Главный недостаток обеих торпед заключался в том, что требовалось много времени на приведение их в боеспособное состояние. В то же время кипяток довольно быстро остывал, в результате чего запуск двигателя становился невозможным.
Газовая торпеда Паульсона (1886 г.)
Торпеда конструкции Паульсона (Paulson) приводилась в движение турбиной, ротор которой вращала истекавший на него через сопло сжатый углекислый газ, хранившийся в специальном резервуаре. Управление по курсу осуществляло сложное устройство, состоявшее из магнитного компаса и связанного с ним электрического рулевого прибора.
Инерционные торпеды
Технические сложности, связанные с созданием компактного, но в тоже время мощного двигателя, натолкнули американского моряка-изобретателя Джона Хоуэлла (John Adams Howell; 1840–1918) на мысль об использовании в торпеде двигателя, основанного на инерционном принципе обеспечения движения[113].
Его первая торпеда, изготовленная в 1870 г., имела длину 244 см (8 футов) и наибольший диаметр 356 мм (14 дюймов).
Она представляла собой металлический цилиндр с двумя конусообразными оконечностями, сквозь который проходил гребной вал, являвшийся осью вращения внутреннего цилиндра, служившего одновременно и зарядным отделением (70 фунтов ВВ), и двигателем. Торпеда имела два гребных винта. Один находился в носу, другой в корме.
Перед выстрелом специальная паровая машина, составлявшая важнейшую часть торпедного аппарата, за 30 секунд раскручивала до 9000 оборотов в минуту внутренний цилиндр с помощью зубчатого колеса, расположенного за кормовым гребным винтом. Испытания, проведенные в июне 1870 г. торпедной станцией флота США в Ньюпорте показали, что запасенной энергии хватает на преодоление расстояния 400 ярдов (365,6 м) со средней скоростью 5 узлов (максимальная скорость на первой половине дистанции составляла при этом 8,5 узлов).
В 1874 г. Хоуэлл радикально изменил конструкцию своей торпеды. Он пришел к выводу, что ось вращения маховика должна находиться перпендикулярно к продольной оси самой торпеды. Оба гребных винта изобретатель поместил в корме, а в качестве раскручиваемого тела стал использовать железное колесо массой 33 кг (73 фунта). Это позволило увеличить скорость на 5 узлов. Модель 1874 г. имела следующие характеристики: калибр 356 мм, длина 250 см, масса 103 кг, включая заряд ВВ 31,6 кг (70 фунтов), максимальная скорость — 13,5 узлов (25 км/час); дистанция хода — 365 метров (400 ярдов).
Фактически маховик Хоуэлла одновременно играл роль и двигателя торпеды, и гироскопа, удерживавшего ее на курсе. Не случайно в 1895 г. американец обратился в судебные инстанции с требованием официально признать изобретателем торпедного гироскопа именно его, а не Людвига Обри.
Третья модель (1884 г.) при тех же габаритах и прежнем заряде ВВ имела массу 135,6 кг (300 фунтов), а ее максимальная скорость возросла до 15,6 узлов.
В 1889 г. Хоуэлл создал четвертую модель своей торпеды. Она обладала следующими характеристиками: калибр 406 мм (16 дюймов), длина 330 см, заряд ВВ 43,4 кг (96 фунтов), 10000 оборотов маховика в минуту, на скорости 24 узла (44,5 км/час) она проходила 400 ярдов (366 м), на следующих 183 метрах (200 ярдов) скорость падала до нуля.
Фирма Гочкис изготовила по заказу флота 50 экземпляров этого образца, которые в 1890 г. подверглись интенсивным испытаниям. В частности, было проведено сравнение их с пневматическими торпедами Блисса-Левита, представлявшими американский аналог торпед Уайтхеда. В ходе 250 пусков торпед (125 одних и 125 других) по миноносцу, двигавшемуся 18-узловым ходом, торпеды Хоуэлла дали 98 % попаданий (!), тогда как торпеды американской фирмы Блисс-Левит только 37 % попаданий.
С учетом результатов испытаний Хоуэлл разработал два новых образца: калибра 14 дюймов (356 мм) и 18 дюймов (456 мм), которые были приняты на вооружение, соответственно, в 1894 и 1895 гг. Их устройство и внешний вид были идентичны торпеде образца 1889 г., различие заключалось только в габаритах и тактико-технических характеристиках.
Первая из этих торпед имела массу 235 кг (520 фунтов), в том числе заряд пироксилина 45,2 кг (100 фунтов), ее длина была 272 см (8 футов 11 дюймов), маховик весил 58 кг (128 фунтов), число его оборотов составило 10 тысяч в минуту, на скорости 26 узлов (48,1 км/час) она проходила 366 метров (400 ярдов), на следующих 228 метрах (250 ярдов) скорость хода торпеды сокращалась до нуля.
Масса второго образца составила 316,4 кг (700 фунтов), с зарядом ВВ 81,4 кг (180 фунтов), длина торпеды была 440 см (14 футов 5 дюймов), маховик весил 59 кг (130 фунтов), число его оборотов составило 12 тысяч в минуту, 732 метра (800 ярдов) торпеда проходила на скорости 30 узлов (55,6 км/час), на следующих 365 метрах (400 ярдов) ее скорость падала до нуля.
Исключительная устойчивость на курсе, отсутствие демаскирующего следа, простота обслуживания и невысокая стоимость (в 2,5–3 раза дешевле торпед фирмы Блисс-Левит) обусловили то, что торпеды Хоуэлла в течение 10–15 лет состояли на вооружении ВМФ США, Бразилии и некоторых других стран. Лишь распространение парогазовых торпед привело к отказу от их использования. Однако на подводных лодках торпеды Хоуэлла никогда не применялись.
Некоторые итоги развития автономных торпед
К началу XX века торпеды Уайтхеда полностью вытеснили из состава вооружения всех флотов мира шестовые, буксируемые и метательные мины.
При этом создание трех десятков различных конструкций торпед другими изобретателями не стало пустой тратой времени. Многие технические решения, впервые примененные в этих конструкциях, были впоследствии реализованы.
Например, идея применения паровой машины вместо пневматической позволила позже создать парогазовый двигатель. Были также разработаны надежные турбинные и реактивные силовые установки. Управление торпедой из подводной лодки по проводам прочно вошло в практику после Второй мировой войны. Появились инерционные и электромагнитные приборы управления по курсу, и многое другое.
Форма торпеды. Долгое время господствовало убеждение, что наименьшее сопротивление в воде встречает тело с острой носовой оконечностью. Но сначала Роберт Фултон, а затем и другие исследователи установили, что это верно только для малых скоростей. Так, лосось — самая быстроходная «живая лодка» — имеет тупое рыло и острую заднюю часть.
Опыты американского ученого Милтона показали, что водная среда сама стремится придать податливому телу наиболее выгодную форму. Милтон двигал в воде ледяные призмы параллельно их ребрам, и вода постепенно смывала те части льда, которые оказывали ей наибольшее сопротивление. Ребра постепенно округлялись, передняя часть принимала форму круглой тупой выпуклости, задняя часть призмы заострялась. В результате водовороты вокруг погруженного тела исчезали и вода спокойно обтекала бывшую призму. То же самое получалось при перемещении восковых тел в горячем воздухе — они обретали форму лосося.
113
Джон Хоуэлл сделал немало изобретений. Среди них автомобиль-амфибия, складной лафет для артиллерийских орудий и ряд других. В 1872 г. он получил чин коммандера (капитана I ранга), в 1898 г. стал контр-адмиралом. В отставку Хоуэлл ушел в 1902 г.