Торпеда «Физик»: скрытная и чрезвычайно опасная
Оружие Флот 05.09.2021, 10:15 Торпеда «Физик»: скрытная и чрезвычайно опасная В массовом сознании подводные лодки воспринимаются прежде всего как носители ракетного оружия. Ну а что же торпеды? Не остались ли они в прошлом? А если остались, тогда зачем на российский флот пошли серийные поставки торпед нового поколения «Физик»? Давайте разберемся в этом, исходя из самых общих соображений, диктуемых элементарной физикой.
Михаил Ваннах редакция Тэги: Нетленка Сделано в России Изобретения Авиация Прошлое
Оружием, сделавшим подводную лодку полноценным боевым кораблем, была торпеда. Именно торпеды позволили крошечной пятисоттонной субмарине U-9 с архаичными керосиновыми моторами (эдакими керогазами, только газифицированное топливо шло не в горелки, а в газовый двигатель Отто) отправить 22 сентября 1914 года на дно сразу три британских броненосных крейсера водоизмещением в 36 000 тонн – HMS Aboukir, Cressy, Hogue. Потери Королевского флота – 1459 человек – почти сравнялись с потерями у Трафальгара.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Цена плотной среды
И подводная лодка, и торпеды работают в среде с плотностью в тысячу раз выше, чем воздух, – в воде. Именно вода сделала крохотный подводный кораблик невидимым, что и позволило подойти на дистанцию выстрела, не опасаясь огня многочисленных пушек британских бронированных гигантов.
А еще именно вода с ее высокой плотностью обеспечила впечатляющую поражающую способность, которую 123-килограммовые боеголовки 45-сантиметровых торпед продемонстрировали на весьма прочных корпусах британских крейсеров. Взрыв в воде гораздо разрушительней взрыва в воздухе. Да и подводная пробоина, в которую вливается вода, много страшнее надводных, овеваемых воздухом разрушений.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Но за все – в том числе и за скрытность, обеспечиваемую плотностью среды, – необходимо платить. Прежде всего затратами энергии, расходуемой на преодоление сопротивления воды. Это обуславливало крайне низкую, по сравнению со снарядами артиллерийских орудий, скорость торпед. У тех C45/06, которыми была вооружена U-9, ход был 26 узлов при дальности стрельбы 3000 м и 34,5 узла при дальности стрельбы 1500 м. Кроме того, в плотной среде любой отклоняющий момент – асимметрия корпуса, тяги винта, удар волны – окажет несопоставимо более сильное воздействие, чем в воздухе.
Так что с самого начала торпедное оружие было оружием если не управляемым, то стабилизированным. Гироскопический прибор Обри с помощью рулевых машинок и горизонтальных рулей не позволял торпеде сойти с курса. Замеряющие давление воды гидростаты, управляя вертикальными рулями, удерживали торпеду на заданной глубине, не давая ей нырнуть вглубь, пройдя под днищем цели, или выскочить на поверхность. Аналогичные возможности – стабилизацию на траектории – реактивные снаряды комплекса «Смерч» получили лишь в 1970-е, когда потребовалось поднять дальность стрельбы РСЗО с приемлемым рассеянием до 70 км. Такая вот разность в свойствах воды и воздуха.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
На километр вглубь
Большую часть своей истории подводные лодки были вооружены торпедами и именно с их помощью вели боевые действия. Но потом на подводный флот пришли ракеты. Они позволяли сочетать скрытность субмарин с высокой скоростью и дальностью, которая обеспечивалась идущим в воздушной среде снарядом. Стратегическим – таким как ракеты UGM-27 Polaris, стартующие из вертикальных шахт. Тактическим – предназначенным для борьбы с советскими подводными лодками: субмарины НАТО были оснащены запускаемыми из торпедных труб ракетоторпедами UUM-44 SUBROC. Твердотопливный ракетный двигатель поднимал SUBROC из воды и под управлением инерциальной системы управления вел в воздухе к цели на дальности до 55 км – цель поражалась пятикилотонной ядерной боеголовкой W55.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
К семидесятым годам прошлого века торпеда ушла на второй план. Она осталась «нишевым» оружием, предназначенным для борьбы с подводными лодками. И именно для этой цели была создана предыдущая отечественная торпеда – УСЭТ-80, универсальная самонаводящаяся электрическая торпеда, принятая на вооружение в 1980 году. Почему эта торпеда была электрической?
Дело в том, что в семидесятые годы предполагалось, что рабочая глубина перспективных подводных лодок США достигнет 1000 м. Именно под километровой толщей вод и должна была поражать их советская торпеда. Но километр глубины – это давление в сотню атмосфер. А любой тепловой двигатель предназначен для работы в окружающей среде с низким давлением.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Так что создателям УСЭТ-80 пришлось прибегнуть к электрическому двигателю, питаемому серебряно-магниевой батареей, которая активируется морской водой. Это обеспечивало работу на километровой глубине, позволяло торпеде развивать скорость 45 узлов, а при 43 узлах достигать дальности 18 км. В плотной среде, где не работают оптика и радары, при тогдашнем уровне развития гидроакустических средств этого было вполне достаточно.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Вдогонку за субмариной
Но в реальности развитие техники западных ВМС шло не так, как виделось в 1970-е. Многоцелевые подводные лодки класса Seawolf, вступавшие в строй с 1997 года, имеют рабочую глубину 480 м и предельную 600 м. У более дешевых и массовых лодок класса Virginia, поступающих на службу с 2004 года, предельная глубина ограничена 488 м. У германских субмарин класса U-212 предельная глубина – 350 м, а у их экспортной версии U-214, стоящей на вооружении ВМС Турции, – 400 м. Так что ни о какой работе торпед на километровой глубине сегодня и речи нет.
В настоящее время НИИ мортеплотехники (Санкт-Петербург) разработал УГСТ «Футляр», которая является усовершенствованной версией торпеды «Физик» и обладает сходными параметрами. Производятся УГСТ на ОАО «Завод "Дагдизель"» (Каспийск, Дагестан). РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
А вот ходят современные подводные лодки уважаемых партнеров быстро: Seawolf развивает скорость до 35 узлов. И, как легко понять, стрельба торпедой с ограниченным до 18 км запасом хода представляет собой трудную задачу, даже если принять во внимание возможности самонаведения торпеды УСЭТ-80, которая способна гнаться за вражеской субмариной по кильватерному следу или выходить на цель с помощью активно-пассивного гидролокатора.
Но какой бы изощренной ни была система управления, фундаментальные ограничения скорости и запаса хода накладывают свои ограничения на применение торпед по скоростным маневрирующим целям. Например, окажись наша субмарина строго за кормой идущего полным ходом «Сивульфа», стрелять торпедой УСЭТ-80 вдогонку с дистанции 3–4 км не имело бы смысла: не хватит запаса хода торпеды, чтобы сократить расстояние до нуля. За час на ходу в 43 узла она сможет сблизиться с субмариной только на 14,8 км. Но аккумуляторов хватит менее чем на четверть часа...
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
УГСТ «Физик» принята на вооружение в 2015 году и устанавливается на подводные лодки проектов 885 («Ясень») и 955 («Борей»). На фото: АПЛ «Александр Невский» – второй корабль, построенный в рамках проекта 955.
Если бы торпеда имела бесконечную скорость или бесконечный запас хода – тогда бы она, установив контакт с целью, гарантированно поразила бы ее в радиусе действия или при скорости, хоть чуть-чуть уступающей скорости торпеды. Но в реальности так не бывает, и поэтому важнейшей задачей стало повышение скорости и запаса хода новой отечественной торпеды УГСТ. А поскольку стало понятно, что нырять на километр торпедам не придется, то обратились к проверенному вековой практикой химическому топливу, более энергоемкому при той же массе.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Топливо XXI века
Двигательная установка торпеды «Физик» использует однокомпонентное топливо – примерно так же, как современные твердотопливные ракеты. Только в торпеде оно не твердое, а жидкое. Какое именно? Ну, наверное, мы не сильно ошибемся, предположив, что оно в общих чертах аналогично монотопливу Otto Fuel II, применяемому в торпедах стран НАТО.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Это топливо не имеет никакого отношения к газовому двигателю Отто – оно названо по имени изобретателя Отто Рейтлингера и состоит из пропиленгликоля динитрата (он же 1,2-пропандиол динитрат), стабилизированного 2-нитродифениламином и десенсибилизированного (потерявшего чувствительность к детонации) дибутилсебакатом. Это красновато-оранжевая маслянистая жидкость с резким запахом. Нелетучая, невзрывоопасная, хоть и достаточно ядовитая. И энергии в ней содержится куда больше, чем в любой аккумуляторной батарее.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
УГСТ «Физик» имеет как режим самонаведения по кильватерному следу, так и режим телеуправления, когда за целью следит гидроакустическая система подводной лодки, а команды торпеде передаются по оптоволоконному кабелю.
Ну а для того, чтобы эту энергию извлечь, однокомпонентное топливо разогревается стартовым пороховым зарядом. Получившиеся газы идут в цилиндры аксиально-поршневого двигателя, где и происходит их сгорание. Аксиально-поршневой – это двигатель, где цилиндры расположены по кругу параллельно, осями друг к другу, а вместо коленвала используется наклонная шайба. Когда-то он был изобретен для авиации, но сейчас прижился в торпедах.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Аксиальный двигатель нагружен малошумным водометным двигателем. Так что универсальная глубоководная самонаводящаяся торпеда «Физик» имеет скорость 50 узлов при дальности 50 км, что существенно расширяет тактику ее применения по сравнению с УСЭТ-80. Как уверяют флотские, пуск «Физика» из современных торпедных аппаратов практически бесшумен, что исключает демаскировку атакующей лодки. На цель торпеду может направлять как система самонаведения, так и проводная система телеуправления, когда за целью следит гидроакустическая система подводной лодки, а команды торпеде передаются по оптоволоконному кабелю.
УГСТ «Физик» РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Поскольку на лодке и размеры датчиков гидроакустической станции больше, и процессоры, обрабатывающие их данные, мощнее, такая схема применения дает лучшие, чем при самонаведении, шансы в дуэли с подводной лодкой противника. Этому помогает и более высокая маневренность «Физика»: его рули после пуска выходят за контур торпеды (примерно так же, как раскрываются стабилизаторы ПТУР 9М111 «Фагот»), что обеспечивает большую эффективность управления в широком диапазоне скоростей. А это нужно потому, что при телеуправлении – когда торпеда тащит за собой кабель или катушку с проводом – приходится уменьшать скорость торпеды, платя увеличением времени хода за скрытность.
Так что торпедное оружие становится более адекватным тем задачам, которые ставит XXI век. Оно может быть выпущено с больших, чем ракеты, глубин – до 400 м. Оно имеет более низкий уровень демаскирующих факторов, прежде всего шума: торпеда деликатно выходит в жидкую среду, а ракета врывается туда с ударом горячих газов из двигателя, почти взрывом. Но конкретная тактика применения этого оружия – военная тайна, куда более серьезная, чем сведения о самом этом оружии...