Торпеды. Современная торпеда: что есть и что будет парогазовых торпед и взаимодействие приборов
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
|
 | ||
Советские торпеды, как и западные, можно разделить на две категории - тяжелые и легкие, в зависимости от предназначения. Во-первых, известны два калибра - стандартный 533 мм (21 дюйм) и более поздний - 650 мм (25,6 дюйма). Полагают, что торпедное оружие калибра 533 мм развивалось на основе немецких конструктивных решений периода Второй мировой войны и включало прямоидущие и маневрирующие торпеды с парогазовой или электрической энергосиловой установкой, предназначенные для поражения надводных целей, а также торпеды с акустическим пассивным самонаведением в противолодочном и противокорабельном вариантах. Удивительно, но большая часть современных больших надводных боевых кораблей была оснащена многотрубными торпедными аппаратами для противолодочных торпед с акустическим наведением.
Также была разработана специальная 533-мм торпеда с 15-килотонным ядерным зарядом, не имевшая системы наведения на конечном участке траектории, состоявшая на вооружении многих подводных лодок и предназначенная для поражения важных надводных целей, таких, как авианосцы и супертанкеры. На борту подводных лодок поздних поколений также находились огромные 9,14-метровые (30-футовые) противокорабельные торпеды типа 65 калибр 650 мм. Полагают, что их наведение осуществлялось по кильватерному следу цели, была предусмотрена возможность выбора скорости 50 или 30 уз, а дальность хода составляла соответственно 50 и 100 км (31 или 62 мили). С такой дальностью хода торпеды типа 65 дополняли возможности внезапного применения противокорабельных крылатых ракет, стоявших на вооружении ракетных подводных лодок типа «Чарли» и впервые позволили советским АПЛ осуществлять стрельбу торпедами из районов вне зоны действия противолодочного охранения конвоя.
Противолодочные силы, включая авиацию, надводные корабли и подводные лодки, долгие годы использовали легкую электрическую торпеду калибра 400 мм (15,75 дюйма) с меньшей дальностью хода. Она позднее была дополнена, а затем и вытеснена применявшейся противолодочными самолетами и вертолетами торпедой большего калибра 450 мм (17,7 дюйма), которая, как полагали, имела больший заряд, увеличенную дальность хода и усовершенствованный блок наведения, что в совокупности делало ее более смертоносным средством поражения.
Оба применявшихся с воздушных носителей типа торпед оснащались парашютами для уменьшения скорости вхождения в воду. Согласно ряду сообщений, также была разработана короткая 400-мм торпеда для кормовых торпедных аппаратов первого поколения атомных подводных лодок типов «Хотел», «Эхо» и «Новембер». На последующих поколениях атомных подводных лодок, видимо, ряд стандартных торпедных аппаратов калибра 533 мм был оснащен внутренними втулками для их применения.
Типичным взрывным механизмом, применявшимся на советских торпедах, был магнитный дистанционный взрыватель, обеспечивавший детонацию заряда под корпусом цели с тем, чтобы разрушить киль, дополненный вторым контактным взрывателем, приводившимся в действие при прямом попадании.
Парогазовые торпеды, впервые изготовленные во второй половине XIX столетия, стали активно использоваться с появлением подводных лодок. Особенно преуспели в этом германские подводники, потопившие только за 1915 год 317 торговых и военных судов с общим тоннажем 772 тыс. тонн. В межвоенные годы появились усовершенствованные варианты, которые могли применяться самолетами. В годы Второй мировой войны торпедоносцы сыграли огромную роль в противоборстве флотов воюющих сторон.
Современные торпеды оснащены системами самонаведения и могут оснащаться боеголовками с различным зарядом, вплоть до атомного. На них продолжают использоваться парогазовые двигатели, созданные с учетом последних достижений техники.
История создания
Идея атаки вражеских кораблей самодвижущимися снарядами возникла в XV веке. Первым задокументированным фактом стали идеи итальянского инженера да Фонтана. Однако технический уровень того времени не позволял создать рабочих образцов. В XIX веке идею доработал Роберт Фултон, который и ввел в использование термин «торпеда».
В 1865 году проект оружия (или как тогда называли «самодвижущегося торпедо») предложил российский изобретатель И.Ф. Александровский. Торпеда оборудовалась двигателем, работающим на сжатом воздухе.
Для управления по глубине использовались горизонтальные рули. Спустя год аналогичный проект предложил англичанин Роберт Уайтхед, который оказался проворнее российского коллеги и запатентовал свою разработку.
Именно Уайтхед начал использовать гиростат и соосную гребную установку.
Первым государством, взявшим на вооружение торпеду, стала Австро-Венгрия в 1871 году.
В течение последующих 3 лет торпеды поступили в арсеналы многих морских держав, в том числе и России.
Устройство
Торпеда представляет собой самоходный снаряд, движущийся в толще воды под воздействием энергии собственной силовой установки. Все узлы расположены внутри удлиненного стального корпуса цилиндрического сечения.
В головной части корпуса размещен заряд взрывчатого вещества с приборами, обеспечивающими подрыв боеголовки.
В следующем отсеке расположен запас топлива, вид которого зависит от типа установленного ближе к корме двигателя. В хвостовой части установлен гребной винт, рули глубины и направления, которые могут управляться автоматически или дистанционно.
Принцип работы силовой установки парогазовой торпеды основан на использовании энергии парогазовой смеси в поршневой многоцилиндровой машине или турбине. Возможно использование жидкого топлива (в основном керосин, реже спирт), а также твердого (пороховой заряд или любое вещество, выделяющее значительный объем газа при контакте с водой).
При использовании жидкого топлива на борту имеется запас окислителя и воды.
Горение рабочей смеси происходит в специальном генераторе.
Поскольку при сгорании смеси температура достигает 3,5-4,0 тыс. градусов, то имеется риск разрушения корпуса камеры сгорания. Поэтому в камеру подается вода, снижающая температуру горения до 800°C и ниже.
Основным недостатком ранних торпед с парогазовой силовой установкой стал хорошо различимый след выхлопных газов. Это стало причиной появления торпед с электрической установкой. Позднее в качестве окислителя стали использовать чистый кислород или концентрированную перекись водорода. Благодаря этому отработавшие газы полностью растворяются в воде и след от движения практически отсутствует.
При использовании твердого топлива, состоящего из одного или нескольких компонентов, не требуется использование окислителя. Благодаря этому факту снижается вес торпеды, а более интенсивное газообразование твердого топлива обеспечивает увеличение скорости и дальности хода.
В качестве двигателя применяются паротурбинные установки, оснащенные планетарными редукторами для снижения частоты вращения вала гребных винтов.
Принцип работы
На торпедах типа 53-39 перед применением следует вручную установить параметры глубины движения, курса и примерной дистанции до цели. После этого необходимо открыть предохранительный кран, установленный на магистрали подачи сжатого воздуха в камеру сгорания.
При прохождении торпедой трубы пускового аппарата происходит автоматическое открытие главного крана, и начинается подача воздуха непосредственно в камеру.
Одновременно начинается распыл керосина через форсунку и розжиг образовавшейся смеси при помощи электрического прибора. Установленная в камере дополнительная форсунка подает пресную воду из бортового резервуара. Смесь подается в поршневой двигатель, который начинает раскручивать соосные гребные винты.
Например, в германских парогазовых торпедах G7a использован 4-цилиндровый двигатель, оборудованный редуктором для привода соосных винтов, вращающихся в противоположном направлении. Валы полые, установлены один внутри другого. Применение соосных винтов позволяет уравновешивать отклоняющие моменты и поддерживается заданный курс движения.
Часть воздуха при пуске подается на механизм раскрутки гироскопа.
После начала контакта головной части с потоком воды начинается раскрутка крыльчатки предохранителя боевого отделения. Предохранитель оснащен прибором задержки, обеспечивающим взвод ударника в боевое положение через несколько секунд, за которые торпеда отойдет от места пуска на 30-200 м.
Отклонение торпеды от заданного курса корректируется ротором гироскопа, воздействующим на систему тяг, связанную с исполнительной машиной рулей направления. Вместо тяг могут использоваться электрические приводы. Ошибка в глубине хода определяется механизмом, уравновешивающим усилие пружины давлением столба жидкости (гидростат). Механизм связан с исполнительной машинкой руля глубины.
При ударе боевой части о корпус корабля происходит разрушение стержнями ударника капсюлей, которые вызывают детонацию боевой части. Немецкие торпеды G7a поздних серий оснащались дополнительным магнитным детонатором, срабатывавшим при достижении определенной напряженности поля. Аналогичный взрыватель использовался с 1942 года на советских торпедах 53-38У.
Сравнительные характеристики некоторых торпед подводных лодок периода Второй мировой войны приведены ниже.
| Параметр | G7a | 53-39 | Mk.15mod 0 | Тип 93 |
|---|---|---|---|---|
| Производитель | Германия | СССР | США | Япония |
| Диаметр корпуса, мм | 533 | 533 | 533 | 610 |
| Вес заряда, кг | 280 | 317 | 224 | 610 |
| Тип ВВ | Тротил | ТГА | Тротил | - |
| Предельная дальность хода, м | до 12500 | до 10000 | до 13700 | до 40000 |
| Рабочая глубина, м | до 15 | до 14 | - | - |
| Скорость хода, уз | до 44 | до 51 | до 45 | до 50 |
Наведение на цель
Простейшей методикой наведения является программирование курса движения. Курс учитывает теоретическое прямолинейное смещение цели за время, необходимое для прохождения расстояния между атакующим и атакуемым кораблем.
Заметное изменение скорости хода или курса атакуемым кораблем приводит к прохождению торпеды мимо. Ситуацию отчасти спасает запуск нескольких торпед «веером», что позволяет перекрывать больший диапазон. Но подобная методика не гарантирует поражения цели и ведет к перерасходу боекомплекта.
До Первой мировой войны предпринимались попытки создания торпед с корректировкой курса по радиоканалу, проводам или иным способам, но до серийного производства дело не дошло. Примером может служить торпеда Джона Хаммонда Младшего, которая использовала для самонаведения свет прожектора вражеского корабля.
Для обеспечения наведения в 30-е годы стали разрабатываться автоматические системы.
Первыми стали системы наведения по акустическому шуму, издаваемому гребными винтами атакуемого судна. Проблемой являются малошумные цели, акустический фон от которых может оказаться ниже шума винтов самой торпеды.
Для устранения подобной проблемы создана система наведения по отраженным сигналам от корпуса корабля или создаваемой им кильватерной струи. Для корректировки движения торпеды могут применяться методики телеуправления по проводам.
Боевая часть
Боевой заряд, расположенный в головной части корпуса состоит из заряда взрывчатого вещества и взрывателей. На ранних моделях торпед, применявших в Первую мировую войну, использовалось однокомпонентное взрывчатое вещество (например, пироксилин).
Для подрыва применялся примитивный детонатор, установленный в носовой части. Срабатывание ударника обеспечивалось только в узком диапазоне углов, близком к перпендикулярному попаданию торпеды в цель. Позднее стали применятся усы, связанные с бойком, которые расширили диапазон этих углов.
Дополнительно стали устанавливаться инерционные взрыватели, срабатывавшие в момент резкого замедления движения торпеды. Использование таких детонаторов потребовало введения предохранителя, которым стала крыльчатка, раскручиваемая потоком воды. При использовании электрических взрывателей крыльчатка соединяется с миниатюрным генератором, заряжающим конденсаторную батарею.
Взрыв торпеды возможен только при определенном уровне заряда батареи. Подобное решение обеспечило дополнительную защиту атакующего корабля от самоподрыва. К моменту начала Второй мировой стали применяться многокомпонентные смеси, обладающие повышенной разрушающей способностью.
Так, в торпеде 53-39 используется смесь тротила, гексогена и алюминиевой пудры.
Применение систем защиты от подводного взрыва привело к появлению взрывателей, обеспечивавших подрыв торпеды вне зоны защиты. После войны появились модели, оснащенные ядерными боеголовками. Первая советская торпеда с ядерной боеголовкой модели 53-58 была испытана осенью 1957 года. В 1973 году ее сменила модель 65-73 калибра 650 мм, способная нести ядерный заряд мощностью 20 кт.
Боевое применение
Первым государством, применившим новое оружие в деле, стала Россия. Торпеды использовались во время русско-турецкой войны 1877-78 года и запускались с катеров. Второй крупной войной с использованием торпедного вооружения стала русско-японская война 1905 года.
В ходе Первой мировой войны оружие использовалось всеми воюющими сторонами не только в морях и океанах, но и на речных коммуникациях. Широкое использование подводных лодок Германией привело к большим потерям торгового флота Антанты и союзников. В ходе Второй мировой войны стали применяться усовершенствованные варианты вооружения, оснащенные электродвигателями, усовершенствованными системами наведения и маневрирования.
Любопытные факты
Были разработаны торпеды больших размеров, предназначенные для доставки крупных боеголовок.
Примером такого вооружения может служить советская торпеда Т-15, имевшая вес около 40 т при диаметре 1500 мм.
Оружие предполагалось использовать для атаки побережья США термоядерными зарядами мощностью 100 мегатонн.
Видео
Г) по роду заряда ВВ в зарядном отделении.
Назначение, классификация, размещение торпедного оружия.
Торпедой называется самодвижущийся управляемый подводный снаряд, снабженный зарядом обычного или ядерного ВВ и предназначенный для доставки заряда к цели и его подрыва.
Для атомных и дизельных торпедных подводных лодок торпедное оружие является главным видом оружия, с помощью которого они решают свои основные задачи.
На ракетных подводных лодках торпедное оружие является основным оружием самообороны от подводного и надводного противника. Одновременно с этим ракетным подводным лодкам после выполнения ракетной стрельбы может быть поставлена задача по нанесению торпедного удара по целям противника.
На противолодочных кораблях и некоторых других надводных кораблях торпедное оружие стало одним из основных видов противолодочного оружия. В то же время с этих кораблей с помощью торпед возможно нанесение торпедного удара (в определенных условиях тактической обстановки) и по надводным кораблям противника.
Таким образом, современное торпедное оружие на подводных лодках и надводных кораблях позволяет как самостоятельно, так и во взаимодействии с другими силами флота наносить эффективные удары по подводным и надводным целям противника и решать задачи самообороны.
Независимо от типа носителя с помощью торпедного оружия в настоящее время решаются следующиеосновные задачи.
Уничтожение атомных ракетных подводных лодок противника
Уничтожение крупных боевых надводных кораблей противника (авианосцев, крейсеров, противолодочных кораблей);
Уничтожение атомных и дизельных многоцелевых подводных лодок противника;
Уничтожение транспортов, десантных и вспомогательных кораблей противника;
Нанесение удара по гидротехническим сооружениям и другим объектам противника, расположенным у уреза воды.
На современных подводных лодках и надводных кораблях подторпедным оружием понимается комплекс оружия и технических средств, включающий в себя следующие основные элементы:
торпеды различных типов;
Торпедные аппараты;
Систему управления торпедной стрельбой.
Непосредственно к комплексу торпедного оружия примыкают различные вспомогательные технические средства носителя, предназначенные для повышения боевых свойств оружия и удобства его обслуживания. К таким вспомогательным средствам (как правило, на подводных лодках) относятся торпедопогрузочное устройство (ТПУ), устройство быстрого заряжания торпед в торпедные аппараты (УБЗ), система хранения запасных торпед, аппаратура контроля.
Количественный состав торпедного оружия, его роль и круг боевых задач, решаемых этим оружием, определяется классом, типом и основным назначением носителя.
Так, например, на атомных и дизельных торпедных подводных лодках, где торпедное оружие является главным видом оружия, состав его представлен наиболее полночи включает в себя:
Боекомплект различных торпед (до 20 шт.), размещенных непосредственно в трубах торпедных аппаратов и на стеллажах а торпедном отсеке;
Торпедные аппараты (до 10 труб), имеющие либо один калибр, либо различные калибры, что зависит от типа применяемых торпед,
Систему управления торпедной стрельбой, являющуюся либо самостоятельной специализированной системой приборов управления торпедной стрельбой (ПУТС), либо частью (блоком) общекорабельной боевой информационно-управляющей системы (БИУС).
Кроме того, такие подводные лодки оборудованы всеми необходимыми вспомогательными устройствами.
Торпедные подводные лодки с помощью торпедного оружия решают свои основные задачи по нанесению удара и уничтожению подводных лодок, надводных кораблей и транспортов противника. В определенных условиях они применяют торпедное оружие в целях самообороны от противолодочных кораблей и подводных лодок противника.
Торпедные аппараты подводных лодок, имеющих на вооружении ракетные противолодочные комплексы (РПК), одновременно служат пусковыми установками для противолодочных ракет. В этих случаях для погрузки, хранения и заряжания ракет используются те же торпедопогрузочные устройства, стеллажи и устройство быстрого заряжания, что и для торпед. Попутно отметим, что торпедные аппараты подводных лодок могут использоваться для хранения и постановки мин при выполнении минно-заградительных боевых задач.
На ракетных подводных лодках состав торпедного оружия аналогичен рассмотренному выше и отличается от него только меньшим числом торпед, торпедных аппаратов и мест хранения. Система управления торпедной стрельбой является, как правило, частью общекорабельной БИУС. На этих подводных лодках торпедное оружие предназначено в основном для самообороны от противолодочных подводных лодок и кораблей противника. Эта особенность обусловливает запас торпед соответствующего типа и назначения.
Информация о цели, необходимая для решения задач торпедной стрельбы, на подводных лодках поступает в основном от гидроакустического комплекса или гидроакустической станции. В определенных условиях эта информация может быть получена от радиолокационной станции или же от перископа.
Торпедное оружие противолодочных кораблей входит в состав их противолодочного вооружения и является одним из наиболее эффективных видов противолодочного оружия. В состав торпедного оружия входят:
Боекомплект противолодочных торпед (до 10 шт.);
Торпедные аппараты (от 2 до 10),
Система управления торпедной стрельбой.
Число принимаемых торпед, как правило, соответствует числу труб торпедных аппаратов, так как торпеды хранятся только в трубах аппаратов. Следует отметить, что в зависимости от поставленной задачи противолодочные корабли могут принимать (помимо противолодочных) также торпеды для стрельбы по надводным кораблям и универсальные торпеды.
Число торпедных аппаратов на противолодочных кораблях определяется их подклассом и проектом. На малых противолодочных кораблях (мпк) и катерах (пка) устанавливаются, как правило, одно- или двухтрубные торпедные аппараты с общим числом труб до четырех. На сторожевых кораблях (скр) и больших противолодочных кораблях (бпк) устанавливается обычно по два четырех- или пятитрубных торпедных аппарата, размещаемых побортно на верхней палубе или в специальных выгородках в борту корабля.
Системы управления торпедной стрельбой на современных противолодочных кораблях являются, как правило, частью общекорабельной комплексной системы управления стрельбой противолодочным оружием. Однако не исключаются случаи установки на кораблях специализированной системы ПУТС.
На противолодочных кораблях основными средствами обнаружения и целеуказания для обеспечения боевого применения торпедного оружия по подводным лодкам противника являются гидроакустические станции, а для стрельбы по надводным кораблям - радиолокационные станции. В то же время в целях более полного использования боевых и тактических свойств торпед корабли; могут получать целеуказание и от внешних источников информации (взаимодействующих кораблей, вертолетов, самолетов). При стрельбе по надводной цели целеуказание выдается радиолокационной станцией.
Состав торпедного оружия надводных кораблей других классов и типов (эскадренных миноносцев, ракетных крейсеров) в принципе аналогичен рассмотренному выше. Специфика заключается лишь в типах торпед, принятых а торпедные аппараты.
Торпедные катера, на которых торпедное оружие, так же как и на торпедных подводных лодках, является главным видом оружия, несут два или четыре однотрубных торпедных аппарата и соответственно две или четыре торпеды, предназначенные для ударов по надводным кораблям противника. На катерах устанавливается система управления торпедной стрельбой, включающая в себя радиолокационную станцию, которая служит основным источником информации о цели.
К положительным качествам торпед, оказывающим влияние на успешность их боевого применения, относятся:
Относительная скрытность боевого применения торпед с подводных лодок по надводным кораблям и с надводных кораблей по подводным лодкам, обеспечивающая внезапность нанесения удара;
Поражение надводных кораблей в наиболее уязвимой их части корпуса - под днищем;
Поражение подводных лодок, находящихся на любых глубинах их погружения,
Относительная простота устройств, обеспечивающих боевое применение торпед. Большое разнообразие задач, при решении которых носителями используется торпедное оружие, обусловило создание торпед различных типов, которые можно классифицировать по следующим основным признакам:
а) по назначению:
Противолодочные;
Против надводных кораблей;
Универсальные (против подводных лодок и надводных кораблей);
б) по типу носителя:
Корабельные;
Лодочные;
Универсальные,
Авиационные;
Боевые части противолодочных ракет и самодвижущихся мин
в) по калибру:
Малогабаритные (калибром 40 см) ;
Крупногабаритные (калибром более 53 см).
С зарядом обычного взрывчатого вещества;
С ядерным боеприпасом;
Практические (без заряда).
д) по типу энергосиловой установки:
С тепловой энергетикой (парогазовые);
Электрические;
Реактивные.
е) по способу управления:
Автономно управляемые (прямоидущие и маневрирующие);
Самонаводящиеся (в одной или двух плоскостях);
Телеуправляемые;
С комбинированным управлением.
ж) по типу аппаратуры самонаведения:
С активной СН;
С пассивной СН;
С комбинированной СН;
С неакустической СН.
Как видно из классификации, семейство торпед весьма велико. Но несмотря на такое широкое разнообразие, все современные торпеды близки друг другу по своим принципиальным положениям устройства и принципа действия.
Наша с вами задача состоит в том, чтобы эти принципиальные положения изучить и запомнить.
Большинство современных образцов торпед (независимо от их назначения, характера носителя и калибра) имеет типовую конструкцию корпуса и компоновку основных приборов, агрегатов и узлов. Они отличаются в зависимости от назначения торпеды, что обусловливается главным образом различными видами используемой в них энергетики и принципом действия энергосиловой установки. Как правило, торпеда состоит из четырех основных частей:
зарядного отделения (с аппаратурой СН).
отделения энергокомпонентов (с отсеком пускорегулирующей аппаратуры -для торпед с тепловой энергетикой) или аккумуляторного отделения (для электрических торпед).
Кормового отделения
Хвостовой части.
Электрическая торпеда
1 - боевое зарядное отделение; 2 - инерционные взрыватели; 3 - аккумуляторная батарея; 4 - электродвигатель. 5 - хвостовая часть.
Современные стандартные торпеды, предназначенные для уничтожения надводных кораблей, имеют:
длину – 6-8 метров.
массу -около 2 тонн и более.
глубину хода- 12-14м.
дальность - свыше 20 км.
скорость хода - более 50 уз.
Оснащение таких торпед ядерным боеприпасом обусловливает возможность их применения не только для нанесения ударов по надводным кораблям, но также для уничтожения подводных лодок противника и разрушения береговых объектов, находящихся у уреза воды.
Противолодочные электрические торпеды имеют скорость 30 - 40 уз при дальности 15-16 км. Их главное достоинство заключается в способности поражать подводные лодки, находящиеся на глубине в несколько сот метров.
Применение в торпедах систем самонаведения - одноплоскостной, обеспечивающей автоматическое наведение торпеды на цель в горизонтальной плоскости, или двухплоскостной (в противолодочных торпедах) - для наведения торпеды на подводную лодку - цель как по направлению, так и по глубине резко повышает боевые возможности торпедного оружия.
Корпуса (оболочки) торпед выполнены из стали или алюминиево-магниевых сплавов высокой прочности. Основные части герметично соединяются между собой и образуют корпус торпеды, имеющий обтекаемую форму, что способствует уменьшению сопротивления при ее движении в воде. Прочность и герметичность корпусов торпед позволяет подводным лодкам производить стрельбу ими с глубин, обеспечивающих высокую скрытность боевых действий, а надводным кораблям - наносить удар по подводным лодкам, находящимся на любых глубинах погружения. На корпусе торпеды устанавливаются специальные направляющие наделки для придания ей заданного положения в трубе торпедного аппарата.
В основных частях корпуса торпеды расположены:
Боевая принадлежность
Энергосиловая установка
Система управления движением и наведением
Вспомогательные механизмы.
Каждый из компонентов будут нами рассмотрены на практических занятиях по устройству торпедного оружия.
Торпедным аппаратом называется специальная установка, предназначенная для хранения приготовленной к выстрелу торпеды, ввода исходных данных в систему управления движением и наведением торпеды и выстреливания торпеды с заданной скоростью вылета в определенном направлении.
Торпедными аппаратами вооружаются все подводные лодки, противолодочные корабли, торпедные катера и некоторые корабли других классов. Их количество, размещение и калибр определяются конкретным проектом носителя. Из одних и тех же торпедных аппаратов могут выстреливаться различные образцы торпед или мин, а также производится постановка самоходных приборов помех и имитаторов подводных лодок.
Отдельные образцы торпедных аппаратов (как правило, на подводных лодках) могут использоваться как пусковые установки для стрельбы противолодочными ракетами.
Современные торпедные аппараты имеют отдельные конструктивные отличия и могут подразделяться по следующим основным признакам:
а) по носителям:
- торпедные аппараты подводных лодок;
Торпедные аппараты надводных кораблей;
б) по степени поведения:
- наводящиеся;
Ненаводящиеся (стационарные);
Откидывающиеся (поворотные);
в) по количеству торпедных труб:
- многотрубные,
Однотрубные;
г) по типу системы стрельбы:
- с пороховой системой,
С воздушной системой;
С гидравлической системой;
д) по калибру:
- малогабаритные (калибром 40 см);
Стандартные (калибром 53 см);
Большие (калибром более 53 см).
На подводной лодке торпедные аппараты ненаводящиеся. Они, как правило, размещаются в несколько ярусов, один над другим. Носовая часть торпедных аппаратов расположена в легком корпусе подводной лодки, а кормовая - в торпедном отсеке. Торпедные аппараты жестко связаны с набором корпуса и его оконечными переборками. Оси труб торпедных аппаратов параллельны друг другу или расположены под определенным углом к диаметральной плоскости подводной лодки.
На надводных кораблях наводящиеся торпедные аппараты представляют собой поворотную платформу с расположенными на ней торпедными трубами. Наведение торпедного аппарата осуществляется разворотом платформы в горизонтальной плоскости с помощью электрического или гидравлического привода. Ненаводящиеся торпедные аппараты жестко крепятся к палубе корабля. У откидывающихся торпедных аппаратов предусмотрено два фиксированных положения: походное, в котором они находятся в повседневных условиях, и боевое. Перевод торпедного аппарата в боевое положение осуществляется его разворотом на фиксированный угол, обеспечивающий возможность стрельбы торпедами.
Торпедный аппарат может состоять из одной или нескольких торпедных труб, изготовленных из стали и способных выдерживать значительное внутреннее давление. Каждая труба имеет переднюю и заднюю крышки.
На надводных кораблях передние крышки аппаратов легкие съемные, на подводных лодках - стальные, герметично укупоривающие носовой срез каждой трубы.
Задние крышки всех торпедных аппаратов закрываются с помощью специального кремальерного затвора и обладают большой прочностью. Открывание и закрывание передней и задней крышек торпедных аппаратов на подводных лодках осуществляется автоматически или ручными приводами.
Система блокировки торпедных аппаратов подводных лодок препятствует открытию передних крышек при открытых или не полностью закрытых задних крышках и наоборот. Задние крышки торпедных аппаратов надводных кораблей открываются и закрываются вручную.
Рис. 1 Установка электрогрелок в трубе ТА:
/-трубкодержатель; 2-штуцер; 3- низкотемпературная электрическая грелка НГТА; 4 - кабель.
Внутри торпедного аппарата по всей его длине устанавливаются четыре направляющие дорожки (верхняя, нижняя и две боковых) с пазами для наделок торпеды, обеспечивающие придание ей заданного положения при погрузке, хранении и движении при выстреле, а также обтюрирующие кольца. Обтюрирующие кольца, уменьшая зазор между корпусом торпеды и внутренними стенками аппарата, способствуют созданию выбрасывающего давления в его кормовой части в момент выстрела. Для удержания торпеды от случайных перемещений служит хвостовой упор, размещенный в задней крышке, а также стопор, автоматически убирающийся перед стрельбой.
Торпедные аппараты надводных кораблей могут иметь штормовые стопоры с ручным приводом.
Доступ к впускному и запирающему клапанам, устройству вентиляции электрических торпед осуществляется с помощью герметично закрываемых горловин. Откидывание курка торпеды производитсякурковым зацепом. Для ввода исходных данных в торпеду на каждом аппарате устанавливается группа периферийных приборов системы управления стрельбой с приводами ручного и дистанционного управления. Основными приборами этой группы являются:
- установщик прибора курса (УПК или УПМ) -для ввода угла поворота торпеды после выстрела, ввода угловых и линейных величии, обеспечивающих маневрирование в соответствии с заданной программой, установки дистанции включения системы самонаведения, борта цели,
- прибор остановки глубины (ЛУГ) - для ввода в торпеду установочной глубины хода;
- прибор установки режима (ПУР) - для установки режима вторичного поиска самонаводящихся торпед и включения силовой плюсовой цепи электропитания.
Ввод исходных данных в торпеду определяется конструктивными особенностями установочных головок ее приборов, а также принципом работы периферийных приборов торпедного аппарата. Он может осуществляться с помощью механических пли электрических приводов, когда шпиндели периферийных приборов соединяются со шпинделями приборов торпеды специальными муфтами. Их отключение производится автоматически в момент выстрела до начала движения торпеды в трубе торпедного аппарата. Отдельные образцы торпед и торпедных аппаратов могут иметь для этой цели самогерметизирующиеся электрические штепсельные разъемы или приборы бесконтактного ввода данных.
С помощью системы стрельбы обеспечивается выстреливание торпеды из торпедного аппарата с заданной скоростью вылета.
На надводных кораблях она может бытьпороховой иливоздушной.
Пороховая система стрельбы состоит из патронника специальной конструкции, размещенного непосредственно на торпедном аппарате, и газопровода. Патронник имеет камеру для размещения порохового выбрасывающего патрона, а также сопло с решеткой - регулятором давления. Воспламенение патрона может производиться вручную или в электрическую с помощью приборов цепи стрельбы. Образующиеся при этом пороховые газы, поступая по газопроводу к периферийным приборам, обеспечивают расстыковку их шпинделей с установочными головками прибора курса и автомата глубины торпеды, а также снятие стопора, удерживающего торпеду. По достижении необходимого давления пороховых газов, поступающих в торпедный аппарат, происходит выстреливание торпеды и она входит в воду на определенном расстоянии от борта.
У торпедных аппаратов с воздушной системой стрельбы выстреливание торпеды производится сжатым воздухом, хранящимся в боевом баллоне.
Торпедные аппараты подводных лодок могут иметьвоздушную илигидравлическую систему стрельбы. Эти системы позволяют применять торпедное оружие в условиях значительного забортного давления (при нахождении подводной лодки на глубинах 200 м и более) и обеспечивают скрытность торпедного залпа. Основными элементами воздушной системы стрельбы подводных торпедных аппаратов являются: боевой баллон с боевым клапаном н воздушными трубопроводами, стрельбовой щиток, блокировочное устройство, глубоководный регулятор времени и выпускной клапан системы БТС (беспузырной торпедной стрельбы) с арматурой.
Боевой баллон служит для хранения воздуха высокого давления и перепуска его в торпедный аппарат в момент выстрела после открытия боевого клапана. Открытие боевого клапана осуществляется воздухом, поступающим по трубопроводу от стрельбового щитка. При этом воздух сначала поступает к блокировочному устройству, обеспечивающему перепуск воздуха только после полного открытия передней крышки торпедного аппарата. От блокировочного устройства воздух поступает на подъем шпинделей прибора установки глубины, установщика прибора курса, снятие стопора и далее на открытие боевого клапана. Поступление сжатого воздуха в кормовую часть заполненного водой торпедного аппарата и его воздействие на торпеду приводит к ее выстреливанию. При движении торпеды в аппарате его свободный заторпедный объем будет увеличиваться, а давление в нем уменьшаться. Падение давления до определенного значения вызывает срабатывание глубоководного регулятора времени, что приводит к открытию выпускного клапана БТС. С его открытием начинается стравливание давления воздуха из торпедного аппарата в цистерну БТС подводной лодки. К моменту выхода торпеды воздушное давление стравливается полностью, выпускной клапан БТС закрывается, а торпедный аппарат заполняется забортной водой. Такая система стрельбы способствует скрытности применения торпедного оружия с подводных лодок. Однако необходимость дальнейшего увеличения глубины стрельбы требует значительного усложнения системы БТС. Это привело к созданию гидравлической системы стрельбы, которая обеспечивает выстреливание торпед из торпедных аппаратов подводных лодок, находящихся на любых глубинах погружения, давлением воды.
В состав гидравлической системы стрельбы торпедного аппарата входят: гидравлический цилиндр с поршнем и штоком, пневматический цилиндр с поршнем и штоком и боевой баллон с боевым клапаном. Штоки гидравлического и пневматического цилиндров жестко скреплены друг с другом. Вокруг трубы торпедного аппарата в ее кормовой части размещается кольцевая цистерна с кингстоном, связанная с задним срезом гидравлического цилиндра. В исходном положении кингстон закрыт. Перед выстрелом боевой баллон заполняется сжатым воздухом, а гидравлический цилиндр - водой. Закрытый боевой клапан препятствует поступлению воздуха в пневматический цилиндр.
В момент выстрела боевой клапан открывается и сжатый воздух, поступая в полость пневматического цилиндра, вызывает перемещение его поршня и связанного с ним поршня гидравлического цилиндра. Это приводит к нагнетанию воды из полости гидравлического цилиндра через открытый кингстон в систему торпедного аппарата и выстреливанию торпеды.
Перед выстрелом с помощью прибора ввода данных, размещенного на трубе торпедного аппарата, осуществляется автоматический подъем его шпинделей.
Рис.2 Структурная схема пятитрубного торпедного аппарата с модернизированной системой обогрева
