Советская инголиновая торпеда 53-57
10 октября 1957 года прошли первые испытания отечественной торпеды с ядерным боевым зарядом с подводной лодки. Наш флот получил существенный аргумент на море в споре за морское владычество перед вероятным противником. Опытный атомный вариант торпеды 53-57, выпущенный с подводной лодки С-144 проекта 613, пройдя 10 километров, взорвался на глубине 35 метров. Результатом взрыва стало потопление двух эсминцев, двух ПЛ и двух тральщиков. Больше в бухте кораблей не было, а то бы и их унесло в морскую пучину. Понимая важность нового оружия, которое может определить результат не отдельного морского боя, а целой операции, уже в 1958 году Военно-морской флот принимает на вооружение торпеду 53-57 с ядерной боевой частью РДС-9 и присваивает ей шифр 53-58. Однако стоит отметить, что торпеда 53-57 стала шагом вперед в развитии отечественного торпедного оружия не только из-за возможности применения ядерного боеприпаса, но и благодаря перспективной и необычной для того времени перекисно-водородной силовой установке.
В ходе Первой мировой войны, когда на вооружении флотов находились в основном парогазовые самодвижущиеся мины Уайтхеда, выявились и их существенные недостатки: небольшие дальность и скорость хода, визуальная заметность следа, малая надежность и ряд других. Поэтому в межвоенный период усилия торпедостроителей были направлены на устранение указанных недостатков и, в том числе, на поиск новых силовых установок для торпед.
В качестве одного из решений предполагалось заменить сжатый воздух как окислитель топлива на более активный кислород, получаемый при разложении перекиси водорода. Для этого использовали так называемую маловодную перекись водорода (МПВ), в которой концентрация пероксида водорода достигала 83%. В процессе разложения 1 кг МПВ выделялось 0,47 кг свободного кислорода, вода и 197,5 КДж тепла.
На том этапе, в начале тридцатых годов, наибольших успехов добились немецкие ученые. Профессор Г. Вальтер запатентовал в Германии перспективный способ применения МПВ в данных целях. На базе серийной поршневой парогазовой торпеды G7-а (литера G означала калибр торпеды — 21 дюйм или 533 мм, а цифра 7 — ее длину в метрах), обладавшей скоростью 30 уз и дальностью хода 8 км, в 1939 — 1940 гг. создали ее модернизированный вариант, получивший шифр G7-uk и обиходное название инголиновая торпеда.
Морские испытания показали стабильность теплового процесса в ее энергосиловой установке, но скорость торпеды была недостаточной из-за малой мощности поршневой машины. И хотя параллельно шли работы по использованию обогащенного кислородом воздуха в качестве окислителя, а также электроэнергии (соответственно торпеды типов G7-с и G7-с1), выполняя заказ германского флота, фирма "Вальтер" широко развернула работы по улучшению, испытаниям и производству своих торпед. Для этого в Аренсбурге, под Гамбургом, был построен специальный завод, рассчитанный на выпуск 2 тыс. торпед в год; привлечено около 20 предприятий-контрагентов и большое количество крупных специалистов и ученых. Полигонные испытания поручили торпедному институту в Эккернфьорде.
Новый вариант этой торпеды, "Рыбка" (шифр G7-ut), был разработан в 1941 года. На ней в качестве двигателя применялась одновальная турбина активного типа, рассчитанная на мощность 430 л.с., с редуктором, снижавшим обороты ротора турбины с 25000 до 1670 об/мин на двух гребных винтах противоположного вращения. Доводка этих торпед осуществлялась до 1942 года. Наиболее надежным получился вариант, разрабатывавшийся по теме "Каменный окунь". Эта торпеда имела длину 7,18 м, массу 1680 кг и отрицательную плавучесть в начале хода 380 кг. Весной 1944 г. был начат их серийный выпуск.
О размахе натурных испытаний можно судить по тому, что в 1944 году было произведено около 1000 выстрелов инголиновых торпед разных типов. При этом только 30% из них показали полное соответствие предъявленным требованиям, 35% при прохождении заданной дистанции не выполнили одно из требований, у 22% отмечались дефекты, приводящие к "не доходу", а на 1% произошли взрывы. Это дало германским специалистам возможность глубоко разобраться в недостатках конструкции торпед данного типа. Однако далеко не все из них можно было устранить в короткие сроки. К тому же на дело отрицательно влияло стремление фирмы "Вальтер" занять монопольное положение в создании инголиновых торпед, взяв в свои руки не только их производство и испытания, но и всю научную работу по данной тематике. Против этого выступали представители торпедного института в Эккернфьорде, тоже имевшие большой опыт в отработке торпед, причем и парогазовых, и электрических. Представителей же ВМС очень беспокоила взрывоопасность вальтеровских торпед, в связи с чем, главный конструктор фирмы заявил: "Если бы ВМС изобрели велосипед, то это изобретение и сегодня по соображениям безопасности не стало бы всеобщим достоянием".
Неблагоприятное для Германии положение на фронтах вынудило максимально форсировать данные работы. Имперский министр вооружений Шпеер даже ввел должность "инголинового диктатора" для решения вопросов очередности их выполнения. Все специалисты были переброшены на доработку и освоение этих торпед, причем ряд перспективных разработок по другим направлениям торпедостроения был прекращен. Это принесло определенные плоды. Инголиновые торпеды быстрыми темпами совершенствовались, чему способствовала и высокая культура производства в германской промышленности, особенно при изготовлении химически чистых компонентов (в частности, катализатора) и сборке турбин и агрегатов пускорегулирующей аппаратуры. Однако все эти меры оказались запоздалыми и, несмотря на громадные интеллектуальные и материальные затраты, инголиновые торпеды так и не были полностью доработаны, а потому до конца войны не поступили на вооружение германского флота.
После разгрома Германии работы в торпедном институте в Эккернфьорде не прекращались до ноября 1945 года, но теперь немецкие специалисты уже трудились под наблюдением военных представителей США и Англии. Причем последние с материалами по этим работам своего союзника — СССР — не знакомили. Правда, наше руководство тоже направляло своих специалистов в Германию, в том числе и для изучения опыта применения МПВ в военных целях. Там сотрудники Главного управления судпрома Г.А. Волин, Д.А. Кокряков, В.В. Лаврентьев, С.И. Литвинов, В.В. Ткаченко, И.А. Скворцов и другие собирали, систематизировали и изучали имевшиеся материалы по этому вопросу. Кроме того, по репарациям часть документации на инголиновые торпеды, некоторая их некомплектная материальная часть, отдельные стенды и оборудование были отправлены в СССР, куда направили и нескольких германских специалистов по военно-морской технике.
К тому времени у нас тоже приняли решение о создании образцов морского оружия на основе применения МПВ. Было образовано специализированное предприятие на базе Остехбюро в г. Ломоносове, директором которого назначили М.П. Максимова, главным инженером и главным конструктором — Д.А. Кокрякова, начальником отдела — А.И. Тарасова. Следует еще раз повторить, что наиболее полные материалы по последним немецким разработкам в данной области, в частности по торпеде "Каменный кит", и главные специалисты этого направления оказались у союзников, а прибывшие в СССР германские инженеры или не были в достаточной степени компетентными в этом деле, или не хотели полностью делиться своими секретами.
В результате перед советскими инженерами встала сложная задача. Требовалось изучить разрозненные германские материалы и образцы, выяснить дефекты инголиновых торпед, не позволившие немцам принять их на вооружение, и с учетом наших предвоенных разработок, например, турбинных торпед профессора Уварова и торпеды "Вода", которые из-за начала войны не были завершены, создать надежную и эффективную перекисно-водородную торпеду. Для этого было необходимо: выяснить и устранить причины взрывов таких торпед; отработать тепловой процесс в двигателе с использованием забортной морской воды; добиться удовлетворительного хода торпеды на циркуляции; построить стенды и оборудовать базы для испытаний; согласовать вопросы эксплуатации перекисно-водородных торпед в корабельных условиях и на базах оружия ВМФ.
В 1950 году началось строительство участков по подготовке и проведению морских испытаний этих торпед на заводе "Гидроприбор" (Феодосия). Требовалось построить, в частности, специальное хранилище для МПВ, химическую лабораторию, специальные стенды и плашкоут для производства стрельб.
В том же году первое пробное испытание камеры сгорания с системами подачи энергокомпонентов по схеме "МПВ — горючее — жидкий катализатор" закончилось взрывом на стенде предприятия. Как показал анализ, это произошло из-за замедленного поступления воспламенителя в камеру. В дальнейшем установка дополнительной регистрирующей аппаратуры позволила быстрее выявлять причины неудач при испытаниях и добиться необходимой последовательности поступления энергокомпонентов в камеру, а также отработать конструкции форсунок, обеспечивающие необходимые углы распыла для полного перемешивания компонентов. Был осуществлен переход на другую схему "МПВ — горючее — керосин марки УУ" с использованием также жидкого воспламенителя и пресной воды.
После проведения более 30 испытаний по этой методике их перенесли на пристрелочную станцию в Феодосию. Туда, в октябре 1951 года отправили партию из шести экспериментальных торпед. Они представляли собой облегченный по массе (в основном за счет их не дозаправки компонентами) вариант разработанной торпеды, что обеспечивало дальность хода до 1000 м. Первое морское испытание (в торпедной терминологии — тормозное испытание) провели в марте 1952 года. Торпеда успешно прошла заданную дистанцию, причем отмечались ее нормальный старт, ход по глубине и крену, а главное — бесследность! Последнее обстоятельство подтвердилось в ходе контроля с берега кораблей обеспечения и самолета.
Полученный результат был подтвержден еще четырьмя выстрелами, после чего решили перейти к так называемой боевой вывеске. Однако взрыв торпеды в пусковой решетке плашкоута, произошедший в мае 1952 года и приведший к его потоплению (к счастью, согласно инструкции по мерам безопасности стреляющая команда находилась на катере), заставил вернуться к мысли об использовании твердого катализатора и продолжении тормозных испытаний.
В соответствии с заданием они проводились на морской воде, которая сначала подавалась в камеру сгорания путем вытеснения ее из баков, так как еще не был отработан соответствующий насос производительностью 2 л/с, работающий на противодавление 45 атм. В то время это являлось серьезной проблемой. Нужно заметить, что основная сложность применения морской воды в торпедах, отмеченная отечественными разработчиками еще в довоенное время, состояла в солеотложении. Задавшись целью устранить это явление, экспериментальным путем установили, что при определенном температурном режиме, поддерживаемом во всех зонах потока рабочего тела, солеотложение отсутствует; более того, соли растворяются в паре, имевшем влажность 95%, при давлении 30—32 атм и температуре 235°С, причем соотношение компонентов ("керосин — МПВ — вода") должно составлять пропорцию 1:6:15 соответственно.
Одновременно ГИПХ совместно с НИМТИ вели работы по поиску катализатора для предварительного разложения МПВ до смешения ее с керосином. И хотя удалось сравнительно быстро разработать твердый катализатор, до окончательного его внедрения решено продолжить использование жидкого катализатора и пресной воды с целью изучения баллистики и накопления опыта эксплуатации перекисно-водородных торпед. Такие испытания продолжались до ноября 1952 года.
К тому времени подготовили две экспериментальные торпеды с твердым катализатором, и в декабре 1952 года произвели первый выстрел на дистанцию 7000 м. В дальнейшем выполнили еще около 70 морских испытаний. Но в июле 1953 года взрыв торпеды на дистанции хода выявил новую опасность: накапливание МПВ между оболочкой и корпусом резервуара, стекание ее к корме и бурное разложение с взрывом, при соприкосновении с горячими стенками камеры сгорания и сопловой коробки. Такие явления происходили и при работах германских специалистов, в соответствующих документах отмечалась взрывоопасность торпед при прохождении определенной дистанции.
Это потребовало переделки корпуса и устройства системы промывки линии подачи МПВ — от резервуара до камеры сгорания, хотя интенсивное охлаждение горячей камеры и сопловой коробки должно было снизить экономичность турбины.
Другая проблема проявилась уже при баллистических испытаниях. При движении торпеды на циркуляции подтвердились результаты, полученные германскими специалистами: при повороте, радиус которого составлял 70 м, что было в 2 раза меньше чем на других отечественных торпедах, торпеда или зарывалась в грунт, или выскакивала на поверхность. Советским специалистам удалось разобраться в причине такого поведения. В результате, в отечественной торпеде удалось обойтись без создания специального креновыравнивающего механизма, который были вынуждены применять германские специалисты, и обеспечить устойчивый ход по заданной траектории: стрельба на угол, движение длинным и коротким зигзагом и т.д.
Так была успешно решена большая часть поставленной задачи. Между тем параллельно конструкторская группа под руководством Н.П. Волкова готовила техническую документацию на выпуск опытной партии торпед и разрабатывала технологию их изготовления. Нужно заметить, что в то время турбинное отделение торпед могли выпускать только заводы Министерства авиационной промышленности, но даже там столкнулись со сложностью изготовления косозубых зубчатых колес редуктора, которые должны были выдерживать окружную скорость 50 м/с. Аналогичная величина для авиационных двигателей тогда достигала 20 м/с.
И все же в 1954 году опытная партия торпед в количестве 10 единиц была изготовлена. Получив вначале шифр ДБТ("Дальноходная бесследная торпеда"), она вобрала в себя идеи и достижения, полученные в ходе всех испытаний. Среди них: резервуары максимальной емкости, промываемые отсеки, насосная подача забортной морской воды с приводом от турбины, предварительное разложение МПВ твердым катализатором, применение контактного и неконтактного взрывателей и т.д.
Тормозная отработка торпед опытной партии была закончена только в апреле 1955 года. Задержка произошла из-за возникшей необходимости устранить причины вибрации невозвратных клапанов, а также автоколебаний регулятора расхода воды, что снижало выходную мощность двигателя. Затем, до октября, занимались пристрелкой опытной партии. И тут обнаружилось новое явление, на изучение и устранение влияния которого потребовался целый квартал.
Так, при стрельбе на полную дальность, после прохождения примерно одной трети дистанции, у торпеды появлялся пульсирующий крен (немецкие специалисты тоже отмечали это). Она все больше раскачивалась, не выдерживала глубину, рыскала по курсу, а затем теряла управляемость. Сложность решения этой проблемы усугублялась тем, что данное явление отмечалось не на всех торпедах партии (на стенде же при проверке приборов управления оно вообще не проявлялось). Поэтому сначала предположили, что причиной раскачки является колебание в резервуарах зеркала жидкости энергокомпонентов по мере их расходования. Предположение не подтвердилось, а раскачку устранили, заменив прибор маневрирования, разработанный на основе трофейных документов, аналогичным серийным отечественным прибором. Правда, дальнейшие исследования показали, что такая раскачка вызывалась наклоном оси гироскопа из-за возраставшей, по мере прохождения дистанции, вибрации корпуса торпеды в месте установки прибора, к которой наше устройство было менее чувствительно.
После устранения этого дефекта испытания проходили успешно, в том числе и с подводных лодок, так как торпеда предназначалась для них (ПЛ пр. 613, 633 и 641).
Однако ВМФ предложил провести стрельбы и из надводных торпедных аппаратов. Первые выстрелы с торпедных катеров пр. 123-К и 183 проводились на полной их скорости с установками рулей, аналогичными установкам на серийных отечественных парогазовых торпедах. Тем самым хотели подобрать время замедления запуска двигателя, при котором его работа начиналась бы заведомо после приводнения. Это было вызвано опасением, что при запуске двигателя на воздушном участке траектории, турбина может пойти вразнос.
Результаты первых испытаний оказались отрицательными: торпеда уходила в глубокий "мешок" (16—20 м) с большим знакопеременным креном, а затем выскакивала на поверхность, пролетая по воздуху 30—50 м. При этом, как правило, срабатывала система стопорения двигателя от превышения оборотов турбины, хотя разрушения материальной части не происходило. Изменение установок рулей, задержка в раскрытии дополнительных горизонтальных стабилизаторов и введение упругой связи между гидростатом и маятником не привели к положительным результатам. Решение было найдено при анализе одного из незачетных испытаний, когда в результате отказа системы замедления, запуск двигателя произошел на воздушном участке траектории и, торпеда вошла в воду с уже работающим двигателем и вращающимися гребными винтами. В этом случае она быстро выровнялась по глубине и крену, сделав весьма небольшой "мешок". Оказалось, что "сработало" хорошо известное в теории действие силы на гребные винты, работающие при их обтекании водой под значительным углом атаки. Она-то и стабилизировала ход торпеды после приводнения.
После этого на стенде экспериментально определили нормы заправки торпед окислителем и топливом, а также время, необходимое для замедления запуска двигателя, чтобы избежать нежелательного "заброса" его оборотов. Эти эксперименты потребовали быстрого создания самодельных приборов, регистрирующих изменение параметров состояния двигателя в интервале 1—2 с. Сегодня любопытным выглядит тот факт, что при стрельбе из аппарата торпедного катера, идущего со скоростью 40 узлов, наблюдение за запуском двигателя производили сотрудники КБ, привязанные к кнехтам в носовой его части.
После пристрелки торпеды с торпедных катеров и введения поправок на замедление запуска двигателя торпеды, зависевших от высоты борта стреляющего корабля, торпеда ДБТ была пристрелена с ЭМ пр. 30-бис и 56. Эти испытания выявили недостаточную жесткость раздвижных перьев хвостовой части и излишнюю упругость механической передачи управляющих воздействий на рули торпеды, что потребовало некоторых изменений конструкции ее хвостовой части.
Законченные в 1957 году государственные испытания показали: новая парогазовая торпеда полностью соответствует предъявленным тактико-техническим требованиям, обладает хорошей надежностью, высокой точностью хода по направлению как на полную прямую дальность, так и при различных траекториях движения. Это особо подчеркнул председатель приемной комиссии, тогдашний командующий Черноморским флотом. По принятой методике, боевое использование торпеды было проверено ее стрельбой в полном снаряжении по скале (инерционный взрыватель) и по барже-цели (неконтактный взрыватель). После этого торпеду приняли на вооружение под шифром "Т 53-57", и она стала родоначальницей целой серии перекисно-водородных торпед нашего флота.
Источники:
Широкорад А. Б. Оружие отечественного флота. 1945—2000. Минск: Харвест; М.: ACT, 2001. С. 295-297.
Колядин П. Записки военпреда. Интернет-издание. 2010. С. 4-8.
Чечот О. Перекисно-водородные торпеды // Морской сборник. 1996. №11. С. 62-66.
Доценко В. История военно-морского искусства. Том II. Флоты ХХ века. Книга 2. М.: Эксмо. 2003. С. 346-349
Карпенко А. Судьба ядерной суперторпеды // Военно-промышленный курьер. № 42 (459). 24 октября 2012 года.
Информация