Торпеда

Торпеда (от лат. torpedo narke — электрический скат, сокращённо лат. torpedo) - самодвижущееся устройство, содержащее взрывчатый заряд и служащее для уничтожения надводных и подводных целей.

История создания

Как и множество других изобретений, изобретение торпеды имеет сразу несколько отправных точек. Впервые идея использовать специальные снаряды для уничтожения вражеских кораблей описана в книге итальянского инженера Giovanni de la Fontana (рус. Джованни де ла Фонтана) Bellicorum instrumentorum liber, cum figuris et fictitys litoris conscriptus (рус. «Иллюстрированная и зашифрованная книга инструментов войны» или иначе «Книга о военных принадлежностях»). В книге приведены изображения различных устройств военного назначения, передвигающихся по земле, воде и воздуху и приводимых в движение за счет реактивной энергии пороховых газов.
Следующим событием, предопределившем появление торпеды, стало доказательство Дэвидом Бушнеллом (англ. David Bushnell) возможности горения пороха под водой. Позже Бушнелл попытался создать первую морскую мину, оснащенную изобретенным им же часовым взрывным механизмом, но попытка ее боевого применения (как и изобретенной Бушнеллом подводной лодки "Черепаха") оказалась безуспешной.
Очередной шаг по пути к созданию торпед был сделан Робертом Фултоном(англ. Robert Fulton), создателем одного из первых пароходов. В 1797 году он предложил англичанам использовать дрейфующие мины, оснащенные часовым взрывным механизмом и впервые использовал слово торпе́до для описания устройства, которое должно было взрываться под днищем и таким образом уничтожать вражеские корабли. Это слово было использовано из за способности электрических скатов(лат. torpedo narke) оставаться незамеченными, а затем стремительным броском парализовать свою жертву.

Шестовая мина

Изобретение Фултона не являлось торпедой в современной понимании этого слова, а являлось заградительной миной. Такие мины широко использовались российским флотом во время Крымской войны на Азовском, Черном и Балтийском морях. Но такие мины были оборонительным оружием. Появившиеся чуть позже шестовые мины стали оружием наступательным. Шестовая мина представляла из себя взрывчатку, закрепленную на конце длинного шеста, и скрытно доставлявшаяся с помощью лодки к вражескому кораблю.
Новым этапом стало появление буксируемых мин. Такие мины существовали как в оборонительном, так и в наступательном вариантах. Оборонительная мина Гарвея (англ. Harvey) буксировалась с помощью длинного троса на расстоянии примерно 100-150 метров от корабля вне кильватерной струи и имела дистанционный взрыватель, который приводился в действие при попытке противника протаранить защищаемый корабль. Наступательный вариант, мина-крылатка Макарова также буксировалась на тросе, но при приближении вражеского корабля буксир шел курсом прямо на противника и в последний момент резко уходил в сторону и отпускал трос, мина продолжала двигаться по инерции и взрывалась при столкновении с кораблем противника.
Последним шагом на пути к изобретению самодвижущейся торпеды стали наброски неизвестного австро-венгерского офицера, на которых был изображен некий снаряд, буксируемый с берега и начиненный зарядом пироксилина. Наброски попали к капитану Giovanni Biagio Luppis (рус. Джованни Бьяджо Луппис), который загорелся идеей создать самодвижущийся аналог мины для береговой обороны (англ. coastsaver), управляемой с берега с помощью тросов. Луппис построил макет такой мины, приводимой в движение пружиной от часового механизма, но наладить управление этим снарядом ему не удалось. В отчаянии Луппис обратился за помощью к англичанину Роберту Уайтхеду (англ. Robert Whitehead), инженеру судостроительной компании Stabilimeno Technico Fiumano в Фиуме (в настоящее время Риека, Хорватия).

Уайтхеду удалось решить две проблемы, стоявшие на пути его предшественников. Первая проблема заключалась в простом и надежном двигателе, который сделал бы торпеду автономной. Уайтхед решил установить на свое изобретение пневматический двигатель, работающий на сжатом воздухе и приводящий во вращение винт, установленный в кормовой части. Второй проблемой была заметность торпеды, движущейся по воде. Уайтхед решил сделать торпеду таким образом, чтобы она двигалась на небольшой глубине, но на протяжении длительного времени ему не удавалось добиться стабильности глубины погружения. Торпеды либо всплывали, либо уходили на большую глубину, либо вообще двигались волнами. Решить эту проблему Уайтхеду удалось с помощью простого и эффективного механизма - гидростатического маятника, который управлял рулями глубины. реагируя на дифферент торпеды, механизм отклонял рули глубины в нужную сторону, но при этом не позволял торпеде совершать волнообразные движения. Точность выдерживания глубины была вполне достаточной и составляла ±0,6 м.

Торпеды Whitehead

Создание первых образцов

В 1868 году Уайтхед посчитал, что справился со всеми задачами и предложил флоту Австро-Венгрии провести испытания своего изобретения. Для испытаний было представлено 2 торпеды - обычную, калибра 406-мм длина 4,28 м, вес 249 кг, заряд 27 кг) и уменьшенную калибра 356 мм (длина 3,78 м, вес 158 кг, заряд 13 кг). Испытания проходили в Адриатическом море недалеко от Фиума, для пуска торпед была использована специально переоборудованная канонерская лодка, в носовую часть которой установили спроектированный Уайтхедом пусковой торпедный аппарат, выталкивающий торпеду сжатым воздухом.

Стрельба велась с дистанции 600-700 м по небольшой неподвижной яхте, вдоль борта которой на глубине 2 метров натянули сеть размером 60х5 метров. Но первый представленный вариант торпеды провалил испытания: из 54 торпед в сеть попало только восемь, 16 имели отклонения по глубине, 30 не попали в сеть или утонули. Средняя скорость торпед составила 5,7 уз. Повторные испытания провели через три недели и в этот раз результат вполне устроил комиссию: в сеть попала почти половина пущенных торпед. Комиссия почитала возможным рекомендовать принять торпеды на вооружение флота. Но тут Уайтхед решил проявить себя не только как инженер, но и как коммерсант и запросил за эксклюзивное право на производство торпед и механизма управления глубиной хода 50 тысяч фунтов стерлингов. Такая большая по тем временам сумма не устроила моряков и они отказались от эксклюзивного права на торпеду, оставив Уайтхеду право самостоятельно продавать лицензии на производство торпед.

Robert Whitehead со своей торпедой Fiume 1875 год

Испытания

Через год Уайтхед пригласил на демонстрацию возможностей своего изобретения англичан и американцев. Обе делегации высказали свой интерес к торпедному вооружению, но если британское Адмиралтейство пригласило Уайтхеда продолжить исследования в Англию, то американцы ограничились общими фразами, рассчитывая на собственные разработки. В 1870 году состоялись испытания новых образцов торпед, в ходе которых было совершено более 100 пусков, в том числе 2 пуска боевых торпед по списанному деревянному блокшиву. В ходе испытаний торпеды развивали скорость до 8,5 узла на дистанции 200 метров и 7,8 - на 600 м, при этом торпеды уверенно попадали в цель при пуске с дистанции 200-400 м. Стрельба боевыми торпедами окончилась триумфально - блокшив получил пробоину площадью 22 м² и затонул. Кроме торпед, англичане испытали и защиту от них - противоторпедную сеть, которая так же успешно задерживала все пущенные торпеды. Британское Адмиралтейство закупило лицензию на производство торпед Уайтхеда и развернула их производство в Вулвичском арсенале. Вскоре лицензию на производство купила Франция, а затем почти все страны, обладавшие серьезным военным флотом.

Модернизация

Первые образцы торпед Уайтхеда создавались из расчета их использования против неподвижных судов в портах и на якорных стоянках, поэтому скорость в 7 узлов была вполне достаточной. Германия заказала торпеды, развивавшие скорость до 16 узлов, что вызвало необходимость установки более мощного двигателя производства компании Peter Brother-hood, Ltd и двойных винтов, имевших противоположное направление вращения. С новыми двигателями и винтами 14-ти дюймовая торпеда образца 1875 года развивала скорость 18 узлов на дистанции 500 метров.
Следующая кардинальная модернизация была произведена в в 1895 году. Для увеличения точности и снижению рысканья на торпеды были установлены гироскопы для управления по азимуту с использованием гироскопа, изобретенного австрийцем Ludwig Obry (рус. Людвигом Обри). Гироскоп раскручивался до 2400 оборотов в минуту и сохранял свое положение независимо от сил, действующих на него при движении торпеды. Связанные с гироскопом горизонтальные рули снижали эффект рысканья и увеличивали точность хода торпеды по курсу, благодаря чему появилась возможность использовать торпеды на дистанции свыше 1000 метров. Модернизации подверглись только торпеды, выпускаемые на заводе в Фиуме, поэтому их стало легко отличить от торпед из Вулвича по иной форме и уменьшенным размерам оперения.
По заказу Российского флота были выпущены торпеды с максимальной скоростью в 20 узлов, позже аналогичные заказы стали поступать и от других флотов. Увеличение скорости было достигнуто за счет увеличения давления сжатого воздуха до 100 атмосфер и переходу на бронзовые клапана.
Чтобы упростить производство в интересах противоречивых требований заказчиков, Уайтхед разработал систему унификации, которая позволяла комбинировать боеголовки, двигатели и рулевые машины в зависимости от пожеланий заказчика. Несмотря на внешние различия, торпеды собирались из одинаковых взаимозаменяемых блоков. В 1909 году гидродинамик доктор Froude доказал, что остроносая торпеда обладает большим лобовым сопротивлением по сравнению с торпедой, имеющих затупленную носовую часть, поэтому все торпеды стали производиться уже без заостренного носа.
Для наращивания скорости, дальности и веса взрывчатого вещества начиная с 1888 года Уайтхед налаживает производство торпед калибром 18 дюймов на вновь открытом заводе в Weymouth. Крупнокалиберные торпеды долгое время не пользовались популярностью, но опыт Цусимского сражения показал, что исход битвы решается на дистанции свыше 5 км, что значительно превышало дистанцию применения торпед малого калибра.
Уайтхед продолжал открывать заводы в разных странах вплоть до начала Первой мировой войны. Но торпеды его конструкции были рассчитаны только на подводный запуск, в то время как заказчикам все больше становились необходимы торпеды для надводного пуска. Подводный пуск был возможен только при установке торпедного аппарата в носовой части, так как при пуске от борта торпеда сбивалась с курса за счет сильного бокового давления воды. Проблема с пуском от борта была решена капитаном A. K. Wilson, который предложил использовать специальные направляющие, по которым скользила пущенная торпеда. Другой способ запуска предполагал использование устройства, выбрасывающее торпеду за счет сжатого воздуха или энергии пороховых газов на расстояние в несколько метров от борта. В ходе испытаний была проверена возможность наведения и пуска торпед с надводного аппарата и эти испытания показали перспективность такого запуска, в том числе на тяжелых кораблях, которые не имели возможности производить наведение торпед за счет маневрирования.
С увеличением давления сжатого воздуха конструкторам пришлось бороться с эффектом обмерзания редукторов и двигателя во время движения торпеды. Первыми систему подогрева воздушных магистралей "Elswick" разработали на заводе "W. G. Armstrong, Whitworth and Company" в 1904 году. подогрев осуществлялся за счет сжигания жидкого топлива и был впервые применен на 18-дюймовой торпеде Fiume Mk III. Скорость подогреваемой торпеды выросла до 9 узлов, но недостатком такого подогрева являлась сильная задымленность. Система подогрева Whitehead, появившаяся спустя 2 года после смерти основателя компании, Роберта Уайтхеда, работала на принципе подачи топлива через водяной затвор за счет давления воздуха в специальную камеру после редуктора давления, где сгорающее топливо нагревало воздух и он затем подавался в цилиндры двигателя. Систему "Elswick" стали называть "системой сухого охлаждения", разработку Whitehead - "системой мокрого охлаждения".

Сводная таблица торпед Whitehead
Тип	Год	Калибр, мм	Длина, м	Масса,кг	Масса заряда. Кг	Макс. скорость, узлов	Макс. Дальность, м	Примечание
14"	1866	356		120,2	8,16	7	183	первая модель торпеды
14"	1868	356	3,78	156,9	18,14	7	183	модель для демонстрации австро-венгерскому флоту
16"	1868	406		294,8	30,39	7	550	модель для демонстрации австро-венгерскому флоту
14" RL Mk1	1875	356		240,4	11,79	18	550	производство Woolwich Royal Arsenal
15"	1882	381	5,7		410,05	94
14"	1882	356		225,8		24	365	заказ Российского флота
14"	1883	356	4,4	295	53,07	20	731	удлиненная модель
14"	1883	356		263,5	20	21	600	производство Schwartzkopff
14" Mk IV	1883	356	3,35	263,5	19,96	21	600
12"	1883	305		123,3	14,97	21	183
14" Mk V	1886	356		299,3	26,31	24	550	производство Woolwich Royal Arsenal
18" Mk IB	1890	457		560,6	89,81	30 27	731
18" Mk II	1892	457		383,2	53,52	27	731
18" Mk IIC	1893	457		558,8	59,87	28	1375	производство Schwartzkopff
18"	1906	457		729,8	99,79	35	915
18" Fiume	1908	457		729,8	114,76	42 34 28	1000 2000 4000
18" RGF Mk VII	1908	457		704,4	90,72	41 34	5030 2750
18" RGF Mk VI	1909	457		675,8	90,72	29	5500	Для холодных широт
18" Fiume	1911	457		734,8	114,76	42 27	1000 6000	Мокрый охладитель
18" Fiume	1911	457		790,6113959	99,79	44 31	2000 6000	2-х цилиндровый двигатель

Устройство торпед Whitehead

• A боеголовка с зарядом пироксилина
• B баллон с сжатым воздухом
• B' балластная камера
• CC' хвостовая часть
• C машинное отделение
• DDDD дренажные отверстия
• E вал
• F рулевая машина
• G коническая трансмиссия
• H установщик глубины
• I хвостовое оперение
• K зарядный и запорный клапаны
• L. блокировочный замок
• M усилитель рулей глубины
• P запальная трубка
• R рули
• S рулевой тубус
• T направляющие ребра
• UU винты
• V клапанная группа
• W взрыватель
• Z силовое ребро

Ссылки

https://wunderwaffe.narod.ru/WeaponBook/MO_01/chap03.html
https://archive.today/DIiw
https://maritime.org/doc/whitehead/