Большой торпедный скандал: врожденные болезни

Когда разработчики торпед безгрешнее папы римского

Сообщение командующего подводными силами юго-западного сектора Тихого океана контр-адмирала Локвуда о проведённых испытаниях, выявивших несоответствие глубины хода торпед Mark 14 более чем на 3 метра, было получено Управлением вооружений ВМС США 22 июня 1942 года. Разработчикам данных торпед потребовалась всего неделя на то, чтобы составить достойный ответ. Суть его сводилась к тому, что поскольку испытания проводились людьми, не имевшими специальной подготовки, и без соблюдения должных методик, то их результаты и близко не отражают действительного положения вещей, а посему «не представляют никакого практического интереса». На логичное предложение контр-адмирала Локвуда провести свои испытания уже «по науке» специалисты Торпедной станции в Ньюпорте ответили гордым молчанием.

Однако командующий подводными силами юго-западного сектора не собирался сдаваться и назначил ещё одни «неофициальные испытания» в Австралии. На этот раз к ним были привлечены прикомандированные к его соединению специалисты из Ньюпорта, которые провели тщательную проверку и калибровку торпед в полном соответствии со всеми наставлениями и инструкциями, а вес практических головных частей был подогнан к весу боевых головных частей с точностью до граммов. Наконец, 18 июля 1942 года подводная лодка SS-189 «Сори» (Saury) выпустила по рыболовной сети три торпеды с дистанций от 770 до 820 метров. Результат оказался тем же, что и в предыдущий раз: при выставленной глубине хода 3 метра торпеды повредили сеть-мишень на глубине 6,4 метра. Результаты новых испытаний был сообщены Управлению вооружений ВМС. Управление вооружений ответило очередной отпиской.

Крейсерская подводная лодка SS-189 «Сори», 1938 г.
Источник: NavSource Online, Submarine Photo Archive

Неизвестно, сколько бы ещё продолжался этот неторопливый обмен письмами и радиограммами, если бы в дело не вступила «тяжёлая артиллерия» в виде Главкома ВМС США адмирала Эрнеста Кинга. Ему удалось, наконец, добиться прямого приказа Министерства флота, предписывающего Управлению вооружений провести испытания глубины хода торпед Mark 14. Спустя неделю, 1 августа 1942 года, на основании уже собственных испытаний, проведённых на Торпедной станции в Ньюпорте, Управление вооружений признало, наконец, наличие проблемы. Более того, разработчикам торпед не составило особого труда выяснить и её причину.

Разгадка проблемы глубины хода и работа над ошибками

За удержание торпеды на необходимой глубине отвечают горизонтальные рули, связанные с датчиком давления. Сравнительно простая система с обратной связью корректирует угол наклона горизонтальных рулей таким образом, чтобы удерживать торпеду в зоне давления, соответствующего выбранной глубине. При нулевой скорости всё просто: на датчик действует лишь гидростатическое давление, пропорциональное глубине погружения. Но торпеда движется, а в этом случае начинает работать дополнительный фактор — гидродинамическое давление у поверхности корпуса. Учитывать его гораздо сложнее, поскольку оно связано со скоростью обтекания, а эта скорость на разных участках поверхности корпуса различна. Соответственно, гидродинамическое давление на различных участках корпуса может становиться либо выше, либо ниже гидростатического.

Схема работы системы управления глубиной хода торпед Mark 14

Система обратной связи между датчиком давления и рулевой машиной горизонтальных рулей была механической, поэтому датчик располагался вблизи этой машины в конической хвостовой части торпеды (в одном блоке с гироскопом и рулевой машиной рулей направления). Забортная вода поступала в него по каналу, выходящему на поверхность корпуса торпеды по кратчайшему расстоянию. То есть, входное отверстие располагалось также в конической хвостовой части — как раз там, где гидродинамическое давление становилось заметно меньше гидростатического. В результате, по мере разгона торпеды датчику начинало «казаться», что он находится ближе к поверхности, чем было на самом деле. Запускалась обратная связь, и рули глубины уводили торпеду ниже.

В случае торпед предыдущего поколения, разработанных ещё во времена Первой мировой и имевших максимальную скорость в 35 узлов [65 км/ч], разницей между гидростатическим и гидродинамическим давлением ещё можно было пренебречь, и о ней в тот момент даже не задумывались. Не вспомнили об этом и при создании намного более скоростных торпед следующего поколения, оставив на них надёжную и проверенную систему контроля глубины их предшественников. Зачем улучшать то, что и так прекрасно работает? Однако гидродинамическое давление пропорционально скорости обтекания в квадрате, поэтому с увеличением максимальной скорости новых торпед сразу на 11 узлов [20,4 км/ч] разница между гидростатическим и гидродинамическим давлением начала приводить к ошибкам определения глубины, измеряемым уже метрами.

Компоновка хвостовой части торпеды Mark 14.

Конечно же, эту проблему можно было выявить ещё на этапе испытаний прототипов — например, тем же примитивным способом с сетью-мишенью, которым воспользовались подчинённые контр-адмирала Локвуда. Однако подобные испытания связаны с риском повреждения или даже потери торпеды, стоимость которой даже в серии составляла более 10 000 тогдашних долларов. Для понимания порядка цен: стоимость в серии всем известного среднего танка М4 «Шерман» составляла около 45 000 долларов.

А на дворе начиналась «Великая депрессия», вызвавшая серьёзные проблемы с финансированием. Поэтому в условиях, когда «не на что было даже покрасить стены в цехах», испытания глубины хода проводились в «щадящем режиме»: данные по глубине брались с самописца, установленного в испытательной носовой части торпеды. Сигнал на этот самописец поступал с собственного датчика давления, заборное отверстие которого находилось сразу за заострённым носом торпеды, где при движении происходит так называемый «срыв потока», и также возникает «карман» пониженного гидродинамического давления. Иными словами, работу одного неправильно работавшего датчика контролировали с помощью другого неправильно работавшего датчика.

Ещё одним слабым место в испытаниях прототипов было то, что они проводились со специальной «торпедной баржи» оборудованной лишь надводными торпедными аппаратами, которые, по понятным причинам, никак не могли создать условий запуска из затопляемых торпедных аппаратов подводных лодок. Это тоже приводило к появлению погрешностей, пусть и не таких серьёзных, как вызванных отсутствием учёта гидродинамического давления.

YTT-2 «Испытательная торпедная баржа №2», 1941 г.
Источник: фотоархив журнала «Life»

26 августа 1942 года командирам подлодок ВМС США был разослан циркулярный документ, определявший новые установки глубины хода с учётом выявленных погрешностей. Однако это было лишь временным решением. Тем временем, получившие чувствительный удар по репутации специалисты Торпедной станции в Ньюпорте развернули бурную деятельность. Ими было проведено более 250 испытательных пусков, причём на этот раз в качестве «платформы» использовалась не торпедная баржа, а проходившие сдаточные испытания подлодки SS-233 «Херринг» и SS-255 «Хэдеу».

К концу осени 1942 года в передовые части начали поступать инструкции и ремкомплекты, позволявшие на месте, в условиях торпедных мастерских баз подлодок, исправить ошибку с определением глубины хода имевшихся торпед уже на уровне «железа». Заборное отверстие датчика давления переносилось на поверхность цилиндрической части корпуса, где разница между гидростатическим и гидродинамическим давлением была минимальна. Модифицированные таким образом торпеды получали дополнительный индекс «А» (например, Mark 14–2A), а следующая модификация, Mark 14–3A, выпускалась уже с этими изменениями. Спустя какой-то год после начала Тихоокеанской войны первое из «врождённых заболеваний» торпед Mark 14 было, наконец, успешно вылечено.

Проблема магнитного взрывателя

Очередной этап данной эпопеи также начался с перестановок в командовании. 21 января 1943 года в авиакатастрофе погиб командующий подводными силами Тихоокеанского флота США контр-адмирал Роберт Г. Инглиш. Лучшим кандидатом на освободившуюся должность сочли всё того же контр-адмирала Чарльза Локвуда, успевшего проявить себя в юго-западном секторе Тихого океана. Уже 14 февраля Локвуд прибыл из Австралии в Пёрл-Харбор и приступил к командованию крупнейшим объединением подводных сил ВМС США.

База подводных сил Тихоокеанского флота США в Пёрл-Харборе. 1941 г.
Источник: Official U.S. Navy Photograph #80-G-451125

На новом месте службы контр-адмирал получил возможность ознакомиться со статистикой за первый год операций подводных сил на всём Тихоокеанском ТВД. И статистика эта, мягко говоря, удручала. Согласно тогдашним американским данным, за период с начала войны и по 31 декабря 1942 года американскими подлодками было выпущено 1142 торпеды и потоплено 211 целей общим водоизмещением 1,3 млн тонн. В реальности же всё было ещё плачевней. По японским данным, полученным уже после войны, за этот период времени Императорским флотом от действий подводных сил США было потеряно вдвое меньше кораблей и судов – всего 109 единиц.

Ситуация усугублялась ещё и тем, что американская промышленность пока не смогла серьёзно увеличить объёмы производства торпед. Всего за 1942 год было произведено около двух тысяч подлодочных Mark 14, что с трудом покрывало боевой расход (не будем забывать, что американские подлодки работали ещё и в Атлантике), а также потерю значительной части довоенных запасов в главной базе Азиатского флота США на Филиппинах.

В результате командование подводных сил было вынуждено отправлять в боевые походы подводные лодки с неполным боекомплектом – как правило, на две торпеды меньше штатного. В марте 1943 года ситуация обострилась уже настолько, что три подлодки Тихоокеанского флота вместо боевого патрулирования пришлось послать на не особо актуальную постановку минных заграждений – просто для того, чтобы они не простаивали без дела в базе в ожидании торпед.

В этих условиях максимально остро встала проблема потери значительного количества торпед от самопроизвольных подрывов почти сразу после того, как взрыватели вставали на боевой взвод, то есть на дистанции 450–500 м от выпустившей их подлодки. Подобные подрывы происходили с первых дней войны, но после устранения ошибки в глубине хода, когда торпеды стали двигаться на 3 метра ближе к поверхности, их количество резко возросло и приблизилось к 10% всех пусков. Причём это число было, скорее всего, серьёзно занижено, так как подводники в случае атак с любимой ими минимальной дистанции часто принимали самопроизвольные подрывы за попадания. И ни для кого не было секретом, что виноват в этом магнитный детектор взрывателя – стоило его отключить, и преждевременные срабатывания прекращались.

Комбинированный магнитно-котактный взрыватель Mark 6 Mod.1
Источник: U.S. Navy photo courtesy of Norman Polmar

Но даже в отсутствии таких подрывов торпеды, выпущенные с расчётом на магнитный взрыватель, то есть под киль цели, слишком часто проходили под кораблями и судами противника безо всяких последствий. Однако специалисты-торпедники из Министерства флота и Управления вооружений, свято верившие в надёжность и эффективность разработанного ими «вундерваффе», продолжали требовать от подводников вести огонь с расчётом на магнитный подрыв. Обосновывали они это именно экономией торпед, поскольку считали, что подрыв под килем наносит цели гораздо бóльшие повреждения, чем подрыв на контактном взрывателе у борта, и, следовательно, требуется меньше торпед для потопления цели.

Анализ обстоятельств гибели судов союзников из атлантических и «северных» конвоев говорил об обратном. Подводники робко возражали, что подрыв под килем может быть эффективнее лишь в случае атаки тяжёлых боевых кораблей, имеющих серьёзную противоторпедную защиту. А в случае атаки большинства их целей бортовые пробоины, наоборот, увеличивают шанс потопления вражеских судов в результате потери ими остойчивости. Впрочем, доводы подводников снова-таки в расчёт не принимались. Недавний громкий провал с долго отрицаемой проблемой по глубине хода ничуть не сбил спесь с главных торпедных «гуру» американского флота.

Продолжение следует.