Проблема наведения торпеды занимала военных инженеров с того момента, когда Роберт Уайтхед в 1860-х годах изобрел торпеду современного типа. Ранние торпеды передвигались по прямой, на заранее заданной глубине.
Во время Второй мировой войны использовались преимущественно такие прямоидущие торпеды, а некоторые из них находятся на вооружении до сих пор.
«ТОРПЕДНЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК»
Задача наведения прямоидущей торпеды известна под названием «торпедного треугольника». Этот треугольник образован линиями, соединяющими положение стреляющего корабля в момент пуска, цели в момент пуска и точки попадания торпеды в цель. Он является расчетной базой для получения данных о возможности попадания неманеврирующей торпеды в цель. В отличие от артиллерийского снаряда, скорость торпеды сопоставима со скоростями стреляющего корабля и цели, поэтому точность вычислений имеет решающее значение для обеспечения поражения цели.
Для расчета требуются элементы движения цели (скорость, размер, курсовой угол), элементы движения стреляющего и элементы параметров торпеды. В результате решения торпедного треугольника определяется курс стреляющего и дистанция до цели в момент выстрела. Так как расчет торпедного треугольника требует решения достаточно сложных и точных алгебраических и геометрических формул, уже в ходе Первой мировой войны появились первые таблицы для расчета торпедной атаки. Расчет производился при помощи специальных логарифмических линеек. Американские моряки прозвали их «банджо» – за схожесть формы с этим музыкальным инструментом. В то же время появились и первые механические вычислители – своего рода арифмометры, помогавшие решить «торпедный треугольник».
РАЗРАБОТКА
В 1932 году Бюро вооружений Военно-морских сил США заказало фирмам «Арма Корпорейшн» и «Форд Инструментс» разработку устройства, впоследствии получившего название Torpedo Data Computer (TDC) – «вычислитель данных для торпед». Успех сопутствовал первой из них, в 1938 году представившей TDC Mark I – первый электромеханический аналоговый компьютер, по своим габаритам подходящий для установки на субмарины.
Устройство было крайне сложным для массового производства, однако его приобрели в нескольких экземплярах, установив, в частности, на подлодки «Долфин» и «Сэлмон». А в 1940 году была спущена на воду «Тэмбор» – первая субмарина, на которой установка торпедного компьютера была предусмотрена проектом. Она была оборудована более совершенным TDC Mark lit – более простым по устройству и легким в эксплуатации компьютером. Именно третья модель стала наиболее распространенной на американских субмаринах в годы войны. А в 1943 году появился TDC Mark IV, оптимизированный для применения новой электрической торпеды Мк 18.
КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
TDC представлял собой довольно громоздкий агрегат, устанавливавшийся в ходовой рубке субмарины, и требовал включения в экипаж еще двух человек: техника для обслуживания компьютера и оператора, работавшего с компьютером в бою. Несмотря на эти неудобства, использование TDC стало важной составляющей успеха действий американских субмарин во время военных действий на Тихом океане.
TDC был создан для расчета курса торпед, запускаемых по надводным судам. На корпусе TDC располагалось множество рукояток, циферблатов и переключателей для ввода и вывода данных. Для вычисления курса требовались данные:
– о скорости и курсе подводной лодки (автоматически считывались с гирокомпаса и гидродинамического лага);
– о предположительном курсе цели, ее скорости и расстоянии до нее (данные получались при помощи перископа, радара и сонара);
– о типе и пусковой скорости торпеды (тип указывался для учета разных характеристик у различных торпед).
TDC производил тригонометрические вычисления и определял, какой курс нужно задать торпеде для перехвата цели. При помощи электромеханического интерфейса установки можно было автоматически передать торпеде, находящейся в трубе торпедного аппарата. Торпеда после выхода из торпедного аппарата поворачивала на величину угла отклонения гироскопа, установленную по данным TDC. В итоге командиру субмарины необязательно было наводить поворачивать всем кораблем, наводя торпедные аппараты на цель.
Пользуясь способностью TDC следить за целью, установки курса в торпедах постоянно меняли, даже во время маневрирования. Кроме того, эта способность позволяла вести огонь в том числе по цели, скрытой в дыму или тумане.
КОНКУРЕНТЫ И АНАЛОГИ
Оборудование для автоматизированного управления огнем помимо США разрабатывалось в 1930-е годы также в Великобритании, Германии (Torpedo Vorhaltrechner S3 фирмы «Сименс») и Японии («Директор управления торпедным огнем тип 5»). Однако их устройства уступали американским TDC. Они обеспечивали расчет курсов торпед и перехвата целей, hoTDC давал уникальную в то время возможность автоматически отслеживать перемещения цели, позже ставшую стандартом для систем.
