Торпедные двигатели: вчера и сегодня

ОАО «НИИ мортеплотехники» осталось единственным предприятием в Российской Федерации, осуществляющим полномасштабную разработку тепловых энергоустановок

В период от основания предприятия и до середины 1960-х гг. главное внимание уделялось разработке турбинных двигателей для противокорабельных торпед с рабочим диапазоном работы турбин на глубинах 5-20 м. Противолодочные торпеды проектировались тогда только на электроэнергетике. В связи с условиями применения противокорабельных торпед важными требованиями к энергосиловым установкам были максимально возможная мощность и визуальная незаметность. Требование по визуальной незаметности легко выполнялось за счет применения двухкомпонентного топлива: керосина и маловодного раствора перекиси водорода (МПВ) концентрации 84%. В продуктах сгорания содержался водяной пар и двуокись углерода. Выхлоп продуктов сгорания за борт осуществлялся на расстоянии 1000-1500 мм от органов управления торпедой, при этом пар конденсировался, а двуокись углерода быстро растворялась в воде так, что газообразные продукты сгорания не только не достигали поверхности воды, но и не оказывали влияния на рули и гребные винты торпеды.

Максимальная мощность турбины, достигнутая на торпеде 53-65, составила 1070 кВт и обеспечивала движение со скоростью около 70 узлов. Это была самая скоростная торпеда в мире. Для снижения температуры продуктов сгорания топлива с 2700-2900 К до приемлемого уровня в продукты сгорания впрыскивалась морская вода. На начальной стадии работ соли из морской воды осаждались в проточной части турбины и приводили к ее разрушению. Это происходило до тех пор, пока не были найдены условия безаварийной работы, минимизирующие влияние солей морской воды на работоспособность газотурбинного двигателя.

При всех энергетических преимуществах перексида водорода как окислителя, его повышенная пожаровзрывоопасность при эксплуатации диктовала поиск применения альтернативных окислителей. Одним из вариантов подобных технических решений была замена МПВ на газообразный кислород. Турбинный двигатель, разработанный на нашем предприятии, сохранился, а торпеда, получившая обозначение 53-65К, успешно эксплуатировалась и не снята с вооружения ВМФ до сих пор. Отказ от применения МПВ в торпедных тепловых энергосиловых установках привел к необходимости проведения многочисленных научно-исследовательских работ по поиску новых топлив. В связи с появлением в середине 1960-х гг. атомных подводных лодок, имеющих высокие скорости подводного движения, противолодочные торпеды с электроэнергетикой оказались малоэффективными. Поэтому наряду с поиском новых топлив исследовались новые типы двигателей и термодинамические циклы. Наибольшее внимание было уделено созданию паротурбинной установки, работающей в замкнутом цикле Ренкина. На этапах предварительной как стендовой, так и морской отработки таких агрегатов, как турбина, парогенератор, конденсатор, насосы, клапана и всей системы в целом использовалось топливо: керосин и МПВ, а в основном варианте – твердое гидрореагирующее топливо, обладающее высокими энергетическими и эксплуатационными показателями.

Паротурбинная установка была успешно отработана, но работы по торпеде были остановлены.

В 1970-1980-х гг. большое внимание уделялось разработке газотурбинных установок открытого цикла, а также комбинированного цикла с применением в системе газовыхлопа эжектора на больших глубинах работы. В качестве топлива использовались многочисленные рецептуры жидкого монотоплива типа Otto-Fuel II, в том числе с добавками металлического горючего, а также с применением жидкого окислителя на основе гидроксил аммония перхлорат (НАР).

Практический выход получило направление создания газотурбинной установки открытого цикла на топливе типа Otto-Fuel II. Был создан турбинный двигатель мощностью более 1000 кВт для ударной торпеды калибра 650 мм.

В середине 1980-х гг. по результатам проведенных исследовательских работ руководством нашего предприятия было принято решение о развитии нового направления – разработки для универсальных торпед калибра 533 мм аксиально-поршневых двигателей на топливе типа Otto-Fuel II. Поршневые двигатели по сравнению с турбинными обладают более слабой зависимостью экономичности от глубины хода торпеды.

С 1986-го по 1991 гг. был создан аксиально-поршневой двигатель (модель 1) мощностью около 600 кВт для универсальной торпеды калибра 533 мм. Он успешно прошел все виды стендовых и морских испытаний. В конце 1990-х годов в связи с уменьшением длины торпеды была создана вторая модель этого двигателя путем модернизации в части упрощения конструкции, повышении надежности, исключения дефицитных материалов и внедрения многорежимности. Эта модель двигателя принята в серийной конструкции универсальной глубоководной самонаводящейся торпеды.

В 2002 г. ОАО «НИИ мортеплотехники» было поручено создание энергосиловой установки для новой легкой противолодочной торпеды калибра 324 мм. После анализа всевозможных типов двигателей, термодинамических циклов и топлив выбор был сделан также, как и для тяжелой торпеды, в пользу аксиально-поршневого двигателя открытого цикла на топливе типа Otto-Fuel II.

Однако при проектировании двигателя был учтен опыт слабых сторон конструкции двигателя тяжелой торпеды. Новый двигатель имеет принципиально другую кинематическую схему. В нем отсутствуют элементы трения в топливоподающем тракте камеры сгорания, что исключило возможность взрыва топлива в процессе работы. Вращающиеся части хорошо сбалансированы, а приводы вспомогательных агрегатов значительно упрощены, что привело к снижению виброактивности. Внедрена электронная система плавного регулирования расхода топлива и соответственно мощности двигателя. Практически отсутствуют регуляторы и трубопроводы. При мощности двигателя 110 кВт во всем диапазоне требуемых глубин, на малых глубинах он допускает удвоение мощности при сохранении работоспособности. Широкий диапазон параметров работы двигателя позволяет использовать его в торпедах, антиторпедах, самодвижущихся минах, средствах гидроакустического противодействия, а также в автономных подводных аппаратах военного и гражданского назначения.

Все эти достижения в области создания торпедных энергосиловых установок были возможны в связи с наличием в ОАО «НИИ мортеплотехники» уникальных экспериментальных комплексов, созданных как собственными силами, так и за счет государственных средств. Комплексы располагаются на территории около 100 тыс.м2. Они обеспечены всеми необходимыми системами энергоснабжения, в том числе системами воздуха, воды, азота и топлив высокого давления. В испытательные комплексы входят системы утилизации твердых, жидких и газообразных продуктов сгорания. В комплексах имеются стенды для испытаний макетных и полномасштабных турбинных и поршневых двигателей, а также двигателей других типов. Имеются, кроме того, стенды для испытаний топлив, камер сгорания, различных насосов и приборов. Стенды оснащены электронными системами управления, измерения и регистрации параметров, визуального наблюдения испытуемых объектов, а также аварийной сигнализацией и защитой оборудования.

Введение:
И дея написать эту статью пришла неожиданно. Как то раз, я наткнулся на форум — «подводная лодка для рыбалки». Там было много разных идей и теорий, как выследить и поймать рыбу с помощью RC-подлодки и самонаводящихся торпед, но ни йоты практики, а так как тема сама по себе очень интересная, я стал собирать информацию по этой теме. Конечно же мы не будем опускаться до ловли рыб с помощью RC-подлодки, поскольку. Опросив рыбаков — выяснил, что в наших водоемах это совершенно утопическая идея.
Итак, начнем,

Принцип работы и задача торпедных аппаратов:
Задачи торпедного аппарата — это безопасное хранение тореды во время похода судна, выстреливание торпеды, и удобная и быстрая их перезарядка. По своему принципу работы, торпедные аппарты делятся на пневматические и гидравлические. Рассмотрим современные типы торпедных аппаратов и принцип их работы.
Пневматические:
Принцип работы торпедного аппарата можно почитать здесь. Могу добавить только про беспузырную стрельбу.
При выходе торпеды вместе с ней из торпедного аппарата вырывается воздушный пузырь, что демаскирует место подводной лодки, поэтому был разработан Торпедный аппарат беспузырной торедной стрельбой.
Принцип действия системы беспузырной торпедной стрельбы заключался в том, что после того как торпеда приобретала необходимую скорость движения в аппарате (по прохождении двух третьей длины трубы), автоматически открывался выпускной клапан и производился перепуск воздуха из торпедного аппарата внутрь прочного корпуса подводной лодки. При этом давление в трубе аппарата падало ниже заботного, и забортная вода заполняла освободившиеся от воздуха пространство. После заполнения трубы торпедного аппарата часть воды поступала через выпускной клапан в специальную торпедо-заместительную цистерну в количестве, компенсирующем отрицательную плавучесть выстрелянной торпеды. Закрывания выпускного клапана происходило автоматически в тот момент, когда в торпедо-заместительную цистерну поступало необходимое количество забортной воды.

Схема пневматического торпедного аппарата с системой беспузырной торпедной стрельбы:

1 — розмах открывания передней крышки; 2 — предохранительный клапан; 3 — невозвратный клапан; 4 — боевой баллон; 5 — горловина установки хода торпеды; 6 — курковой зацеп; 7 — горловина над впускным и запирающим клапанами торпеды; 8 — задняя труба; 9 — передняя труба; 10 — торпеда; 11 — привод открывания передней крышки и волнорезного щита; 12 — труба системы осушения и вентиляции; 13 — передняя крышка; 14 — волнорезный щит; 15 — волнорезный щит в «утопленном» (боевом) положении; 16 — ординарный клапан
Пневмогидравлические:
На больших глубинах, более 60 метров, применение пневматических торпедных аппаратов, стреляющих сжатым воздухом, становится проблематичным. Они требуют большего расхода воздуха и становятся очень тяжелыми. В этом случае применяют пневмогидравлические торпедные аппараты, где выталкивающая торпеду сила создается импульсным пневмогидравлическим насосом, т.е. вместо воздуха, торпеду выдавливает вода.
Схема пневмогидравлического торпедного аппарата:

1 — система воздуха высокого давления; 2 — стрельбовый баллон; 3 -клапан затопления и осушения аппарата; 4 — цистерна кольцевого зазора; 5 — клапан продувания и вентиляции цистерны; 6 — торпедный аппарат; 7 — вентиляция и продувания трубы торпедного аппарата; 8 — клапан для входа воды в торпедный аппарат; 9 — водяной цилиндр пневмогидравлического толкателя; 10 — забортный клапан; 11 — воздушный цилиндр пневмогидравлического толкателя; 12 — стрельбовый клапан

Технические проблемы для моделей:
Как уже описывалось выше, что при выстреле торпеды, отрицательная плавучесть лодки уменьшается на массу выстрелянной торпеды и соответственно лодка получает дифферент и положительную плавучесть на нос. Некоторые лодки после торпедного залпа вообще выбрасывает на поверхность. Поэтому модель необходимо дифферентовать, с помощью, носовой балластной цистерны или передних рулей погружения. Если повторять конструкцию оригинальных торпедных аппаратов с торпедо-заместительными балластными цистернами, то это очень сильно усложнит кострукцию модели, из-за большего количества мелких и точных механических деталей и достаточно сложной электроники для управления ими.
Чтобы, избежать изготовление торпедо-заместительных балластных цистерн, следует расчитать и изготовить торпеду так, чтобы вес торпеды соответствовал весу воды объема самой торпеды. Таким образом торпедный аппарат исполняет роль торпедозаместительной балластной цистерны после выстрела торпеды.

Способы выстреливания торпед:
В природе я нашел несколько типов торпедных аппаратов с разными способами выстреливания торпед. На практике видел только механический, а на фотографиях, воздушный.
1. Воздушный:
Принцип этого типа такой же, как и у настоящего торпедного аппарата. Торпеды выстреливаются под давлением сжатого воздуха.
Принцип работы:
При подаче команды «пуск торпеды», SERVO№2 открывает крышку торпедного аппарата. Крышка торпедного аппарата необходима, чтобы удерживать торпеду в торпедном аппарате при различных движениях лодки во время похода. После этого SERVO№1 открывает клапан баллона и сжатый воздух входит в торпедный аппарат, и под давлением воздуха торпеда выстреливается. При выстреле, в момент, когда торпеда выходит из торпедного аппарата срабатывает микровыключатель, который включает мотор торпеды.

Плюсы:
— Если использовать разветвляющуюся воздушную магистраль в комплекте с несколькими SERVO и клапанами, то можно использовать один баллон для выстреливания всех торпед, при этом уменьшается масса лодки.
Вместо баллонов можно использовать стационарный или многоразовый воздушные резервуары, например, баллон с сжатым воздухом для прочистки CD-приводов или использовать стационарные воздушные миникомпрессоры.


Минусы:
— Если использовать баллон, его необходимо предварительно протыкать, а это значит, что требуется использовать очень хорошие уплотнения, чтобы не падало давление в баллоне во время похода лодки.
— Изготовление или покупка высокоточных воздушных клапанов.
— Диаметр торпеды должен достаточно точно быть подогнан под диаметр трубы торпедного аппарата, чтобы воздух из баллона не просачивался между стенками торпеды и торпедного аппарата.

2. Механический:
Это cамый простой способ в изготовлении и настройке.
Зацеп сдерживает торпеду и пружину одновременно, поэтому здесь используется только одно SERVO на торпеду. Поскольку труба торпедного аппарата имеет перфорированные стенки, что бы при выстреле торпеды отсутствовал эффект гидроамортизатора, так как торпеды с торпедными трубами находятся постоянно в воде.
Принцип действия:
После команды «Пуск Торпеды» зацеп снимается с торпеды и пружина выдавливает торпеду наружу.

Плюсы:
— Использование одного SERVO на одну торпеду.
— Диаметр трубы необязательно точно подгонять под диаметр торпеды.
— Нет необходимости изготавливать передние крышки специально для каждой торпедной трубы.
Минусы:
— Внешний вид торпеды не соответствует дествительности из-за канавки для зацепа.
— Необходимость использовать прочные оси к винтам в торпеде, т.к. на них постоянно действует сила пружины.
— Сжатие пружин при зараядке торпеды.
— Проволку пружины необходимо герметизировать или изготавливать ее из нержавеющей стали.
— Перфорированную трубу изготавливать из нержавеющего материала, (медь, латунь, пластик).
3. Воздушно-механический:
Такие виды выстреливания торпед довольно часто встречается в модельных конструкциях.
Принцип действия:
В исходном состаянии SERVO№2 закрыто. После подаче команды «пуск торпеды», SERVO№1 снимает зацеп с пружины, пружина своим бойком бьет по горловине баллона через отверстие, в трубе торпедного аппарата. При этом торпеда удерживаеться передней крышкой. Через некоторое время, когда увеличилось давление в торпедном аппарате, SERVO№2 открывает крышку торпедного аппарата и торпеда под давлением воздуха, выстреливает.
Зацеп для крышки, как и сама торпеда, должен быть очень прочным, чтобы сдержать торпеду во время протыкания баллона.
Баллоны с сжатым воздухом, используются от газовых пистолетов или от сифонов.


Плюсы:
— Торпеды обходятся без винтов и моторов, что упрощает их конструкцию, но при этом торпеды становятся неуправляемыми.
Минусы:
— Сильно искажается внешний вид задней части торпеды, из-за отсутствия винтов.
— Каждый раз, при перезарядке торпед, необходимо прикладывать не мало усилий для сжатия пружин, т.к. для протыкания баллона требуется ударное усилие в 10 — 15 кг.
— Проволку пружины необходимо герметизировать или изготавливать пружину из нержавеющей стали.
— Диаметр торпеды должен точно быть подогнан под диаметр трубы торпедного аппарата, чтобы воздух из баллона не просачивался между стенками торпеды и торпедного аппарата.
— Смазывать торпеду густой смазкой перед ее зарядкой в торпедный аппарат.
— Необходимо использовать направляющие для пружины, внутренний или внешние, чтобы пружина попадала бойком точно в горловину баллона.
— Баллоны должны содержать достаточно воздуха, не только для выстреливания, но и для дальнейшего хода торпеды к цели.
4. Электрический:
Это самый дорогостоящий и самый сложный в изготовлении способ, но очень прост и удобен в использовании.
Принцип действия:
При подаче команды «пуск торпеды», SERVO заранее открывает крышку торпедного аппарата, далее включается двигатель и с помощью редуктора выдвигается поршень вместе с топедой. Останавливается двигатель, когда шток дойдет до конечной точки и выключит концевик.
Если применять редуктор с малым коэффициетном передачи, то торпеда будет выстреливаться достаточно быстро.
Так же, как и в остальных случаях, крышка торпедного аппарата необходима, чтобы удерживать торпеду при различных движений лодки во время похода.
Концевики на редукторе предохраняют его от заклинивания, а так же служат для получения информации: вышла торпеда или нет.
— Надежно герметизацировать сальник для штока, чтобы защитить редуктор от влаги.Заключение:
В этой статье я попытался собрать все воедино разрозненную информацию по системам торпедных аппаратов для моделей. Надеюсь, что кто то соберет какую то конструкцию из описанных выше, покажет обществу и поделится ньюансами и деталями появлявшимися во время сборки конструкции.

Использованные материалы:
А.В. Платонов «Подводные лодки»
ВИКИПЕДИЯ — Торпедный аппарат
Вооружение подводных лодок

Запуск современной торпеды с подводной лодки Сброс торпеды с самолета Sopwith Cuckoo – самоходная подводная взрывная оружие.
Торпеды запускаются как с надводных кораблей, подводных лодок так и с самолетов и вертолетов. Задача торпеды – самостоятельно передвигаться под водой и подорваться при контакте с целью. Состоит из цилиндрического корпуса с винтами или реактивным соплом в хвосте. В корпусе заключен заряд взрывчатого вещества или ядерный заряд, детонатор, топливо, двигатель и приборы управления.
Изобретение торпеды
http://сайт/uploads/posts/2011-02/1298654857_3250px-Torped%27s.jpeg Первые торпеды Строение торпед С распространением паровых машин появились шестом и буксируемым мины, однако использование их требовало приближения к противнику вблизи, а это было опасно и далеко не всегда осуществимо. Создание же по-настоящему автономного самоходного снаряда стало возможным лишь после появления компактных энергетических установок. Среди них наиболее подходили двигатели, работавшие на сжатом воздухе.
По мнению российских историков оружия есть все основания считать изобретателем нового грозного боевого средства – торпеды – талантливого конструктора И. Ф. Александровского, который в 1865 году предложил морскому министерству России детально разработанный проект самоходной мины. Однако глава министерства адмирал Краббе признал проект преждевременным.
В 1868 году проект Александровского был рассмотрен вторично, и изобретателю было предложено построить мину за свои средства с будущим возмещением расходов в случае успеха. К сожалению, в то время приоритет в создании торпеды уже принадлежал англичанину Роберту Уайтхед (англ. Robert Whitehead).
Р. Уайтхед, который работал в Австро-Венгрии на механическом заводе в городе Фиуме (ныне Риека, Хорватия), официально объявил в 1866 году о спроектированную им вместе с фрегат-капитаном австрийского флота Иоганном Лупписом (хорв. Ivan Lupis-Vukic или т. Giovanni Biagio Luppis von Rammer) самоходную мину, которая получила название «торпеда» (от латинского названия электрического ската – torpedo marke).
На самом же первые испытания торпеды еще в 1850-х годах совершил в Риеке собственно И. Лупис. Первая модель торпеды Луписа имела длину около одного метра, руководствовалась с берега с помощью канатов и имела два стеклянных крыла для стабилизации движения. Свою вторую модель И. Лупис представил на суд императорской комиссии в 1860 году. Модель «6м» имела пропеллерный (винтовой) движок с приводом от часового механизма, два руля, управляемых с берега тонкими канатами. Проект назывался «Спасатель побережья» (нем. "Erretter der Kuste"). Несмотря на успешные результаты испытаний, комиссия отметила, что существенными недостатками аппарата является несовершенный двигатель и неудовлетворительная система управления.
В 1864 году бургомистр Риеки познакомил И. Луписа с Р. Уайтхедом. С этого времени началась их успешное сотрудничество. Уайтхед совершил совершенствования аппарата: применил привод от двигателя (собственной конструкции) на сжатом воздухе, разработал систему автоматической стабилизации движения и глубины погружения торпеды, что обеспечило возможность ее движения под водой в заданном направлении с достаточно высокой точностью.
21 декабря 1866 новая торпеда была представлена военной комиссии, которая рекомедувала ее в производство. Торпеда имела диаметр 35,5 см, длину 3,35 м, вес 135 кг, из чего заряд взрывчатки составлял 8 кг.
В 1867 году опытный образец нового оружия было изготовлено. В качестве двигателя Уайтхед использовал двохцилиндровий пневматический мотор, который приводился в движение сжатым до давления 25 атмосфер воздухом. Однако испытания были не очень успешными: скорость мины составляла 6 узлов, а все устройства оказались крайне ненадежными.
1873 Р. Уайтхед открыл в Риеке первый в мире завод торпед, построенное на базе литейные чугуна.
Александровском удалось изготовить собственную торпеду лишь в 1874 году, однако, несмотря на потерянное время, он все же создал сильную конкуренцию Уайтхеда. Во время комплексных испытаний было установлено, что мина Александровского ничем не уступает иностранному уровню того времени. Она вследствие больших размеров содержала мощный боевой заряд, а также имела легкосъемный баллон со сжатым воздухом (объемом 0,2 м?), что в те времена упрощало хранения снаряда в боевых условиях. К тому же мина Александровского опередила уайтхедивську и в скорости, достигнув 10 узлов. Несмотря на это морское министерство решило приобрести торпеды за рубежом.
Первую успешную торпедную атаку провел российский ученый, моряк и морской инженер С. О. Макаров. 26 января 1878 во время операции под командованием Макарова два катера «Чесма» и «Синоп» с расстояния 80 м торпедировали и утопили 2000 тонн турецкий корабль «Интибах».
Совершенствование
В 70-80-х годах XIX века интерес к самоходных мин вызвал появление большого количества разнообразных, одновременно весьма оригинальных проектов. Так, в 1876 году англичанин Бреннан продал британскому Адмиральству за 110 тыс. фунтов стерлингов эскизы торпеды, где вместо двигателя на двух, находящихся один внутри другого валах были закреплены два барабана с намотанными шнурами. Свободные концы шнуров подавались на установленную на корабле паровую лебедку. Во время ее включения шнуры розмотувались, вращая тем самым барабаны и несколько насаженных на валы винтов, и торпеда двигалась вперед.
Для наблюдения за курсом служила небольшая сигнальная мачта с флажком или ликтарем: это позволяло в зависимости от перемещения цели регулировать скорость вращения барабана лебедки и соответственно скорость снаряда. Однако опыты показали довольно низкую эффективность такой конструкции. Позже ее пытался усовершенствовать американский оружейник Х. Максим – автор известного пулемета, но и он потерпел неудачу.
Более успешной оказалась идея самоходной мины с инерционным двигателем, впервые предложенная американским адмиралом А. Хоуэлл еще в 1870 году и доведена до работоспособного состояния 20 лет спустя. Основным элементом двигателя этой торпеды стал 60-килограммовый маховик, насаженный на расположенный перпендикулярно оси снаряда вал. За минуту до выстрела маховике от внешнего источника (паровой или электрической машины) предоставлялось вращения частотой около 10.000 об / мин.

Послушная торпеда

Думается, модель К. Хожевского (рис. 137) доставит вам немало удовольствия во время отдыха у воды. Она и проста, и с <изюминкой>. Автоматическое устройство позволяет нашей маленькой торпеде погружаться на глубину, а потом самостоятельно всплывать. Потерять ее в воде нельзя. На поверхности будет плавать буй, который и укажет местонахождение торпеды. А в случае аварии не позволит ей утонуть.

Для изготовления модели понадобятся: электрический микроэлектродвигатель, стеклянная банка высотой 120-140 мм с завинчивающейся крышкой, фанера толщиной 4 мм, стальная лента от упаковочных ящиков, жесть от больших консервных банок, медный провод в изоляции диаметром 0,25 мм, медная и стальная проволока диаметром 1 мм, листы пенопласта от упаковок, целлулоид, теннистый шарик, леска диаметром 0,3-0,4 мм, поливинилхлоридная трубка с внутренним диаметром 1 мм, универсальный клей и батарейка на 4,5 В.

Как вы догадались, стеклянная банка 1 с герметичной крышкой 6 нужна для того, чтобы разместить основные детали электрической схемы: батарейку, закрепленную на основании 2, электродвигатель 4, электрические провода и выключатель.

Возьмите крышку. Строго по центру просверлите отверстие диаметром на 0,1 - 0,2 мм больше диаметра вала электродвигателя. Такое же отверстие просверлите и в скобе 3. Эту скобу, как и две другие, о которых расскажем ниже, лучше всего согнуть из стальной ленты. Понадобится аптечная резинка, чтобы надежнее прижать концы скобы к корпусу электродвигателя. К крышке скобу крепят двумя заклепками.

С внешней стороны на крышке также двумя заклепками прикрепите кронштейн 7, на котором установите привод гребного винта. При этом скобу и кронштейн следует так зафиксировать на крышке, чтобы отверстия находились на одной оси. Теперь укрепите на скобе электродвигатель, чтобы вал свободно вращался.

Настало время установить гребной винт 9. Подойдет трехлопастной - диаметром 35-40 мм. Вырежьте его из жести, лопастям придайте нужную

форму. Еще нужна втулка 10. Быстрее всего ее можно изготовить из жестяной ленты, накрутив ее на гвоздь диаметром 1 мм. В центре винта просверлите отверстие диаметром 1 мм. Валом 8 для гребного винта послужит медная проволока. Наденьте на один конец вала втулку и винт, соединив их вместе припоем. Длину гребного вала подберите такой, чтобы, установленный на кронштейне 7, он свободным концом упирался в торец вала электродвигателя. Для передачи вращения наденьте на валы электродвигателя и гребного винта поливинилхлоридную трубку 11. Включите электродвигатель. Гребной винт должен вращаться ровно, без заметной вибрации.

Отверстие в крышке, через которое проходит вал электродвигателя, надо сделать водонепроницаемым. Из целлулоидной ленты склейте втулку 15, внутренний диаметр которой на 0,2-0,3 мм больше наружного диаметра трубки 11. Втулку приклейте универсальным клеем к крышке, как показано на рисунке 138, вид А. Когда вал электродвигателя и ось гребного вала будут прочно соединены, тщательно заполните цилиндрическую щель густой смазкой, например тавотом.

Кроме электродвигателя в банку нужно поместить еще выключатель и батарейку. Наш выключатель - самодельный. Основу его составляет скоба 5. Постарайтесь поточнее провести разметку, чтобы отверстия для крепления рычага были расположены на одной оси. Оберните горизонтальную полку скобы полоской 13 из плотной бумаги - она будет служить изолятором (рис. 137, сечение Б - Б). Поверх полоски закрепите контакт 14 из жести. На его обращенном кверху конце сделайте три надреза. Они увеличат гибкость контакта. А теперь пропустите через отверстия стальную проволоку 12 и придайте ей форму рычага. Рычаг в горизонтальном положении должен своим внутренним концом прикасаться к контакту и обеспечивать прохождение электротока. Перемещение внешнего конца рычага должно размыкать электрическую цепь.

Установите скобу 5 на внутренней стороне крышки. Выступающий конец рычага пропустите через цилиндрическую втулку 15, заполненную для герметичности тавотом. Далее можно заняться монтажом электрической схемы. Из фанеры лобзиком выпилите прямоугольную пластину размером 70 X 60 мм. Приклейте к ней два контакта и держатель 2. Для прочности прибейте их еще и мелкими гвоздями. К контактам припаяйте медные провода. Далее соедините батарейку, выключатель и электрический двигатель монтажными проводами, как показано на рисунке. Для проверки правильности монтажа несколько раз поднимите и опустите конец рычага 12.

Вложите в банку батарейку и плотно закройте крышку, подложив под нее тонкое резиновое уплотнение. Опустите банку в воду и убедитесь, что вода не просачивается внутрь. Если привод действует безотказно, можно браться за изготовление корпуса модели.

Палубу 16, размеры которой 350X90, выпилите лобзиком из фанеры. Для крепления банки-привода под палубой используйте полоску жести шириной 60 мм (деталь 24), предварительно приклепав к ней два жестяных горизонтальных руля 23. Передняя кромка рулей должна быть немного приподнята. Покройте палубу двумя-тремя слоями масляного лака.

В палубе просверлите отверстие диаметром 15 мм и пропилите поперечную прорезь длиной 20 мм и шириной 3 мм. Из полоски жести согните скобу 27. Мелкими гвоздями прибейте ее на корме. Из стальной проволоки согните рычаг 20 и толкатель 21. С помощью винта и гайки закрепите петлю правого конца рычага на скобе 27. Левый конец рычага заканчивается двойной петлей. Сквозь эту петлю пропустите кусок лески 17 длиной 350-500 мм. Верхний конец лески пропустите через отверстие в шайбе 18 и прикрепите к шарику 19. К нижнему концу лески привяжите свинцовый грузик 25, чтобы шарик погружался в воду примерно на четверть диаметра.

Как мы уже отметили, шарик служит еще и буйком, указывающим местонахождение модели торпеды. Поэтому, перемещая грузик по леске, можно регулировать глубину погружения.

Остается придать торпеде обтекаемый вид. Можно собрать корпус из трех пенопластовых частей 26, 29 и 30. На верхней детали установите киль 22 из жести. Для крепления деталей к палубе используйте стальную ленту 28. Думается, эта работа окажется вам по силам. Помните, что детали корпуса при необходимости должны легко сниматься.

Пора проводить испытания. Опустите торпеду в ванну с водой. Массу балласта подберите такой, чтобы игрушка медленно погружалась. Когда она опустится на такую глубину, что грузик упрется в петлю рычага 20, а другой рычаг 12 повернется, электрическая цепь замкнется и двигатель начнет вращать гребной винт. Торпеда поплывет вперед и вверх, так как передняя кромка горизонтальных рулей приподнята немного кверху. Игрушка медленно всплывает. Но, оказавшись на поверхности, шарик-буй надавит на рычаг 20, и цепь разомкнётся. Двигатель выключится. Торпеда начнет погружение, пока в нижнем положении вновь не сработает автомат. Далее все повторится...

Закончив испытания, покрасьте торпеду яркими красками. Дайте им просохнуть. Теперь можно идти на водоем.

Широко известен опыт с катушкой ниток, которая, если потянуть за свободный конец нити, приходит в движение и, вопреки очевидным предположениям, «убегает» вдаль. Именно этот простой эффект подтолкнул молодого австралийского инженера Луиса Бреннана к идее создания нового . Несложный, но интересный механический эффект стал основой для создания первой в мире системы управляемого оружия для флота – торпеды системы Л. Бреннана.

Перед началом разработки перспективной торпеды Л. Бреннан провел анализ возможностей и попытался установить, в каком типе техники можно применить известный «эффект катушки». Разматывание нити или троса позволяло перемещать некий объект лишь в одну сторону, без возможности возврата. Таким образом, подобный оригинальный привод можно было использовать только в оружии наподобие торпеды. Ввиду отсутствия иных способов реализации идеи, Бреннан начал работы над проектом вооружения для флота.

Первые расчеты и чертежи были выполнены в 1874 году. В работе над проектом Бреннану помогал профессор Мельбурнского университета Уильям Чарльз Карно. Примечателен тот факт, что У.Ч. Карно стал первым профессором в этого университета. В течение нескольких лет Бреннан и Карно изучали физические и механические особенности взаимодействия нити и катушки. Пользуясь результатами исследований, они создали несколько эскизных проектов торпеды. За четыре года инженер и ученый проработали ряд вариантов конструкции и испытали несколько прототипов. К примеру, испытывался вариант торпеды с одним гребным винтом. Несмотря на простоту конструкции, одновинтовой аппарат имел недостаточную путевую устойчивость и малую скорость.

В 1878 году Бреннан и Карно построили полноразмерный прототип перспективной торпеды, оснащенный оригинальным приводом и двумя гребными винтами. Действующая модель торпеды позволила проверить правильность примененных технических решений и определить дальнейший курс развития проекта. Опытная торпеда длиной около 4,6 метра имела «традиционный» для торпед того времени корпус веретенообразной формы, стабилизаторы и два соосных гребных винта в хвостовой части.

В отличие от прочих самодвижущихся мин, торпеда Бреннана не имела собственной силовой установки, позволило упростить ее конструкцию и удешевить производство. Обеспечивать торпеду энергией должна была паровая машина, которую предлагалось устанавливать на берегу или на корабле-носителе. Энергия пара должна была приводить в движение барабаны двух лебедок, на которые наматывался трос или проволока. В средней части торпеды имелись две катушки с намотанным на них тросом или проволокой, прикрепленным к лебедке. Катушки были соединены с валами гребных винтов. Таким образом, лебедки с паровым приводом должны были выбирать трос и тем самым вращать катушки, передающие крутящий момент на гребные винты.

Испытания первого полноразмерного прототипа торпеды прошли в доках города Вильямстаун. Оригинальный привод, в котором использовалась тонкая проволока, показал свои положительные стороны, хотя и не был лишен недостатков. Однако главным результатом испытания стало не подтверждение характеристик или выявление недостатков, а идея механизма поворота. Л. Бреннан во время испытаний предложил оснастить торпеду оригинальным механизмом, отслеживающим скорость вращения катушек. Если одна из них вращалась быстрее другой, специальный механизм должен был отклонять руль. Благодаря этому можно было изменять направление движения торпеды, увеличивая скорость вращения одной из лебедок.

Еще до начала доводки механизма поворота проект торпеды Бреннана привлек внимание британских флотоводцев. Имеющийся прототип продемонстрировали представителям адмиралтейства Великобритании, которые заинтересовались проектом и признали его перспективным. После этого команда Луиса Бреннана получила грант на продолжение работ с последующим строительством боеспособного изделия. Сроком строительства нового прототипа определили весну следующего, 1879 года.

В марте 1879-го в Мельбурне прошли испытания нового опытного образца. От первого прототипа он отличался наличием механизма поворота, доработанным корпусом и приводом, а также местом для установки боевой части. В том же году Бреннан совместно со своим коллегой Джоном Ридли Темперли основал компанию Brennan Torpedo Company («Торпедная компания Бреннана»). В дальнейшем все работы по проекту осуществлялись не группой инженеров-единомышленников, но коммерческой организацией с собственным конструкторским бюро и производством.

В 1880 году костяк «Торпедной компании Бреннана» отправился в Великобританию, где должен был завершить разработку перспективной торпеды для военного флота империи. Однако к этому времени энтузиазм адмиралов уменьшился. Адмиралтейство еще раз проанализировало предложенный проект и сочло его непригодным к практической эксплуатации. Причиной для претензий стал оригинальный проволочный привод: военачальники посчитали, что установка на корабле отдельной паровой машины с лебедками и управление торпедой при помощи двух проволок чересчур усложнят эксплуатацию нового боеприпаса.

Торпеды Бреннана развертывались как средство прикрытия входов в гавани и стратегические порты

Отказ военно-морских сил мог поставить на проекте крест. К счастью для проекта и сотрудников «Торпедной компании», новым управляемым оружием заинтересовался Королевский инженерный корпус. В то время именно эта организация занималась береговой обороной страны. В 1881 году, после дополнительных испытаний специальная комиссия Корпуса рекомендовала завершить проект и принять новую торпеду на вооружение. Теперь торпеда конструкции Бреннана предлагалась для защиты портов и гаваней.

Примерно через два года после этого последовал новый контракт на проектные работы. К этому времени Королевский инженерный корпус и «Торпедная компания Бреннана» построили испытательный комплекс в форте Гаррисон-Пойнт. До 1885 года Корпус и компания Бреннана провели большое количество испытательных пусков торпед с атакой учебных целей. Наконец, в 1886 году был издан документ, в соответствии с которым торпеда Бреннана принималась на вооружение. Вскоре был подписан контракт на поставку торпед и береговых агрегатов торпедного комплекса. Общая стоимость контракта составила огромные для того времени 100 тыс. фунтов стерлингов.

В окончательном виде торпеда Бреннана немного отличалась от прототипов, использовавшихся в ходе испытаний. Веретенообразный корпус длиной 4,6 метра с целью стабилизации имел сечение, близкое к эллиптическому. На носовой и хвостовой частях корпуса устанавливались стабилизаторы разных размеров и формы. В носовой части корпуса поместили 200-фунтовую (91 кг) боевую часть с контактным взрывателем. Среднюю и хвостовую часть корпуса отдали под привод. В средней помещались две катушки с проволокой, в хвостовой – гребной вал и рулевая машинка. Кроме того, принятая на вооружение торпеда получила автоматическую систему, удерживавшую ее на глубине 12 футов (3,7 метра).

Изначально на катушках торпеды помещалось по 1800 метров металлической проволоки толщиной 1 мм. Торпеда с такой проволокой могла разгоняться до 20 узлов. Дальнейшее увеличение скорости было ограничено прочностью проволоки. Во время одной из модернизаций торпеда Бреннана получила более прочную проволоку диаметром 1,8 мм. Благодаря этому скорость торпеды выросла до 27 узлов. При такой скорости торпеда могла пройти 1800 метров примерно за две минуты.

Наземная часть торпедного комплекса состояла из пусковой установки с паровой машиной и вышки наведения. В состав первой входили собственно паровая машина, лебедки с системой управления и рельсы, по которым торпеда спускалась в воду. Рабочее место оператора комплекса располагалось на вершине телескопической мачты высотой 12 метров. В небольшой кабине устанавливался бинокль на станине, при помощи которого оператор должен был следить за торпедой и целью, а также электрический пульт управления. При помощи нескольких кнопок и переключателей оператор мог производить пуск торпеды и управлять ею. Для удобства наведения на верхней стороне торпеды монтировалась мачта с флажком, поднимавшаяся над поверхностью воды.

В планах Королевского инженерного комплекса было строительство 15 торпедных станций в нескольких важных портах. Тем не менее, сложность строительства наземной части не позволило реализовать эти планы. Было построено лишь восемь станций в портах Британии и колоний. В дальнейшем предполагалось продолжить строительство станций. При максимальной дальности стрельбы 1800 метров торпеды новой конструкции надежно защищали порт от пытающихся прорваться кораблей противника. Предполагалось, что торпеды должны дополнять береговую артиллерию, прицельно поражая корабли.

В 1905 году, вскоре после начала Русско-японской войны стало ясно, что развитие боевых кораблей привело к изменению доктрины войны на море. Проанализировав ход заморского конфликта, британские адмиралы выработали новые требования к современным и перспективным торпедам. Управляемый боеприпас системы Л. Бреннана уже не соответствовал им. В 1906 году почти все построенные к тому времени торпедные станции были сняты с боевого дежурства, а потом демонтированы. Некоторое количество торпед и их макетов сохранилось в музеях Великобритании и ее бывших колоний.

По материалам сайтов:
http://submerged.co.uk/
http://alternathistory.org.ua/
http://victorianforts.co.uk/
http://raigap.livejournal.com/
http://emelbourne.net.au/