Текст книги "История подводных лодок 1624-1904"
Автор книги: Анатолий Тарас
сообщить о нарушении
Текущая страница: 28 (всего у книги 30 страниц)
Инженер Пек (Peck) работал в фирме Эдварда Ярроу, знаменитого английского кораблестроителя, в отделе, где были созданы паровые котлы, получившие впоследствии широчайшее распространение на всех флотах мира. Суть его изобретения заключалась в том, что в торпеде Уайтхеда он вместо пневматической машины установил паровую, мощностью 40 лошадиных сил.
Схема устройства торпеды Пека
В резервуар заливался под давлением перегретый кипяток. Когда давление падало, он превращался в пар (иначе говоря, здесь использовался тот же принцип, что в паровой машине Ламма, созданной для тогдашнего метрополитена и позже примененной на подводных лодках Гэррета-Норденфельта).
Паровая торпеда Холла (1882 г.)Торпеда американца Холла (Hall) была устроена по тому же принципу, что и торпеда Пека. Перегретая кипящая вода нагнеталась в резервуар под давлением из судового котла.
Главный недостаток обеих торпед заключался в том, что требовалось много времени на приведение их в боеспособное состояние. В то же время кипяток довольно быстро остывал, в результате чего запуск двигателя становился невозможным.
Газовая торпеда Паульсона (1886 г.)Торпеда конструкции Паульсона (Paulson) приводилась в движение турбиной, ротор которой вращала истекавший на него через сопло сжатый углекислый газ, хранившийся в специальном резервуаре. Управление по курсу осуществляло сложное устройство, состоявшее из магнитного компаса и связанного с ним электрического рулевого прибора.
Инерционные торпедыТорпеды Хоуэлла (1870-89 гг.)
Технические сложности, связанные с созданием компактного, но в тоже время мощного двигателя, натолкнули американского моряка-изобретателя Джона Хоуэлла (John Adams Howell; 1840–1918) на мысль об использовании в торпеде двигателя, основанного на инерционном принципе обеспечения движения[113]113
Джон Хоуэлл сделал немало изобретений. Среди них автомобиль-амфибия, складной лафет для артиллерийских орудий и ряд других. В 1872 г. он получил чин коммандера (капитана I ранга), в 1898 г. стал контр-адмиралом. В отставку Хоуэлл ушел в 1902 г.
[Закрыть].
Его первая торпеда, изготовленная в 1870 г., имела длину 244 см (8 футов) и наибольший диаметр 356 мм (14 дюймов).
Она представляла собой металлический цилиндр с двумя конусообразными оконечностями, сквозь который проходил гребной вал, являвшийся осью вращения внутреннего цилиндра, служившего одновременно и зарядным отделением (70 фунтов ВВ), и двигателем. Торпеда имела два гребных винта. Один находился в носу, другой в корме.
Схема первого образца торпеды Хоуэлла. 1 – гребные винты; 2 – инерционный двигатель и зарядное отделение; 3 – зубчатое колесо для раскрутки двигателя
Перед выстрелом специальная паровая машина, составлявшая важнейшую часть торпедного аппарата, за 30 секунд раскручивала до 9000 оборотов в минуту внутренний цилиндр с помощью зубчатого колеса, расположенного за кормовым гребным винтом. Испытания, проведенные в июне 1870 г. торпедной станцией флота США в Ньюпорте показали, что запасенной энергии хватает на преодоление расстояния 400 ярдов (365,6 м) со средней скоростью 5 узлов (максимальная скорость на первой половине дистанции составляла при этом 8,5 узлов).
В 1874 г. Хоуэлл радикально изменил конструкцию своей торпеды. Он пришел к выводу, что ось вращения маховика должна находиться перпендикулярно к продольной оси самой торпеды. Оба гребных винта изобретатель поместил в корме, а в качестве раскручиваемого тела стал использовать железное колесо массой 33 кг (73 фунта). Это позволило увеличить скорость на 5 узлов. Модель 1874 г. имела следующие характеристики: калибр 356 мм, длина 250 см, масса 103 кг, включая заряд ВВ 31,6 кг (70 фунтов), максимальная скорость – 13,5 узлов (25 км/час); дистанция хода – 365 метров (400 ярдов).
Фактически маховик Хоуэлла одновременно играл роль и двигателя торпеды, и гироскопа, удерживавшего ее на курсе. Не случайно в 1895 г. американец обратился в судебные инстанции с требованием официально признать изобретателем торпедного гироскопа именно его, а не Людвига Обри.
Внешний вид (1), внутреннее устройство (2), инерционный двигатель (3) торпеды Хоуэлла
Третья модель (1884 г.) при тех же габаритах и прежнем заряде ВВ имела массу 135,6 кг (300 фунтов), а ее максимальная скорость возросла до 15,6 узлов.
В 1889 г. Хоуэлл создал четвертую модель своей торпеды. Она обладала следующими характеристиками: калибр 406 мм (16 дюймов), длина 330 см, заряд ВВ 43,4 кг (96 фунтов), 10000 оборотов маховика в минуту, на скорости 24 узла (44,5 км/час) она проходила 400 ярдов (366 м), на следующих 183 метрах (200 ярдов) скорость падала до нуля.
Фирма Гочкис изготовила по заказу флота 50 экземпляров этого образца, которые в 1890 г. подверглись интенсивным испытаниям. В частности, было проведено сравнение их с пневматическими торпедами Блисса-Левита, представлявшими американский аналог торпед Уайтхеда. В ходе 250 пусков торпед (125 одних и 125 других) по миноносцу, двигавшемуся 18-узловым ходом, торпеды Хоуэлла дали 98 % попаданий (!), тогда как торпеды американской фирмы Блисс-Левит только 37 % попаданий.
Торпеда Хоуэлла
С учетом результатов испытаний Хоуэлл разработал два новых образца: калибра 14 дюймов (356 мм) и 18 дюймов (456 мм), которые были приняты на вооружение, соответственно, в 1894 и 1895 гг. Их устройство и внешний вид были идентичны торпеде образца 1889 г., различие заключалось только в габаритах и тактико-технических характеристиках.
Первая из этих торпед имела массу 235 кг (520 фунтов), в том числе заряд пироксилина 45,2 кг (100 фунтов), ее длина была 272 см (8 футов 11 дюймов), маховик весил 58 кг (128 фунтов), число его оборотов составило 10 тысяч в минуту, на скорости 26 узлов (48,1 км/час) она проходила 366 метров (400 ярдов), на следующих 228 метрах (250 ярдов) скорость хода торпеды сокращалась до нуля.
Общая схема устройства торпед Хоуэлла обр. 1894-95 гг
Постепенно торпеды приобрели идеальную форму тела вращения. Так выглядели торпеды Уайтхеда в начале XX века.
Масса второго образца составила 316,4 кг (700 фунтов), с зарядом ВВ 81,4 кг (180 фунтов), длина торпеды была 440 см (14 футов 5 дюймов), маховик весил 59 кг (130 фунтов), число его оборотов составило 12 тысяч в минуту, 732 метра (800 ярдов) торпеда проходила на скорости 30 узлов (55,6 км/час), на следующих 365 метрах (400 ярдов) ее скорость падала до нуля.
Исключительная устойчивость на курсе, отсутствие демаскирующего следа, простота обслуживания и невысокая стоимость (в 2,5–3 раза дешевле торпед фирмы Блисс-Левит) обусловили то, что торпеды Хоуэлла в течение 10–15 лет состояли на вооружении ВМФ США, Бразилии и некоторых других стран. Лишь распространение парогазовых торпед привело к отказу от их использования. Однако на подводных лодках торпеды Хоуэлла никогда не применялись.
Некоторые итоги развития автономных торпедК началу XX века торпеды Уайтхеда полностью вытеснили из состава вооружения всех флотов мира шестовые, буксируемые и метательные мины.
При этом создание трех десятков различных конструкций торпед другими изобретателями не стало пустой тратой времени. Многие технические решения, впервые примененные в этих конструкциях, были впоследствии реализованы.
Например, идея применения паровой машины вместо пневматической позволила позже создать парогазовый двигатель. Были также разработаны надежные турбинные и реактивные силовые установки. Управление торпедой из подводной лодки по проводам прочно вошло в практику после Второй мировой войны. Появились инерционные и электромагнитные приборы управления по курсу, и многое другое.
Форма торпеды. Долгое время господствовало убеждение, что наименьшее сопротивление в воде встречает тело с острой носовой оконечностью. Но сначала Роберт Фултон, а затем и другие исследователи установили, что это верно только для малых скоростей. Так, лосось – самая быстроходная «живая лодка» – имеет тупое рыло и острую заднюю часть.
Опыты американского ученого Милтона показали, что водная среда сама стремится придать податливому телу наиболее выгодную форму. Милтон двигал в воде ледяные призмы параллельно их ребрам, и вода постепенно смывала те части льда, которые оказывали ей наибольшее сопротивление. Ребра постепенно округлялись, передняя часть принимала форму круглой тупой выпуклости, задняя часть призмы заострялась. В результате водовороты вокруг погруженного тела исчезали и вода спокойно обтекала бывшую призму. То же самое получалось при перемещении восковых тел в горячем воздухе – они обретали форму лосося.
Роберт Уайтхед в период пика своей карьеры
Стабилизатор курса (гироскоп). Довольно долгое время торпеды Уайтхеда отличались весьма низкой устойчивостью курса. Яркое представление об этом их недостатке дает инцидент, произошедший в Чили во время вооруженного мятежа 1881 г. Чилийские торпедные канонерские лодки (был когда-то такой класс военных судов) «Almirante Condell» и «Almirante Linch» 23 апреля атаковали торпедами броненосец правительственных сил «Blanco Encalada» (бывший «Valparaiso»), стоявший на якоре. Из 6 торпед, выпущенных с дистанции около 200 метров, в неподвижную цель попала лишь последняя!
Принцип действия гироскопа
Поэтому значительным событием в развитии торпедного оружия стало применение гироскопического прибора. Его принципиальную схему разработал в 1886 г. отставной инженер-лейтенант австрийского флота Людвиг Обри (Ludwig Obry) из Триеста. При этом он взял за основу идею американского изобретателя Хоуэлла (см. выше), но реализовал ее по-другому.
Пружинный гироскоп (прибор Обри) позволял удерживать торпеду на заданном курсе в течение 3–4 минут. При этом отклонение не превышало полтора градуса. Данное устройство в сочетании с рулевой машиной и вертикальными рулями позволило значительно повысить точность хода торпед.
В 1895 г. Обри и Уайтхед создали достаточно эффективный гироскоп, приводимый в движение не пружиной, а сжатым воздухом. Он представлял стальной диск диаметром 3 дюйма (76 мм), весом 1,75 фунта (795 грамм), вращавшийся со скоростью 2400 оборотов в минуту.
С этого времени все торпеды фирмы Уайтхеда стали оснащаться приборами Обри. Затем аналогичные гироскопы появились на торпедах, выпускавшихся в Германии, Великобритании, Франции, Италии, России и Японии.
Пружинный гироскоп Обри
Глава 4. Управляемые торпеды
Проект пневматической торпеды Эриксона (1870 г.)
Американский конструктор Джон Эриксон в 1870 г. предложил проект управляемой торпеды с пневматическим двигателем. С этой целью он намеревался оборудовать её пневматической рулевой машиной, а сжатый воздух, необходимый для работы двигателя и управления её рулями, подавать по «трубе, сделанной из гуттаперчи и оплетённой тросом». Она несла боевой заряд большой мощности – 300 кг динамита.
Для управления по курсу конструктор собирался установить внизу носовой части торпеды вертикальный руль, а для удержания заданной глубины погружения разместить по бокам в её средней части горизонтальные рули, управляемые автоматическим регулятором глубины. Такое расположение рулей должно было предохранить воздушный шланг от запутывания в них. Визуальный контроль за движением торпеды обеспечивал длинный штырь, укрепленный в ее верхней части.
Проект пневматической управляемой торпеды Эриксона
Несмотря на кажущуюся простоту, данный проект не был реализован. Во-первых, технологии того времени не позволяли изготовить лёгкий резиновый шланг длиной в несколько сот метров, выдерживающий внутреннее давление до 10 атмосфер. Во-вторых, для буксировки столь длинного и тяжелого шланга требовалась мощная, но при этом малогабаритная пневматическая машина, создать которую тогда тоже не представлялось возможным.
Газовые торпеды Лэя (1872-80 гг.)Дальнейшим развитием идеи управляемой пневматической торпеды Эриксона стал проект, который разработал американский полковник Джон Лэй (John L. Lay).
Полковник Лэй являлся одним из пионеров минной войны. Достаточно сказать, что именно он сконструировал шестовую мину, посредством которой лейтенант федерального флота Кашинг (W. Cushing) 27 октября 1864 г. потопил броненосец южан «Albemarle».
Его первая торпеда имела длину 792 см (26 футов) и диаметр 61 см (2 фута). Ее вес составил 1,5 тонны (3233 фунта), но заряд ВВ был невелик – всего лишь 40,7 кг (90 фунтов) динамита. Во время первых испытаний, проведенных в октябре 1872 г. на торпедной станции в Ньюпорте, торпеда прошла 6 кабельтовых (1,1 км) со скоростью 4 узла (7,4 км/час), её исполнительные органы неплохо реагировали на команды, подаваемые с пульта управления.
Вторая торпеда Лэя
Схема устройства торпеды Лэя. 1 – зарядное отделение; 2 – резервуары жидкой углекислоты; 3 – барабан с электропроводом; 4 – прибор коммутации; 5 – рулевое устройство (газовый мотор не показан)
В дальнейшем Лэй усовершенствовал свою торпеду. Он установил более мощный мотор (40 л.с.) и более ёмкую вьюшку.
Это позволило увеличить скорость второй модели до 9 узлов (16,7 км/час), а дальность хода до 16 кабельтовых (3 км).
Позже Лэй значительно уменьшил диаметр торпеды. Ее третья модель (1880 г.) имела калибр 457 мм (18 дюймов), длину 701 см (23 фута), массу 1130 кг (2500 фунтов), несла заряд ВВ 90,4 кг (200 фунтов), развивала максимальная скорость 16 узлов (29,6 км/час), дальность хода достигла 3,66 км (20 кабельтовых).
Сигарообразный корпус торпеды разделялся на четыре отсека. В первом находился заряд ВВ; во втором – резервуары с жидкой углекислотой, при испарении которой образовывался газ, используемый для работы мотора, обеспечивавшего движение торпеды. В третьем отсеке размещалась вьюшка с электрическим проводом, связывавшим торпеду с пультом управления на корабле или на берегу. Четырехжильный провод сматывался с катушки и уходил в воду через канал в оси гребного винта. В верхней части этого отсека находилось устройство для подъема и опускания направляющих штырей. В нижней части имелась балластная камера с уравнительным клапаном. В четвертом отсеке помещались двухцилиндровый газовый мотор, передававший усилие на вал через зубчатые колеса, рулевой агрегат и управлявшие им электромагниты. Электрическую схему управления торпедой питала устанавливаемая в ней гальваническая батарея.
Сверху корпуса в 4-м отсеке находился клапан, выпускавший отработанный газ. Для компенсации положительной плавучести, возникавшей во время хода торпеды за счет сматывания провода с вьюшки и выхода газа, клапан балластной цистерны в 3-м отсеке периодически открывался и впускал забортную воду строго фиксированными порциями.
Перед спуском в воду на торпеду ставили гальваническую батарею и коммутационную панель, затем открывали газовый кран и запускали торпеду. С выносного пульта управления можно было запустить и остановить газовый мотор, повернуть вертикальный руль влево или вправо. Для упрощения наведения торпеды на цель она была оборудована двумя штырями, на которые днем крепили флажки, а в темное время суток фонари.
Попытка боевого применения торпеды Лэя
Ни один образец торпед Лэя официально не был принят на вооружение, но ограниченно они использовались в США, Франции, Перу и некоторых других странах. Так, русское военно-инженерное ведомство заказало в 1878 г. Лэю 10 торпед второй модели, для обороны приморских крепостей.
Третья торпеда Лэя
28 августа 1879 г. перуанский монитор «Huascar» попытался атаковать торпедой Лэя (вторая модель) чилийские корабли на рейде порта Антофагаста. Однако эта попытка оказалась неудачной. Вскоре после пуска торпеда перестала подчиняться командам с пульта управления.
Проводная торпеда Эриксона (1873-78 гг.)Столь выдающийся инженер как Джон Эриксон не мог обойти своим вниманием новые возможности, открывшиеся в связи с появлением электрических моторов. В 1873 г. он построил торпеду, оснащенную электромотором. Подача электроэнергии для его работы, а также управление торпедой осуществлялось по проводам с береговой станции.
Электрическая торпеда Эриксона (торпедная станция ВМФ США в Ньюпорте, 1880 г.)
Изобретатель совершенствовал созданную им конструкцию в течение пяти лет, но так и не смог устранить ее главные недостатки: малую скорость и недостаточную маневренность.
В ходе доработки этой торпеды Эриксон впервые в мире установил на одном гребном валу два винта, вращавшиеся в противоположные стороны.
Немного позже Симс и Эдисон, взяв за основу разработку Эриксона, попытались создать более совершенный вариант проводной торпеды.
Проводная торпеда Смита (1873 г.)Американский механик Смит взял в качестве образца торпеду Лэя, но вместо газового мотора он поставил электрический.
Проводная торпеда Смита. 1 – поплавок; 2 – зарядное отделение; 3 – катушка с электропроводом; 4 – прибор коммутации; 5 – электромотор; 6 – рулевое устройство
Его торпеда имела отрицательную плавучесть, поэтому ее удерживал у поверхности воды специальный поплавок. С помощью двух вертикальных стоек, соединявших мину с поплавком, перед запуском торпеды устанавливалась необходимая глубина погружения.
Корпус торпеды разделялся на три отсека. В первом находился боевой заряд (динамит). В среднем – катушка с намотанным на нее электрическим проводом. В кормовом отсеке – электромотор и механизмы рулевого управления.
Торпеда Смита несколько раз дорабатывалась и проходила испытания на станции в Ньюпорте, однако так и не была принята на вооружение.
Торпеда Бреннана (1874-87 гг.)Принципиально иной тип торпеды предложил в 1874 г. ирландец Луис Бреннан (Louis Philip Brennan; 1852–1932), проживавший в Австралии[114]114
Семья Бреннана переехала из Ирландии в Австралию в 1861 г., когда Луису было 9 лет. В Мельбурне он работал сначала часовщиком, а затем «инженером-практиком» (так называли инженеров-самоучек, не получивших специального образования). В 1887-96 гт. Бреннан являлся управляющим завода в Англии, на котором выпускали торпеды его конструкции. В 1896–1907 гг. он работал в качестве «свободного» инженера-консультанта. Карьера этого талантливого человека была весьма успешной. Так, в годы Первой мировой войны Бреннан занимал в британском правительстве пост министра, отвечавшего за производство и поставки военного снаряжения. В 1922 г. Луис Бреннан стал одним из учредителей Национальной академии наук Ирландии.
Среди прочих его изобретений надо отметить локомотив для монорельсовой железной дороги, снабженный стабилизатором-гироскопом (1907 г.) и вертолет (1925 г.).
[Закрыть].
Его торпеду приводили в действие два винта, вращавшиеся через передачу от двух катушек, на которые были намотаны две длинные тонкие струны. Паровая лебедка, установленная на берегу, быстро наматывала струны на два вала, катушки вращались с большой скоростью и заставляли вращаться винты, в результате чего торпеда приходила в движение. Чем быстрее лебедка тянула проволоку назад, тем быстрее торпеда шла вперед.
Данная конструкция была настолько парадоксальной, что многие специалисты отказывались верить в ее реальность до тех пор, пока не видели это собственными глазами.
Управление движением торпеды производилось с берега по флажку, установленному на корпусе и выступавшему из воды. Береговая лебедка была снабжена тормозами, с помощью которых регулировалась скорость наматывания проволоки. А внутри торпеды на линии валов находился дифференциал. Когда скорость вращения обоих валов была одинаковой, рули оставались неподвижными.
Как только скорость одного из них менялась, дифференциал сдвигал шайбу на линии вала и через систему рычагов перекладывал оба руля в ту либо другую сторону.
Схема устройства торпеды Бреннана
В носовой части торпеды помещался гидростат, который через горизонтальные рули удерживал торпеду на заданной глубине.
В 1877 г. изобретатель запатентовал придуманный им принцип движения торпеды, а в марте 1879 г. первый образец его торпеды прошел успешные испытания в бухте Хобсон неподалеку от Мельбурна. В 1883-85 гг. усовершенствованная первая модель подверглась всесторонним испытаниям. По их результатам, в 1886 г. британские специалисты рекомендовали эту торпеду для защиты портов. Согласно договору между британским правительством и фирмой «Brennan Torpedo Company», производство торпед было развернуто в Чатэме (Chatam). Удивительно то, что изобретатель получил за нее огромное по тем временам вознаграждение – 110 тысяч фунтов стерлингов!
Торпеда Бреннана в музее британских инженерных войск
В 1896 г. число готовых к бою торпед составляло 200 штук. Торпеда Бреннана находилась на вооружении 20 лет, до 1906 года. Во время одного из учений торпеда с инертной боевой частью, запущенная из форта Альберт (порт Солент), уверенно поразила броненосец «Monarch», двигавшийся вдоль побережья 12-узловым ходом. Однако ни надводные корабли, ни подводные лодки никогда не применяли торпеду Бреннана.
Характеристики первой модели (имевшей овальное сечение) были таковы: ширина 61 см (24 дюйма), высота 66 см (2 фута 6 дюймов), длина 700 см (24 фута), масса 3544 кг (7840 фунтов), заряд ВВ 90,4 кг (200 фунтов), скорость до 20 узлов (37 км/час), дальность действия 2582 метра (2825 ярдов). Она шла к цели на глубине 10–12 футов (3–3,65 м).
Данные второй модели (с круглым сечением) были следующие: диаметр 53,3 см (21 дюйм), длина 732 см, масса 1270 кг (включая заряд ВВ массой 90,4 кг), скорость до 25 узлов (46 км/час), дальность действия 2742 метра (3000 ярдов).
До настоящего времени сохранились всего два экземпляра этой торпеды, которые находятся в английских музеях.
