Применение ракеты торпеды с подводных лодок. Современная торпеда: что есть и что будет. Парогазовые эсу торпед

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.).

По способу наведения

• 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 торпеды

Одним 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.

Небезынтересная статья Максима Климова "Об облике современных торпед подводных лодок" была опубликована в журнале "Арсенал Отечества" № 1 (15) за 2015 год. С разрешения автора и редакции журнала ее текст предлагается читателям блога.

Китайская 533-мм торпеда Yu-6 (211ТТ1 разработки российского ЦНИИ «Гидроприбор»), оснащенная российской шланговой лодочной катушкой телеуправления (с) Максим Климов

Реальные ТТХ зарубежных торпед (преднамеренно занижаемых некоторыми отечественными «специалистами») и их «комплексная характеристика»

Массо-габаритные и транспортные характеристики современных зарубежных торпед калибра 53 см в сравнении с нашими экспортными торпедами УГСТ и ТЭ2:

При сравнении отечественных и зарубежных торпед очевидно, что если для УГСТ имеется некоторое отставание от западных образцов по ТТХ, то для это ТЭ2 отставание по ТТХ очень велико.

Учитывая закрытость информации по современных системам самонаведения (ССН), управления (СУ) и телеуправления (СТУ) целесообразно для их оценки и сравнения обозначить основные поколения развития послевоенного торпедного оружия:

1 — прямоидущие торпеды.

2 — торпеды с пассивными ССН (50-е годы).

3 — внедрение активных высокочастотных ССН (60-е годы).

4 — низкочастотные активно-пассивные ССН с допплеровской фильтрацией.

5 — внедрение вторичной цифровой обработки (классификаторов) с массовым переходом (тяжелых торпед) на шланговое телеуправление.

6 — цифровые ССН с увеличенным частотным диапазоном.

7 — сверхширокополосные ССН с оптоволоконным шланговым телеуправлением.

Торпеды, стоящие на вооружении ВМС стран Латинской Америки

В связи с закрытостью ТТХ новых западных торпед представляет интерес их оценка.

Торпеда Mk48

Известны транспортные характеристики первой модификации Mk48 — mod.1 (см. табл. 1).

Начиная с модификации mod.4, была увеличена длина топливного резервуара (430 кг топлива ОТТО II вместо 312), что уже дает увеличение дальности хода на скорости 55 уз свыше 25 км.

Кроме того, первая конструкция водомета была разработана американскими специалистами еще в конце 60х годов (Mk48 mod.1), КПД водомета разрабатывавшейся чуть позднее нашей торпеды УМГТ-1 составлял 0,68. В конце 80х годов после длительной отработки водомета новой торпеды «Физик-1» его КПД был увеличен до 0,8. Очевидно, что американские специалисты проводили аналогичные работы, с повышением КПД водомета торпеды Mk48.

С учетом этого фактора и увеличения длины топливного резервуара, заявления разработчиков о достижении дальности 35 км на скорости 55 уз для модификаций торпеды с mod.4 представляются обоснованными (и многократно подтвержденными по линии экспортных поставок).

Заявления некоторых наших специалистов о «соответствии» транспортных характеристик новейших модификаций Mk48 ранним (mod.1) направлены на маскировку отставания по транспортным характеристикам торпеды УГСТ (что обусловлено нашими жесткими и необоснованными требованиями по безопасности, заставивших ввести камортный топливный резервуар ограниченного объема).

Отдельный вопрос — максимальная скорость последних модификаций Mk48.

Логично предположить увеличение достигнутой с начала 70-х годов скорости 55 уз до «не менее 60», хотя бы за счет увеличения КПД водомета новых модификаций торпеды.

При анализе транспортных характеристик электрических торпед необходимо согласиться с выводом известного специалиста ЦНИИ «Гидроприбор» А.С. Котова «электрические торпеды превзошли по транспортным характеристикам тепловые» (для электрических с батареями AlAgO и тепловых на топливе ОТТО II). Выполненная им расчётная провека данных по торпеде DM2A4 с AlAgO батареей (50 км на 50 уз) оказалась близкой к заявленной разработчиком (52 уз на 48 км).

Отдельный вопрос — тип используемых в DM2A4 батарей. «Официально» в DM2A4 установлены батареи AgZn, в связи с чем некоторые наши специалисты принимают расчетные характеристики этих батарей как аналогов отечественных. Однако представителями фирмы-разработчика заявлялось, что производство батарей для торпеды DM2A4 в Германии невозможно по экологическим соображениям (завод в Греции), что явно говорит о существенно иной конструкции (и характеристиках) батарей DM2A4 в сравнении с отечественными батареями AgZn (не имеющими особых производственных ограничений по экологии).

Несмотря на то что батареи AlAgO имеют рекордные показатели по энергетике, сегодня в зарубежном торпедизме появилась устойчивая тенденция применения значительно менее энергоемких, но обеспечивающих возможность массовых торпедных стрельб универсальных литий-полимерных батарей (торпеды Black Shark (калибра 53 см) и Black Arrow (32 см) фирмы WASS), — даже ценой существенного снижения ТТХ (снижение дальности на максимальной скорости примерно вдвое от DM2A4 для Black Shark).

Массовые торпедные стрельбы — это аксиома современного западного торпедизма.

Причина этого требования — сложные и изменчивые условия среды, в которой применяются торпеды. «Унитарный прорыв» ВМС США, — принятие на вооружение в конце 60-х — начале 70-х годов торпед Mk46 и Mk48 с резко улучшенными ТТХ, был связан именно с необходимостью много стрелять для отработки и освоения новых сложных систем самонаведения, управления и телеуправления. По своим характеристикам унитарное топливо ОТТО-2 было откровенно средним и уступало по энергетике уже успешно освоенной в ВМС США паре перекись-керосин бо- лее чем на 30%. Но это топливо позволило значительно упростить устройство торпед, а главное — резко, более чем на порядок снизить стоимость выстрела.

Это обеспечило массовость стрельб, успешную доводку и освоение в ВМС США новых торпед с высокими ТТХ.

Приняв на вооружение в 2006-м торпеду Mk48 mod.7 (примерно в одно время с государственными испытаниями «Физик-1»), ВМС США за 2011-2012 годы успели произвести более 300 выстрелов торпедами Mk48 mod.7 Spiral 4 (4-я модификация программного обеспечения 7-й модели торпеды). Это не считая многих сотен выстрелов (за это же время) предшествующих «модов» Mk48 из модификаций последней мо- дели (mod.7 Spiral 1-3).

ВМС Великобритании в период испытаний торпеды StingRay mod.1 (серия с 2005 г.) провели 3 серии стрельб:

Первая — май 2002 г. на полигоне AUTEC (Багамские острова) 10 торпед по ПЛА типа «Трафальгар» (с уклонением и применением СГПД), было получено 8 наведений.

Вторая — сентябрь 2002 г. по ПЛ на средних и малых глубинах и лежащей на грунте (последнее — неудачно).

Третья — ноябрь 2003 г., после доработки программного обеспечения на полигоне BUTEC (Шетландские о-ва) по ПЛА типа «Свифтшур», получено 5 из 6 наведений.

Всего за период испытаний было проведено 150 стрельб торпедой StingRay mod.1.

Однако здесь необходимо учитывать то, что при разработке предшествовавшей торпеды StingRay (mod.0) было проведено около 500 испытаний. Уменьшить это количество стрельб для mod.1 позволила система сбора и регистрации данных всех стрельб, и реализации на ее базе «сухого полигона» для предварительной отработки новых решений ССН на базе этой статистики.

Отдельный и очень важный вопрос — испытания торпедного оружия в Арктике.

ВМС США и Великобритании проводят их на регулярной основе в ходе периодических учений ICEX с выполнением массовых стрельб торпедами.

Например, в ходе ICEX-2003, ПЛА Коннектикут» в течение 2-х недель выпустила, а персонал станции ICEX-2003 извлек из-подо льда 18 торпед АДСАР.

В ряде испытаний ПЛА «Коннектикут» атаковала торпедами имитатор цели, предоставленный Центром подводной войны ВМС США (NUWC), но в большинстве случаев, ПЛА, пользуясь способностью дистанционного управления оружием, (телеуправлением) использовал себя в качестве цели для собственных торпед.

Страница учебника «Торпедиста 2 класса ВМС США» с описанием оборудования и технологии переприготовления торпеды Mk 48

В ВМС США огромный (в сравнении с нами) объем торпедных стрельб обеспечивается не за счет финансовых затрат (как заявляется некоторыми «специалистами»), а именно благодаря малой стоимости выстрела.

Из-за высокой стоимости эксплуатации торпеда Mk50 из боекомплекта ВМС США была выведена. Цифры стоимости выстрела торпедой Mk48 в открытых зарубежных СМИ отсутствуют, но очевидно что они гораздо ближе к $12 тыс. — Mk46, чем к $53 тыс. — Mk50, по данным 1995 г.

Принципиальным вопросом для нас сегодня являются сроки разработки торпедного оружия. Как показывает анализ западных данных, он не может быть менее 6 лет (реально — больше):

Великобритания:

. модернизация торпеды Sting Ray (mod.1), 2005 г. разработка и испытания заняли 7 лет;

. модернизация торпеды Spearfish (mod.1) осуществляется с 2010 г. на вооружение планируется в 2017 г.

Сроки и этапы разработки торпед в ВМС США приведены на схеме.

Таким образом, заявления некоторых наших специалистов о «возможности разработки» новой торпеды за «3 года» не имеют под собой никаких серьезных оснований и являются сознательным обманом командования ВМФ и ВС РФ и руководства страны.

Исключительно важным в западном торпедостроении является вопрос малошумности торпед и выстрела.

Сравнение внешних шумов (со стороны кормы) торпеды Мк48 mod.1 (1971 г.) с уровнем шума атомных подводных лодок (вероятно типов «Пермит», «Стерджен» конца 60х годов) на частоте 1,7 кГц:

При этом необходимо учитывать, что шумность новых модификаций торпеды Mk48 на малошумном режиме движения должна быть значительно меньше NT-37C и быть гораздо ближе к DM2A3.

Главным же выводом из этого является возможность выполнения скрытных торпедных атак современными зарубежными торпедами с больших дальностей (свыше 20-30 км).

Стрельба на большие дальности невозможна без эффективного телеуправления (ТУ).

В зарубежном торпедостроении задача создания эффективного и надежного телеуправления была решена в конце 60-х годов с созданием шланговой лодочной катушки ТУ, обеспечившей высокую надежность, значительное снижение ограничений по маневрированию ПЛ с ТУ, многоторпедные залпы с ТУ.

Шланговая катушка телеуправления германской 533-мм торпеды DM2A1 (1971 г.)

Современные западные шланговые системы телеуправления имеют высокую надежность и практически не налагают ограничений на маневрирование ПЛ. Для исключения попадания провода телеуправления в винты на многих зарубежных ДЭПЛ на кормовых рулях натянуты защитные троса. С высокой вероятность можно предположить возможность телеуправления вплоть до полных ходов ДЭПЛ.

Защитные троса на кормовых рулях итальянской неатомной подводной лодки Salvatore Todaro германского проекта 212А

Шланговая катушка телеуправления не только не является «секретом» для нас, но в начале 2000-х ЦНИИ «Гидпроприбор» разработал и сдал ВМС Китая для изделия 211ТТ1 шланговую ЛКТУ.

Еще полвека назад на западе было осознанно что оптимизация параметров составных частей торпедного комплекса должны осуществляться не по отдельности (составных частей), а с учетом обеспечения максимальной эффективности именно как комплекса.

Для этого на западе (в отличие от ВМФ СССР):

. начались работы по резкому снижению шумности торпед (в т.ч. на низких частотах — рабочих для ГАС ПЛ);

. применены высокоточные приборы управления, обеспечившие резкое повышение точности движения торпед;

. требования к ТТХ ГАК ПЛ были уточнены с для эффективного применения телеуправляемых торпед на большие дистанции;

. автоматизированная система боевого управления (АСБУ) была глубоко интегрирована с ГАК или стала его частью (для обеспечения обработки не только «геометрической» информации стрельбовых задач, но и помехо-сигнальной)

Не смотря на то что все это внедрялось в ВМС зарубежных стран с начала 70-х годов прошлого века, нами это не осознано до сих пор!

Если на западе торпеда — это высокоточный комплекс для скрытного поражения целей с большой дистанции, то у нас до сих пор «торпеды — оружие ближнего боя».

Эффективные дистанции стрельбы западными торпедами составляют примерно 2/3 длины провода телеуправления. С учетом 50-60 км на торпедных катушках, обычных для современных западных торпед, эффективные дистанции получаются до 30-40 км.

При этом эффективность отечественных торпед даже с телеуправлением на дистанциях более 10 км резко снижается из-за низких ТТХ телеуправления и малой точности устаревших приборов управления.

Некоторые специалисты утверждают, что дистанции обнаружения ПЛ якобы малы и поэтому «большие эффективные дистанции не нужны». С этим нельзя согласиться. Даже при столкновении на «кинжальной дистанции», в процессе маневрирования в ходе боя весьма вероятно увеличение дистанции между ПЛ (а ПЛА ВМС США специально отрабатывали «разрыв дистанции» с уходом за эффективные залповые дистанции наших торпед).

Разница в эффективности зарубежного и отечественного подхода — «снайперская винтовка» против «пистолета», а с учетом того что дистанцию и условия боя определяем не мы — результат этого «сравнения» в бою очевиден — в большинстве случаев нас ждет расстрел (в т.ч. при наличии в боекомплекте наших ПЛ «перспективных» (но с устаревшей идеологией) торпед).

Кроме того, необходимо также развеять заблуждение некоторых специалистов о том что «торпеды не нужны против надводных целей, т.к. есть ракеты». С момента выхода из воды первой ракеты (ПКР) ПЛ не просто теряет скрытность, а становится объектом атаки авиационных противолодочных средств противника. С учетом их высокой эффективности, залп ПКР ставит ПЛ на грань уничтожения. В этих условиях возможность выполнения скрытной торпедной атаки надводных кораблей с больших дистанций становится одним из требований к современным и перспективным ПЛ.

Очевидно, что необходимы серьезные работы по устранению имеющихся проблем отечественных торпед, в первую очередь НИР по тематике:

. современных помехоустойчивых сверхширокополосных ССН (при этом крайне важна совместная отработка ССН и новых средств противодействия);

. высокоточных приборов управления;

. новых батарей торпед — как мощных одноразовых, так и многоразовых литий-полимерных (для обеспечения большой статистики стрельб);

. оптоволоконного высокоскоростного телеуправления, обеспечивающего многоторпедные залпы на дистанции в несколько десятков км;

. скрытности торпед;

. интеграции «борта» торпед и ГАК ПЛ для комплексной обработки помехо-сигнальной информации;

. разработки и проверки стрельбами новых способов применения телеуправляемых торпед;

. проведение испытаний торпед в условиях Арктики.

Все это безусловно требует большой статистки стрельбы (сотни и тысячи выстрелов), и на фоне нашей традиционной «экономии» это кажется на первый взгляд нереальным.

Однако требование наличия в составе ВМФ РФ подводных сил означает и требование современного и эффективного их торпедного оружия, а значит всю эту большую работу необходимо делать.

Необходимо устранение имеющегося отставания от развитых стран в торпедном оружии, с переходом на общепринятую в мире идеологию торпедного оружия ПЛ как высокоточного комплекса, обеспечивающего поражение скрытное целей с больших дистанций.

Максим Климов

АРСЕНАЛ ОТЕЧЕСТВА | №1 (15) / 2015

Торпедные двигатели: вчера и сегодня

ОАО «НИИ мортеплотехники» осталось единственным предприятием в Российской Федерации, осуществляющим полномасштабную разработку тепловых энергоустановок

В период от основания предприятия и до середины 1960-х гг. главное внимание уделялось разработке турбинных двигателей для противокорабельных торпед с рабочим диапазоном работы турбин на глубинах 5-20 м. Противолодочные торпеды проектировались тогда только на электроэнергетике. В связи с условиями применения противокорабельных торпед важными требованиями к энергосиловым установкам были максимально возможная мощность и визуальная незаметность. Требование по визуальной незаметности легко выполнялось за счет применения двухкомпонентного топлива: керосина и маловодного раствора перекиси водорода (МПВ) концентрации 84%. В продуктах сгорания содержался водяной пар и двуокись углерода. Выхлоп продуктов сгорания за борт осуществлялся на расстоянии 1000-1500 мм от органов управления торпедой, при этом пар конденсировался, а двуокись углерода быстро растворялась в воде так, что газообразные продукты сгорания не только не достигали поверхности воды, но и не оказывали влияния на рули и гребные винты торпеды.

Максимальная мощность турбины, достигнутая на торпеде 53-65, составила 1070 кВт и обеспечивала движение со скоростью около 70 узлов. Это была самая скоростная торпеда в мире. Для снижения температуры продуктов сгорания топлива с 2700-2900 К до приемлемого уровня в продукты сгорания впрыскивалась морская вода. На начальной стадии работ соли из морской воды осаждались в проточной части турбины и приводили к ее разрушению. Это происходило до тех пор, пока не были найдены условия безаварийной работы, минимизирующие влияние солей морской воды на работоспособность газотурбинного двигателя.

При всех энергетических преимуществах перексида водорода как окислителя, его повышенная пожаровзрывоопасность при эксплуатации диктовала поиск применения альтернативных окислителей. Одним из вариантов подобных технических решений была замена МПВ на газообразный кислород. Турбинный двигатель, разработанный на нашем предприятии, сохранился, а торпеда, получившая обозначение 53-65К, успешно эксплуатировалась и не снята с вооружения ВМФ до сих пор. Отказ от применения МПВ в торпедных тепловых энергосиловых установках привел к необходимости проведения многочисленных научно-исследовательских работ по поиску новых топлив. В связи с появлением в середине 1960-х гг. атомных подводных лодок, имеющих высокие скорости подводного движения, противолодочные торпеды с электроэнергетикой оказались малоэффективными. Поэтому наряду с поиском новых топлив исследовались новые типы двигателей и термодинамические циклы. Наибольшее внимание было уделено созданию паротурбинной установки, работающей в замкнутом цикле Ренкина. На этапах предварительной как стендовой, так и морской отработки таких агрегатов, как турбина, парогенератор, конденсатор, насосы, клапана и всей системы в целом использовалось топливо: керосин и МПВ, а в основном варианте – твердое гидрореагирующее топливо, обладающее высокими энергетическими и эксплуатационными показателями.

Паротурбинная установка была успешно отработана, но работы по торпеде были остановлены.

В 1970-1980-х гг. большое внимание уделялось разработке газотурбинных установок открытого цикла, а также комбинированного цикла с применением в системе газовыхлопа эжектора на больших глубинах работы. В качестве топлива использовались многочисленные рецептуры жидкого монотоплива типа Otto-Fuel II, в том числе с добавками металлического горючего, а также с применением жидкого окислителя на основе гидроксил аммония перхлорат (НАР).

Практический выход получило направление создания газотурбинной установки открытого цикла на топливе типа Otto-Fuel II. Был создан турбинный двигатель мощностью более 1000 кВт для ударной торпеды калибра 650 мм.

В середине 1980-х гг. по результатам проведенных исследовательских работ руководством нашего предприятия было принято решение о развитии нового направления – разработки для универсальных торпед калибра 533 мм аксиально-поршневых двигателей на топливе типа Otto-Fuel II. Поршневые двигатели по сравнению с турбинными обладают более слабой зависимостью экономичности от глубины хода торпеды.

С 1986-го по 1991 гг. был создан аксиально-поршневой двигатель (модель 1) мощностью около 600 кВт для универсальной торпеды калибра 533 мм. Он успешно прошел все виды стендовых и морских испытаний. В конце 1990-х годов в связи с уменьшением длины торпеды была создана вторая модель этого двигателя путем модернизации в части упрощения конструкции, повышении надежности, исключения дефицитных материалов и внедрения многорежимности. Эта модель двигателя принята в серийной конструкции универсальной глубоководной самонаводящейся торпеды.

В 2002 г. ОАО «НИИ мортеплотехники» было поручено создание энергосиловой установки для новой легкой противолодочной торпеды калибра 324 мм. После анализа всевозможных типов двигателей, термодинамических циклов и топлив выбор был сделан также, как и для тяжелой торпеды, в пользу аксиально-поршневого двигателя открытого цикла на топливе типа Otto-Fuel II.

Однако при проектировании двигателя был учтен опыт слабых сторон конструкции двигателя тяжелой торпеды. Новый двигатель имеет принципиально другую кинематическую схему. В нем отсутствуют элементы трения в топливоподающем тракте камеры сгорания, что исключило возможность взрыва топлива в процессе работы. Вращающиеся части хорошо сбалансированы, а приводы вспомогательных агрегатов значительно упрощены, что привело к снижению виброактивности. Внедрена электронная система плавного регулирования расхода топлива и соответственно мощности двигателя. Практически отсутствуют регуляторы и трубопроводы. При мощности двигателя 110 кВт во всем диапазоне требуемых глубин, на малых глубинах он допускает удвоение мощности при сохранении работоспособности. Широкий диапазон параметров работы двигателя позволяет использовать его в торпедах, антиторпедах, самодвижущихся минах, средствах гидроакустического противодействия, а также в автономных подводных аппаратах военного и гражданского назначения.

Все эти достижения в области создания торпедных энергосиловых установок были возможны в связи с наличием в ОАО «НИИ мортеплотехники» уникальных экспериментальных комплексов, созданных как собственными силами, так и за счет государственных средств. Комплексы располагаются на территории около 100 тыс.м2. Они обеспечены всеми необходимыми системами энергоснабжения, в том числе системами воздуха, воды, азота и топлив высокого давления. В испытательные комплексы входят системы утилизации твердых, жидких и газообразных продуктов сгорания. В комплексах имеются стенды для испытаний макетных и полномасштабных турбинных и поршневых двигателей, а также двигателей других типов. Имеются, кроме того, стенды для испытаний топлив, камер сгорания, различных насосов и приборов. Стенды оснащены электронными системами управления, измерения и регистрации параметров, визуального наблюдения испытуемых объектов, а также аварийной сигнализацией и защитой оборудования.

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

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.