Из истории развития и боевого примененияторпедного оружияПоявление 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 И.Ф. Александровским.
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) С.О. Макаровым 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 И.И. Назаров 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
Назначение, состав и размещение комплексов
торпедного оружия на кораблеТорпедное оружие (ТО) предназначено :
- для поражения подводных лодок (ПЛ), надводных кораблей (НК)
и судов;
- 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 торпедТорпеды 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 торпедЛ
юбая 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:
- ТА НК,
- ТА ПЛ;
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).
У
стройство 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.
Р
асстояние 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 стрельбойПУТС 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 Д
0 и курсовой угол на цель КУ
0;
3) определить параметры движения цели (ПДЦ) – курс K
ц и скорость
Vц;
4) рассчитать угол упреждения , 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.
Для проведения перечисленных операций система управления торпедной стрельбой включает в свой состав средства (рис. 1.6, 1.7):
о
бнаружения целей и определения их координат. Надводные цели обнаруживаются радиолокационными станциями (РЛС), подводные – гидроакустическими станциями (ГАС);
определения параметров движения цели. В их качестве используются ЭВМ или иные счетно-решающие приборы (СРП);
расчёта торпедного треугольника, также ЭВМ или иные СРП;
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 подв
одных лодках.
На рис.1.7 приведён
второй вариант ПУТС, чаще применяемый на надводных кораблях.
Здесь обработка информации осуществляется электромеханическим счётно-решающим устройством, а общекорабельная БИУС обеспечивает целераспределение.
Командирские приборы, приведённые на схеме, являются устройствами, с помощью которых командир корабля осуществляет управление боевым применением торпедного оружия.
В качестве источников информации помимо РЛС и ГАС могут использоваться системы взаимного обмена информацией (ВЗОИ), неакустические средства обнаружения ПЛ, самолёты, вертолёты, радиогидроакустические буи (РГАБ) и другие технические средства.
Для повышения вероятности встречи торпеды с целью (особенно если цель маневрирующая) используют залповую стрельбу одновременно несколькими торпедами (рис.1.8). В этих целях наряду с углом упреждения рассчитывается угол растворения торпед в залпе .
Однако даже стрельба несколькими торпедами не всегда обеспечивает заданную вероятность попадания торпеды в цель. Это привело к разработке и оснащению торпед акустическими системами самонаведения, а также приборами телеуправления, которые будут рассмотрены далее.
2. УСТРОЙСТВО ТОРПЕД2.1. Энергосиловые установки торпедЭнергосиловые 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 торпедП
ГЭСУ 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
хода.
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
кавитация1.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.
Скачать 1.46 Mb.
