Эпоха Пара

Я паро-панк
и я люблю паро-панк

ПубликацииПубликации ПрограммыПрограммы ИгрыИгры ТоварыТовары

Торпеда до Эпохи Пара

Исторически сложилось так, что торпеды появились намного позже подводных лодок. А ведь без такого оружия подводные лодки и воевать-то толком не могут. Но вот вопрос:

А была ли возможна
торпеда до Эпохи Пара?

Путаница в терминологии

О торпедах можно прочесть начиная со стыка XVIII и XIX веков. Только это были не те торпеды. С лёгкой руки изобретателя пароходов и субмарин Роберта Фултона, torpedo называли буксируемые плавучие мины - но самоходными они тогда ещё не были). Так их продолжали все. Например, именовать Самюэль Кольт (человек, запатентовавший револьвер). И даже во времена Гражданской Войны в США, за которую южанам удалось минами потопить около 40 кораблей северян - часто писали о торпедах, да только подразумевали мины.

Реальная история

Для начала рассмотрим все основные существовавшие самоходные торпеды, явившиеся некими вехами в истории этого вида техники. Для торпед, чей калибр установлен от дюймовой системы, в скобках указан калибр в дюймах. Все изображения торпед даны в одном масштабе (взяты из советского журнала «Моделист-конструктор» № 11 за 1988 год), масштабная линейка приведена ниже.

В отечественной литературе исторически первым называют проект торпеды Александровского в 1865 году. Не идею - а именно детально проработанный проект. Однако, в весьаа познавательной книге Анатолия Тараса «История подводных лодок 1624–1904» указано, что сам Александроский в документе от 20 ноября 1868 года перечислял все свои изобретения, а это различные подводные аппараты - но вот торпеды среди них не называл. И субмарины свои полагал вооружеть минами. Но в начале 1869 года, прознав про успехи Уайтхеда, Александровскому, как главному изобретателю по подводным машинам, предложили заняться торпедой.

О клиперах и первых субмаринах подробнее рассказано в статье «Рождённый ужасать» на нашем сайте SteamAge.ru

Так что история торпеды началась 1866 году, в Австро-Венгрии, когда владелец завода в Фиуме (ныне хорватская Риека) англичанин Роберт Уайтхед объявил о изобретении совместно с отставным фрегатен-капитаном (в совестких источниках его, видимо по ошибке, именовали лейтенантом - на самом деле фрегатен-капитан соответствует капитану II ранга) австрийского флота Йоганном Лупписом (строго говоря Луппис разрабатывал конструкцию надводного брандера, а подводную торпеду придумал именно Уайтхед, хотя в том году они ещё работали совместно) самодвижущейся мины, названной им «торпеда» от латинского названия электрического ската torpedo marke - совсем как на 70 лет раньше назвал мины Фултон. Первый натурный образец Уайтхед смог представить только через год (так указывали советские истоники, на самом деле, строго говоря, первая торпеда поплыла уже в 1866 году - да только очень медленно, так что Луппис и Уайтхед обогнали её на шлюпке). В торпеде стоял двух-цилиндровый пневматический мотор, питавшийся от баллона со сжатым до 25 атмосфер воздухом.

Уайтхед не сделал никакого особого открытия. Форма корпуса его торпеды - соответствовала форме уже считавшейся и практически применявшейся на субмаринах. Движитель винт на субмаринах так же применялся уже чуть ли не век (начиная с не слишком удачливой «Черепахи» Бушнела, о которой очень хорошо знали во всём мире). Пневматический двигатель так же уже был практически применён на субмаринах. И автоматический регулятор глубины ставил на свою субмарину кажется каждый конструтор уже десятки лет, а субмарин в мире успели построить десятки. Правда, Уайтхед разработал собственную и, пожалуй, наиболее удачную конструкцию. Но в целом ничего нового!

В чём же заслуга Уайтхеда? Он применил всё это уже известное в новой форме - в форме самоходного оружия.

торпеда Уайтхеда, Австро-Венгрия, 1868г
калибр 356мм ( 14" ) ; длина 3.53м
вес торпеды / заряда , кг 150 / 16
двигатель и рабочее вещество поршневой, сжатый воздух
дальность 200м со скоростью 6 узлов

В сущности пневмо-мотор это та же паровая машина, только вместо пара сжатый воздух. Так что торпеды самим своим рождением оказались обязаны Эпохе Пара. И тут хочется пафосно добавить, что, мол, иного и быть не могло - но иное мы обязательно рассмотрим. Пока же вернёмся к той самой первой торпеде Уайтхеда и попробуем понять, почему же 1867 год не стал годом рождения торпеды.

Первое и очевидное это... нет, не дальность чуть больше кабельтова. В год изобретения торпеды состоялось сражение единственное в истории классическое сражение броненосцев. Случилось оно при острове Лисса. И сражались как раз итальянский и австрийский флоты. Броненосцы шли на таран. В таких условиях даже столь малая дальность стрельбы, зато поражающая корабль врага в подводную часть - это замечательная возможность.

Но вот скорость... 6 узлов это вдвое медленнее парусника.

Уайтхед быстро совершенствовал свою торпеду. А к концу 1870-х англичанин Питер Брозерхуд создал для торпеды Уайтхеда звездообразный трёхцилиндровый пневмо-мотор, при собственной массе в 16 кг развивавший мощность в 40 л.с. на испытаниях сообщавший торпеде Уайтхеда:

  • дальность 600 м при скорости в 20 узлов, либо
  • дальность 1200 м при скорости в 17 узлов

Но скорость эта достигалась не только благодаря новому мотору, а ещё и тому, что теперь винтов стало двое с противоположным вращением, что и повысило КПД движителя, и устранило вращение торпеды вокруг оси. И в серию торпеды с этими усовершенствованиями пошли только уже в 1880 годах.

торпеда Уайтхеда RLMk IV, Англия, 1883г
калибр 356мм ( 14" ) ; длина 4.42м
вес торпеды / заряда , кг 286 / 27
двигатель и рабочее вещество поршневой, сжатый воздух
дальность 540м со скоростью 23 узлов

Вторая трудность это гидростат - прибор поддержания заданной глубины. Кстати, Александровский так и не смог совладать с сим капризным прибором. В теории всё просто: давление столба воды уравновешивается натяжением пружины. При отклонении от расчётной глубины, давление столба воды изменяется, что приводит к отклонению подвижного диска, а уже он влияет на рули глубины. Вторая торпеда Уайтхеда гидростата не имела (по иным сведениям - которые лично мне кажутся более правдоподобными - он был ещё очень несовершенным, в нём не хватало маятника) и она то выныривала из воды подобно дельфину, то погружалась так, что легко проскочила бы под днищем линкора. Проблему решили, добавив соединённый с диском маятник, противодействующий провороту диска при дифференте.

Реальная торпеда без двигателя

В этой главе я использую так же сведения из интереснейшей книги «История подводных лодок, 1624–1904», которые уточняют сведения, публиковавшиеся в советских источниках. Но есть момент, который и в этой книге - на мой скромный взгляд - приводится с ошибкой. Впрочем, об этой технической ошибке поговорим в самом конце. Сейчас же только о достоверных сведениях.

В 1870 году лейтенант американского флота (в последующем контр-адмирал) Хоуэлл предложил гиро-торпеду - то есть торпеду с маховиком в качестве двигателя. Маховик это просто тяжёлый раскрученный диск, ничего больше. Самым древним маховикам не менее 4500 лет, и, при раскопках в Междуречье, находят их археологи в изобилии.

Первая торпеда Хоуэлла, США, 1870г
калибр 356мм ( 14" ) ; длина 2.44м ( 8' )
вес торпеды / заряда , кг --- / 31,6 ( 70 фунтов )
двигатель и рабочее вещество маховик
дальность 365.7м ( 400 ярдов ) со скоростью 5 узлов
причём на первой половине скорость 8.5 узлов

Это совсем простая конструкция. Винты (1) впереди и позади торпеды насажены на вал маховика (2), а сам маховик это вместилище для взрывчатки. Раскручивался он паровой машиной через торчащую позади шестерёнку (3) за 30 секунд до 9000 оборотов в минуту. Испытания проведены в июне 1870 года торпедной станцией флота США в Ньюпорте - и результат сразу почти вдвое лучше по всем параметрам, чем у тогдашних торпед Уайтхеда (вдвое больше взрывчатки, вдвое больше дальность, вдвое выше скорость на той же дальности, что у Уайтхеда).

В 1874 году - когда появились пневматические торпеды Александровского и Шварцкопфа (о чём будет рассказано ниже) - Хоуэлл меняет конструкцию. Отныне все его торпеды несут взрывчатку в носовой части, имеют маховик как отдельную деталь из железа, ось его вращения развёрнута поперёк оси торпеды, а оба винта за кормой.

Экспериментальная торпеда Хоуэлла, США, 1874г
калибр 356мм ( 14" ) ; длина 2.5м
вес торпеды / заряда , кг 103 / 31.6 ( 70 фунтов)
двигатель и рабочее вещество маховик 33 кг ( 73 фунта )
дальность 365.7м ( 400 ярдов ) с макс. скоростью 13.5 узлов
Экспериментальная торпеда Хоуэлла, США, 1884г
калибр 356мм ( 14" ) ; длина 2.5м
вес торпеды / заряда , кг 135.6 ( 300 фунтов ) / 31.6 ( 70 фунтов)
двигатель и рабочее вещество маховик 33 кг ( 73 фунта )
дальность 365.7м ( 400 ярдов ) с макс. скоростью 15.6 узлов

Нужно признать, что в 1874 году торпеда Шварцкопфа всё же обгоняла Хоуэлла на 3.5 узла. Остальные же маховику проигрывали. Через 10 лет Хоуэлл ещё немного улучшил скорость своей торпеды - и вероятно увеличил массу маховика, поскольку общая масса торпеды выросла при тех же габаритах. Но всё это были мелкие усовершенствования.

Так же известно, что Хоуэлл обратил внимание на проблему падения скорости вращения маховика. В советской литературе утверждалось, что для сохранения постоянной скорости торпеды, он разработал специальный регулятор, изменявший шаг установки лопастей гребных винтов в зависимости от скорости их вращения. Но на рисунках винтов с изменяемым шагом не замечено (возможно из-за качества сохранившихся иллюстраций). Зато вполне вероятно, что изобретатель позаимствовал уже известный на паровых машинах регулятор скорости вращения вала.

торпеда Хоуэлла, США, 1889г
калибр 406мм ( 16 " ) ; длина 3.3м
вес торпеды / заряда , кг 250 / 43.4 ( 96 фунтов )
двигатель и рабочее вещество маховик
дальность 365.7м (400 ярдов ) со скоростью 24 узлов
+ следующие 183м ( 200 ярдов ) скорость падает до 0

Опять-таки нужно заметить, что с 1876 года Шварцкопф выпускал торпеду ходившую на пару узлов быстрее (менее 10% разницы). Но проигрывая в дальности (если брать только активный участок, то проигрыш около 5%, а если считать полную дальность, то проигрыш почти в 1.5 раза). Другие же уступали гиро-торпеде по всем параметрам. Включая и торпеды самого Уайтхеда, усовершенствованные в Англии установкой нового 3-цилиндрового мотора.

Но ведь мало доплыть до цели - нужно в цель ещё и попасть!

Раскрученный маховик (а в модели 1889 года он, за минуту до пуска, раскручивался уже до 10 тысяч оборотов в минуту) это ещё и гироскоп. И торпеда Хоуэлла отлично держала курс. В 1890 году, с обычным для США размахом, провели сравнительные испытания. Торпеды Уайтхеда были представлены их американской копией от фирмы Блисс-Левит. Торпеды Хоуэлла изготовила фирма Гочкиса (участие Гочкиса не удивительно, ведь он американец, переехавший во Францию). Правда, вроде бы Гочкис сделал лишь 50 торпед - тогда как на испытаниях их было выпущено намного больше. И тут сведения источников несколько расходятся:

  • советская литература говорит, что на испытаниях выпустили по 250 торпед Хоуэлла и Уайтхеда по движущейся мишени - тип мишени не указывался
  • новые данные говорят об общем числе в 250 пусков, пополам тех и других (то есть по 125 каждого вида) по миноносцу шедшему 18-узловым ходом
  • советская литература говорит, что из торпед Уайтхеда попало лишь 37 - из торпед Хоуэлла 98
  • новые данные говорят, что торпед Блисса-Левита попало 37% - а Хуэлла 98%

Если даже принять более скромные советские сведения, то и тогда Хоуэлл показал вполне приемлемый результат даже для Второй Мировой (а кто думает иначе, пусть ознакомится с обстоятельствами торпедирования линкора «Ройял Оак», при том что там стрельба велась по неподвижной стоящей на якоре цели). Правда, по тем же советским сведениям выходит, что торпеда Уайтхеда была никуда не годным изделием - с дистанции в пару кабельтовах в цель попадала лишь каждая восьмая! Странно, что таким бесполезным и дорогим оружием пользовались. И возможно верны нынешние данные. Тогда понятно, почему с торпедой Уайтхеда мирились - но

гиро-торпеда Хоуэлла по тем временам это просто идеальное супер-оружие!
При этом гиро-торпеда не оставляет следа из пузырьков, как пневматическая. А ещё она была в 2.5 -3 раза дешевле торпеды Блисса-Левита.

Если кто сомневается в скверной точности торпед Уайтхеда того времени, то вот вам реальный случай, 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!

После некоторых доработок, с учётом результатов испытаний, торпеды Хоуэлла приняты на вооружение флотом США в двух вариантах.

торпеда Хоуэлла, США, 1894г
калибр 356мм ( 14" ) ; длина 2.71м ( 8'11")
вес торпеды / заряда , кг 235 ( 520 фунтов ) / 45.2 ( 100 фунтов)
двигатель и рабочее вещество маховик 58 кг ( 128 фунта ) 10тыс.об/мин
дальность 365.7м ( 400 ярдов ) с макс. скоростью 26 узлов
+ следующие 228м ( 250 ярдов ) скорость падает до 0
торпеда Хоуэлла, США, 1895г
калибр 456мм ( 18" ) ; длина 4.4м ( 14'5")
вес торпеды / заряда , кг 316.4 ( 700 фунтов ) / 81.4 ( 180 фунтов)
двигатель и рабочее вещество маховик 59 кг ( 130 фунта ) 12тыс.об/мин
дальность 732м ( 800 ярдов ) с макс. скоростью 30 узлов
+ следующие 365м ( 400 ярдов ) скорость падает до 0

Для сравнения ниже данные по русской торпеде Уайтхеда. Она немного выигрывает у 14-дюймовой торпеды Хоуэлла, но бесспорно проигрывает 18-дюймовой гиро-торпеде во всём. При том пневматическая дороже, сложнее, а значит менее надёжна - на стыке веков у гиро-торпеды нет недостатков, только достоинства!

торпеда Уайтхеда, Россия, 1898г
калибр 381мм ( 15" ) ; длина 5.18м
вес торпеды / заряда , кг 437.6 / 65.4
двигатель и рабочее вещество поршневой, сжатый воздух
дальность 550м со скоростью 29 узлов

Гиро-торпеды закупили Франция и Бразилия, а флот США принял их на вооружение, и долгое время отказывался от любых других типов. Выгода была очевидна, надёжность не подлежала сомнению, ведь в такой торпеде нечему ломаться.

Так почему про гиро-торпеды забыли?

Да лишь потому, что над совершенствованием надёжных гиро-торпед работал лишь один человек - а над капризными пневматическими трудились лучшие конструкторы всего цивилизованного мира.

Совершенствование пневматической торпеды

В год появления серийной торпеды Уайтхеда, в России вспомнили о своём изобретателе. Александровскому было предложено изготовить образец за свой счёт, с возмещением расходов из казны в случае успеха.

Тут надо заметить, что ещё ранее Александровский, как создатель проекта подводной лодки, зачислен на государеву службу с годовым жалованием 5 тысяч рублей. А к тому времени его чин был уже повышен. Если не ошибаюсь, мичман получал 24 рубля годовых. А жалование казака было что-то около копейки в день (и то, только когда он фактически привлекался к казённой службе, в остальное время казак должен был обеспечивать себя сам за счёт своего хозяйства). Так что изобретатель не бедствовал. И, по примеру других русских изобретателей (например, создателя субмарин Джевецкого), имел финансовую возможность провести работы за свой счёт.

Конструктор смог представить свою торпеду лишь в 1874 году. Торпеда устойчиво держала глубину, плавала достаточно далеко, но пока ещё недостаточно быстро, всего 8 узлов - мотор-то был одноцилиндровым. Постепенно удалось достичь скорости в 10 узлов. Александровский поднял давление воздуха, заменил мотор на двухцилиндровый. Достиг скорости в 18 узлов (а кратковременно и 20). Но на большой скорости появились проблемы с удержанием торпеды по глубине.

Александровский сразу выбрал почти вдвое больший калибр (полных 2 фута против 14 дюймов у торпед Уайтхеда), что позволяло разместить намного больший заряд взрывчатки. А ещё на его торпеде баллон со сжатым воздухом объёмом 0.2 м³ был съёмным, что сильно упрощало обслуживание оружия.

торпеда Александровского, Россия, 1874г (проект 1865г)
калибр 610мм ( 24" ) ; длина 6.1м
вес торпеды / заряда , кг -неведомо-
двигатель и рабочее вещество поршневой, сжатый воздух
дальность 300м со скоростью 8 узлов

Но большой калибр привёл и к большой массе - и большой стоимости. Уайтхед предложил ещё в 1873 году продать всю технологию производства - у Александровского же и в 1876 году никакой собственно технологии ещё не было. И было совершенно неясно, сможет ли наш изобретатель довести свою торпеду в обозримом будущем.

Потому для русского флота закуплены были торпеды Уайтхеда у того самого завода в Фиуме. 250 штук за более чем миллион рублей. Сумма громадная. Поэтому торпеды не выдавали ни под каким видом, объясняя именно дороговизной оружия. Право слово, такое дорогое оружие, которым стрелять боятся - не нужно! И только Макаров сумел правдами и неправдами выпросить на свои минные катера кажется аж целых 6 торпед. Одна из них 26 января 1878 года потопила на Дунае турецкий пароходик «Интибах», и это более чем заурядное происшествие стало первой торпедной атакой в мире.

Однако, с 1874 года можно было приобрести кое-что получше. А именно торпеды собственной разработки, но по конструкции аналогичные торпедам Уайтхеда, начали выпускать на берлинском заводе «Шварцкопф и К°». Они отличались не подверженными коррозии бронзовыми корпусами и двумя соосными винтами. А ещё - изменившейся формой корпуса. С этого момента торпеда обрела свой современный вид.

торпеда Шварцкопфа, Германия, 1874г
калибр 355мм ; длина 4.5м
вес торпеды / заряда , кг 273 / 16
двигатель и рабочее вещество поршневой, сжатый воздух
дальность 400м со скоростью 17 узлов
торпеда Шварцкопфа C-76, Германия, 1876г
калибр 355мм ; длина 5.4м
вес торпеды / заряда , кг -неведомо-
двигатель и рабочее вещество поршневой, сжатый воздух
дальность 350м со скоростью 26 узлов

С 1894 по 1900 годы в России уже производили торпеды Уайтхеда по лицензии. Заметим, что за время производства русские торпеды Уайтхеда получили массу усовершенствований:

  • в 1898 году увеличена емкость баллона со сжатым воздухом, а давление в нём повышено до 100 атмосфер
  • изменена конструкция клапанов машинного крана, благодаря чему двигатель выходил на полные обороты только после попадания торпеды в воду
  • в ударник введена предохранительная вертушка, взводившая взрыватель только после того как торпеда пройдёт определённое расстояние в воде

Все эти нововведения появились за рубежом только позже.

Но оставалась нерешённой проблема плохого удержания торпедой курса. Решение предлагал ещё в 1879 году русский полковник Шпаковский, но вот воплотить его не смог. А решил практически эту задачу в 1896 году лейтенант Людвиг Обри, служивший в то время на одном из австро-венгерских броненосцев. Однажды, читая «Общедоступную астрономию» Франсуа Араго, он вдруг сообразил, что гироскоп может удерживать торпеду на курсе.

Гироскоп - это вращающийся маховик. Он имеет свойство стремиться сохранить свою ось вращения. И если связать его с рычагами и клапанами, то он будет отклонять рули торпеды, если та вдруг решит изменить курс.

Сперва «машинка Обри» раскручивалась от пружины, но с 1912 года уже от специальной турбинки, раскручиваемой сжатым воздухом, благодаря чему время работы прибора выросло до 8 минут, а точность повысилась. Кстати, Хоуэлл, когда прознал про гироскоп Обри, даже пытался через суд установить свой приоритет в изобретении - ведь его торпеда так же использовала маховик для удержания курса. И всё же это разные конструкции, и Людвиг Обри справедливо считается изобретателем своего гироскопа. И только с его гироскомоп пневматическая торпеда наконец-то стала годным оружием.

Видите как интересно - без маховика никакая торпеда невозможна!

Ущербный паро-панк, простите, газ

В истории нашей цивилизации раз от разу повторяется один и тот же парадокс:
когда обнаруживается надёжное и дешёвое техническое решение - от него обязательно откажутся в пользу самого убогого, зато потом, затратив десятилетия упорного труда лучших конструкторов всего человечества, создадут из этого нечто весьма совершенное.

Пневматические торпеды были - да и остались - самым убогим техническим решением.

А причина тому - сжатый воздух. Возможно, читатель уже подзабыл, хотя на школьных уроках физики ему это рассказывали - газ при сжатии нагревается. А при расширении? Правильно - охлаждается. Пример нагрева при сжатии это дизель. Он сжимает воздух, а затем впрыскивает в нёго топливо. И оказывается что только что сжатый в цилиндре двигателя воздух разогрет до нескольких сотен градусов. Разумеется, топливо в нём тут же вспыхивает.

Но в торпеде воздух хранится в баллоне давно. И уже давно успел остыть. И если теперь его высвободить, то при расширении он резко охладится вплоть до образования изморози. Что произойдёт с двигателем? Правильно - замёрзнет и заклинит. Именно это обстоятельство и мешало торпедам ходить далеко - пока не додумались сжатый воздух подогревать сразу после выхода из баллона.

Подогревать воздух предложил лейтенант русского флота Назаров, а в 1900 году его идею реализовала американская фирма «Блисс» (та самая, что делала торпеды Уайтхеда для сравнительных испытаний), но неудачно, поскольку подогревался весь резервуар с воздухом. Спустя годы независимо друг от друга решение предложили австрийский лейтенант Гестежи и английская фирма «Армстронг». Их подогреватель грел не весь резервуар, а только воздух на выходе из него - чего вполне хватало для повышения давления в моторе. И, наконец, очень скоро в подогревателе в воздух стали впрыскивать воду - на выходе получался перегретый водяной пар. Такие торпеды стали называть парогазовыми. Пневматический мотор, некогда произошедший от паровой машины - вновь стал ею!

торпеда Уайтхеда, Франция, 1904г
калибр 450мм ; длина 5.05м
вес торпеды / заряда , кг 650 / 75
двигатель и рабочее вещество поршневой, парогаз
дальность 2000м со скоростью 36 узлов

В 1909 году на испытаниях в Англии улучшенная торпеда прошла:

  • 1000 м со скоростью 43 узла
  • 4000 м со скоростью 26.6 узла

А теперь посмотрим на внутреннее устройство парогазовой торпеды. За образец для рассмотрения возьмём хорошо известную советскую торпеду 53-38.

История этой торпеды начинается с советской 53-27, которая была первой советской разработкой с рядом недостатков, один из коих был очень серьёзным - всего один режим хода с недостаточной по тем временам дальностью в 3.7 км. Её решили улучшить, заимствуя узлы у купленной у итальянцев торпеды 53-Ф производства завода Уайтхеда в Фиуме. Получившаяся в результате такой модернизации 53-36 оказалась не шибко лучше. Пришлось заимствовать уже не отдельные узлы, а всю конструкцию приспосабливать под возможности советской промышленности. Кстати в результате новая торпеда получила лишь 3 режима хода (тогда как импортный прототип имел 4). Недостатки (как травление донышек воздушных резервуаров) были исправлены в 1939 - 1941 годах. В это же время на её базе были созданы сначала 53-38У - с увеличенным размером боеголовки. А затем 53-39 - у которой была увеличена скорость, для чего увеличили резервуары воздуха и керосина, уменьшив размер боеголовки, но не потеряв её мощи за счёт применения более сильной взрывчатки. В итоге получилась едва ли не идеальная по тем временам парогазовая торпеда.

торпеда 53-38, СССР, 1938г
калибр 533мм ( 21" ) ; длина 7.2м
вес торпеды / заряда , кг 1615 / 300
двигатель и рабочее вещество поршневой, парогаз
режимы:
дальность 4000м со скоростью 44.5 узлов
дальность 8000м со скоростью 34.5 узлов
дальность 10000м со скоростью 30.5 узлов
торпеда 53-27, СССР, 1927г
калибр 533мм ( 21" ) ; длина 7.5м
вес торпеды / заряда , кг 1600 / 265
двигатель и рабочее вещество поршневой, парогаз
дальность 3700м со скоростью 45 узлов
торпеда 53-38У, СССР, 1939г
калибр 533мм ( 21" ) ; длина 7.45м
вес торпеды / заряда , кг 1725 / 400
двигатель и рабочее вещество поршневой, парогаз
режимы:
дальность 4000м со скоростью 44.5 узлов
дальность 8000м со скоростью 34.5 узлов
дальность 10000м со скоростью 30.5 узлов
торпеда 53-39, СССР, 1941г
калибр 533мм ( 21" ) ; длина 7.488м
вес торпеды / заряда , кг 1780 / 317
двигатель и рабочее вещество поршневой, парогаз
режимы:
дальность 4000м со скоростью 51 узлов
дальность 8000м со скоростью 39 узлов
дальность 10000м со скоростью 34 узлов

А теперь посмотрим как это устроено внутри.

Устройство торпеды 53-38 Устройство торпеды 53-38

Это же целая субмарина в миниатюре. Со своими запасом воздуха, пресной воды, топливом, двигателем. Не слишком ли сложно для простой торпеды?

Вспомните и про курсовой гироскоп. Без маховика никакая торпеда невозможна! Так не проще ли (дешевле, эффективнее, надежнее и так далее) было сразу совершенствовать конструкцию, в которой маховик и является двигателем?

Альтернативы

Наверное, на ум просвещённому читателю придёт реактивная торпеда "Шквал" с её скоростью в 100 узлов под водой. Но это стало возможным только после фундаментальных исследований кавитационного эффекта. И удержать эту подводную ракету на курсе непростая задача для конструктора. А что могли предложить конструкторы в начале XX века?

Подводников не устраивал след торпеды. Эту беду решили устранить с помощью электродвигателя. Вот что получилось у немцев.

торпеда G7a, Германия, 1937г
калибр 533мм ( 21" ) ; длина 7.2м
вес торпеды / заряда , кг 1538 / 280
двигатель и рабочее вещество поршневой, парогаз
дальность 6000м со скоростью 44 узлов
торпеда G7e, Германия, 1939г
калибр 533мм ( 21" ) ; длина 7.2м
вес торпеды / заряда , кг 1600 / 280
двигатель и рабочее вещество электрический
дальность 5000м со скоростью 30 узлов

Как видим, всё габариты и масса заряда одинаковы. Но парогазовая чуть легче, в полтора раза быстрее, да и ходит заметно дальше. А дорогая электрическая развивает скорость как старинная гиро-торпеда из XIX века!

У надводных моряков была другая проблема. След торпеды их волновал меньше, а вот хотелось бы доставлять к цели побольше взрывчатки, на большую дальность и побыстрее. Эту задачу решили только конструкторы Страны Восходящего Солнца - причём увеличив калибр до 2 футов (как изначально и предлагал Александровский) и заправив свою торпеду кислородом.

торпеда тип 93 мод.I, Япония, 1933г
калибр 609мм ( 24" ) ; длина 9м
вес торпеды / заряда , кг 2700 / 490
двигатель и рабочее вещество поршневой, кислород
режимы:
дальность 20км со скоростью 48 узлов
дальность 32км со скоростью 40 узлов
дальность 40км со скоростью 36 узлов

В этой торпеде замечательно всё - особенно наносимые разрушения. Однако от этого оружия пострадал и сам японский флот, поскольку кислородные торпеды имели скверную привычку взрываться во время хранения. Так одному японскому крейсеру начисто оторвало носовую оконечность.

Что-то все эти альтернативы либо слишком сложны, либо недостаточно надёжны, либо ещё и медленные - может не стоило забывать про надёжный маховик?

Воспетый фантазёрами прожект - гравитационная торпеда!

Можно - да, можно - создать торпеду вообще без двигателя! И даже в доисторические времена! Ну, по крайней мере так говорят. И в подтверждение приводят торпеду Бреннана. И эта история настолько невероятна, что позвольте рассказать её не спеша.

В 1876 году, когда уже вовсю плавали пневматические торпеды, подданный бриатнской короны, живший в Австралии ирландец Бреннан за 110 тысяч фунтов стерлингов продал британскому Адмиралтейству чертежи торпеды без двигателя.

Сумма очень, просто невероятно большая. Попробую объяснить.

  • В то время фунт стерлингов это цена фунта серебра.
  • Капитал всего в одну тысячу фунтов приносил такой годовой доход, что бездетной семье хватало на спокойную жизнь не работая.
  • Крепкий рабочий зарабатывал до пары фунтов в неделю - то есть кормил себя и семью на 100 фунтов в год. Но далеко не все зарабатывали так хорошо.
  • За первую половину XIX века английское правительство выделило в разы меньше на постройку действительно чуда - первого в мире настоящего программируемого компьютера. И для завершения постройки оставалось выделить ещё немного. И потребность в механическом вычислите была, ведь покупала же Англия их за рубежом - причём покупала копии английской вычислительной машины! Но нет, своему настоящему гению больше не выделили ни пенни - хотя он уже изготовил несколько реально действовавших вычислителей.

О механических компьютерах подробнее рассказано в статье «Механический компьютер» на нашем сайте SteamAge.ru

  • В начале того же XIX века 10 тысяч фунтов стерлингов это цена целого линейного корабля со всеми его пушками.
  • В 1879 году, то есть всего через 3 года, там же в Англии, Гэррет закажет постройку довольно крупной по тем временам субмарины с паровым двигателем всего за 1538 фунтов. Целый подводный корабль с двигателем за полторы тысячи фунтов. А когда ему потребовался собственный завод для постройки своих подводных лодок, то, сказывают, он его приобрёл всего за 2 тысячи фунтов.
  • В 1884 году профессиональный кораблестроитель инженер-лейтенант датского флота Георг Ховгаард разработал и опубликовал проект большой подводной лодки водоизмещением около 740 тонн. Это по тем временам водоизмещение хорошего миноносца. Паровая машина для надводного хода, электродвигатели для подводного, 4 торпедных аппарата. Стоимость постройки 50 тысяч фунтов стерлингов. Ещё раз повторю - 50 тысяч фунтов стерлингов за постройку по тщательно проработанному профессиональным кораблестроителем проекту. Благо и практический опыт постройки подводных лодок уже был. Но нет, на это денег не нашлось. Тут же вспомнили, что за такие деньги можно не то что миноносец, а целый лёгкий крейсер купить.
  • Наконец, уже упоминавшийся неоднократно выше Роберт Уайтхед учился на инженера с 1839 по 1844 годы. И цена обучения была 5 шиллингов в квартал за два часа занятий ежедневно (теоритическая механика и техническое черчение). Это значит он платил всего 1 фунт в год или 5 фунтов за всё своё обучение. На те деньги, что адмиралтейство не глядя отвалило за чертежи Бреннана, можно было подготовить 22 тысячи квалифицированных инженеров. Пусть даже не все из них гении, но ведь даже в простых чертёжниках промышленность Англии испытывала серьёзную потребность, ведь массовое производство требовало и массового выпуска чертежей (так что чертежами всего одного корабля можно было устлать все дороги Англии).
  • Ну и ещё для сравнения: Уйтхед продавал полный комплект документации на свою торпеду - уже многократно опробованную в испытаниях - за сумму от 9 до 15 тысяч фунтов стерлингов, причём так сказать со всеми потрохами (единственное ограничение к покупателю было не раскрывать секрет торпеды тем, кто его ещё не приобрёл). Что же такого было в ничем не подкреплённых чертежах Бреннана, что за них отвалили на порядок больше?

Теперь понимаете моё отношение к этому прожекту? Да это не может плавать... Однако... Оно плавало!

Вместо двигателя предлагалось разместить в торпеде два барабана с намотанной на них струной. Каждый барабан соединён валом со своим винтом. Винты соосные, противоположного вращения (вспомним, что к тому году такие уже стояли на серийных немецких торпедах). По замыслу изобретателя, если вытягивать шнуры, то барабаны будут раскручиваться, вращать винты, и торпеда устремиться вперёд. И таки да - оно плавало!

Устройство торпеды Бреннана обходившейся без двигателя Устройство торпеды Бреннана обходившейся без двигателя

Но далее начинаются разночтения, и позвольте рассказать о них, а потом дать объяснение.

Вроде бы, по изначальному замыслу, если вытягивать шнуры с разной скоростью, то получим разную скорость вращения винтов - что приведёт к отклонению торпеды. То есть торпеду можно было корректировать, а для удобства наблюдения за ней, торпеда оснащалась небольшой мачтой-визиром (с флажком, а для ночного времени фонарём), выступавшей над поверхностью воды.

Однако до нашего времени сохранилось в английских музеях 2 экземпляра торпед Бреннана - и там управление направлением движения осуществляется иначе! Валы соединены дифферинциалом, и когда возникает разница скоростей их вращения, то приходит в движение и дифферинциал, отклоняя руль направления.

На реальной торпеде Бреннана торпеда управляется рулём!

Что касается реальной истории, в ней торпеда Бреннана официально прослужила 20 лет, правда исключительно в береговых укреплениях, почти дотянув до XX века. И результаты показала вполне достойные, хотя конечно чуточку уступала всем иным серийным торпедам. Зато была управляемой.

Но фантазёры говорят, такую торпеду можно было сделать и в средние века!?

Казалось бы, ничего сложного: вместо струны берём прочные тросы. Вместо паровой машины берём камень или чугунную гирю потяжелее, перебрасываем через блоки и кидаем её - она тянет тросы, те разматываются, торпеда устремлсяется к цели.

Вот мои сомнения по части такой фантазии:

  • Два винта не будут создавать совершенно одинаковое усилие (разная масса частей, немного разные винты, их различно обтекает вода) - значит торпеда будет отклоняться, причём отклонение будет непостоянным (поскольку будут меняться условия).
  • А корректировать курс нечем - ибо дифферинциал уж больно сложная механика для средневековья.
  • Вместо струны будет в лучшем случае шёлковый шнур. Но скорее всего - прочный канат, способный удержать упряжку лошадей.
  • Такой канат и весит немало - а вот торпеда относительно лёгкая и по мере разматывания каната его масса будет тянуть торпеду назад всё сильнее.
  • Тогда как инертная масса самой торпеды будет всё время уменьшаться.

Между прочим, у реальной торпеды Бреннана первой серийной модели собственная масса 3.5 тонны. Три с половиной тонны! При том, что кажется моток струны весил сотню килограмм. То есть собственная масса торпеды должна быть намного больше массы вытягиваемого троса. У второй модели (видимо той, которую улучшал Максим) масса всего 1270 кг, за счёт чего и скорость подросла. Но там и струна потоньше. То есть опять-таки вытягиваемая масса намного - как минимум на порядок - меньше.

С пеньковой верёвкой такого не получиться. Она будет иметь значительный объём - так что прощай большие дальности стрельбы - а ведь именно на больших дальностях и проявляется польза коррекции курса. Так она ещё и тяжелее струны выйдет в несколько раз (при той же прочности на разрыв).

Для тех, кто не понял - объясняю подробно:

  • шнур в любом случае тянет торпеду назад - отнимая часть скорости, сообщаемой винтами
  • шнур должен быть прочным - выдерживать усилие развиваемое упряжкой лошадей - в то время современных синтетических волокон нет, потому это не шнур, а настоящий канат
  • из массы торпеды весьма значительная часть (если не наибольшая) - это масса шнура
  • шнур разматывается - торпеда теряет массу
  • и шнур своей массой будет тянуть становящуюся всё легче торпеду назад всё быстрее - тогда как скорость вращения винтов остаётся той же.

Не ясно на какую дальность получиться плыть с верёвкой вместо струны (это не критично, мы согласны и на небольшую дистанцию). Вызывает сомнения трение в подшимниках - насколько легко будет сматываться трос? А то если застрянет...
Единственное что точно ясно, что корректировать курс будет нужно - но технического устройства для этого ещё не существует.

Учтём и практику. ведь в ту пору торпеда Бреннана не единственная управляемая. Например, американцы приняли на вооружение торпеду Симса и Эдисона. Но у всех таких торпед недостаток - управлять ими крайне сложно. При малейшем волнении торпеда теряется из виду. Чтобы управлять уверенно надо влезть повыше, например в башню маяка, и оттуда, глядя в хороший телескоп... Но как тогда организовать механическое управление торпедой? Увы, боюсь это невозможно.

А без ручной коррекции курса торпеда Бреннана курс держать не будет!

Тем не менее, выкладки про гравитационную торпеду гуляют по интернету. Фантазировать, конечно, никто не запрещает. Фантазия это хорошо, да! Но коли вопрос технический, то и фантазировать нужно не беспочвенно - а на техническом обосновании.

Античная торпеда

И всё-таки торпеда могла появиться намного раньше. Да хотя бы в Античности. Ведь все необходимые технические предпосылки для неё уже были, за исключением взрывчатки. Не было, правда, подходящих целей, уж больно мелкая осадка у боевых бирем, а борт какой-нибудь пентеры закрывает целый лес вёсел, так что торпеде до него и не пробиться. Но вот наступила Эпоха Возрождения, технические знания Античности вновь вспомнили, порох есть - есть и подходящие цели на море, это боевые галеоны с глубокой осадкой. Попробуем же сконструировать торпеду Леонардо Да Винчи.

Начнём с самого простого - с боеголовки. Её начинка порох. А взрыватель - колесцовый замок, единственное изобретение Леонардо, воплощённое при его жизни, правда почему-то на другом конце Европы. Видимо идея витала в воздухе. Нам точно известны чертежи Леонардо. И множество хранящихся в музеях пистолетов с колесцовыми замками. Так или иначе, взрыватель у нас есть.

Возьмём самое малое количество пороха, то есть 16 кг как на первой торпеде Уайтхеда. Много ли бед может сделать жалкий пуд самого обычного чёрного пороха? Заглядываем в программу «Воронка взрыва» на нашем сайте SteamAge.ru и узнаём, что в грунте взрыв пуда пороха оставляет воронку более 4 метров диаметром и глубиной чуть менее полутора метров. Так что даже борт линейного корабля, которые были из бруса до 80см толщиной - разорвёт. Тем более, что торпеда поразит цель в подводную часть, где борт не усилен. И для первых броненосцев такой подводный взрыв опасен. Пробоину даже в пару метров в диаметре не заткнуть. Если корабль и удержится на плаву, то из боя всё равно принуждён будет выйти.

И такое оружие было в реальной истории! Это «водная петарда» которую изобрёл и изготовил Корнелис Ван-Дреббель во времена Тридцатилетней войны. Он так же прославился своей подводной галерой, которую успешно испытали на Темзе. Но галера в бой не пошла, а вот водяные петарды использовали.
Так Шарль Бернар писал в 1628 году в альманахе «Французский Меркурий»:
«В течение ночи с воскресенья (I октября) на понедельник англичане стреляли плавучими петардами десять или двенадцать раз, намереваясь поджечь королевскую французскую эскадру. Корпус этих петард выполнен из белого железа и наполнен порохом. Каждая из них держится на плаву с помощью куска ивового дерева, в котором установлена пружина. Когда петарда наталкивается на борт одного из королевских кораблей, пружина приводит ее в действие, в результате чего вода с огромной силой начинает стремительно проникать в корабль»
Много позже, в 1689 г. внук Ван Дреббеля свидетельствовал, что владеет секретом изобретения своего деда, «с помощью которого корабль может быть очень быстро потоплен посредством одной из разновидностей петард, проделывающей в корабле отверстие со стороной примерно в 15 или 16 футов» Это 4.5 – 4.8 м, что вполне соответствует расчётным повреждениям от взрыва пуда чёрного пороха. Известно так же, что века спустя, на испытаниях мин и торпед в США, взрыв у деревянного борта 30 с лишним килограмм пороха (то есть почти 2 пуда) проделал пробоину в 22 квадратных метра, что опять-таки с известной погрещностью укладывается в наши расчёты. Даже простой чёрный порох это грозная сила. А если нам его кажется мало, то нагрузим и 4 пуда - хотя, повторяю, на днище любого деревянного корабля хватит и одного пуда.

Правда, существует авторитетное мнение, что Ван-Дреббель делал всего лишь шестовые мины. Пусть даже так, мы видим, что боеголовка в пуд весом вполне смертоносна.
Однако...

Сколь бы авторитетным ни было мнение, оно может быть подвергнуто сомнению. И основание этому описание водяной петарды Ван Дреббеля. Корпус из металла, удерживаемый поплавком из дерева - и этим стреляли. Не толкали в борт, как шестовой миной, а именно стреляли! Наводит на мысль, что речь о ракете, скользящей по воде. Правда ракеты того времени не слишком хорошо держали курс. Легко могли отклонится даже на 90°. А уж на волнах и вовсе траектория становилась непредсказуемой. Видимо потому водяные петарды и не стали супер-оружием. Точность подвела. Но, похоже, их боеголовка работала исправно.

Итак, боеголовку мы собрали. Осталось доставить её до цели. Пользуемся только античными технологиями (тем паче, что и в Ренессанс они были такими же). И тут единственное решение - это маховик.

Устройство гиро-торпеды Хоуэлла Устройство гиро-торпеды Хоуэлла

Форма корпуса будет веретенообразная. Хотя ещё Фултон в своих опытах установил, что передняя оконечность должна быть закруглена. Но всё же десятилетия после него старались делать и субмарины и торпеды в виде симметричног оверетена заострёного с обеих сторон.

За основу берём торпеду Хоуэлла. Внимание: на схеме дан её разрез при виде сверху! Валы гребных винтов подходят к маховику с двух сторон - соответственно винты вращаются в противоположные стороны с одинаковой скоростью. При такой схеме уничтожается отклоняющее влияние винтов на торпеду. Но как передаётся вращение от маховика на валы гребных винтов? Хоуэлл использовал конические шестерни. Римляне или греки воспользовались бы более простой передачей - подобной шестерням в мельницах водяных или ветряных. Так что и эта задача технически решаема (хотя конические шестерни разумеется лучше, надёжнее и эффективнее передают усилие - но можно и им найти замену попроще).

Как уже было сказано выше, Хоуэлл хотел добиться постоянной скорости движения торпеды. Но, по мере движения, маховик теряет обороты. Поэтому нужен регулятор скорости. Утверждается, что Хоуэлл сделал винты с регулируемым шагом - но лично у меня это вызывает некоторые сомнения. На сохранившихся иллюстрациях винты выглядят вполне обычными. Думается, что разумнее и проще применить регулятор скорости вращения гребного вала - одну из простых разновидностей вариатора. Не пугайтесь, это сейчас делают вариаторы с компьютерным управлением (зачем? потому что так модно!) - а всю историю механики вариаторы были относительно простыми устройствами. Самые простые можно увидеть в некоторых деревянных богородских игрушках, которые вырезали из дерева крестьяне, чтобы продать на ярмарке. Просто крестьяне не знали, что это называется вариатором - но делать такие штуки умели. Уж, думается, образованный изобретатель Хоуэлл был не глупее. А уж если нашу гипотетическую торпеду конструируют Леонардо Да Винчи или Архимед - то и подавно. Так что проблема обеспечения постоянной скорости то же будет успешно решена. Хотя даже для первой половины XIX века этим можно было бы и пренебречь - стрелять всё равно недалеко.

Маховик это большой такой волчок. Все в детстве играли с волчком и знают, как он упорно сохраняет направление своей оси вращения. Здесь маховик стоит в вертикальной плоскости - как колесо велосипеда. Он будет держать торпеду на курсе - но не мешает ей нырять или всплывать.

Почему торпеде так важно ходить по глубине? Да потому что на море волны обычное дело. Например, волнение в 3 балла это волны высотой более метра. А наша торпеда идёт с небольшим заглублением. Ей нужно следовать за изогнутой поверхностью волны.

Как наша торпеда узнает нужную глубину? Уайтхед сразу же ставил на свои торпеды гидростат. Вероятно, такой гениальный механик как Архимед поступил бы аналогично. Мы же обойдёмся без такой сложной механики. Вспомним, что Бреннан полагал удобным оснащать торпеду надводным визиром, чтобы следить за её движением.

Так почему бы нам не прицепить к торпеде - поплавок?

Итак, наша торпеда состоит из двух частей: собственно торпеды (двигательная установка + боеголовка) с отрицательной плавучестью и поплавка с несколько большей положительной плавучестью. Они связаны линями, так что, изменяя перед пуском длину линей, можно регулировать глубину хода торпеды.

Да, такая торпеда может быть замечена противником, но:

  • пневматическую торпеду точно так же увидят по её следу из пузырьков
  • в то время вместо торпед использовали брандеры - то есть целые небольшие корабли с зажигательными материалами. Уж торпеда всяко менее заметна, чем брандер
    • и, в отличие от брандера, торпеда не зависит от наличия и направления ветра

И такое решение в самом деле применялось! Это управляемые торпеды Смита 1873 года (экспериментальная), Хэйта и Вуда 1885 года (экспериментальная), Симса-Эдисона 1889 года (серийная) - все они подвешены к относительно крупным поплавкам. И перед пуском торпеды регулировали длину подвеса, таким образом выставляя глубину хода торпеды.

Остался пустяк - надо раскрутить маховик и торпеда устремиться к цели... вот только маховик нужно раскрутить до 10 тысяч оборотов в минуту... Вообще-то нет.

Вот что заставляет меня сомневаться:

  • скорость в 10 тысяч оборотов в минуту - это очень много для паровой машины. Двигатель "жигулей" крутится до 8 тысяч с риском поломки. Двигатель "Волги" примерно до 4 тысяч. А ведь это бензо-моторы, очень резвые в сравнении с неспешной паровой машиной. Похоже, цифра несколько завышена - но продолжает кочевать из статьи в статью
  • маховик массой в десятки килограмм запасает довольно много энергии. В 1980-е годы выпускался портовый погрузчик для работы в складских помещениях. Проблема работы в таких помещениях - нельзя допускать загазованности. А электропогрузчики не могут поднять 40-футовые морские контейнеры с их грузом в десятки тонн. Погрузчик, о котором я рассказываю, завозил громадный морской контейнер, устанавливал его и выезжал - всё это выключив двигатель. Энергию для этого ему давал маховик. Массой в 150 кг и раскрученный до всего 1500 об/мин.
  • Ну и наконец расчёт!

Берём торпеду Хоуэлла 1889 года. Вес 250 кг нужно переместить на расстояние в 400 м. Итого нужно как минимум 1000 килограммо-метров. Переводим в джоули, считаем кинетическую энергию. Такой энерией обладает масса около 200 кг разогнанная до скорости 10 м/с. Но у нас маховик, который вращается. Его диаметр нам известен, он ограничен корпусом торпеды и видимо что-то около фута. Чтобы получить окружную скорость на ободе маховика в 10 м/с нужно вращать его примерно 1000 оборотов в минуту. Всего тысяча - а не 10 тысяч!

Правда, маховик вышел очень тяжёлым. Тяжелее, чем в реальной гиро-торпеде. Хорошо, тогда попробуем вращать быстрее. Даём те самые 10 тысяч оборотов в минуту. Вспоминаем, что кинетическая энергия зависит от скорости в квадрате - и получаем массу маховика всего 2 (два) килограмма.

Конечно это очень приблизительный расчёт, он не учитывает ни сопротивление воды, ни потери в шестернях. И всё же уже ясно - маховик гиро-торпеды Хоуэлла не нужно было разгонять до невероятных в те времена 10 тысяч оборотов. Например, 50 кг маховик раскрученный до 2 тысяч оборотов вполне выдаст заветные 1000 кгм. А если взять маховик в 40 кг (чуть меньше чем на торпеде 1889 года) то его нужно раскрутить до 2.5 тысяч об/мин. Что вполне достижимая величина. А если разогнать его вдвое быстрее - то получим уже 4 тысячи кгм. Этого с лихвой хватит и на сопротивление воды, и на потери в шестернях - при том, что крутим вдвое медленнее мифических 10 тысяч оборотов.

Но как же получить хотя бы 5 тысяч оборотов в минуту? Паровая машина парохода, как правило, тихоходная - что-то около 50 оборотов в минуту. Кстати, у современных судовых дизелей обороты больше всего в 2-3 раза. Но можно ведь передать вращение через редуктор. Например, во многих современных игрушках с электроприводом стоят редукторы изменяющие скорость вращения в 50 раз. Их шестерёночки из пластика. Имея железные шестерни несложно повысить обороты в 100 раз. Что и даст нам в итоге заветные 5 тысяч оборотов в минуту.

А если паровой машины нет? Не изобрели её ещё?

Тогда вращение получим от мельницы - водяной или ветряной. Да, тут обороты будут ещё меньше, и придётся добавить ещё одну ступень в редуктор - но технически это задача вполне разрешимая. Почти что заурядная задачка. Уж точно не требует гениального механика.

Но на парусник или субмарину на педальном ходу мельницу не поставишь. Воистину так. До появления двигателей, место торпеды - это только береговая оборона. Но ведь и берега нужно оборонять.

Да ведь дальность маловата. 2 - 3 кабельтова... А как далеко в ту пору осмеливались стрелять в морском бою? Ведь почти спокойное море 3 балла - это волны более метра высотой. Раз парусники в море - значит есть ветер, и он гонит волну. Потому и на кабельтов едва ли отваживались стрелять - ведь почти наверняка промахнёшься, пока целишься, пока горит фитиль пушки - подкинет тебя волна и ядро улетит не туда, куда целился.

У береговых батарей таких проблем нет. Они стоят на твёрдом основании. Но парусники выдерживали сотни попаданий ядер. И даже опасные пробоины в подводной части латали во время боя. Вспомним взятие французской крепости на острове Корфу флотом Ушакова.

А теперь представим, что у французов есть несколько гиро-торпед. Русско-турецкий флот издали замечает вращающиеся ветряные крылья на берегу. Корабли приближаются и расстреливают их. Но маховики гиро-торпед уже давно раскручены. Собственно гиро-торпеда на боевом дежурстве постоянно поддерживается мельницей в заведённом состоянии. Если корабли подошли так близко, что осмеливаются открывать огонь по берегу - то уж точно они в досягаемости торпед. Через минуту после начала бомбардировки берега, у бортов кораблей раздаются взрывы. Каждый под водой проделывает не дырочку как от ядра - а здоровую пробоину, которую заткнуть просто нечем. Даже если корабль остаётся на плаву, он принимает немало воды и вынужден покинуть линию баталии для срочного ремонта. Бомбардировка сорвана, русские и турки не смеют высадить десант на берег, а революционные французы воодушевлены победой. Русский император Павел отказывается от коалиции с Англией, принимая предложение Наполеона о мирных переговорах - и вот уже Англия стонет под континентальной блокадой, ценные бумаги падают, англичане несут в Центробанк бумажные фунты и требуют вернуть им их звонкое серебро... и Англия пожинает плоды того банковского кризиса, который немного ранее устроила во Франции. В итоге империя где никогда не заходит солнце распадается, Канада, Австралия и жемчужина короны Индия - независимые государства. А без английского влияния в Индии и опиумные войны не случаются, правда из-за этого Китай сталкивается с проблемой перенаселённости уже в начале XX века. И вполне возможно на КВЖД нападают не отдельные банды хунгузов - а полки регулярной армии императрицы Цы Си. Так что остаётся только гадать, как в таком случае назывался бы первый русский бронепоезд (потому что он назывался "Хунгуз" ведь изначально проектировался для борьбы с этими маньчжурскими бандитами).

О первом русском бронепоезде подробнее рассказано в статье «Сухопутные броненосцы» на нашем сайте SteamAge.ru

Да это же готовый сюжет для фантастического романа в жанре альтернативной истории!

Вот какой могла бы быть история - если бы гиро-торпеда появилась чуточку раньше. И ведь, как мы видим, вполне могла появиться. Ничто не мешало.

Торпеда будущего

Мы так славно спроектировали гиро-торпеду прошлого, что невольно возникает вопрос - а если у гиро-торпеды будущее?

Да, есть. В наших расчётах мы не использовали прочность металла маховика до предельных значений. Маховик таких скромных размеров, всего фут в диаметре, можно безопасно раскручивать в несколько раз быстрее. Что, как мы понимаем из формулы кинетической энергии, даст прирост в квадрате. Раскрутим всего втрое быстрее - запас хода увеличится на порядок. И как только под конец XIX века появляются быстроходные паровые турбины на кораблях - маховик гиро-торпеды можно раскручивать в разы быстрее прежнего.

А это значит гиро-торпеда вместо нескольких сотен метров - пройдёт несколько километров. Ничем не уступая парогазовой. При том надёжнее, дешевле и не оставляя следа.

Но в наше время металл давно уже не чемпион по прочности. Углеродное волокно позволяет поднять скорость вращения не в разы - а в десятки раз. Современные подшипники почти не создают сопротивления.

А это даст запас хода и скорость как у кислородной торпеды. При том в габаритах куда меньших, и совершенно без риска взорваться самому из-за утечки кислорода. Да и цена гиро-торпеды из современных материалов выйдет меньше на порядок чем у самых дешёвых современных торпед.

Вспомним и про волновавшую Хоуэлла проблему обеспечения постоянной скорости торпеды. Сейчас требования ещё выше - обеспечить автомату наведения торпеды возможность менять скорость (например, после ускоренного движения в район цели, переходить на тихий ход в режиме поиска, а затем развивать максимальную скорость для атаки). Это легко обеспечить с помощью электрической или гидравлической передач.

Для современной торпеды так же важным является свобода манёвра. Жёстко заделанный в корпус маховик будет препятствовать этому. Не беда, помещаем маховик в кардановый подвес - как компас па хорошем паруснике XIX века. Это исключает влияние маховика на корпус торпеды, при том не мешая ему вырабатывать электричество для электромотора торпеды. Более того, теперь в длинный корпус торпеды можно поставить несколько таких маховиков один за другим. Как аккумуляторы - но намного дешевле и надёжнее.

У гиро-торпеды ещё может быть славное будущее. И могло бы быть славное прошлое. Но парадокс в том, что за всю историю этой простой конструкцией занимался лишь один Хоуэлл. А все остальные упорно копировали самое неудачное техническое решение Уайтхеда.


пятница 15 мая 2020г
Алексей «Рекс»
Я люблю паро-панк Поддержи сайт
купи наши товары
Письмо
автору
Сайт существует с 16.12.2017