боевых торпед ЭТ-80 поступили на Северный флот в начале 1943 г. Всего во время войны советские подводники израсходовали 16 электрических торпед.
Таким образом, реально во Второй мировой войне электрические торпеды имели на вооружении Германия и Советский Союз. Доля электрических торпед в боекомплекте подводных лодок кригсмарине составляла до 80 %.
Неконтактные взрыватели
Независимо друг от друга, в строгой тайне и почти одновременно военно-морские флоты Германии, Англии и Соединенных Штатов разработали магнитные взрыватели для торпед. Эти взрыватели имели большое преимущество перед более простыми контактными взрывателями. Противоминные переборки , находящиеся ниже броневого пояса кораблей сводили к минимуму разрушения, вызываемые при попадании торпеды в борт . Для максимальной эффективности поражения торпеда с контактным взрывателем должна была попасть в небронированную часть корпуса, что оказывалось весьма трудным делом. Магнитные взрыватели были сконструированы таким образом, что срабатывали при изменениях магнитного поля Земли под стальным корпусом корабля и взрывали боевую часть торпеды на расстоянии 0,3-3,0 метра от его днища. Считалось, что взрыв торпеды под днищем корабля наносит ему в два или три раза большие повреждения, чем такой же по мощности взрыв у его борта.
Однако, первые германские магнитные взрыватели статического типа (TZ1), которые реагировали на абсолютную величину напряжённости вертикальной составляющей магнитного поля , просто пришлось снять с вооружения в 1940 г., после Норвежской операции . Эти взрыватели срабатывали после прохождения торпедой безопасной дистанции уже при легком волнении моря, на циркуляции или при недостаточно стабильном ходе торпеды по глубине. В результате этот взрыватель спас несколько британских тяжёлых крейсеров от неминуемой гибели.
Новые германские неконтактные взрыватели появились в боевых торпедах только в 1943 г. Это были магнитодинамические взрыватели типа Pi-Dupl, в которых чувствительным элементом являлась индукционная катушка , неподвижно закреплённая в боевом отделении торпеды. Взрыватели Pi-Dupl реагировали на скорость изменения вертикальной составляющей напряжённости магнитного поля и на смену её полярности под корпусом корабля. Однако радиус реагирования такого взрывателя в 1940 г. составлял 2,5-3 м, а в 1943 по размагниченному кораблю едва достигал 1 м.
Только во второй половине войны на вооружение германского флота приняли неконтактный взрыватель TZ2, который имел узкую полосу срабатывания, лежащую за пределами частотных диапазонов основных видов помех. В результате даже по размагниченному кораблю он обеспечивал радиус реагирования до 2-3 м при углах встречи с целью от 30 до 150°, а при достаточной глубине хода (порядка 7 м) взрыватель TZ2 практически не имел ложных срабатываний из-за волнения моря. Недостатком ТZ2 являлось заложенное в него требование обеспечить достаточно высокую относительную скорость торпеды и цели, что было не всегда возможно при стрельбе тихоходными электрическими самонаводящимися торпедами.
В Советском Союзе это был взрыватель типа НВС (неконтактный взрыватель со стабилизатором ; это магнитодинамический взрыватель генераторного типа, который срабатывал не от величины, а от скорости изменения вертикальной составляющей напряжённости магнитного поля корабля водоизмещением не менее 3000 т на расстоянии до 2 м от днища). Он устанавливался на торпеды 53-38 (НВС мог применяться только в торпедах со специальными латунными боевыми зарядными отделениями).
Приборы маневрирования
В ходе Второй мировой войны во всех ведущих военно-морских державах продолжались работы по созданию приборов маневрирования для торпед. Однако только Германия смогла довести опытные образцы до промышленного производства (курсовые системы наведения FaT и её усовершенствованный вариант LuT ).
FaT
Первый образец системы наведения FaT был установлен на торпеде TI (G7a). Была реализована следующая концепция управления - торпеда на первом участке траектории двигалась прямолинейно на расстояние от 500 до 12500 м и поворачивала в любую сторону на угол до 135 градусов поперек движения конвоя, а в зоне поражения судов противника дальнейшее движение осуществляла по S-образной траектории («змейкой») со скоростью 5-7 узлов, при этом длина прямого участка составляла от 800 до 1600 м и диаметр циркуляции 300 м. В результате траектория поиска напоминала ступени лестницы. В идеале торпеда должна была вести поиск цели с постоянной скоростью поперек направления движения конвоя. Вероятность попадания такой торпеды, выпущенной с носовых курсовых углов конвоя со «змейкой» поперек курса его движения, оказывалась весьма высокой.
С мая 1943 году следующую модификацию системы наведения FaTII (длина участка «змейки» 800 м) стали устанавливать на торпедах TII (G7e). Из-за малой дальности хода электроторпеды эта модификация рассматривалась в первую очередь как оружие самообороны, выстреливавшееся из кормового торпедного аппарата навстречу преследующему эскортному кораблю.
LuT
Система наведения LuT была разработана для преодоления ограничений системы FaT и принята на вооружение весной 1944 года. По сравнению с предыдущей системой торпеды были оборудованы вторым гироскопом, в результате чего появилась возможность двукратной установки поворотов до начала движения «змейкой». Теоретически это давало возможность командиру подлодки атаковать конвой не с носовых курсовых углов, а с любой позиции - сначала торпеда обгоняла конвой, затем поворачивала на его носовые углы и только после этого начинала движение «змейкой» поперек курса движения конвоя. Длина участка «змейки» могла изменяться в любых диапазонах до 1600 м, при этом скорость торпеды была обратно пропорциональна длине участка и составляла для G7a с установкой на начальный 30-узловой режим 10 узлов при длине участка 500 м и 5 узлов при длине участка 1500 м.
Необходимость внесения изменений в конструкцию торпедных аппаратов и счётно-решающего прибора ограничили количество лодок, подготовленных к использованию системы наведения LuT, всего пятью десятками. По оценкам историков, в ходе войны немецкие подводники выпустили около 70 торпед с LuT.
Г) по роду заряда ВВ в зарядном отделении.
Назначение, классификация, размещение торпедного оружия.
Торпедой называется самодвижущийся управляемый подводный снаряд, снабженный зарядом обычного или ядерного ВВ и предназначенный для доставки заряда к цели и его подрыва.
Для атомных и дизельных торпедных подводных лодок торпедное оружие является главным видом оружия, с помощью которого они решают свои основные задачи.
На ракетных подводных лодках торпедное оружие является основным оружием самообороны от подводного и надводного противника. Одновременно с этим ракетным подводным лодкам после выполнения ракетной стрельбы может быть поставлена задача по нанесению торпедного удара по целям противника.
На противолодочных кораблях и некоторых других надводных кораблях торпедное оружие стало одним из основных видов противолодочного оружия. В то же время с этих кораблей с помощью торпед возможно нанесение торпедного удара (в определенных условиях тактической обстановки) и по надводным кораблям противника.
Таким образом, современное торпедное оружие на подводных лодках и надводных кораблях позволяет как самостоятельно, так и во взаимодействии с другими силами флота наносить эффективные удары по подводным и надводным целям противника и решать задачи самообороны.
Независимо от типа носителя с помощью торпедного оружия в настоящее время решаются следующиеосновные задачи.
Уничтожение атомных ракетных подводных лодок противника
Уничтожение крупных боевых надводных кораблей противника (авианосцев, крейсеров, противолодочных кораблей);
Уничтожение атомных и дизельных многоцелевых подводных лодок противника;
Уничтожение транспортов, десантных и вспомогательных кораблей противника;
Нанесение удара по гидротехническим сооружениям и другим объектам противника, расположенным у уреза воды.
На современных подводных лодках и надводных кораблях подторпедным оружием понимается комплекс оружия и технических средств, включающий в себя следующие основные элементы:
торпеды различных типов;
Торпедные аппараты;
Систему управления торпедной стрельбой.
Непосредственно к комплексу торпедного оружия примыкают различные вспомогательные технические средства носителя, предназначенные для повышения боевых свойств оружия и удобства его обслуживания. К таким вспомогательным средствам (как правило, на подводных лодках) относятся торпедопогрузочное устройство (ТПУ), устройство быстрого заряжания торпед в торпедные аппараты (УБЗ), система хранения запасных торпед, аппаратура контроля.
Количественный состав торпедного оружия, его роль и круг боевых задач, решаемых этим оружием, определяется классом, типом и основным назначением носителя.
Так, например, на атомных и дизельных торпедных подводных лодках, где торпедное оружие является главным видом оружия, состав его представлен наиболее полночи включает в себя:
Боекомплект различных торпед (до 20 шт.), размещенных непосредственно в трубах торпедных аппаратов и на стеллажах а торпедном отсеке;
Торпедные аппараты (до 10 труб), имеющие либо один калибр, либо различные калибры, что зависит от типа применяемых торпед,
Систему управления торпедной стрельбой, являющуюся либо самостоятельной специализированной системой приборов управления торпедной стрельбой (ПУТС), либо частью (блоком) общекорабельной боевой информационно-управляющей системы (БИУС).
Кроме того, такие подводные лодки оборудованы всеми необходимыми вспомогательными устройствами.
Торпедные подводные лодки с помощью торпедного оружия решают свои основные задачи по нанесению удара и уничтожению подводных лодок, надводных кораблей и транспортов противника. В определенных условиях они применяют торпедное оружие в целях самообороны от противолодочных кораблей и подводных лодок противника.
Торпедные аппараты подводных лодок, имеющих на вооружении ракетные противолодочные комплексы (РПК), одновременно служат пусковыми установками для противолодочных ракет. В этих случаях для погрузки, хранения и заряжания ракет используются те же торпедопогрузочные устройства, стеллажи и устройство быстрого заряжания, что и для торпед. Попутно отметим, что торпедные аппараты подводных лодок могут использоваться для хранения и постановки мин при выполнении минно-заградительных боевых задач.
На ракетных подводных лодках состав торпедного оружия аналогичен рассмотренному выше и отличается от него только меньшим числом торпед, торпедных аппаратов и мест хранения. Система управления торпедной стрельбой является, как правило, частью общекорабельной БИУС. На этих подводных лодках торпедное оружие предназначено в основном для самообороны от противолодочных подводных лодок и кораблей противника. Эта особенность обусловливает запас торпед соответствующего типа и назначения.
Информация о цели, необходимая для решения задач торпедной стрельбы, на подводных лодках поступает в основном от гидроакустического комплекса или гидроакустической станции. В определенных условиях эта информация может быть получена от радиолокационной станции или же от перископа.
Торпедное оружие противолодочных кораблей входит в состав их противолодочного вооружения и является одним из наиболее эффективных видов противолодочного оружия. В состав торпедного оружия входят:
Боекомплект противолодочных торпед (до 10 шт.);
Торпедные аппараты (от 2 до 10),
Система управления торпедной стрельбой.
Число принимаемых торпед, как правило, соответствует числу труб торпедных аппаратов, так как торпеды хранятся только в трубах аппаратов. Следует отметить, что в зависимости от поставленной задачи противолодочные корабли могут принимать (помимо противолодочных) также торпеды для стрельбы по надводным кораблям и универсальные торпеды.
Число торпедных аппаратов на противолодочных кораблях определяется их подклассом и проектом. На малых противолодочных кораблях (мпк) и катерах (пка) устанавливаются, как правило, одно- или двухтрубные торпедные аппараты с общим числом труб до четырех. На сторожевых кораблях (скр) и больших противолодочных кораблях (бпк) устанавливается обычно по два четырех- или пятитрубных торпедных аппарата, размещаемых побортно на верхней палубе или в специальных выгородках в борту корабля.
Системы управления торпедной стрельбой на современных противолодочных кораблях являются, как правило, частью общекорабельной комплексной системы управления стрельбой противолодочным оружием. Однако не исключаются случаи установки на кораблях специализированной системы ПУТС.
На противолодочных кораблях основными средствами обнаружения и целеуказания для обеспечения боевого применения торпедного оружия по подводным лодкам противника являются гидроакустические станции, а для стрельбы по надводным кораблям - радиолокационные станции. В то же время в целях более полного использования боевых и тактических свойств торпед корабли; могут получать целеуказание и от внешних источников информации (взаимодействующих кораблей, вертолетов, самолетов). При стрельбе по надводной цели целеуказание выдается радиолокационной станцией.
Состав торпедного оружия надводных кораблей других классов и типов (эскадренных миноносцев, ракетных крейсеров) в принципе аналогичен рассмотренному выше. Специфика заключается лишь в типах торпед, принятых а торпедные аппараты.
Торпедные катера, на которых торпедное оружие, так же как и на торпедных подводных лодках, является главным видом оружия, несут два или четыре однотрубных торпедных аппарата и соответственно две или четыре торпеды, предназначенные для ударов по надводным кораблям противника. На катерах устанавливается система управления торпедной стрельбой, включающая в себя радиолокационную станцию, которая служит основным источником информации о цели.
К положительным качествам торпед, оказывающим влияние на успешность их боевого применения, относятся:
Относительная скрытность боевого применения торпед с подводных лодок по надводным кораблям и с надводных кораблей по подводным лодкам, обеспечивающая внезапность нанесения удара;
Поражение надводных кораблей в наиболее уязвимой их части корпуса - под днищем;
Поражение подводных лодок, находящихся на любых глубинах их погружения,
Относительная простота устройств, обеспечивающих боевое применение торпед. Большое разнообразие задач, при решении которых носителями используется торпедное оружие, обусловило создание торпед различных типов, которые можно классифицировать по следующим основным признакам:
а) по назначению:
Противолодочные;
Против надводных кораблей;
Универсальные (против подводных лодок и надводных кораблей);
б) по типу носителя:
Корабельные;
Лодочные;
Универсальные,
Авиационные;
Боевые части противолодочных ракет и самодвижущихся мин
в) по калибру:
Малогабаритные (калибром 40 см) ;
Крупногабаритные (калибром более 53 см).
С зарядом обычного взрывчатого вещества;
С ядерным боеприпасом;
Практические (без заряда).
д) по типу энергосиловой установки:
С тепловой энергетикой (парогазовые);
Электрические;
Реактивные.
е) по способу управления:
Автономно управляемые (прямоидущие и маневрирующие);
Самонаводящиеся (в одной или двух плоскостях);
Телеуправляемые;
С комбинированным управлением.
ж) по типу аппаратуры самонаведения:
С активной СН;
С пассивной СН;
С комбинированной СН;
С неакустической СН.
Как видно из классификации, семейство торпед весьма велико. Но несмотря на такое широкое разнообразие, все современные торпеды близки друг другу по своим принципиальным положениям устройства и принципа действия.
Наша с вами задача состоит в том, чтобы эти принципиальные положения изучить и запомнить.
Большинство современных образцов торпед (независимо от их назначения, характера носителя и калибра) имеет типовую конструкцию корпуса и компоновку основных приборов, агрегатов и узлов. Они отличаются в зависимости от назначения торпеды, что обусловливается главным образом различными видами используемой в них энергетики и принципом действия энергосиловой установки. Как правило, торпеда состоит из четырех основных частей:
зарядного отделения (с аппаратурой СН).
отделения энергокомпонентов (с отсеком пускорегулирующей аппаратуры -для торпед с тепловой энергетикой) или аккумуляторного отделения (для электрических торпед).
Кормового отделения
Хвостовой части.
Электрическая торпеда
1 - боевое зарядное отделение; 2 - инерционные взрыватели; 3 - аккумуляторная батарея; 4 - электродвигатель. 5 - хвостовая часть.
Современные стандартные торпеды, предназначенные для уничтожения надводных кораблей, имеют:
длину – 6-8 метров.
массу -около 2 тонн и более.
глубину хода- 12-14м.
дальность - свыше 20 км.
скорость хода - более 50 уз.
Оснащение таких торпед ядерным боеприпасом обусловливает возможность их применения не только для нанесения ударов по надводным кораблям, но также для уничтожения подводных лодок противника и разрушения береговых объектов, находящихся у уреза воды.
Противолодочные электрические торпеды имеют скорость 30 - 40 уз при дальности 15-16 км. Их главное достоинство заключается в способности поражать подводные лодки, находящиеся на глубине в несколько сот метров.
Применение в торпедах систем самонаведения - одноплоскостной, обеспечивающей автоматическое наведение торпеды на цель в горизонтальной плоскости, или двухплоскостной (в противолодочных торпедах) - для наведения торпеды на подводную лодку - цель как по направлению, так и по глубине резко повышает боевые возможности торпедного оружия.
Корпуса (оболочки) торпед выполнены из стали или алюминиево-магниевых сплавов высокой прочности. Основные части герметично соединяются между собой и образуют корпус торпеды, имеющий обтекаемую форму, что способствует уменьшению сопротивления при ее движении в воде. Прочность и герметичность корпусов торпед позволяет подводным лодкам производить стрельбу ими с глубин, обеспечивающих высокую скрытность боевых действий, а надводным кораблям - наносить удар по подводным лодкам, находящимся на любых глубинах погружения. На корпусе торпеды устанавливаются специальные направляющие наделки для придания ей заданного положения в трубе торпедного аппарата.
В основных частях корпуса торпеды расположены:
Боевая принадлежность
Энергосиловая установка
Система управления движением и наведением
Вспомогательные механизмы.
Каждый из компонентов будут нами рассмотрены на практических занятиях по устройству торпедного оружия.
Торпедным аппаратом называется специальная установка, предназначенная для хранения приготовленной к выстрелу торпеды, ввода исходных данных в систему управления движением и наведением торпеды и выстреливания торпеды с заданной скоростью вылета в определенном направлении.
Торпедными аппаратами вооружаются все подводные лодки, противолодочные корабли, торпедные катера и некоторые корабли других классов. Их количество, размещение и калибр определяются конкретным проектом носителя. Из одних и тех же торпедных аппаратов могут выстреливаться различные образцы торпед или мин, а также производится постановка самоходных приборов помех и имитаторов подводных лодок.
Отдельные образцы торпедных аппаратов (как правило, на подводных лодках) могут использоваться как пусковые установки для стрельбы противолодочными ракетами.
Современные торпедные аппараты имеют отдельные конструктивные отличия и могут подразделяться по следующим основным признакам:
а) по носителям:
- торпедные аппараты подводных лодок;
Торпедные аппараты надводных кораблей;
б) по степени поведения:
- наводящиеся;
Ненаводящиеся (стационарные);
Откидывающиеся (поворотные);
в) по количеству торпедных труб:
- многотрубные,
Однотрубные;
г) по типу системы стрельбы:
- с пороховой системой,
С воздушной системой;
С гидравлической системой;
д) по калибру:
- малогабаритные (калибром 40 см);
Стандартные (калибром 53 см);
Большие (калибром более 53 см).
На подводной лодке торпедные аппараты ненаводящиеся. Они, как правило, размещаются в несколько ярусов, один над другим. Носовая часть торпедных аппаратов расположена в легком корпусе подводной лодки, а кормовая - в торпедном отсеке. Торпедные аппараты жестко связаны с набором корпуса и его оконечными переборками. Оси труб торпедных аппаратов параллельны друг другу или расположены под определенным углом к диаметральной плоскости подводной лодки.
На надводных кораблях наводящиеся торпедные аппараты представляют собой поворотную платформу с расположенными на ней торпедными трубами. Наведение торпедного аппарата осуществляется разворотом платформы в горизонтальной плоскости с помощью электрического или гидравлического привода. Ненаводящиеся торпедные аппараты жестко крепятся к палубе корабля. У откидывающихся торпедных аппаратов предусмотрено два фиксированных положения: походное, в котором они находятся в повседневных условиях, и боевое. Перевод торпедного аппарата в боевое положение осуществляется его разворотом на фиксированный угол, обеспечивающий возможность стрельбы торпедами.
Торпедный аппарат может состоять из одной или нескольких торпедных труб, изготовленных из стали и способных выдерживать значительное внутреннее давление. Каждая труба имеет переднюю и заднюю крышки.
На надводных кораблях передние крышки аппаратов легкие съемные, на подводных лодках - стальные, герметично укупоривающие носовой срез каждой трубы.
Задние крышки всех торпедных аппаратов закрываются с помощью специального кремальерного затвора и обладают большой прочностью. Открывание и закрывание передней и задней крышек торпедных аппаратов на подводных лодках осуществляется автоматически или ручными приводами.
Система блокировки торпедных аппаратов подводных лодок препятствует открытию передних крышек при открытых или не полностью закрытых задних крышках и наоборот. Задние крышки торпедных аппаратов надводных кораблей открываются и закрываются вручную.
Рис. 1 Установка электрогрелок в трубе ТА:
/-трубкодержатель; 2-штуцер; 3- низкотемпературная электрическая грелка НГТА; 4 - кабель.
Внутри торпедного аппарата по всей его длине устанавливаются четыре направляющие дорожки (верхняя, нижняя и две боковых) с пазами для наделок торпеды, обеспечивающие придание ей заданного положения при погрузке, хранении и движении при выстреле, а также обтюрирующие кольца. Обтюрирующие кольца, уменьшая зазор между корпусом торпеды и внутренними стенками аппарата, способствуют созданию выбрасывающего давления в его кормовой части в момент выстрела. Для удержания торпеды от случайных перемещений служит хвостовой упор, размещенный в задней крышке, а также стопор, автоматически убирающийся перед стрельбой.
Торпедные аппараты надводных кораблей могут иметь штормовые стопоры с ручным приводом.
Доступ к впускному и запирающему клапанам, устройству вентиляции электрических торпед осуществляется с помощью герметично закрываемых горловин. Откидывание курка торпеды производитсякурковым зацепом. Для ввода исходных данных в торпеду на каждом аппарате устанавливается группа периферийных приборов системы управления стрельбой с приводами ручного и дистанционного управления. Основными приборами этой группы являются:
- установщик прибора курса (УПК или УПМ) -для ввода угла поворота торпеды после выстрела, ввода угловых и линейных величии, обеспечивающих маневрирование в соответствии с заданной программой, установки дистанции включения системы самонаведения, борта цели,
- прибор остановки глубины (ЛУГ) - для ввода в торпеду установочной глубины хода;
- прибор установки режима (ПУР) - для установки режима вторичного поиска самонаводящихся торпед и включения силовой плюсовой цепи электропитания.
Ввод исходных данных в торпеду определяется конструктивными особенностями установочных головок ее приборов, а также принципом работы периферийных приборов торпедного аппарата. Он может осуществляться с помощью механических пли электрических приводов, когда шпиндели периферийных приборов соединяются со шпинделями приборов торпеды специальными муфтами. Их отключение производится автоматически в момент выстрела до начала движения торпеды в трубе торпедного аппарата. Отдельные образцы торпед и торпедных аппаратов могут иметь для этой цели самогерметизирующиеся электрические штепсельные разъемы или приборы бесконтактного ввода данных.
С помощью системы стрельбы обеспечивается выстреливание торпеды из торпедного аппарата с заданной скоростью вылета.
На надводных кораблях она может бытьпороховой иливоздушной.
Пороховая система стрельбы состоит из патронника специальной конструкции, размещенного непосредственно на торпедном аппарате, и газопровода. Патронник имеет камеру для размещения порохового выбрасывающего патрона, а также сопло с решеткой - регулятором давления. Воспламенение патрона может производиться вручную или в электрическую с помощью приборов цепи стрельбы. Образующиеся при этом пороховые газы, поступая по газопроводу к периферийным приборам, обеспечивают расстыковку их шпинделей с установочными головками прибора курса и автомата глубины торпеды, а также снятие стопора, удерживающего торпеду. По достижении необходимого давления пороховых газов, поступающих в торпедный аппарат, происходит выстреливание торпеды и она входит в воду на определенном расстоянии от борта.
У торпедных аппаратов с воздушной системой стрельбы выстреливание торпеды производится сжатым воздухом, хранящимся в боевом баллоне.
Торпедные аппараты подводных лодок могут иметьвоздушную илигидравлическую систему стрельбы. Эти системы позволяют применять торпедное оружие в условиях значительного забортного давления (при нахождении подводной лодки на глубинах 200 м и более) и обеспечивают скрытность торпедного залпа. Основными элементами воздушной системы стрельбы подводных торпедных аппаратов являются: боевой баллон с боевым клапаном н воздушными трубопроводами, стрельбовой щиток, блокировочное устройство, глубоководный регулятор времени и выпускной клапан системы БТС (беспузырной торпедной стрельбы) с арматурой.
Боевой баллон служит для хранения воздуха высокого давления и перепуска его в торпедный аппарат в момент выстрела после открытия боевого клапана. Открытие боевого клапана осуществляется воздухом, поступающим по трубопроводу от стрельбового щитка. При этом воздух сначала поступает к блокировочному устройству, обеспечивающему перепуск воздуха только после полного открытия передней крышки торпедного аппарата. От блокировочного устройства воздух поступает на подъем шпинделей прибора установки глубины, установщика прибора курса, снятие стопора и далее на открытие боевого клапана. Поступление сжатого воздуха в кормовую часть заполненного водой торпедного аппарата и его воздействие на торпеду приводит к ее выстреливанию. При движении торпеды в аппарате его свободный заторпедный объем будет увеличиваться, а давление в нем уменьшаться. Падение давления до определенного значения вызывает срабатывание глубоководного регулятора времени, что приводит к открытию выпускного клапана БТС. С его открытием начинается стравливание давления воздуха из торпедного аппарата в цистерну БТС подводной лодки. К моменту выхода торпеды воздушное давление стравливается полностью, выпускной клапан БТС закрывается, а торпедный аппарат заполняется забортной водой. Такая система стрельбы способствует скрытности применения торпедного оружия с подводных лодок. Однако необходимость дальнейшего увеличения глубины стрельбы требует значительного усложнения системы БТС. Это привело к созданию гидравлической системы стрельбы, которая обеспечивает выстреливание торпед из торпедных аппаратов подводных лодок, находящихся на любых глубинах погружения, давлением воды.
В состав гидравлической системы стрельбы торпедного аппарата входят: гидравлический цилиндр с поршнем и штоком, пневматический цилиндр с поршнем и штоком и боевой баллон с боевым клапаном. Штоки гидравлического и пневматического цилиндров жестко скреплены друг с другом. Вокруг трубы торпедного аппарата в ее кормовой части размещается кольцевая цистерна с кингстоном, связанная с задним срезом гидравлического цилиндра. В исходном положении кингстон закрыт. Перед выстрелом боевой баллон заполняется сжатым воздухом, а гидравлический цилиндр - водой. Закрытый боевой клапан препятствует поступлению воздуха в пневматический цилиндр.
В момент выстрела боевой клапан открывается и сжатый воздух, поступая в полость пневматического цилиндра, вызывает перемещение его поршня и связанного с ним поршня гидравлического цилиндра. Это приводит к нагнетанию воды из полости гидравлического цилиндра через открытый кингстон в систему торпедного аппарата и выстреливанию торпеды.
Перед выстрелом с помощью прибора ввода данных, размещенного на трубе торпедного аппарата, осуществляется автоматический подъем его шпинделей.
Рис.2 Структурная схема пятитрубного торпедного аппарата с модернизированной системой обогрева
Энергосиловые установки (ЭСУ) торпед предназначены для придания торпедам движения с определённой скоростью на установленную дистанцию, а также обеспечения энергией систем и агрегатов торпеды.
Принцип действия ЭСУ любого типа состоит в преобразовании того или иного вида энергии в механическую работу.
По виду используемой энергии ЭСУ подразделяются:
На парогазовые (тепловые);
Электрические;
Реактивные.
В состав каждой ЭСУ входят:
Источник энергии;
Двигатель;
Движитель;
Вспомогательное оборудование.
2.1.1. Парогазовые эсу торпед
ПГЭСУ торпед являются разновидностью тепловой машины (рис. 2.1). Источником энергии в тепловых ЭСУ является топливо, представляющее собою совокупность горючего и окислителя.
Используемые в современных торпедах виды топлива могут быть:
Многокомпонентными (горючее – окислитель – вода) (рис.2.2);
Унитарными (горючее смешано с окислителем – вода);
Твёрдые пороховые;
-
твёрдые гидрореагирующие.
Тепловая энергия топлива образуется в результате химической реакции окисления или разложения веществ, входящих в его состав.
Температура сгорания топлива составляет 3000…4000°C. При этом возникает возможность размягчения материалов, из которых изготовлены отдельные узлы ЭСУ. Поэтому вместе с топливом в камеру сгорания подают воду, что снижает температуру продуктов сгорания до 600…800°C. Кроме того, впрыскивание пресной воды увеличивает объём парогазовой смеси, что существенно повышает мощность ЭСУ.
В первых торпедах использовалось топливо, включавшее в себя керосин и сжатый воздух в качестве окислителя. Такой окислитель оказался малоэффективным из-за низкого содержания кислорода. Составная часть воздуха – азот, не растворимая в воде, выбрасывалась за борт и являлась причиной демаскирующего торпеду следа. В настоящее время в качестве окислителей используют чистый сжатый кислород или маловодную перекись водорода. При этом продуктов сгорания, не растворимых в воде, почти не образуется и след практически не заметен.
Применение жидких унитарных топлив позволило упростить топливную систему ЭСУ и улучшить условия эксплуатации торпед.
Твёрдые топлива, являющиеся унитарными, могут быть мономолекулярными или смесевыми. Чаще используются последние. Они состоят из органического горючего, твёрдого окислителя и различных добавок. Количество выделяемого при этом тепла можно регулировать количеством подаваемой воды. Применение таких видов топлива исключает необходимость нести на борту торпеды запас окислителя. Это снижает массу торпеды, что значительно повышает скорость и дальность её
Двигатель парогазовой торпеды, в котором тепловая энергия преобразуется в механическую работу вращения гребных винтов, является одним из её главных агрегатов. Он определяет основные тактико-технические данные торпеды – скорость, дальность, следность, шумность.
Торпедные двигатели имеют ряд особенностей, которые отражаются на их конструкции:
Кратковременность работы;
Минимальное время выхода на режим и строгое его постоянство;
Работа в водной среде с высоким противодавлением выхлопу;
Минимальные масса и габариты при большой мощности;
Минимальный расход топлива.
Торпедные двигатели подразделяются на поршневые и турбинные. В настоящее время наибольшее распространение получили последние (рис. 2.3).
Энергокомпоненты
подаются в парогазогенератор, где
поджигаются зажигательным патроном.
Образующаяся парогазовая смесь под
давл
ением
поступает на лопатки турбины, где,
расширяясь, совершает работу. Вращение
колеса турбины через редуктор и
дифференциал передается на внутренний
и внешний гребные валы, вращающиеся в
противоположные стороны.
В качестве движителей большинства современных торпед используются гребные винты. Передний винт – на наружном валу с правым вращением, задний – на внутреннем – с левым. Благодаря этому уравновешиваются моменты сил, отклоняющих торпеду от заданного направления движения.
Эффективность двигателей характеризуется величиной коэффициента полезного действия с учётом влияния гидродинамических свойств корпуса торпеды. Коэффициент снижается при достижении винтами частоты вращения, при которой на лопастях начинается
кавитаци
я
1
.
Одним
из путей борьбы с этим вредным явлением
стало п
рименение
насадок на винты, позволяющее получить
водомётный движитель (рис. 2.4).
К числу основных недостатков ЭСУ рассмотренного типа относятся:
Высокая шумность связанная с большим числом быстро вращающихся массивных механизмов и наличием выхлопа;
Снижение мощности двигателя и, как следствие, скорости хода торпеды с ростом глубины, обусловленное увеличением противодавления выхлопным газам;
Постепенное уменьшение массы торпеды при её движении вследствие расхода энергокомпонентов;
Агрессивность энергокомпонентов топлива.
Поиски путей, обеспечивающих исключение перечисленных недостатков, привели к созданию электрических ЭСУ.
Loading...