Торпеды Whitehead
Предпосылки к созданию
Важным шагом на пути к изобретению 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.
Создание первых образцов
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.
Серийное производство
Торпеды Whitehead производились как на собственных заводах, так и по лицензиям, которые были приобретены множеством стран. В 1972 году Уайтхед выкупил обанкротившееся предприятие Stabilimeno Technico Fiumano и переименовал его сначала в Silurifico Whitehead, а затем Torpedo-Fabrik von Robert Whitehead и еще позже - в Whitehead & Co. Выпускаемые на этом заводе торпеды нередко называли Whitehead Fiume. Всего за 4 года, прошедшие с момента демонстрации, Уайтхед занял безоговорочно лидирующие позиции в мировом производстве торпед. В 1890 году Уайтхед открыл собственный завод в Вулвиче, но торпеды, выпущенные на этом заводе продолжали именоваться как Whitehead Fiume. После 1893 года Уайтхед более не получал заказов от британского Адмиралтейства и вся продукция его завода в Вулвиче шла на экспорт. также на экспорт работал вновь открытый завод в Сан-Тропе. После смерти основателя компании, Роберта Уайтхеда в 1905 году, наследники продали заводы английским военным компаниям Vickers и Armstrong-Whitworth.
Британское Адмиралтейство разрабатывало модификации торпед Whitehead и развернуло их производство в Royal Laboratories, Woolwich, английские лицензионные торпеды называли Whitehead Woolwich или Whitehead RL. В 1893 году производство торпед было передано в Royal Gun Factory, выпущенные на этом предприятии торпеды обозначались как Whitehead R.G.F.
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 Brotherhood, 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 2000 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".
Основные модификации
Торпеды Whitehead имели сложную маркировку и систему обозначений. У оригинальных торпед Whitehead Fiume в начале обозначения модификации указывалась страна-заказчик (BR Бразилия, C Чили, CH Китай, D Дания, F Франция и так далее). У английских торпед дополнительно указывался способ их крепления в торпедном аппарате:
- SL - крепление боковыми наконечниками
- HB - крепление скобами
- TB - крепление кронштейнами
- VB - крепление вертикальной скобой
Также использовались дополнительные индексы:
- GS - модификация для газового пуска
- H - торпеды, оборудованные подогревом
- RAF - авиационные торпеды
- S - торпеды, предназначенным для вооружения подводных лодок.
- AW - для надводного пуска
- SF - для подводного пуска
- BS - внутренне обозначение торпед. не прошедших испытания из за поломки
- HS - повышенная скорость, уменьшенная дальность
- SR - уменьшенная дальность
- LR - увеличенная дальность
- ER и ER3 - увеличенная дальность, пониженная скорость.
12" Fiume Baby
Торпеда "Малютка" для вооружения кораблей береговой обороны.
14" Fiume Mk I
Ранние торпеды, разработанные в 1876 году и выпускавшиеся Royal Laboratory Woolwich с 1881 года. Были признаны устаревшими в 1892 году и в 1896 году сняты с вооружения.
Модификация - 14" Fiume Mk I* выпускалась с 1884 года.
14" Fiume Mk II
Модернизированные 14" Fiume Mk I. выпускались с 1881 года на заводе Royal Laboratory Woolwich. Были признаны устаревшими в 1892 году.
14" Fiume Mk III
Модификация 14" Fiume Mk I с двигателем повышенной мощности и увеличенной скоростью, выпускалась в модификациях Mk III*, Mk III** и Mk III**H.
14" Fiume Mk IV
Модель 1883 года, заказанная Королевским флотом в количестве 220 штук, что стало вторым по объему заказом торпед.
14" Fiume Mk V
Торпеда была впервые испытана в 1883 году и показала значительное превосходство над 14" Fiume Mk IV. Но сравнительные испытания с торпедой 14" RGF Mark IX заставили Уайтхеда попытаться провести ряд модернизаций, так как его торпеда уступала торпеде из Вулвича в скорости, хотя и превосходила в мощности боезаряда. Ему пришлось поднять давление в двигателе до 91 атмосферы, что позволило развить максимальную скорость в 29 узлов, но в качестве универсальной торпеды Королевского флота была утверждена модель 14" RGF Mark IX.
14" Fiume Mk VI
Торпеда поставлялась на экспорт.
14" Fiume Mk VII
Модификация 14" Fiume Mk V повышенной мощности заряда.
14" Fiume Mk VIII
Модификация 14" Fiume Mk VII, постала на вооружение английских крейсеров 1885-1899 годов постройки.
14" Fiume Mk IX
Экспортная модификация 14" Fiume Mk VII.
14" Fiume Mk X
Модификация 14" Fiume Mk IX с повышенной скоростью.
18" Fiume Mk I
Торпеда была разработана для использования на бронепалубных крейсеров 2 класса типов Astraea, Boadicea, Eclipse и состояла на вооружении до 1919 года. Выпускалась в "короткой" и "длинной" версиях. Короткая версия в ходе испытаний продемонстрировала отрицательную плавучесть в 14,5 кг и дальнейшее ее использование было связано с постоянными мерами по повышению плавучести, а длинная версия имела меньшую точность и не пользовалась популярностью на флоте. в 1902 году вышла модификация Mk I*, которая отличалась стальной кормовой частью, модернизированными клапанами и механизмом балансировки.
18" Fiume Mk II
В 1883 году была построена новая модель торпеды, как и предыдущая разработанная в длинной и короткой версиях. В 1902 году была выпущена модификация Mk II*, которая отличалась стальной кормовой частью, модернизированными клапанами и механизмом балансировки. Все торпеды были уничтожены путем их пуска в 1919 году.
18" Fiume Mk III
Торпеда имела смешанное обозначение RGF Mk VI/Fiume Mk III и была разработана для вооружения крейсеров в длинной и короткой версиях. В 1906 году была также выпущена модификация Mk III* в вариантах HB, SLLR и SLSR. В 1908 году торпеды получили подогрев, они обозначались как Mk III*H. Модернизированные в 1908 году для вооружения мониторов типа Gorgon и крейсеров типа Minotaur торпеды обладали увеличенной скоростью и обозначались как Mk III** и Mk III**H в варианте с подогревом.
| Сводная таблица торпед Whitehead[1] | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тип | Год | Калибр, мм | Длина, м | Масса,кг | Масса заряда. Кг | Макс. скорость, узлов | Макс. Дальность, м | Примечание |
| 12" | 1883 | 305 | 123,4 | 14,97 | 21 | 183 | для кораблей береговой оборны | |
| 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 |
| 14" RL Mk I | 1875 | 356 | 240,4 | 11,79 | 18 | 550 | производство Woolwich Royal Arsenal | |
| 14" Mk I | 1876 | 356 | 4,42 | 238,1 | 14,5 | 18 | 550 | HMS Dreadnought (1875) |
| 14" Mk II | 1876 | 356 | 4,445 | 260,8 | 15,4 | 19 | 550 | HMS Neptune (1874) |
| 14" Mk III | 1882 | 356 | 4,445 | 260,8 | 15,4 | 20 | 550 | |
| 14" | 1882 | 356 | 225,8 | 24 | 365 | заказ для Российского флота | ||
| 14" Mk IV | 1883 | 356 | 4,4 | 285 | 27 | 23 | 550 | 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 | укороченная модель |
| 14" Mk V | 1886 | 356 | 4,42 | 296,5 | 27,2 | 27 | 550 | |
| 14" Mk VI | 1886 | 356 | 4,42 | 293,9 | 27,2 | 25 | 550 | |
| 14" Mk VII | 1887 | 356 | 4,87 | 320,7 | 31,75 | 27 | 550 | |
| 14" short | 1887 | 356 | 3,78 | 390,5 | 38,5 | 28 | 730 | укороченная торпеда для прибрежных морских сил |
| 14" Mk VIII | 1888 | 356 | 4,87 | 320,3 | 35,6 | 27 22 |
550 915 |
HMS Mersey(1883)и другие крейсера |
| 14" Mk IX | 1893 | 356 | 4,57 | 330,3 | 35 | 27 | 550 | |
| 14" Mk X | 1897 | 356 | 345,6 | 35 | 30 | 731 | ||
| 15" | 1882 | 381 | 5,73 | 410,05 | 33,7 | 23 | HSWMS Svea | |
| 16" | 1871 | 406 | 294,8 | 30,39 | 7 | 550 | модель для демонстрации австро-венгерскому флоту | |
| 16" Fiume Standard | 1868 | 406 | 4,88 | 17 | 550 | модель для демонстрации австро-венгерскому флоту | ||
| 18" Mk I | 1889 | 457 | 561 | 89,81 | 30 28,4 |
800 | Бронепалубные крейсеры 1890-х годов | |
| 18" Mk IB | 1890 | 457 | 560,6 | 89,81 | 30 27 |
915 | по заказу Австро-Венгрии | |
| 18" Mk II | 1892 | 457 | 5,05 | 556,5 | 85,2 | 30 27 |
731 | |
| 18" Mk IIC | 1893 | 457 | 558,8 | 59,87 | 28 | 1375 | производство Schwartzkopff | |
| 18" RGF Mk VI/Fiume Mk III | 1906 | 457 | 5,06 | 729,8 | 145 | 35 | 915 | крейсеры 1900-х годов |
| 18" Fiume | 1911 | 457 | 734,8 | 114,76 | 42 27 |
1000 6000 |
Мокрый охладитель | |
| 18" Fiume | 1911 | 457 | 99,79 | 44 31 |
2000 6000 |
2-х цилиндровый двигатель | ||
| 21" Fiume | 1913 | 533 | 234 | 35 29 |
4572 7300 |
экспериментальная разработка для эсминцев типа Spiteful | ||
Общее устройство
Основные элементы 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
Устройства пуска
Двигатели
Первые образцы торпед Whitehead оснащались пневматическим V-образным двухцилиндровым двигателем. Воздух для двигателя находился в специальном резервуаре под давлением 25 атмосфер, откуда через клапана и редуктор, снижающий давление до рабочего, подавался в цилиндры двигателя, который, в свою очередь, приводил во вращение винт торпеды. Частота вращения винта составляла около 100 оборотов в минуту.
Приборы маневрирования
Торпеды Whitehead передвигались под водой, на небольшой глубине. У первых образцов наведение на цель по курсу осуществлялось при запуске, вертикальные рули не имели системы управления во время движения торпеды, но на небольших дистанциях хода торпеды точность по курсу была вполне достаточной. Самой сложной задачей на первом этапе создания торпед был обеспечение стабильной глубины передвижения. Во время испытаний торпеды постоянно меняли глубину погружения, то всплывая, то уходя на глубину, хотя эффективное поражение цели было возможно только в случае точного выдерживания глубины и попадания в слабозащищенную подводную часть борта, то есть на глубине 0,5-4 метров. Первая система управления была построена на простейшем датчике глубины, который управлял горизонтальными рулями торпеды. На испытаниях торпед, оборудованных такой системой выяснилось, что торпеда начала совершать волнообразные перемещения в вертикальной плоскости, так как не имела зависимости от угла дифферента. Два года ушло на поиск способа стабилизации глубины погружения торпеды, в результате чего появилась засекреченная Уайтхедом система гидростабилизированного маятникового управления.
Погасить самопроизвольное раскачивание торпеды удалось за счет введения маятника W, который вносил обратную связь в систему управления в зависимости от дифферента. Если датчик глубины Н через рычаг А отклонял руль глубины Е, то при изменении дифферента торпеды отклонялся маятник W и возвращал руль в горизонтальное положение. Таким образом происходило демпфирование системы управления и исключались колебания по глубине. за счте применения новой системы управления удалось повысить точноть выдерживания глубины хода торпеды с 12 метров до 15 сантиметров. Система гидростабилизированного маятникового управления Уайтхеда оказалась настолько удачной, что использовалась до конца Второй мировой войны.
По мере роста дальности хода торпед возникла необходимость повысить точность выдерживания курса и повышения точности попадания в заданную цель. К тому времени уже существовал прибор, показывающий изменение направления движения физического тела - гироскоп, изобретенный французом Жаном Фуко(фр. Jean Bernard Léon Foucault). Австрийский морской офицер Людвиг Обри(нем. Ludwig Obry) доработал гироскоп для торпед Whitehead. Гироскоп Обри имел три степени свободы и представлял из себя массивный шар, вращающийся в карданном подвесе. Так как этот шар в раскрученном состоянии стремился сохранить неизменное направление оси вращения, то поворот подвеса можно использовать как регистрирующий сигнал отклонения от заданного курса. Гироскоп Обри, установленный в 1895 году на торпеду, состял из металлического шара диаметром 7,62 см имел массу 800 грамм и раскручивался до 2400 оборотов в минуту. Карданные подвесы через сервопривод были связаны с вертикальными рулями и при отклонении торпеды от курса автоматически корректировали его в нужную сторону. Применение гироскопа позволило повысить точность выдерживания курса торпеды и позволило увеличить дистанцию стрельбы до 2000 м и более.
Боевая часть
История боевого применения
Примечания
- ↑ Торпеды Whitehead выпускались различными предприятиями и имели смешанную маркировку по типам, использовались обозначения моделей (Mk или Mark) или год разработки.
Использованная литература и источники
Список литературы
Ссылки
https://wunderwaffe.narod.ru/WeaponBook/MO_01/chap03.html
https://archive.today/DIiw
https://maritime.org/doc/whitehead/
https://navalhistory.flixco.info/H/bx55128/1668/r0.htm
https://www.dreadnoughtproject.org/tfs/index.php/Category:Torpedoes_(Fiume)
