2.2.2. Системы самонаведения

Системы самонаведения (ССН) торпед обеспечивают:

- обнаружение целей по их физическим полям;

- определение положения цели относительно продольной оси торпеды;

- выработку необходимых команд рулевым машинкам;

- наведение торпеды на цель с точностью, необходимой для срабатывания неконтактного взрывателя торпеды.

ССН значительно повышает вероятность поражения цели. Одна самонаводящаяся торпеда эффективнее залпа из нескольких торпед с автономными системами управления. Особенно важны ССН при стрельбе по ПЛ, находящимися на большой глубине.

ССН реагирует на физические поля кораблей. Наибольшей дальностью распространения в водной среде обладают акустические поля. Поэтому ССН торпед являются акустическими и подразделяются на пассивные, активные и комбинированные.

Пассивные ССН

Пассивные акустические ССН реагируют на первичное акустическое поле корабля – его шум. Работают скрытно. Однако плохо реагируют на тихоходные (из-за слабого шума) и обесшумленные корабли. В этих случаях шум самой торпеды может оказаться больше шума цели.

Возможность обнаружения цели и определения её положения относительно торпеды обеспечивается созданием гидроакустических антенн (электроакустических преобразователей – ЭАП), обладающих направленными свойствами (рис. 2.12, а).

Наиболее широкое применение получили равносигнальный и фазоамплитудный методы.

При равносигнальном методе создаются две диаграммы направленности (рис. 2.12, б). В случае нахождения цели на равносигнальном направлении (РСН) на выходах ЭАП создаются одинаковые сигналы (напряжения). Если цель отклонится от РСН, то напряжения будут отличаться. Это и есть информация о направлении на цель. Воздействуя на вертикальные и горизонтальные рули торпеды, добиваются того, чтобы цель вновь оказалась на РСН.

Вкачестве примера рассмотрим ССН, использующую фазоамплитудный метод (рис. 2.13).

Приём полезных сигналов (шума движущегося объекта) осуществляется ЭАП, состоящим из двух групп элементов, формирующих одну диаграмму направленности (рис. 2.13, а). При этом в случае отклонения цели от оси диаграммы на выходах ЭАП действуют два равных по значению, но сдвинутых по фазе  напряжения E₁ и E₂. (рис. 2.13, б).

Фазосдвигающее устройство сдвигает оба напряжения по фазе на один и тот же угол  (обычно равный ) и производит суммирование действующих сигналов следующим образом:

E₁+E’₂=U₁ и E₂+E’₁=U₂.

В результате этого напряжение одинаковой амплитуды, но разной фазы E₁ и E₂ преобразуются в два напряжения U₁ и U₂ одной и той же фазы, но разной амплитуды (отсюда название метода). В зависимости от положения цели относительно оси диаграммы направленности можно получить:

U₁  U₂ – цель правее оси ЭАП;

U₁  U₂ – цель на оси ЭАП;

U₁  U₂ – цель левее оси ЭАП.

Напряжения U₁ и U₂ усиливаются, преобразуются детекторами в постоянные напряжения U’₁ и U’₂ соответствующей величины и подаются на анализирующе-командное устройство АКУ. В качестве последнего может быть использовано поляризованное реле с якорем, находящемся в нейтральном (среднем) положении (рис. 2.13, в).

При равенстве U’₁ и U’₂ (цель на оси ЭАП) ток в обмотке реле равен нулю. Якорь неподвижен. Продольная ось движущейся торпеды направлена на цель. В случае смещения цели в ту или иную сторону через обмотку реле начинает протекать ток соответствующего направления. Возникает магнитный поток, отклоняющий якорь реле и вызывающий перемещение золотника рулевой машинки. Последняя обеспечивает перекладку рулей, а значит и поворот торпеды до возвращения цели на продольную ось торпеды (на ось диаграммы направленности ЭАП).

Активные ССН

Активные акустические ССН реагируют на вторичное акустическое поле корабля – отражённые сигналы от корабля или от его кильватерной струи (но не на шум корабля).

В своём составе они должны иметь, помимо рассмотренных ранее узлов, передающее (генерирующее) и коммутационное (переключающее) устройства (рис.2.14). Коммутационное устройство обеспечивает переключение ЭАП с излучения на приём.

Активные ССН более сложны и не обладают скрытностью при работе. Однако они позволяют наводить торпеды на тихоходные, малошумящие и даже неподвижные цели.

Образование у НК кильватерной струи с эффективной длиной до 1…1,5 км позволило создать активные ССН с вертикальным лоцированием КС.

Кильватерная струя КС создаётся газовыми пузырьками, образующимися при вращении винтов движущегося корабля (рис. 2.15).

Газовые пузырьки являются отражателями звуковых волн. Длительность сигналов, отражённых от кильватерной струи, больше длительности излучаемых. Это отличие и используется как источник информации о КС.

Торпеда выстреливает со смещением точки прицеливания в сторону, противоположную направлению движения цели так, чтобы она оказалась за кормой цели и пересекла кильватерную струю. Как только это происходит, торпеда делает поворот в сторону цели и снова входит в кильватерную струю под углом порядка 30⁰. Так продолжается до момента прохождения торпеды под целью. В случае проскакивания торпеды перед носом цели торпеда делает циркуляцию, снова обнаруживает кильватерную струю и повторно осуществляет маневрирование.

Комбинированные ССН

Комбинированные системы включают в себя как пассивную, так и активную акустические ССН, что позволяет исключить недостатки каждой в отдельности. Современные ССН обнаруживают цели на дистанциях до 1500…2000 м. Поэтому при стрельбе на большие дистанции и особенно по резко маневрирующей цели возникает необходимость корректуры курса торпеды до момента захвата цели ССН. Эту задачу выполняют системы телеуправления движением торпеды.