Глава 3. Управление движением торпед

Идея автоматического управления движением торпеды по глубине принадлежит нашему соотечественнику И. ф. Александровскому, создавшему и первую конструкцию гидростатического аппарата. В качестве чувствительного элемента в ней использовался подвижный диск с пружиной, поджатием которой устанавливалась требуемая глубина хода. Торпеда, управляемая таким устройством, двигалась по глубине в режиме автоколебаний, амплитуда которых достигала 7...8 м. Для ее уменьшения необходимо было автоматически на ходу корректировать угол дифферента. С 1868 г. для измерения дифферента стали применять физический маятник, отклонение которого передавалось на рули торпеды.

Долгое время торпеда не имела специального устройства для управления по курсу, а попытки компенсировать ее постоянные отклонения от заданного направления добавочными рулями не давали ощутимого результата. Именно поэтому стрельба торпедами на большие дистанции оказывалась малоэффективной.

Как уже говорилось, в 1879 г. полковник русской армии А. И. Шпаковский предложил для удержания торпеды на заданном курсе применить гироскопический прибор. Свойство гироскопа при большой скорости вращения сохранять в пространстве неизменным положение своей оси было, затем использовано для создания простой и надежной системы управления движения по направлению.

Впервые прибор курса (ПК) с пружинным пуском гироскопа сконструировал бывший лейтенант австрийского флота Людвиг Обрив 1896 г. При тщательной регулировке такой прибор мог удерживать торпеду на курсе без больших отклонений в течение 3...4 мин.

Применение ПК позволило значительно увеличить дистанцию стрельбы. К 1912 г. она достигала 6 тыс. м, т. е. увеличилась в 10 раз по сравнению с дистанцией первых образцов торпед. Это стало возможным благодаря новой системе пуска гироскопа. Пружину заменил воздух высокого давления, который подавался через специальное сопло на выемки ("лунки") наружной поверхности ротора. Продолжительность пуска составила 0,16...0,2 с. В 1912 г. ПК еще раз усовершенствовали: гироскоп стала раскручивать специальная турбина, приводимая во вращение воздухом. По истечении периода пуска (0,32...0,4 с) оси турбины и волчка автоматически отсоединялись. Гироскопический прибор курса образца 1912 г. мог работать без отклонений в течение 8 мин.

Почти одновременно было разработано устройство для угловой стрельбы, которое позволяло вышедшей из аппарата торпеде изменить свой курс на заранее установленный угол, а далее идти прямо. Это значительно повысило тактические возможности торпедного оружия.

Увеличение дальности хода торпед потребовало сохранения устойчивой работы ПК в течение еще более длительного времени. Эта задача была решена введением, так называемого постоянного дутья. Воздух по специальным каналам в раме гироскопа и в кольцах карданова подвеса подводился к соплам и двумя струями подавался на лунки ротора. В конце времени пуска ротор вращался со скоростью 12 000...12 500 об/мин, а последующее постоянное дутье через 3...4 мин раскручивало его до 18 000...19 000 об/мин.

Дальнейшим шагом на пути совершенствования управления движением торпед явилось применение в них систем самонаведения (ССН), реагирующих на шум корабля-цели.

Первые исследования акустических полей кораблей начались советскими учеными в 30-х годах (в Англии, Германии и США акустические самонаводящиеся торпеды начали разрабатываться лишь в 1936 - 1940 гг.). В 1934 г. в СССР был создан ультразвуковой шумопеленгатор, испытания которого дали положительные результаты и позволили приступить к разработке акустической пассивной АСН торпед. Она была изготовлена и успешно прошла испытания. Однако завершить полностью работы не удалось - помешала война.

Фашистская Германия в своих агрессивных замыслах в ходе второй мировой войны рассчитывала добиться с помощью самонаводящихся торпед значительного преимущества в борьбе за Атлантику.

Некоторые успехи боевого применения немецкой торпеды Т-5 вызвали серьезную обеспокоенность у союзников. Для борьбы с самонаводящимися торпедами английские специалисты изобрели средство гидроакустического противодействия (СГПД), называемое "фоксер", которое буксировалось за кораблем, создавая интенсивный шум. В результате АСН уводила торпеду на источник шума за корму корабля-цели.

Появление этого эффективного средства противодействия самонаводящимся торпедам вызвало поиски путей его преодоления. Такой путь был найден и реализован в немецкой торпеде "Лерхе". Корректура траектории торпеды во время ее движения к цели производилась с помощью телеуправления и АСН.

Линией связи между ПЛ и торпедой служил многожильный кабель длиной около 6 км. С его помощью гидрофон торпеды подключался к наушникам оператора, находящегося на подводной лодке. При обнаружении шумов корабля-цели оператор подавал на рулевую машинку торпеды сигнал для ее разворота в направлении оси гидрофона. Таким образом, торпеда и наводилась на цель.

Торпеда "Лерхе" предназначалась для вооружения ПЛ, проходила испытания, но на вооружение принять ее не успели.

Современная торпеда - управляемый подводный снаряд - способна двигаться по заранее заданной траектории или по командам бортовых систем с требуемой точностью при условии, что движение ее будет устойчивым.

В реальных условиях торпеда движется под действием постоянных и случайных сил. Такое движение называется возмущенным, а случайные силы, вызывающие отклонение торпеды от траектории невозмущенного движения, - возмущающими.

Если торпеда после прекращения действия возмущающих сил возвращается на траекторию невозмущенного движения, то такое движение называется устойчивым. В противном случае оно будет неустойчивым.

Вполне очевидно, что неуправляемое движение Торпеды неустойчиво, так как под действием возмущений она отклоняется от заданной траектории. Эти отклонения суммируются и с течением времени неограниченно возрастают. Отсюда понятна и роль любой системы управления. Она призвана обеспечить устойчивое движение торпеды.

В общем случае системы управления ходом торпеды подразделяются на системы автоматической стабилизации, программного регулирования и следящие системы.

Первые два типа систем являются автономными, а третий тип объединяет в себе принципы командных систем управления и систем самонаведения.

В большинстве случаев современные торпеды имеют комбинированные системы управления, которые на начальном участке траектории обеспечивают автономное запрограммированное движение, а затем наводятся на цель, выполняя эволюции по командам АСН.

Системы управления имеют, как правило, не менее двух независимых каналов, каждый из которых осуществляет управление движением по одному из параметров. Например, торпеда 53 - 56В имеет два независимых канала управления: по глубине и по курсу.

В современных зарубежных торпедах точность хода по направлению зависит от пройденной дистанции и составляет ±1 % на дистанциях до 10000 м. Точность хода по глубине у торпед со скоростью до 55 уз, предназначенных для применения по надводным кораблям, составляет приблизительно ±1 м от заданной глубины, а точность хода по глубине у торпед, предназначенных для применения по подводным лодкам, составляет около ±10 м.

Диапазон установки глубины хода торпед должен обеспечивать контактный или неконтактный подрыв всех типов кораблей, для уничтожения которых и предназначен данный образец торпеды.

http://www.dizar.ru/ - светильники для спортивных залов Москва.