Торпедное оружие (стр. 2 )

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 (q3). 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.

При равносигнальном методе создаются две диаграммы направленности (рис. 2.12, б). В случае нахождения цели на равносигнальном направлении (РСН) на выходах ЭАП создаются одинаковые сигналы (напряжения). Если цель отклонится от РСН, то напряжения будут отличаться. Это и есть информация о направлении на цель. Воздействуя на вертикальные и горизонтальные рули торпеды, добиваются того, чтобы цель вновь оказалась на РСН.

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 E1 и E2. (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:

E1+E’2=U1 и E2+E’1=U2.

В результате этого напряжение одинаковой амплитуды, но разной фазы E1 и E2 преобразуются в два напряжения U1 и U2 одной и той же фазы, но разной амплитуды (отсюда название метода). В зависимости от положения цели относительно оси диаграммы направленности можно получить:

U1 > U2 – цель правее оси ЭАП;

U1 = U2 – цель на оси ЭАП;

U1 < U2 – цель левее оси ЭАП.

Напряжения U1 и U2 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.

Активные ССН более сложны и не обладают скрытностью при работе. Однако они позволяют наводить торпеды на тихоходные, малошумящие и даже неподвижные цели.

Образование у НК кильватерной струи с эффективной длиной до 1…1,5 км позволило создать активные ССН с вертикальным лоцированием КС.

Кильватерная струя КС создаётся газовыми пузырьками, образующимися при вращении винтов движущегося корабля (рис. 2.15).

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 hT –глубину ее движения. Эти данные вводятся в торпеду, и производится выстрел.

С помощью датчика команд осуществляется преобразование текущих параметров КТ и hT 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	Калибр, мм Длина, м	Скорость, узл Дальность хода, км	Глубина хода, м	Тип двигателя Энерго- носитель	Тип СУ	Масса торпеды, кг Масса ВВ, кг	Носитель	Объект поражения
Отечественные
53-65 М	533 7,8	70 или 44 12 или 22	2…14	Турбина Керосин+ + Н2О2	ССН по КС	2000 300	ПЛ	НК
53-65 К	533 7,8	50 22	2…18	Турбина Керосин+ + О2	ССН по КС	2000 300	ПЛ и НК	НК
65-76	650 11	50 50	2…18	Турбина Керосин+ + Н2О2	ССН по КС	Нет сведений ЯБЧ	ПЛ	НК
Зарубежные
Мк-48 мод.5 (США)	533 6,2	55 46	До 900	Турбина ОТТО-2	ТУ + ССН	1600 120	ПЛ	ПЛ и НК
Мк-46 мод.4 (США)	324 2,7	40 11	До 450	Поршневой ОТТО-2	ССН	260 40	НК	ПЛ

Взаимодействие узлов торпеды осуществляется следующим образом:

- 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	Калибр, мм Длина, м	Скорость, узл. Дальность хода, км	Глубина хода, м	Тип двигателя Энерго- носитель	Тип СУ	Масса торпеды, кг Масса ВВ, кг	Носитель	Объект поражения
Отечественные
СЭТ-65	533 7,8	40 15	До 400	ЭД СЦАБ*	ССН	1750 205	НК и ПЛ	ПЛ
ТЭСТ-3	533 7,9	15 25	До 400	ЭД СЦАБ	ССН	1820 205	НК и ПЛ	ПЛ
Зарубежные
Мк-45 (США)	482 5,7	40 20	12-300	ЭД Нет сведений	ТУ+ ССН по КС	1080 ЯБЧ	НК и ПЛ	НК и ПЛ
Мк-24 (Англия)	533 6,4	45 14	До 450	ЭД СЦАБ	ТУ+ ССН	1550 185	НК и ПЛ	НК и ПЛ
А-244 (Италия)	324 2,7	30 8	До 300	ЭД СЦАБ	ССН	Нет сведений 40	НК и ПЛ	ПЛ