1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer>

Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Moderatorzy: Jatzoo, Brodołak, ObltzS, SnakeDoc

Posty: 42 • Strona 1 z 21, 2

Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 31.10.11, 20:01

Część 1. Pierwszy etap rozwoju broni torpedowej.

Brytyjski wynalazek w C-K Monarchii.

Pierwsza torpeda w dzisiejszym tego słowa znaczeniu - czyli autonomicznego, samobieżnego, podwodnego pocisku - została zbudowana przez brytyjskiego inżyniera Roberta Whiteheada w 1868 roku. W tym czasie, Whitehead pracował jako naczelny inżynier we włoskiej firmie Stabilimeno Technico Fiumano w Fiume (dzisiejsza Rijeka).

Pomysł torpedy narodził się w wyniku współpracy Whiteheada z emerytowanym oficerem austriackiej marynarki wojennej Giovannim Luppisem. Luppis - opierając się na rysunkach anonimowego oficera austriackiej artylerii - zbudował w 1866 roku Küstenbrandera - przeznaczoną do obrony wybrzeża małą łódź o napędzie parowym, wypełnioną materiałami wybuchowymi, z zainstalowanym w dziobie zapalnikiem uderzeniowym, sterowaną z brzegu za pomocą linek.

Testy tego wynalazku pokazały, że - choć idea jest słuszna - łódź cechuje się niedużą prędkością, ograniczonym zasięgiem, a konieczność "zdalnego sterowania" znacznie ograniczała efektywność tej potencjalnej broni morskiej. Panowie porzucili pomysł rozwijania samobieżnej łódki na rzecz podwodnego, napędzanego śrubą pocisku.

Na podstawie zachowanych dokumentów wygląda na to, że prototyp został ukończony w roku 1867, miał 11 stóp (3,35 m) długości i 14 cali (35 cm) średnicy, ważył 300 funtów (136 kg) i osiągał prędkość 6 węzłów. Kadłub wykonany z kutego żelaza miał kształt cygara, wyposażony w parę pionowych stateczników, mających zapobiec obracaniu się torpedy wzdłuż własnej osi w trakcie biegu do celu. Głowica bojowa zawierała 18 funtów (8 kg) dynamitu detonowanego przy pomocy prostego zapalnika uderzeniowego.

W swoim prototypie Whitehead zastosował kilka innowacyjnych pomysłów, m.in. napęd oparty o rotacyjny silnik pneumatyczny [1] zasilany sprężonym powietrzem o ciśnieniu 25 atm oraz użycie hydrostatycznego czujnika ciśnienia połączonego z parą sterów poziomych do utrzymywania głębokości. Wspomniane wcześniej pionowe stateczniki służyły także do utrzymania torpedy na prostym kursie - były doświadczalnie ustawiane w oparciu o serię próbnych strzałów na dystansie 400 jardów (365 m).

whitehead_prototype.gif


Whiteheadowi udało się zainteresować swoim wynalazkiem austriacką marynarkę wojenną, i tak to, w maju 1868 roku doszło do pierwszych testów przy jej współudziale.

W ich trakcie okazało się, że torpeda odpalana z podwodnej wyrzutni (również skonstruowanej przez Whiteheada) zainstalowanej na austriackim kutrze Gemse ma problem z osiągnięciem nastawionej głębokości. Według zamysłu Whiteheada, torpeda powinna biec na głębokości 12 stóp (3,65 m) (na taką głębokość nastawiony był hydrostat). Jednak zanurzenie kutra użytego do testów było zbyt małe i nie pozwalało na zainstalowanie wyrzutni na takiej głębokości. Pojawił się następujący efekt: torpeda próbując osiągnąć nastawioną głębokość poruszała się po sinusoidzie [2] - jej głębokość z ledwo 8 stóp (2,4 m) wzrastała do 40 stóp (12 m). W efekcie na 54 testowych strzałów tylko 8 zakończyło się sukcesem.

Whitehead w trzy tygodnie sprytnie rozwiązał ten problem, dodając do aparatu zanurzania wahadło które tłumiło oscylacje [3]. Aparat zanurzania w tej formie był stosowany w torpedach przez następnych 70 lat, aż do zakończenia II Wojny Światowej.

Druga seria prób pokazała 50% skuteczność. Oficerowie austriaccy byli zachwyceni a rząd austriacki podpisał z konstruktorem kontrakt na produkcję torped dla marynarki wojennej.

W 1868 roku Whitehead oferował na sprzedaż dwa modele torped:
- mniejszy, o długości 3,53 m, średnicy 35 cm, masie 157 kg, 18 kg bawełny strzelniczej w głowicy bojowej i cenie 600 funtów szterlingów;
- większy, o długości 4,26 m, średnicy 40 cm, masie 295 kg, 27 kg bawełny strzelniczej w głowicy bojowej i cenie 1000 funtów szterlingów.
Oba modele charakteryzowały się takimi samymi osiągami - prędkość 8-10 węzłów przy zasięgu 180 m.

Wieści o "diabelskim wynalazku" Whiteheada rozeszły się szeroko i do Rijeki zaczęli przyjeżdżać przedstawiciele marynarek wojennych z całego świata.
W 1871 roku brytyjska Admiralicja po serii pomyślnych testów zakupiła od Whiteheada za 15 tyś funtów szterlingów licencję na produkcję torped i uruchomiła ją w zakładach Royal Laboratories w Woolwich. Podobnie postąpiły marynarki innych krajów: Francji, Rosji, Niemiec, Chin.

Fume torpedoes.jpg


Niemcy wchodzą do gry

Nowo powstała Kaiserliche Marine zamówiła w 1873 roku 100 torped Whiteheada. Pierwsze egzemplarze były typu Fiume Mk I. Przyjęte na uzbrojenie pod oznaczeniem C/74 miały następujące parametry: długość: 4,65 m, średnica: 45 cm, masa: 240 kg, napędzane jedną 5-płatową śrubą na dystansie 540 m osiągały prędkość 17,5 węzła. Kolejne torpedy (typu Fiume Mk II i Fiume Mk III) o prędkościach odpowiednio 20 i 21 węzłów otrzymały oznaczenie C/76 i C/77.
Do roku 1878 marynarka cesarska miała na stanie 400 torped.

W 1875 roku, Louis Schwartzkopff - dyrektor niemieckiej firmy Schwartzkopff (znanej później pod nazwą Berliner Maschineubau AG) - podobnie jak wielu innych przemysłowców wizytował zakłady Whiteheada w Rijece. W 1876 roku firma rozpoczęła produkcję pierwszych torped o następujących parametrach: długość - 4,5 m, średnica - 35 cm, prędkość - 17 węzłów, zasięg - 400 m, masa - 273 kg, głowica bojowa - 14 kg bawełny strzelniczej.
Cechą charakterystyczną torped Schwartzkopffa było to, że wykonywane były z brązu (w odróżnieniu od torped Whiteheada, które były ze stali) - były znacznie bardziej odporne na korozję.

Na przełomie lat 1883/1884 cesarska marynarka wojenna otrzymała wyprodukowane w BMAG torpedy o parametrach: długość: 4,67 m, średnica: 35 cm, masa: 270 kg, zasięg: 400 m, prędkość 22 węzły, głowica bojowa: 20 kg bawełny strzelniczej - i pod oznaczeniem C/84 przyjęła je na uzbrojenie.

Whitehead ciągle na prowadzeniu

W 1875 roku Whitehead zastąpił 2-cylindrowy silnik w układzie V nowym, 3-cylindrowym silnikiem zaprojektowanym w zakładach Brotherhood Co. w Peterborough [4]. Na przełomie XIX i XX wieku silnik Brotherhooda został rozbudowany o jeszcze jeden cylinder, dzięki czemu osiągnięto przyrost mocy o około 20%. W niemalże niezmodyfikowanej formie był chętnie używany przez inne firmy produkujące torpedy (m.in. BMAG) aż do końca II Wojny Światowej.

Około 1880 roku Whitehead zastosował w swoich torpedach dwie współosiowe, przeciwbieżne śruby napędowe. Zmniejszyło to efekt skręcania i obracania się torpedy występujący przy pojedynczej śrubie spowodowany niezrównoważonym momentem obrotowym [5].

Ponadto Whitehead zastosował wydech sprężonego powietrza poprzez wydrążony wał napędowy, także powietrze uchodziło za częścią ogonową torpedy, a nie jak w poprzednich konstrukcjach - przez otwór w tylnej części torpedy (przed śrubą), przez co również zmniejszono wpływ gazów na utrzymanie kursu torpedy. To rozwiązanie przyczyniło się także do zwiększenia prędkości torpedy dzięki odrzutowi uchodzącego powietrza.

Wreszcie - w 1895 roku Whitehead zainstalował w swoich torpedach żyroskop konstrukcji Ludwiga Obry'ego, dzięki czemu uzyskał 3-krotną poprawę celności - na dystansie 800 jardów (730 m) torpedy uzyskiwały maksymalne odchylenie 8 stóp (2,5 m). Żyroskop Obry'ego - metalowy dysk w kardanowym zawieszeniu był rozpędzany przez napiętą sprężynę. Sprężyna ta była zwalniana w momencie startu przez dźwignię poruszaną sprężonym powietrzem.

Poprzez zastosowanie maszynek sterowych zasilanych sprężonym powietrzem Whitehead mógł wzmocnić siły działające na poziome stery głębokości i pionowy ster kierunku - w ostatnim przypadku miało to bardzo pozytywny wpływ na wydłużenie czasu działania żyroskopu.

Amerykańskie eksperymenty

Gdy raporty z wizytacji fabryki Whiteheada dotarły do admiralicji marynarki USA, natychmiast zlecono opracowanie własnej torpedy. Zajmowała się tym placówka badawcza Torpedo Station [6], a pracami kierował porucznik Edmund Matthews. Projekt został opracowany w zimie 1869/1870. Prototyp miał 12 stóp i 6 cali (3,8 m) długości i 14 cali (35 cm) średnicy. Napędzany miał być tłokowym silnikiem rotacyjnym na sprężony dwutlenek węgla. Budowa prototypu rozpoczęła się w maju roku 1970 i od razu napotkała trudności: silnik nie był szczelny a dwutlenek węgla powodował silną korozję elementów.

Liczne próby naprawienia silnika zakończyły się niepowodzeniem - w maju 1871 roku Matthews porzucił oryginalny silnik i rozpoczął prace nad nowym. Jednak przy próbie zastosowania dwutlenku węgla jako czynnika roboczego powróciły problemy z korozją. Podjęto decyzję, że silnik będzie zasilany sprężonym powietrzem i złożono zamówienie na specjalną sprężarkę. W oczekiwaniu na realizację tego zamówienia, prowadzono prace nad aparatem zanurzania, który funkcjonował na zasadzie hydrostatu. W czerwcu zniecierpliwiony Matthews rozpoczął próby z wykorzystaniem dwutlenku węgla - podczas pierwszej próby torpeda zatonęła, po wydobyciu okazało się, że silnik był tak skorodowany, że niemożliwe było prowadzenie dalszych prób. Testy zawieszono aż do lipca, gdy otrzymano sprężarkę. Przeprowadzone wówczas kolejne trzy próby wykazały problemy z utrzymywaniem głębokości oraz kierunku. Rozpoczęto prace nad modyfikacjami mającymi usunąć wykryte wady, ale ostatecznie w 1873 roku projekt został zawieszony.

W roku 1873 Whitehead wystosował do rządu amerykańskiego ofertę sprzedaży licencji na produkcję swoich torped, ale została ona odrzucona jako zbyt droga [7].

W międzyczasie Torpedo Station badało alternatywne projekty opracowywane przez wojskowych i cywilnych konstruktorów. Testowano między innymi torpedy:
- Laya - poruszająca się po powierzchni torpeda napędzana silnikiem na sprężony dwutlenek węgla, sterowana elektrycznie poprzez holowany przewód (rok 1872).
Lay torpedo.jpg

- Barbera - poruszająca się w zanurzeniu torpeda o napędzie rakietowym ( rok 1873).
Barber torpedo.jpg

- Ericssona - prostokątna w przekroju, poruszająca się w zanurzeniu, napędzana przez silnik pneumatyczny na sprężone powietrze, zasilany poprzez holowany wąż (rok 1873).
Ericsson torpedo.jpg

- Cunninghama - kolejna torpeda o napędzie rakietowym (rok 1893).
Cunningham Torpedo.jpg


Ostatecznie wszystkie testy przeszła pomyślnie torpeda Howella (1889). Torpeda ta była napędzana przez koło zamachowe o masie 100 funtów (45 kg). Koło zamachowe umieszczone w torpedzie było rozpędzane tuż przed strzałem za pomocą wbudowanej w wyrzutnię torpedową turbiny parowej. Koło zamachowe napędzało dwie bliźniacze, umieszczone obok siebie, obracające się w przeciwnych kierunkach śruby napędowe o zmiennym skoku łopatek. Zmienny skok łopatek kompensował spadek obrotów koła zamachowego w trakcie biegu torpedy. Prędkość torpedy wynosiła 30 węzłów przez pierwsze 800 jardów (730 m) i spadała stopniowo przez kolejne 300 jardów (270 m). Efekt żyroskopowy wywoływany przez wirującą masę wewnątrz torpedy wykorzystany został do stabilizacji kursu [8][9]. Torpeda ta miała jednak problemy z utrzymywaniem głębokości. Problem stanowiło natychmiastowe wystrzelenie torpedy - wcześniej konieczne było rozpędzenie koła zamachowego.

W porównaniu z torpedą Whiteheada miała następujące zalety:
- przenosiła większy ładunek wybuchowy w głowicy bojowej - 43 kg
- była około dwa razy celniejsza - torpeda Whiteheada miała średnio około 10,5 stopnia odchylenia na dystansie 400 jardów (365 m), podczas gdy torpeda Howella jedynie 5 stopni
- była tańsza i prostsza w produkcji
- była prostsza w obsłudze i konserwacji
- nie posiadała potencjalnie niebezpiecznego zbiornika zawierającego sprężone pod wysokim ciśnieniem powietrze
- była mniejsza
- nie pozostawiała śladu torowego z bąbelków powietrza

W 1889 roku torpeda Howella przyjęta została na uzbrojenie marynarki pod oznaczeniem Mark 1 [10] i pozostała na nim aż do roku 1898.

Howell torpedo 1.jpg
Howell torpedo 3.jpg


BMAG dotrzymuje kroku

Tymczasem BMAG opracowuje i produkuje kolejne modele torped: w 1888 roku pojawia się zmodyfikowana wersja torpedy C/84 - o masie 300 kg, głowicy bojowej zawierającej 42 kg ładunku wybuchowego oraz prędkości 24 węzłów - nosiła oznaczenie C/84A. Eksperymenty z silnikiem, kształtem części dziobowej, ogonowej oraz śruby napędowej zaowocowały wersją C/84B.

Powyższe modyfikacje nie przyniosły znaczącego wzrostu osiągów torpedy. Zorientowano się, że konieczne jest zwiększenie kalibru - z 35 cm do 45 cm. Dzięki zwiększeniu rozmiaru i zmianie konfiguracji części ogonowej na tzw. konfigurację Woolwich [11] nowy model - oznaczony C45/91 - osiągnął prędkość 32 węzłów. 35-centymetrowa wersja tej torpedy - C35/91 - przy tej samej masie co torpeda C/84A osiągnęła prędkość 29 węzłów.

Z powodów ograniczeń patentowych w torpedach produkowanych przez BMAG nie można było zastosować właśnie wynalezionego żyroskopu Obry'ego. Jeden z głównych konstruktorów BMAGu- Emil Kaselowsky wraz z kilkoma współpracownikami opracował własną konstrukcję żyroskopu (GA - Geradelauf-Apparates), znanego jako Kaselowsky-Gerät. Od urządzenia Obry'ego różnił się głównie sposobem uruchomienia - jak wiemy - Obry zastosował napęd sprężynowy, natomiast u Kaselowsky'ego żyroskop był rozpędzany przez strumienie sprężonego powietrza z dwóch dysz padających na małą turbinkę.

W 1897 roku niemiecka marynarka wojenna przeprowadziła próby z żyroskopem Obry'ego zamontowanym w torpedach C45/91 i C35/91. Próby wykazały, że sprężynowy napęd żyroskopu ogranicza jego czas działania, a co za tym idzie i zasięg torpedy do 500 m.

W 1898 roku wypróbowano żyroskop Kaselowsky'ego. Okazało się, że napęd pneumatyczny zapewnia dłuższy czas działania oraz umożliwia zwiększenie zasięgu torpedy. Dlatego w niemieckich torpedach montowano GA Kaselowsky'ego.

Torpeda Whiteheada trafia do USA

Około roku 1891 Amerykanie rozpoczęli rozmowy z Whiteheadem na temat zakupu licencji i uruchomienia produkcji torped w USA. Zadecydowały o tym dwa czynniki:
1. pomimo tego, że początkowo torpeda Howella miała lepsze osiągi niż pierwsze modele Whiteheada (czyli mniej więcej do roku 1888), to z czasem sytuacja uległa odwróceniu. Dodatkowo konstrukcja torpedy Whiteheada obiecywała dalszy wzrost osiągów.
2. wszystkie liczące się marynarki wojenne świata zaopatrzyły się już w torpedy Whiteheada lub Schwartzkopffa - US Navy nie mogło zostać w tyle, użytkując jedynie torpedę Howella.

Porozumienie zostało osiągnięte w 1892 roku i zlecenie wyprodukowania pierwszych torped otrzymała firma Bliss Co.

Zamówione torpedy były ulepszonymi wersjami torped Whiteheada, o długości 3,55 m i średnicy 45 cm. Otrzymały one oznaczenie 45 cm x 3.55m Mark I. Projekt ten był wciąż ulepszany - kolejne wersje znane były jako Mark II i Mark III. Ponadto zbudowano 5-metrową wersję torpedy Mark I - miała ona takie same osiągi jak wersja 3,55-metrowa, ale przenosiła 200 funtowy (90 kg) ładunek bawełny strzelniczej - największy w tamtym czasie. Z kolei 5-metrowa wersja torpedy Mark II miała prawie dwukrotnie większy zasięg niż wersja 3,55-metrowa. W 5-metrowej torpedzie Mark I oraz w torpedzie Mark III zainstalowano wynalezione właśnie żyroskopy Obry'ego [12].

Podsumowanie pierwszego etapu rozwoju broni torpedowej

Przez pierwszych 30 lat rozwoju torpeda z niedoskonałej konstrukcji wyewoluowała w groźną broń morską. Wielu konstruktorów próbowało się zmierzyć z zadaniem budowy samobieżnej, autonomicznej miny morskiej. Napotykali wiele problemów, które próbowali przezwyciężać na różne sposoby.
Główne problemy które należało rozwiązać to:

- wybór rodzaju napędu - jak widać wypróbowywano przeróżne silniki - od silników rakietowych, poprzez silniki pneumatyczne po koła zamachowe. Najbardziej obiecujące były silniki pneumatyczne - na sprężony gaz. Próbowano wykorzystać do tego celu sprężony do postaci ciekłej dwutlenek węgla - w postaci ciekłej można go było przechowywać w dużo większej ilości niż w postaci gazowej, co oczywiście wpływało na zasięg torpedy. Jednak korozyjne właściwości zmuszały do rezygnacji z tego rozwiązania. Ostatecznie powszechnie stosowano sprężane do coraz większych ciśnień powietrze. Było to rozwiązanie stosunkowo niebezpieczne - składowane na pokładach okrętów torpedy z naładowanymi zbiornikami sprężonego powietrza stanowiły w warunkach bojowych - w przypadku np. nieprzyjacielskiego ostrzału artyleryjskiego - śmiertelne zagrożenie dla załogi.

- problem z utrzymaniem głębokości - główne zadanie torpedy - przetransportowanie ładunku wybuchowego w okolice dna wrogiego okrętu - mogło być wykonane tylko wtedy, gdy torpeda poprawnie utrzymywała ustawioną głębokość biegu. Konstruktorzy wykorzystywali w tym celu regulator oparty na hydrostacie, co prowadziło do oscylacji głębokości. Jedynie Whitehead opracował rozwiązanie tego problemu, a jego konstrukcja (gdy już posprzedawał licencje na produkcję) praktycznie nie zmieniona funkcjonowała do lat 50-tych XX wieku. Inne rozwiązania - typu regulator odśrodkowy Brennana lub też utrzymywanie torpedy na stałej głębokości poprzez podwieszenie jej na pływakach nie zdobyły popularności.

- problem z utrzymaniem kierunku - znowu - torpeda mogła być skuteczna tylko wtedy gdy trafiła w cel - dlatego tak ważne było utrzymanie kursu. Problem ten - do lat 90-tych XIX wieku, kiedy to wprowadzono żyroskop Obry'ego - próbowano rozwiązać np. poprzez zdalne sterowanie - czy to za pomocą linek (torpeda Brennana) czy też elektrycznie (torpeda Laya).

- kształt kadłuba torpedy - z zbliżonego do cygara - z ostro zakończoną głowicą, do kształtu znanego dzisiaj.

Ostatecznie to torpeda skonstruowana i stale udoskonalana przez Whiteheada zdobyła uznanie, wytyczyła kierunki rozwoju i zajęła stałe miejsce w arsenałach marynarek wojennych.

Torpeda z przełomu XIX i XX wieku była torpedą napędzaną silnikiem na sprężone powietrze, z aparatem zanurzania opartym o hydrostat i wahadło, żyroskopem stabilizującym kurs torpedy, maszynkami sterowymi. Osiągała prędkość ponad 20 węzłów, zasięg ponad 800 metrów i przenosiła w głowicy bojowej ponad 50 kg materiału wybuchowego.

Na tym można umownie zakończyć pierwszy etap rozwoju torped.




[1] Inne źródła mówią, że pierwsza torpeda Whiteheada napędzana była pneumatycznym, dwucylindrowym silnikiem tłokowym w układzie V.

[2] Wynikało to z tego, że - używając języka teorii sterowania - aparat zanurzania składający się wyłącznie z hydrostatu był regulatorem typu P - proporcjonalnym, który zastosowany do obiektu - torpedy - przy zbyt dużym wzmocnieniu (koniecznym do szybkiego znalezienia się na nastawionej głębokości) wprowadzał go w oscylacje.

[3] Wahadło wprowadzało człon różniczkujący, czyli zmieniało aparat zanurzania w regulator typu PD - proporcjonalno-różniczkujący - wielkość sygnału sterującego wytwarzanego przez regulator nie zależała tylko od wielkości błędu - różnicy pomiędzy głębokością zadaną a bieżącą (ta była wskazywana przez hydrostat), ale także od szybkości zmian głębokości - ta z kolei zależała z grubsza od kąta nachylenia torpedy - a ten kąt właśnie wskazywało wahadło).

[4] http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/MUSEUM/ ... eameng.htm

[5] Układ dwóch przeciwbieżnych śrub opatentował w roku 1836 John Ericsson. Ericsson próbował rozdzielić moment obrotowy silnika na dwa przeciwbieżne, współosiowe wały za pomocą kół zębatych. Taka przekładnia niestety miała zbyt duże rozmiary, aby je umieścić w małej objętościowo przestrzeni torpedy. Dopiero Robert Wilson - pracujący wówczas w fabryce Woolvich - w 1874 roku zastosował przekładnię różnicową, a dwa lata później torpedy z przeciwbieżnymi śrubami trafiły na rynek.

[6] Torpedo Station - założona w 1869 roku placówka badawcza, zlokalizowana w Newport, początkowo zajmująca się badaniem i rozwijaniem min wtykowych oraz kotwicznych.

[7] Cena podana przez Whiteheada - 50 tyś dolarów - równała się niemal rocznemu budżetowi Torpedo Station.

[8] Oś obrotu koła zamachowego była umieszczona poziomo, prostopadle do osi podłużnej torpedy. Gdy na torpedę działała siła próbująca zepchnąć ją z kursu, efekt żyroskopowy powodował obrót torpedy wokół osi podłużnej. Ten obrót był wykrywany za pomocą wahadła, które połączone z sterem kierunku korygowało kurs torpedy.

[9] Było to pierwsze zastosowanie efektu żyroskopowego do stabilizacji kursu - gdy w 1895 roku Austriak Ludwig Obry zamontował żyroskop w torpedach Whiteheada, Howell rozpoczął walkę sądową o prawa do tego sposobu stabilizacji kursu.

[10] http://www.hnsa.org/doc/howell/index.htm

[11] Stosowana do tej pory konfiguracja Whiteheada polegała na umieszczeniu sterów kierunku oraz głębokości za śrubą napędową. Konfiguracja Woolwich to ustawienie odwrotne - stery kierunku i głębokości znajdują się przed śrubą napędową.

[12] http://www.hnsa.org/doc/whitehead/index.htm

http://www.btinternet.com/~philipr/torps.htm
http://www.webcitation.org/query?url=ht ... 5+09:25:57
http://www.hnsa.org/doc/jolie/index.htm
http://www.hansonclan.co.uk/Royal%20Navy/tor_his.htm
http://www.weymouthdiving.co.uk/torphist.htm
"Nineteenth-century torpedoes and their inventors", Edwyn Gray
"Ship killers. History of the american torpedo", Thomas Wildenberg, Norman Polmar
"Die Torpedos der deutschen U-Boote", Eberhard Rössler
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez Jatzoo » 03.11.11, 09:34

Świetna robota SnakeDoc :)

PS. Do tekstu wdarły się drobne literówki:
Liczne próby naprawienia silnika zakończyły się niepowodzeniem - w maju 1971 (...) Rozpoczęto prace nad modyfikacjami mającymi usunąć wykryte wady, ale ostatecznie w 1973 roku projekt został zawieszony.
Jatzoo
Grossadmiral
Grossadmiral
Global Mod
 
Tonaż: 2.326.000 BRT

Dołączył(a): 22.08.02, 15:03

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez ObltzS » 03.11.11, 21:18

Witam !


Pierwsze takie opracowanie na forum, przedstawiające w zwięzły sposób początki oraz realizację idei pocisku podwodnego, mogącego w skryty i zaskakujący sposób dokonywać ataku zarówno na jednostki cywilne jak i przede wszystkim na okręty wojenne floty przeciwnika.

Zapewne torpedy wpłynęły także na dotychczasowe wyobrażenia o prowadzeniu działań wojennych na morzu i zmieniły obowiązujące wówczas zasady taktyki ? szybko okazały się doskonałym uzupełnieniem głównych środków walki (artyleria pokładowa) i wydzieliły nową strukturę w ogólnie pojętej artylerii okrętowej jak i też dotychczasowym podziale załóg okrętów ? pokładowe aparaty torpedowe (potocznie w literaturze określane wyrzutniami torpedowymi) instalowane na okrętach nawodnych, jak i niedługo potem i na podwodnych spowodowały wydzielenie wśród załóg odrębnej grupy podoficerów i marynarzy (głównie), którzy musieli posiadać stosunkowo wysokie kwalifikacje, by móc obsługiwać nie tylko same aparaty torpedowe, ale przede wszystkim torpedy ? które zawsze były postrzegane jako skomplikowany mechanizm, wymagający właściwej obsługi i konserwacji, by w każdych okolicznościach były sprawne i gotowe do użycia.

Opracowanie to odnoszące się do pierwszego etapu rozwoju broni torpedowej przedstawia prace nad torpedami, jakie były prowadzone równolegle zarówno w Wlk. Brytanii, USA czy też Niemczech oraz nawet dalekich i egzotycznych (jak na owe czasy) Chinach ? ciekawy jest zwłaszcza ten fragment, odnoszący się do prób zastosowania nawet jak na ówczesne lata napędu rakietowego ? jak wynika z opracowania, niektóre rozwiązania są z powodzeniem stosowane do dnia dzisiejszego ? kable zastąpiły światłowody (nawet do długości 30 km) rozwijane za odpaloną torpedą, którymi można na bieżąco korygować kierunek torpedy w zależności od zmiany położenia celu a napędy rakietowe stanowiły zapewne podstawę idei współczesnych torped tzw. superkawitacyjnych, nad którymi trwają nieustanne prace np. w Rosji. Należy zatem przypuszczać, że konstrukcja i dalszy rozwój torped nie jest sprawą definitywnie zakończoną.
Dołączone do opracowania linki pozwalają na poszerzenie (dla ciekawskich) wiedzy o prapoczątkach konstrukcji torped.

SnakeDoc napisał :
Ponadto Whitehead zastosował wydech sprężonego powietrza poprzez wydrążony wał napędowy, także powietrze uchodziło za częścią ogonową torpedy, a nie jak w poprzednich konstrukcjach - przez otwór w tylnej części torpedy (przed śrubą), przez co również zmniejszono wpływ gazów na utrzymanie kursu torpedy. To rozwiązanie przyczyniło się także do zwiększenia prędkości torpedy dzięki odrzutowi uchodzącego powietrza.


Niewątpliwie odrzut gazów z otworu usytuowanego w tylnej części korpusu torpedy (przed śrubą) miał duży wpływ na utrzymanie nastaw biegu torpedy z uwagi na tzw. miejsce przyłożenia siły, których nie mogły zrównoważyć ani pracujące śruby ani też stery kierunku. O ile strumień gazów (jego część) omywał także obracające się śruby, musiał także powodować zwielokrotnienie efektu i zjawiska kawitacji a w końcowym efekcie zapewne spowolnienie prędkości torpedy ? łopatki śrub nie pracowały w środowisku jednorodnym (woda), a strumień gazów powodować musiał, że opływ wody w ogonowej części torpedy miał charakter turbulentny (woda plus gazy a zatem środowisko niejednorodne, zakłócone), co musiało przekładać się na stratę mocy i spadek sprawności śruby. Jak się okazało ? wydrążony wał ? poprawił nie tylko warunki pracy śrub napędowych torpedy ale dodatkowo energia gazów zwiększyła moc efektywną wpływając wydatnie na uzyskiwaną prędkość.
ObltzS
Admiral
Admiral
Moderator Team
 
Tonaż: 1.706.000 BRT

Dołączył(a): 05.07.05, 19:31
Lokalizacja: Polska południowa

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez ObltzS » 04.11.11, 19:47

Witam !

Do opracowania SnakeDoc'a o pierwszym etapie rozwoju torped znalazłem link, a w nim skrócone (ale ciekawe) dane techniczne pierwszych typów torped, jakie na uzbrojenie swoich marynarek wprpwadzały takie państwa jak Austro-Węgry, Rosja (carska), Dania, Niemcy (kajzerowskie), Francja, Włochy, dumny Albion, Japonia i USA.
Jak wynika z informacji zamieszczonych w linku, nowa broń morska - torpeda Whiteheada - zrobiła prawdziwą międzynarodową furorę. Ciekawskich i zainteresowanychj torpedami (przynajmniej z tego pierwszego okresu) namawaim do dalszego "grzebania" w tym linku w celu "wyłuskania" naprawdę interesujących informacji :

http://navalhistory.flixco.info/H/bx55128/1668/r0.htm
ObltzS
Admiral
Admiral
Moderator Team
 
Tonaż: 1.706.000 BRT

Dołączył(a): 05.07.05, 19:31
Lokalizacja: Polska południowa

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 07.11.11, 10:05

Jatzoo napisał(a):PS. Do tekstu wdarły się drobne literówki:

Dzięki za rewolucyjną czujność ;)
Już poprawiłem.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 21.11.11, 10:49

Część 2. Amerykańska torpeda 45 cm x 3.55 m Mark I

Zanim przejdziemy dalej - czyli do torped o napędzie cieplnym - przyjrzyjmy się jeszcze torpedzie Mark I - pierwszej torpedzie Whiteheada przyjętej na uzbrojenie US Navy. Wiele elementów jej konstrukcji występuje w późniejszych torpedach parogazowych, a zapoznanie się z nimi na przykładzie stosunkowo mało skomplikowanej torpedy na sprężone powietrze ułatwi poznanie konstrukcji torpedy G7a.

Torpeda Mark I składa się z trzech głównych części: głowicy, zbiornika powietrza oraz części rufowej.

plate01.jpg


Do torpedy może być dołączona głowica bojowa, zawierająca materiał wybuchowy wraz z zapalnikiem lub głowica ćwiczebna.

Zbiornik powietrza B to stalowy cylinder, lekko zwężający się przy końcach, zamknięty półkolistymi denkami. W jego tylnym dnie jest otwór, do którego przytwierdzony jest przewód powietrza prowadzący do zaworów K - odcinającego oraz ładowania powietrza.

Część rufowa podzielona jest na trzy części - wodoszczelny przedział aparatu zanurzania, niewodoszczelny przedział silnikowy oraz wodoszczelny przedział ogonowy.

W przedziale aparatu zanurzania znajdują się zawory K - odcinający oraz ładowania powietrza oraz aparat zanurzania H

W przedziale silnikowym znajduje się silnik M, grupa zaworów i reduktorów ciśnienia V, licznik odległości, urządzenie opóźniające pełny start silnika, urządzenie zatapiające torpedę, maszynka sterowa F i blokada sterów głębokości.

W przedziale ogonowym znajduje się przekładnia różnicowa G.

Zawory odcinający i ładowania powietrza.

plate05.jpg


Obydwa zawory umieszczone są w jednym bloku, który znajduje się tuż za zbiornikiem sprężonego powietrza.

Zawór ładowania powietrza - przez który napełniany jest zbiornik sprężonego powietrza - składa się z: zatyczki f, zaworu ładowania g, gniazda zaworu ładowania h, zaworu zwrotnego i i sprężyny zaworu zwrotnego k.
Zawór zwrotny i jest zamknięty poprzez sprężynę k oraz ciśnienie powietrza znajdującego się w zbiorniku. Gdy po usunięciu zatyczki f wkręcona zostanie końcówka a przewodu ładującego b, zawór zwrotny zostanie dociśnięty w dół, umożliwiając przepływ sprężonego powietrza.

Zawór odcinający jest używany do odcięcia zbiornika powietrza po jego napełnieniu (w celu uniknięcia strat powietrza w wyniku nieszczelności zaworów), aż do czasu umieszczenia torpedy w wyrzutni. Składa się z grzybka zaworu m, trzpienia zaworu l wraz z gniazdem na klucz p.

Aparat zanurzania.

plate06.jpg

plate07.jpg


Aparat zanurzania składa się z hydrostatu, wahadła oraz pokrętła do nastawiania głębokości. Hydrostat ma za zadanie utrzymać torpedę na zadanej głębokości, ustawianej poprzez pokrętło nastawiania głębokości. Wahadło utrzymuje torpedę w płaszczyźnie poziomej. Zsumowana wartość zanurzenia wskazywana przez hydrostat oraz pozycja wahadła jest przekazywana przez system popychaczy na maszynkę sterową, która z kolei odpowiednio wychyla stery głębokości.

Hydrostat.

Główną częścią hydrostatu jest tłok, mający postać metalowego dysku umieszczonego we wgłębieniu przegrody a. Tylna część tego wgłębienia jest zasłonięta gumową membraną b, która umożliwia oddziaływanie ciśnienia wody na tylną część tłoka. Pomiędzy przednią częścią tłoka a ruchomym denkiem cylindra d znajduje się sprężyna c, która dociska tłok do membrany. Ruchome denko - w zależności od położenia dźwigni e - mniej lub bardziej ściska sprężynę, a tym samym wpływa położenie tłoka hydrostatu. Dźwignia e jest z kolei ustawiana poprzez wałek pokrętła nastawiania głębokości o.

Ruch tłoka hydrostatu jest przekazywany do maszynki sterowej f poprzez dźwignię g, górny popychacz h, dźwignię i obracającą się wokół punktu k, dolny popychacz l i wałek m.

Pokrętło nastawiania głębokości.

Przy pomocy pokrętła nastawiania głębokości regulowana jest głębokość biegu torpedy. Wałek o - dostępny z zewnątrz kadłuba torpedy - obracając się, powoduje pionowy ruch kołnierza r, który z kolei jest przekazywany poprzez dźwignię e na sprężynę c, która jest mniej lub bardziej ściskana. Większe ściśnięcie sprężyny oznacza, że na tłok hydrostatu musi działać większe ciśnienie wody, aby tłok znajdował się w równowadze.

Wahadło.

Wahadło jest zawieszone na wspornikach uu i porusza się w płaszczyźnie pionowej, równoległej do podłużnej osi torpedy. Ruch wahadła jest przekazywany do maszynki sterowej f poprzez ruch punktu obrotu k, dźwignię i, dolny popychacz l i wałek m.

Wahadło w następujący sposób wpływa na działanie aparatu zanurzania: załóżmy, że początkowo torpeda znajduje się na głębokości większej niż ustawiona. Oznacza to, że tłok hydrostatu jest przesunięty w kierunku przedniej części torpedy. Przesunięcie to - poprzez system dźwigni - powoduje przesunięcie wałka m do tyłu. Wałek ten - poprzez maszynkę sterową - wychyla stery głębokości do góry, powodując obrót torpedy wokół osi poprzecznej (unosząc przednią część torpedy) oraz w konsekwencji zmniejszenie zanurzenia. Wraz ze zmianą kąta położenia torpedy w wodzie, do tyłu (względem aparatu zanurzania) odchyla się wahadło, a wraz z nim, umieszczony na jego ramieniu punkt obrotu k.Przesunięcie tego punktu do tyłu powoduje przesunięcie wałka m - a wraz z nim i sterów głębokości - w położenie neutralne.

Teraz, gdy torpeda zmniejsza swoją głębokość, zmniejsza się również nacisk na tłok hydrostatu, który przesuwa się do tyłu. Ruch ten przenoszony jest przez system dźwigni na stery głębokości torpedy, powodując ich wychylenie z pozycji neutralnej w dół. W wyniku tego zmniejsza się kąt pod którym wynurza się torpeda. To z kolei powoduje odchylenie do przodu (względem aparatu zanurzania) wahadła oraz przesunięcie do przodu punktu obrotu k. Nowe położenie tego punktu - poprzez ruch wałka m - ustawia stery głębokości w położenie neutralne.

Główna różnica w działaniu aparatów zanurzania wyposażonych jedynie w hydrostat oraz wyposażonych w hydrostat i wahadło polega na tym, że w przypadku hydrostatu, stery głębokości przyjmują pozycję neutralną jedynie gdy torpeda znajduje się na nastawionej głębokości. Stery głębokości są wychylone w górę, gdy torpeda jest poniżej, oraz w dół - gdy jest powyżej zadanej głębokości. Dzięki wahadłu stery głębokości przyjmują pozycję neutralną w stanach przejściowych i mogą się wychylać w górę i dół niezależnie od położenia względem zadanej głębokości, dzięki czemu torpeda dużo łagodniej zmienia głębokość, nie wpada w oscylacje i dużo stabilniej zachowuje głębokość.

Silnik

plate08.jpg

plate09.jpg


Napęd torpedy stanowi pneumatyczny, trzycylindrowy silnik jednostronnego działania, którego blok składa się z cylindrów, komór zaworowych wraz z kanałami powietrznymi oraz skrzyni korbowej. Na skrzyni korbowej B umieszczone są promieniowo (w odstępie 120 stopni) trzy cylindry A. Osie cylindrów są w płaszczyźnie pionowej, prostopadłej do osi podłużnej torpedy. Na przedniej ściance każdego cylindra umieszczona jest komora zaworowa C, której oś jest równoległa do osi cylindra. Dolne końce cylindrów i komór zaworowych są otwarte do wnętrza skrzyni korbowej. Tłoki J połączone są z wałem korbowym za pomocą korbowodów K.

Powietrze ze zbiornika poprzez zawory oraz reduktor płynie do pierścieniowego kanału R w bloku silnika i stamtąd jest doprowadzane do poszczególnych komór zaworowych. Zawory tłoczkowe a poruszając się w górę i w dół otwierają dopływ sprężonego powietrza do cylindra poprzez otwór b (gdy znajdują się pod otworem), blokują go lub też wypuszczają powietrze z cylindra w kierunku skrzyni korbowej (gdy znajdują się nad otworem). Zawory poruszane są krzywkami c osadzonymi na głównym wale silnika. Zużyte w cylindrze powietrze wydostaje się na zewnątrz poprzez otwór w wale silnika (na rysunku czerwone strzałki wskazują przepływ powietrza do cylindra, natomiast niebieskie pokazują drogę uchodzącego powietrza).

Grupa zaworów i reduktorów ciśnienia

plate10.jpg


Grupa zaworów i reduktorów ciśnienia to zebrane w jednym bloku: reduktor ciśnienia A wraz z zaworem pilotowym I, regulator umożliwiający nastawę ciśnienia B, dwa złącza do podłączenia przewodów powietrza ze zbiornika powietrza D oraz do silnika E, haczyk startowy F, dźwignię kątową G oraz oś licznika odległości H.

Reduktor ciśnienia zmniejsza ciśnienie powietrza do ciśnienia nastawionego przez regulator. Zawór pilotowy otwiera oraz zamyka dopływ powietrza wysokiego ciśnienia do reduktora. Haczyk startowy torpedy załadowanej w wyrzutni jest odchylony do przodu. W momencie strzału, gdy torpeda wysuwa się z wyrzutni, język spustowy wyrzutni przytrzymując haczyk startowy odrzuca go do tyłu. Odrzucony haczyk startowy otwiera zawór pilotowy, który z kolei otwiera dopływ powietrza do reduktora ciśnienia.

Licznik odległości zamykając zawór pilotowy odcina dopływ powietrza do silnika, zatrzymując torpedę po przebyciu ustawionej wcześniej odległości. Licznik odległości jest napędzany od wału silnika, natomiast żądana odległość jest ustawiana pokrętłem N.

Urządzenie opóźniające pełny start silnika

plate12.jpg


Urządzenie jest używane w przypadku strzału z wyrzutni nawodnej. Ma opóźnić pełny start silnika do momentu zanurzenia torpedy w wodzie, w celu uniknięcia rozbiegnięcia silnika napędzającego nieobciążone (obracające się w powietrzu) śruby.
Składa się z dźwigni opóźniającej a, dźwigni kątowej b i klapki c. W chwili strzału torpedy klapka jest w pozycji pionowej a dźwignia kątowa jest w pozycji blokującej pełne otwarcie reduktora ciśnienia w grupie zaworów. Gdy torpeda się zanurzy, opór wody odrzuci klapkę do tyłu. Ruch ten poprzez system dźwigni odblokuje całkowicie reduktor ciśnienia, umożliwiając działanie silnika na pełnych obrotach.

Urządzenie zatapiające

plate12.jpg


Torpeda Mark I ma lekko dodatnią wyporność, co oznacza, że po zatrzymaniu silnika wypłynie na powierzchnię. Urządzenie zatapiające ma zatopić torpedę po zakończeniu jej biegu, aby nie stwarzała zagrożenia dla własnej żeglugi oraz uniemożliwić jej przechwycenie przez nieprzyjaciela. Podstawowym elementem jest zawór j, w trakcie biegu domykany przez sprężynę k. Ten sam system dźwigni który odcina reduktor ciśnienia po zakończeniu biegu torpedy, otwiera również zawór j, przez który woda z przedziału silnikowego napływa do części ogonowej torpedy, powodując zmniejszenie jej wyporności.

Maszynka sterowa

plate13.jpg


Maszynka sterowa ma za zadanie wzmocnić stosunkowo słabe oddziaływanie dźwigni aparatu zanurzania i przekazać je na stery głębokości. Maszynka sterowa jest zasilana sprężonym powietrzem doprowadzanym przewodem z komory zaworowej silnika.

Maszynka sterowa zbudowana jest z cylindra a, w którym znajdują się przyłącza doprowadzające powietrze zasilające b i odprowadzające powietrze zużyte c, tłoka roboczego d który ma możliwość poruszania się wzdłuż cylindra pod wpływem sprężonego powietrza oraz tłoka zaworowego e, który również ma możliwość poruszania się wewnątrz tłoka roboczego. Tłok zaworowy jest połączony poprzez system dźwigni z aparatem zanurzania, natomiast tłok roboczy jest połączony ze sterami głębokości.

Tłok zaworowy wraz z tłokiem roboczym tworzą układ nadążny - każde poruszenie wewnętrznego tłoka zaworowego powoduje identyczne poruszenie tłoka roboczego. Realizowane to jest w następujący sposób: sprężone powietrze z komór zaworowych silnika, poprzez otwór b napływa do przestrzeni okołozaworowej h a stamtąd przez kanał i (prostopadły do płaszczyzny rysunku) do przestrzeni pomiędzy tłokiem zaworowym, tłokiem roboczym oraz powierzchnie zaworów k i j.

Działanie maszynki sterowej omówione zostanie na przykładzie przesunięcia tłoka zaworowego w lewo.
Przy przesunięciu tłoka zaworowego (pod wpływem oddziaływania aparatu zanurzania) w lewo odsłania kanały m i n w taki sposób, że sprężone powietrze płynie przez kanał n do przestrzeni pomiędzy prawym końcem tłoka roboczego oraz prawym denkiem cylindra. Pod wpływem ciśnienia tłok roboczy przesuwany jest w lewo, a powietrze z przestrzeni pomiędzy lewym końcem tłoka roboczego a lewym denkiem cylindra wypływa poprzez kanał m do przestrzeni pomiędzy powierzchniami zaworowymi j i l i stamtąd kanałem p (zaznaczonym trochę niewyraźną przerywaną linią) do przestrzeni q i otworem wylotowym c na zewnątrz. Gdy tłok roboczy przesunie się o taki sam odcinek jak tłok zaworowy, kanały m i n zostaną zablokowane przez powierzchnie zaworowe k i j, przepływ powietrza ustanie i tłok roboczy się zatrzyma.

Blokada sterów głębokości

plate14.jpg


W momencie wystrzelenia torpedy z wyrzutni, na wahadło aparatu zanurzania działa siła bezwładności, która powoduje odchylenie wahadła do tyłu. To z kolei prowadzi do wychylenia sterów głębokości w dół i w konsekwencji znacznego przegłębienia torpedy na pierwszym etapie jej biegu (i np. w przypadku niewielkich głębokości zarycia w dno).
Blokada sterów głębokości ma za zadanie uniemożliwić oddziaływanie aparatu głębokości na maszynkę sterową do momentu, kiedy prędkość torpedy się ustabilizuje i na wahadło aparatu zanurzania nie będą działały żadne dodatkowe siły.

Mechanizm blokady jest umieszczony tuż za przegrodą oddzielającą przedział silnikowy od przedziału ogonowego. Blokada c oddziałuje bezpośrednio na dźwignię m łączącą aparat zanurzania z maszynką sterową F, uniemożliwiając jej poruszenie. Blokada jest zwalniana poprzez podniesienie rygla zapadkowego h przez zębatkę b]H[/b] obracaną przez oś licznika odległości.

Część ogonowa

plate15.jpg


Część ogonowa zawiera przekładnię różnicową rozdzielającą obroty silnika na dwie współosiowe, przeciwbieżne śruby napędowe. Ponadto znajduje się tam dławnica przez którą przechodzi popychacz sterów głębokości.



Źródło:
http://www.hnsa.org/doc/whitehead/index.htm
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 22.11.11, 10:22

Część 3. Żyroskop Obry'ego w amerykańskich torpedach 45 cm x 3.55 m Mark III i 45 cm x 5 m Mark I.

Pierwsze torpedy dostarczone przez Whiteheada dla US Navy (45 cm x 3.55 m Mark I i 45 cm x 3.55 m Mark II) nie posiadały zainstalowanego żyroskopu. Jednak już około 1893 roku kolejne modyfikacje torped - 45 cm x 3.55 m Mark III i 45 cm x 5 m Mark I - zostały wyposażone w żyroskopową stabilizację kursu.

plate26.jpg


Zespół żyroskopowy był instalowany w rufowej części torpedy, tuż za grodzią oddzielającą przedział silnikowy od wodoszczelnego przedziału ogonowego.

plate20.jpg
plate21.jpg


Składa się on z trzech podstawowych części: żyroskopu F w zawieszeniu kardanowym G i H, maszynki sterowej C oraz zębatego wieńca startowego I napędzanego sprężyną K.

plate22.jpg
plate19.jpg


Krążek żyroskopu wiruje w płaszczyźnie pionowej, wokół osi qq', która jest równoległa do podłużnej osi torpedy.
Przedni koniec (q')osi krążka żyroskopu jest zaopatrzony w wieniec zębaty, który zazębia się z wieńcem startowym I. W momencie wystrzelenia torpedy, haczyk startowy torpedy otwierając reduktor ciśnienia, zwalnia także blokadę wieńca startowego, który napędzany przez napiętą sprężynę K rozpędza krążek żyroskopu.

Zasilana sprężonym powietrzem maszynka sterowa żyroskopu ma za zadanie wzmocnić słabe oddziaływania krążka żyroskopu wynikające ze zmiany kursu torpedy oraz przekazać je na ster kierunku torpedy.

plate20.jpg
plate25.jpg


Maszynka sterowa zbudowana jest z cylindra C, w którym porusza się tłok roboczy p', który poprzez popychacz q' porusza sterem kierunku. Tłok roboczy jest poruszany w jedną lub w drugą stronę poprzez sprężone powietrze, które napływa do cylindra C poprzez kanały k' i i'.

Do maszynki sterowej sprężone powietrze doprowadzane jest przewodem h. Obrotowy zawór a' kieruje sprężone powietrze albo do kanału k' albo do kanału i', co powoduje przesunięcie tłoka roboczego p' w prawo lub w lewo.

Górną część obrotowego zaworu a' stanowi jarzmo b, które jest obracane w prawo lub w lewo przez bolec a, który z kolei jest osadzony na zewnętrznym pierścieniu H kardanowego zawieszenia krążka żyroskopu.

Zewnętrzny pierścień H wraz z bolcem a zachowują w trakcie ruchu torpedy niezmienne, stałe położenie w przestrzeni. Gdy torpeda zaczyna zbaczać z początkowego kursu, bolec a zaczyna obracać jarzmo b, a wraz z nim zawór a', odpowiednio sterując przepływem sprężonego powietrza, które przesuwając tłok roboczy wpłynie na położenie steru kierunku, korygując zmianę kursu.

Źródło:
http://www.hnsa.org/doc/whitehead/index.htm
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 20.12.11, 15:31

Część 4. Rozwój torped cieplnych.

Jednym ze sposobów poprawienia osiągów torped było zwiększanie objętości i ciśnienia sprężonego powietrza magazynowanego w zbiorniku torpedy. Wiązało się z tym jednak pewne niekorzystne zjawisko - im wyższe ciśnienie powietrza w zbiorniku (przed reduktorem ciśnienia) - tym niższa jego temperatura po rozprężeniu (za reduktorem ciśnienia). Przykładowo, temperatura spadała z 17 stopni C przy 96 atm do prawie -60 stopni C przy 29,5 atm. Prowadziło to do oblodzenia instalacji pneumatycznej a także do spadku wydajności - chłodniejsze powietrze było zdolne do wykonania mniejszej pracy. Próbowano temu zaradzić poprzez podgrzewanie powietrza.

Z kolei w brytyjskich zakładach Woolwich trochę przypadkiem zaobserwowano, że ogrzewanie powietrza przez morską wodę pozytywnie wpływa na osiągi torpedy - zwiększa prędkość o pół węzła.

Taki był właśnie początek torped cieplnych.

W 1901 roku, Frank McDowell Leavitt - jeden z inżynierów pracujących w firmie Bliss Co. - która od kilku lat produkowała torpedy Whiteheada dla US Navy - eksperymentalnie zainstalował w zbiorniku sprężonego powietrza 5-metrowej torpedy Mark II wtryskiwacz alkoholu oraz urządzenie zapalające. Dzięki temu, po starcie torpedy powietrze w zbiorniku powietrza było wstępnie podgrzanie. W wyniku tej modyfikacji torpeda osiągnęła prędkość 35 węzłów na dystansie 1200 jardów (w porównaniu do 28 węzłów dla "zimnej" wersji tej torpedy).

Wadami rozwiązania było to, że powietrze było ogrzewanie przed jego rozprężeniem. Ponadto wysoka temperatura gazu była niebezpieczna dla wykonanych z brązu silników Brotherhooda. Leavitt wyelimonował te wady wprowadzając zewnętrzny (względem zbiornika powietrza) podgrzewacz typu "Elswick" (opatentowany w 1904 roku przez Sir W. G. Armstronga) - pomiędzy reduktorem z silnikiem. Natomiast brązowy silnik tłokowy zastąpił stalową, jednostopniową turbiną. Nowatorska torpeda w 1907 roku pod oznaczeniem Bliss-Leavitt Mk 1 53 cm x 5 m trafiła do US Navy. Dosyć szybko ujawniła się kolejna wada - jednostopniowa turbina wytwarzała niezrównoważony moment obrotowy, który sprawiał, że torpeda miała tendencję do obracania się. Leavitt wyeliminował ją wprowadzając dwustopniową, przeciwbieżną turbinę w torpedach Mk 2 53 cm x 5 m i Mk 3 53 cm x 5 m. Od tego momentu - aż do wprowadzenia torpedy Mark 46 w latach 60-tych XX wieku - wszystkie nowe amerykańskie torpedy cieplne miały napęd turbinowy.

W czasie gdy Amerykanie obeszli problem obniżenia trwałości silnika tłokowego (powodowanego przez wysoką temperaturę wytwarzanego gazu) poprzez zastosowanie turbiny gazowej, w Fiume, w 1907 roku, zastosowano inne rozwiązanie - w celu obniżenia temperatury gazów, do podgrzewacza wstrzykiwano niewielką ilość wody. Woda odparowując obniżała temperaturę mieszanki, jednocześnie powodując drastyczny wzrost jej objętości. Dosyć niespodziewanie okazało się, że przyczyniło się to do kolejnego, znacznego zwiększenia efektywności układu napędowego.

To był początek torped parogazowych.

Amerykanie generator parogazowy po raz pierwszy wykorzystali w torpedzie Bliss-Leavitt Mk 7 45 cm x 5.2 m, wprowadzonej do służby w roku 1912. Jej konstrukcja była podstawą wszystkich późniejszych torped parogazowych używanych w US Navy. Była także pierwszą amerykańską torpedą, w której głowicy bojowej, zamiast bawełny strzelniczej użyto TNT. Co ciekawe, torpeda Bliss-Leavitt Mk 7 używana była aż do czasów II Wojny Światowej, kiedy to do służby przywrócono stare, pierwszowojenne niszczyciele z 18-calowymi wyrzutniami torpedowymi.

Także Niemcy rozpoczęli pracę nad torpedami cieplnymi. W pierwszym etapie wybrali paliwo - w wyniku porównania właściwości alkoholu i benzyny wybrano alkohol - po spaleniu mieszanka miała niższą temperaturę. Ich podgrzewacze - AV (Anwärmvorrichtung) zostały zainstalowane w torpedach typu C/03 (torpeda z 1903 roku, napędzana 3-cylindrowym silnikiem Brotherhooda, ciśnienie powietrza w zbiorniku sięgające 150 atm). W wyniku podgrzania powietrza do 220 stopni C moc silnika wzrastała o 23 % (prędkość torpedy na dystansie 2000 m wzrosła o 7 węzłów). Pierwsze zmodyfikowane C/03 z instalacja AV weszły do służby w roku 1905.

Zastosowanie podgrzewaczy do torped C45/91 spowodowało zwiększenie ich prędkości na dystansie 1000 m o 5,5 węzła.

W 1906 roku skonstruowano torpedę C/06 - o 50 cm dłuższą niż torpeda C/03, z większym zbiornikiem powietrza i 4-cylindrowym silnikiem Brotherhooda. Była przeznaczona dla wchodzących do służby U-Bootów.

Następny etap to wprowadzenie generatorów parogazowych, dzięki którym zwiększono moc silników o 36 %. Pierwsze torpedy wyposażone w generatory parogazowe (C/03 D i C/06 D) nie posiadały zbiornika wody - woda była pobierana z morza. Prowadziło to do zasolenia układu napędowego.

Dalsze zwiększanie osiągów torped kalibru 45 cm nie było możliwe - praktyczne osiągi były ograniczone zapasem powietrza oraz czasem działania żyroskopu (GA) i wynosiły 4000 - 5000 m przy 27 węzłach. Torpedy C/06 D mogły się poruszać nawet dłużej, jednak na większych dystansach - z powodu zatrzymania żyroskopu - traciły na celności.

W 1906 roku skonstruowano dwie torpedy o kalibrze 50 cm - 6-metrową torpedę G/6 i 7-metrową torpedę G/7. W tych torpedach zamiast bawełny strzelniczej zastosowano mieszaninę TNT i Heksylu (heksanitrodifenyloaminy).

Aby zapewnić torpedom typu G stabilność kursu na długich dystansach, skonstruowano tandemowe urządzenie żyroskopowe GA II. Zbudowane było z dwóch żyroskopów, po przebyciu każdych 700 m, sterowanie przełączane było z jednego żyroskopu na drugi, po czym nieużywany żyroskop był ponownie rozpędzany przy użyciu sprężonego powietrza. Żyroskopy rozpędzane były do prędkości obrotowej ponad 10 tyś obr/min i posiadały moment obrotowy rzędu 50 kgm. Błąd sterowania z 2 % został zmniejszony do 1 %.

W czasie I Wojny Światowej, niemiecka Cesarska Marynarka Wojenna używała następujących typów torped okrętowych: C35/91, C45/91, C/03, C/06, G/6, G/7. Dodatkowo w trakcie wojny wprowadzono okrętową torpedę G/250 kalibru 45 cm i długości 5,5 m.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 21.12.11, 16:46

Część 5. Der Weg zum G7a Torpedo

Po zakończeniu I Wojny Światowej, na mocy postanowień Traktatu Wersalskiego (artykuł 192) Niemcy nie mogły między innymi prowadzić badań nad rozwojem broni torpedowej ani też produkować torped. Posiadać zaś mogły tylko ich ograniczoną ilość, wyznaczoną przez zwycięskie mocarstwa. W lecie 1919 roku dowództwo Reichsmarine powołało instytucję mającą zajmować się konserwacją i utrzymaniem posiadanych torped. Instytucja ta otrzymała nazwę Torpedo-Versuchsanstalt - zakład doświadczalny torped (TVA) i mieściła się w Eckernförde-Süd.
Pierwszym zadaniem TVA było utrzymanie torped G/7, które zostały pozostawione Reichsmarine. W dalszej perspektywie TVA miała zająć się dalszym rozwojem torpedy G/7 oraz elektrycznej torpedy E/7.

Prace rozwojowe nad torpedą G/7 rozpoczęły się w maju 1923 roku. Pierwszym ich etapem była próba zwiększenia prędkości z 35 do 40 węzłów oraz wdrożenie skonstruowanego pod koniec wojny nowego zapalnika kontaktowo-zbliżeniowego. Zwiększenie prędkości osiągnięto poprzez optymalizację kształtu torpedy oraz nieznaczne wzmocnienie konstrukcji silnika, dzięki czemu można go było zasilać mieszanką o wyższym ciśnieniu i temperaturze. Zmodyfikowana torpeda otrzymała oznaczenie G7s (nie mylić z oznaczeniem samonaprowadzającej się torpedy z okresu II Wojny Światowej). W kolejnym etapie zmodyfikowano rozrząd silnika - torpedy z nowym silnikiem otrzymały oznaczenie G7v. Kolejna modyfikacja dotyczyła zbiornika powietrza - dzięki wzmocnieniu jego konstrukcji osiągnięto zwiększenie ciśnienia magazynowanego powietrza z 160 do 200 atm. Ta torpeda oznaczona była G7v*.

Równolegle z rozwojem torpedy G/7 rozpoczęto prace nad nową torpedą kalibru 53,34 cm. Większy kaliber umożliwił zastosowanie nieznacznie powiększonego silnika z torpedy G7v o mocy 320 KM. Zespół napędowy (silnik, zespół regulatorów i reduktorów oraz generator parogazowy) miał masę 118 kg. Zwiększono masę materiału wybuchowego do 300 kg oraz zastosowano nowy zapalnik uderzeniowo-zbliżeniowy Pi G7a. Ponadto zainstalowano nowy żyroskop GA VIII, nowy aparat zanurzania oraz układ części ogonowej Whiteheada.

Po serii prób, 4 marca 1933 roku nowa torpeda pod oznaczeniem G7a została przekazana do masowej produkcji.

Podstawowe dane torpedy parogazowej typu G7a.
Średnica: 533,4 mm
Długość z zapalnikiem Pi G7a: 7,179 m
Masa torpedy z głowicą bojową: 1532 kg
Masa torpedy z głowicą ćwiczebną: 1518 kg
Masa zbiornika powietrza pod ciśnieniem 200 atm: 161 kg
Objętość zbiornika powietrza: 667 l
Masa paliwa: 11,75 kg, 14,5 l
Masa oleju smarnego: 6,138 kg, 6,82 l
Zapas wody: 57 l
Paliwo: Dekalina (dekahydronaftalen)
Wyporność: 1254 kg
Zasięg/prędkość: 12500 m / 30 węzły, 8000 m / 40 węzły, 6000 m / 44 węzły
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 27.12.11, 13:28

Część 6. Ogólny opis torpedy G7a

Patrząc na ogólny widok torpedy G7a
http://uboatarchive.net/G7a-Plate1.jpg
widzimy, że składa się ona z następujących części:
- głowicy - bojowej lub ćwiczebnej (Gefechtskopf, Übungskopf)
- zbiornika powietrza (Kessel)
- przedziału "wodnego" (Wasserkammer) - w rzeczywistości oprócz wody znajdowały się w nim również zbiorniki paliwa oraz oleju smarnego
- przedziału silnikowego - (Maschinenkammer) - zawierającego reduktory i regulatory, generator parogazowy oraz silnik
- części rufowej - (Hinterteil) - w której umieszczone były aparat zanurzania, żyroskop oraz maszynki sterowe
- części ogonowej - (Schwanzstück) - gdzie znajdowała się przekładnia różnicowa, rozdzielająca obroty silnika na dwa współosiowe wały i która była konstrukcją, w której zabudowano ster kierunku oraz głębokości

Wszystkie przedziały oprócz przedziału silnikowego były wodoszczelne.

Torpedy G7a mogły być wystrzeliwane zarówno z wyrzutni okrętów podwodnych jak i wyrzutni okretów nawodnych (niszczycieli, ścigaczy itp). Należało je jednak do danej wyrzutni (nawodnej/podwodnej) odpowiednio przystosować. Czynność ta sprowadzała się do wykręcenia jednej zaślepki z urządzenia rozruchowego (o tym później, przy okazji opisu tego urządzenia) oraz zainstalowania na górze kadłuba torpdy uchwytu do podwieszania torpedy (Hängewarze) - w przypadku wyrzudni nawodnych lub bolca prowadzącego (Haltebolzenwiderlager) - w przypadku wyrzutni okrętów podwodnych. Bolec prowadzący oraz niedemontowalna część uchwty do podwieszania pasowały do wycięcia znajdującego się w górnej części wewnętrznej powierzchni wyrzutni torpedowej. Załadowana do wyrzutni torpedowej okrętu podwodnego torpeda była unieruchomiona przez bolec blokujący wsuwany do wyrzutni (i wyciągany z niej automatycznie w chwili strzału), który zaczepiał o bolec prowadzący.

u995_01.jpg

Haltebolzenwiderlager.jpg

Hängewarze.jpg


(dwa ostatnie zdjęcia dzięki uprzejmości H?varda Hovdeta)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 04.01.12, 17:08

Część 7. Głowice ćwiczebne (Übungsköpfe)

Każda torpeda przed jej ostatecznym, bojowym użyciem była wystrzeliwana w celach testowych i ćwiczebnych. Z oczywistych względów podczas tych strzelań nie używano głowicy bojowej. Aby zapewnić bezpieczeństwo, możliwość śledzenia biegu oraz łatwość wydobycia torpedy używano głowic ćwiczebnych. Dla torped G7a skonstruowane były dwa modele głowic: typ 1210 oraz typ 1215.
Aby zachować te same warunki zarówno podczas strzelania próbnego jaki i strzału bojowego, głowica ćwiczebna musiała posiadać takie same wymiary oraz masę jak głowica bojowa.

Jeżeli spojrzymy na podane wcześniej dane ogólne torpedy G7a, zobaczymy, że jej masa wynosi nieco ponad 1500 kg, natomiast jej wyporność to około 1200 kg - czyli torpeda ma około 300 kg wyporności ujemnej - przy braku napędu (po zakończeniu biegu) po prostu zatonie. W przypadku strzelania bojowego jest to pozytywna cecha - w wypadku niewypału lub chybienia pójdzie na dno, uniemożliwiając lub poważnie utrudniając jej przechwycenie przez przeciwnika. Natomiast w przypadku strzelań próbnych - gdy zależy nam na odzyskaniu torpedy - w celu łatwego jej wyłowienia musimy zapewnić wypłynięcie na powierzchnię. Jest to właśnie jedno z głównych zadań głowicy ćwiczebnej - wytworzenie dostatecznego wyporu po zakończeniu biegu torpedy. W przypadku głowic typu 1210 oraz 1215 jest to osiągnięte poprzez wyszasowanie wody wypełniającej wnętrze głowicy przy użyciu sprężonego powietrza.

Głowice ćwiczebne posiadają gniazda do zainstalowania lamp ułatwiających śledzenie biegu torpedy oraz uchwyty ułatwiające wyłowienie torpedy. Głowica 1210 posiada także pneumatyczny brzęczyk, umożliwiający akustyczne namierzenie torpedy.

Głowice ćwiczebne malowane były w czerwono-białe pasy, które dodatkowo miały pomagać w zlokalizowaniu unoszącej się pod powierzchnią torpedy.

Budowa głowicy ćwiczebnej typu 1210

Na poniższym rysunku przedstawiona jest budowa głowicy 1210

general.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate3.htm)


Jej główne elementy to:
- kulisty zbiornik sprężonego powietrza
- grupa zaworów
- mechanizm szasujący głowicę
- brzęczyk pneumatyczny
- gniazda na lampy

Dostęp do wnętrza głowicy odbywa się poprzez burtowy otwór serwisowy. Wolna przestrzeń wewnętrzna jest wypełniana wodą. Metalowy klocki na dnie głowicy pełnią funkcję ruchomego balastu i umożliwiają dokładne wyważenie głowicy oraz regulację środka ciężkości torpedy.

Grupa zaworów

Grupa zaworów to zebrany w jednym odlewie zespół zaworów:
- ładującego zbiornik powietrza głowicy ćwiczebnej powietrzem pochodzącym z głównego zbiornika powietrza torpedy
- zaworu zwrotnego
- reduktora ciśnienia
- rozdzielacza powietrza

Gdy torpeda jest gotowa do wystrzelenia, zbiornik powietrza głowicy ćwiczebnej jest pusty. Główny zbiornik powietrza torpedy - wypełniony powietrzem pod ciśnieniem 200 atm jest połączony z grupą zaworów przewodem powietrznym. Przepływ powietrza jest blokowany przez zamknięty zawór ładujący. Zawór ładujący jest otwierany przez dźwignię, na końcu której jest umieszczona pewna masa. Dźwignia ta - w torpedzie gotowej do strzału - jest pochylona do przodu. W momencie startu torpedy siły bezwładności przesuwają dźwignię do tyłu i w ten sposób otwierają zawór ładujący, a powietrze z głównego zbiornika powietrza torpedy napełnia zbiornik powietrza głowicy do ciśnienia 200 atm. Przepływ powietrza w kierunku przeciwnym (gdy na skutek pracy silnika torpedy ciśnienie w głównym zbiorniku powietrza spada) jest uniemożliwiany przez zawór zwrotny.

valve group.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate4.htm)

charging air tank.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate3.htm)

charging 2.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate25.htm)

Po naładowaniu zbiornika, powietrze ze zbiornika płynie przewodem z powrotem do zespołu zaworów, gdzie jest kierowane do reduktora ciśnienia.

Powietrze po obniżeniu ciśnienia jest kierowane do mechanizmu szasującego głowicę oraz do brzęczyka pneumatycznego.

dischargin 1.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate3.htm)

discharging 2.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate25.htm)

Mechanizm szasujący

Mechanizm szasujący ma za zadanie wyszasowanie wody wypełniającej wnętrze głowicy ćwiczebnej przy użyciu sprężonego powietrza pochodzącego ze zbiornika powietrza. Mechanizm szasujący umieszczony jest w górnej, przedniej części głowicy i składa się z dwóch zaworów - wodnego i powietrza oraz klapki sterującej. W nieruchomej, gotowej do strzału torpedzie, klapka sterująca jest odchylana do przodu przez sprężynę, utrzymując obydwa zawory otwarte (ponieważ jednak zbiornik powietrza głowicy jest początkowo pusty, woda wypełniająca głowicę nie zostanie wyszasowana). Gdy torpeda jest w ruchu, opływająca torpedę woda odchyla klapkę do tyłu, zamykając zawory. Gdy prędkość torpedy spadnie do około 5 węzłów (na skutek wyczerpywania się paliwa, powietrza itp lub też w wyniku zadziałania licznika odległości), opór wody będzie zbyt mały, aby przezwyciężyć oddziaływanie sprężyny i klapka ponownie odchyli się do przodu, otwierając obydwa zawory oraz umożliwiając szas głowicy.

blowing.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate3a.htm)

blowing 1.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate3.htm)

blowing 2.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate25.htm)

Brzęczyk pneumatyczny

Brzęczyk pneumatyczny jest zasilany sprężonym powietrzem i wytwarza rozchodzące się w wodzie drgania o częstotliwości akustycznej.

Głowica ćwiczebna przed strzałem była wypełniania wodą słodką. Gdy strzelanie odbywało się w warunkach zimowych, w celu uniknięcia zamarznięcia wody lub mechanizmów głowicy ćwiczebnej, do wody dodawano spirytus w celu obniżenia temperatury zamarzania.

Po zakończeniu biegu torpedy oraz wyszasowaniu głowicy ćwiczebnej, torpeda unosiła się pionowo w wodzie, z głowicą częściowo wystającą ponad powierzchnię wody. Okręt zabezpieczający strzelanie mógł wówczas wyłowić torpedę.

picking up.jpg


1210 foto.jpg

(http://dws.org.pl/viewtopic.php?f=53&t=127635&sid=07114a8cd06256d12ed22bf3ff7d244b#p1505684)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez ObltzS » 04.01.12, 19:10

Witam !

SnakeDoc stopniowo "dawkuje" poszczególne zagadnienia - zapewne podanie ich wszystkich za jednym razem byłoby zbyt męczące :) .
Doczekaliśmy się wyjaśnienia poszczególnych schematów i pokrótkich ich opisów (z dodatkowym objaśnieniem poszczególnych instalacji poprzez ich barwne przedstawienie) zamieszczonych początkowo na U-boat Archive. Już tylko te dotychczasowe opisy pozwalają na zorientowanie się, jak delikatnymi i wrażliwymi musiały być wszystkie wewnętrzne instalacje torpedy (elektryczne, pneumatyczne, parowe itp.) a stosunkowo duża ilość różnorodnych mechanizmów umieszczona w korpusie torpedy podczas prowadzenia ataku torpedowego musiała niezawodnie funkcjonować, a wystarczyło, by odmówił posłuszeństwa lub zawiódł wdziałaniu tylko jeden np. zawór instalacji pneumatycznej (np. na wskutek wstrząsów) e typie G7a lub nastąpiła przerwa w obwodzie elektrycznym któregokolwiek z podzespołow w późniejszych torpedach elektrycznych G7e - cały wysiłek związany z podejściem do ataku, ustawieniem okrętu i ewentualnych spodziewanych stratach po ataku torpedowym poszedł na marne, nie mówiąc o morale załogi i wymiernych stratach finansowych z powodu niesprawnego technicznie "węgorza" ...
ObltzS
Admiral
Admiral
Moderator Team
 
Tonaż: 1.706.000 BRT

Dołączył(a): 05.07.05, 19:31
Lokalizacja: Polska południowa

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 05.01.12, 13:10

Część 8. Głowice ćwiczebne cd.

Głowica ćwiczebna typu 1215

Po zapoznaniu się z budową i działaniem głowicy typu 1210 bez problemu możemy wyjaśnić działanie głowicy typu 1215.

general.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate6.htm)

Ta głowica również jest szasowana sprężonym powietrzem przechowywanym w zbiornikach. Zbiorniki te napełniane są z głównego zbiornika powietrza torpedy - jednak nie automatycznie w chwili startu, ale ręcznie - w trakcie przygotowywania torpedy do strzału ćwiczebnego, przed załadowaniem torpedy do wyrzutni otwierany jest zawór ładujący. Przepływ powietrza w kierunku przeciwnym uniemożliwia zawór zwrotny.

charging 1.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate6.htm)

charging 2.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate6c.htm)

Mechanizm szasujący

Mechanizm szasujący jest uruchamiany przez klapkę sterującą. Podczas przygotowywania torpedy do strzału, klapka jest przesuwana do przodu i przy użyciu dźwigni blokującej blokowana w tym położeniu - zawór powietrza jest zamknięty. Po wystrzeleniu torpedy, w momencie gdy osiągnie ona prędkość około 10 węzłów, opór wody przesunie klapkę sterującą do tyłu. Gdy torpeda zwolni do prędkości około 10 węzłów, opór wody nie będzie mógł przeważyć siły sprężyny, która przesunie klapkę do przodu, otwierając zawór powietrza. Sprężone powietrze ze zbiorników przepływa do wnętrza głowicy, wypychając wodę przez zawór odwadniający w dnie głowicy.

blowing.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate6a.htm)

blowing 2.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate6c.htm)

Ciekawą funkcję pełni zbiorniczek oleju.

oil tank.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate6a.htm)

Jak widać z rysunku, powietrze przechodząc przez zawór mechanizmu szasującego musi przecisnąć się przez stosunkowo wąskie szczeliny i zbiorniczek oleju. Pełni on funkcję opóźniającą - aby uniknąć przypadkowego szasowania głowicy, gdy jej górna część chwilowo przebija powierzchnię wody (a może się tak dziać w początkowej fazie biegu torpedy, zanim wejdzie na właściwą głębokość).

1215_01.jpg

Widok ogólny głowicy typu 1215

1215_14.jpg

Widok mechanizmu szasującego

Porównując głowicę ćwiczebną typu 1215 z głowicą typu 1210 widać, że jest ona prostsza w konstrukcji. Usunięto bezwładnościowy zawór ładujący a w jego miejsce użyto zwykłego, ręcznego zaworu. Mechanizm szasujący ma dwie klapki sterujące (w celu zwiększenia niezawodności całości). Sądząc z dostępności fotografii torped z głowicami ćwiczebnymi, głowica typu 1215 była najczęściej używaną głowicą ćwiczebną i została prawdopodobnie wprowadzona w miejsce sprawiającej problemy głowicy typu 1210 (nie udało mi się dotrzeć do żadnego zdjęcia głowicy typu 1210 za wyjątkiem zdjęcia z forum DWS załączonego we wcześniejszym wpisie). Np. torpeda znajdująca się w przednim przedziale torpedowym U-995 w Laboe jest wyposażona w głowicę ćwiczebną typu 1215.

Aparatura rejestrująca

Cechą charakterystyczną głowic 1210 i 1215 jest to, że nie posiadają wbudowanych żadnych urządzeń rejestrujących parametry biegu torpedy (prędkości, głębokości, kursu, przechyłów itp). Jest to spowodowane tym, że głowice te używane były do strzałów ćwiczebnych już w flotyllach.

Głowice z urządzeniami rejestrującymi do strzałów testowych używane były w stacjach TVA.

(zdjęcia dzięki uprzejmości H?varda Hovdeta)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 11.01.12, 11:37

Część 9. Główny zbiornik powietrza oraz przedział wodny
(Kessel und Brenstoff- und Wasserkammer mit Kesselabsperrventil, Druckausgleicher und Ölgefäß für Maschine)


Zbiornik powietrza

Tuż za głowicą torpedy znajduje się zbiornik sprężonego powietrza. Jego długość wynosi 311,5 cm, czyli około 44% długości całej torpedy. Pojemność zbiornika wynosi 676 l, ciśnienie robocze - 200 atm.

kessel.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate7.htm)

W przednim denku zbiornika powietrza znajduje się otwór, który służy do podłączenia instalacji pneumatycznej głowicy ćwiczebnej - w przypadku zamontowania głowicy bojowej, otwór ten jest zatykany zaślepką. W tylnym dnie zbiornika znajduje się podłączenie przewodu przez który następuje ładowanie zbiornika oraz pobór powietrza przez mechanizmy napędowe torpedy.

Przedział wodny

Przedział wodny zawiera zbiornik paliwa (o pojemności 14,5 l), zbiornik oleju smarnego (6,5 l) a w wolnej przestrzeni magazynuje wodę potrzebną do wytworzenia mieszaniny parogazowej (57 l). Płyny te są transportowane do mechanizmów torpedy przy pomocy sprężonego powietrza pochodzącego z jednego z reduktorów znajdujących się w przedziale silnikowym. Powietrze z tego reduktora jest doprowadzane do rozdzielacza, skąd już jest indywidualnie doprowadzone do zbiorników paliwa, smaru i wody.

Na przewodzie wysokiego ciśnienia łączącego główny zbiornik powietrza z reduktorami w przedziale silnikowym zainstalowany jest zawór odcinający, który służy do zamknięcia dopływu powietrza do mechanizmów torpedy oraz zapobiegania utraty powietrza z powodu nieszczelności w czasie gdy torpeda jest magazynowana.

W kadłubie tego przedziału znajdują się zamykane zaślepkami otwory służące do napełniania poszczególnych zbiorników, do odwadniania zbiorników, wypust zaworu odcinającego oraz zaślepka rozdzielacza powietrza. Ta ostatnia służy do usuwania nadciśnienia w zbiornikach które powstało tam w trakcie biegu torpedy (oczywiście dotyczy to tylko sytuacji gdy wykonywany był strzał ćwiczebny i torpeda została odzyskana). Przed dokonaniem jakichkolwiek czynności serwisowych w tym przedziale, zaślepka była wykręcana uwalniając nadciśnienie na zewnątrz.

wasser kammer.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate8.htm)


wasser kammer 2.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate25.htm)

IMG_6244.JPG

Vannkammer styrbord (oversiktsbilde ovenfra).jpg


(zdjęcia dzięki uprzejmości H?varda Hovdeta)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 18.01.12, 19:21

Część 10. Przedział silnikowy oraz część rufowa

Za przedziałem wodnym znajduje się przedział silnikowy oraz część rufowa torpedy.

W przedziale silnikowym znajdują się:
- grupa zaworów i regulatorów powietrza wraz z haczykiem startowym
- licznik odległości
- generator parogazowy
- blok regulatora prędkości
- urządzenie opóźniające pełny start silnika
Przedział silnikowy nie jest wodoszczelny.

W wodoszczelnej, rufowej części torpedy znajdują się:
- żyroskop wraz z maszynką sterową
- aparat zanurzania wraz z maszynką sterową

Maschinenkammer.jpg

(http://uboatarchive.net//G7A-Plate9.htm)

Hinterteil.jpg

(http://uboatarchive.net//G7A-Plate10.htm)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez Olamagato » 30.01.12, 19:26

Małe pytanie o zasięg maksymalny. Na stronie http://www.navweaps.com/Weapons/WTGER_WWII.htm jest podawane, że torpeda G7a miała zasięg w najwolniejszym trybie aż 14 km, natomiast z innych źródeł wynika, że było to 12,5 km. Nigdzie nie znalazłem informacji o tym, że przez czas wojny udoskonalano napęd parogazowy, natomiast skądś ta różnica musi wynikać. Dane w jardach przeliczane na km sugerują, że pozyskano je z zeznań tuż po wojnie, natomiast te w km sugerują źródła całkowicie niemieckie.

W grach SH3 i 4 Rumuni użyli 12,5 km, jednak niektóre mody do SH5 też ustawiają 14 km.
Olamagato
Oberfähnrich zur See
 
Tonaż: 99.000 BRT

Dołączył(a): 06.02.08, 12:23

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 31.01.12, 11:19

12500 metrów przy 30 węzłach to dane, które ja widziałem w opracowaniu Eberhard Rösslera, "Die Torpedos der deutschen U- Boote", a ten korzystał z dokumentów z Bundes Archiv.
Natomiast widziałem brytyjski dokument "The German 21'' G.7a Torpedo and a consideration of its performance" z grudnia 1939 roku, w której podają zasięg: 10940 (10000 m) jardów przy 32 węzłach i 16400 (15000 m) jardów przy 27 węzłach.

Należy podkreślić, że zasięg maksymalny (te 12500 m podawane przez Niemców) to nie odległość po której silnik torpedy przestanie pracować, ale odległość, na której torpeda porusza się ze stałą, nastawioną wcześniej prędkością. Dzięki takiemu założeniu można wyliczyć kąt strzału, przy którym torpeda z całą pewnością trafi w cel (jeżeli oszacowano poprawnie kąt biegu celu i prędkość celu).
Natomiast po przebyciu tej odległości, albo prędość torpedy spadnie (gdy paliwo się skończy wcześniej niż sprężone powietrze), albo torpeda się zatrzyma (gdy wcześniej skończy się powietrze).

Reasumując ten przydługi wywód - ja bym uznawał te 12,5 km, jako, że dane brytyjskie mogą pochodzić albo z przesłuchań, albo prób przechwyconych torped i niekoniecznie muszą być poprawne dla wszystkich egzemplarzy.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 31.01.12, 13:00

SnakeDoc napisał(a):12500 metrów przy 30 węzłach to dane, które ja widziałem w opracowaniu Eberhard Rösslera, "Die Torpedos der deutschen U- Boote", a ten korzystał z dokumentów z Bundes Archiv.
Natomiast widziałem brytyjski dokument "The German 21'' G.7a Torpedo and a consideration of its performance" z grudnia 1939 roku, w której podają zasięg: 10940 (10000 m) jardów przy 32 węzłach i 16400 (15000 m) jardów przy 27 węzłach.


Właśnie zauważyłem, że 12500 m / 30 węzłów to średnia (mniej więcej) pomiędzy 10940 jardów / 32 węzłów i 16400 jardów / 27 węzłów.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez Olamagato » 31.01.12, 14:36

Dzięki za rozjaśnienie.
Olamagato
Oberfähnrich zur See
 
Tonaż: 99.000 BRT

Dołączył(a): 06.02.08, 12:23

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 10.02.12, 13:58

Część 11. Grupa zaworów - zawór ładowania powietrza, zawór startowy, zawór zwrotny przedziału rufowego, reduktor niskiego ciśnienia, reduktor wysokiego ciśnienia oraz reduktor "nadciśnienia".
(Füll- und Absperrventil mit Wasserabschlußventil für G.A., Druckregler mit Ölgefäß, Maschinensperrung und Stauventil)


Tablica 11 przedstawia zebraną w jeden blok grupę zaworów i reduktorów niezbędnych do ładowania powietrza oraz
działania układu napędowego.

Zawór ładowania powietrza (Füllventil)

full ventil.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate11.htm)

Poprzez zawór ładowania powietrza napełniany jest zbiornik sprężonego powietrza. Jest to zawór zwrotny, zamykany pod wpływem sprężyny oraz ciśnienia powietrza znajdującego się w zbiorniku. Po podłączeniu przewodu ładującego (z instalacji wysokiego ciśnienia) zawór otworzy się tylko wtedy, gdy ciśnienie ładowania będzie większe niż ciśnienie powietrza w zbiorniku. Powietrze jest doprowadzane poprzez kanał (zaznaczony czerwonymi kropkami na fotografii)w bocznej ściance bloku zaworów do komory zaworu startowego i stamtąd do zbiornika sprężonego powietrza.

Zawór startowy (Absperrventil)

Zawór startowy otwiera dopływ sprężonego powietrza w momencie startu torpedy do dalszych elementów układu napędowego torpedy, umożliwiając rozruch silnika. Jest on uruchamiany poprzez haczyk startowy, który z kolei jest przestawiany poprzez język spustowy wyrzutni. Na wale haczyka startowego jest umieszczona krzywka, która przesuwa trzon zaworu startowego, umożliwiając przepływ powietrza

full ventil 2.jpg


Vlissingen_27.jpg

Ładowanie zbiornika sprężonego powietrza
(brzegowa wyrzutnia torpedowa w Vlissingen)

Zawór zwrotny przedziału rufowego (Wasserabschlußventil für G.A.)

Z komory za zaworem startowym powietrze jest doprowadzane między innymi do zaworu zwrotnego przedziału rufowego. Stamtąd powietrze płynie do dwustopniowego reduktora żyroskopu. Funkcją zaworu zwrotnego jest uniemożliwienie ucieczki powietrza z wodoszczelnego przedziału rufowego, dzięki czemu utrzymywane jest w nim nadciśnienie uniemożliwiające wpłynięcie wody do tego przedziału. Jest to funkcja bardzo istotna w trakcie strzelań próbnych/ćwiczebnych - dzięki temu zachowywanych jest kilka kilogramów wyporności, które umożliwiają wypłynięcie torpedy na powierzchnię.

wasserabschluss.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate11.htm)

Reduktor wysokiego ciśnienia (Maschinensperrung)

Z komory za zaworem startowym powietrze jest doprowadzane także do reduktora wysokiego ciśnienia, który zmniejsza ciśnienie powietrza do wartości 38 - 68 at (w zależności od nastawionej prędkości - 30, 40 lub 44 węzłów). Z reduktora wysokiego ciśnienia powietrze jest doprowadzane do reduktora niskiego ciśnienia oraz do reduktora "nadciśnienia" oraz w początkowej fazie ruchu torpedy służy do rozruchu silnika.

Maschinensperrung.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate11.htm)

Reduktor niskiego ciśnienia (Druckregler mit Ölgefäß)

Reduktor niskiego ciśnienia obniża ciśnienie powietrza do wartości 21 - 51 at (w zależności od nastawionej prędkości). Powietrze z tego reduktora jest doprowadzane bezpośrednio do generatora parogazowego.
Reduktor niskiego ciśnienia jest nastawiany na jedno z trzech wartości ciśnienia (21, 41, 51 at w zależności od ustawionej prędkości - odpowiednio 30, 40 lub 44 węzły). Nastawa ta odbywa się poprzez system dźwigni sterujących połączonych z regulatorem prędkości (przedstawiony na tablicy 16 - http://www.uboatarchive.net/G7A-Plate16.htm).
Ten system dźwigni porusza zawór sterujący, który mogąc przyjmować trzy położenia albo odcina dopływ, albo otwiera tylko jeden, albo obydwa dopływy oleju ze zbiornika do komór w dolnej części reduktora. Napięcie sprężyny reduktora (a więc ciśnienie wyjściowe reduktora) jest zależne od ilości dostarczanego oleju. Olej w zbiorniku jest utrzymywany pod ciśnieniem przez sprężone powietrze doprowadzane z zaworu startowego.

Druckregler.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate11.htm)

Druckregler 2.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate11.htm)


Reduktor "nadciśnienia" (Stauventil)

Reduktor "nadciśnienia" to kolejny reduktor niskiego ciśnienia. Ten ma jednak za zadanie wytworzyć ciśnienie o 6 at wyższe niż to wytwarzane przez reduktor niskiego ciśnienia (Druckregler mit Ölgefäß). Powietrze z tego reduktora jest doprowadzane do przedziału wodnego, gdzie przemieszcza płyny (paliwo, wodę oraz olej smarny) do instalacji napędowej. Te dodatkowe 6 at nadciśnienia jest wymagane, aby wymusić stały kierunek przepływu (szczególnie paliwa i wody do generatora parogazowego, gdzie doprowadzane jest przecież także powietrze).

stauventil.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate11.htm)

Reduktor nadciśnienia rozpoczyna swoje działanie (w przypadku strzału z wyrzutni nawodnej) w momencie wejścia torpedy do wody. Zapewnia to połączenie zaworu odcinającego dopływ powietrza z klapką urządzenia opóźniającego start silnika (przedstawionego na tablicy 12 - http://www.uboatarchive.net/G7A-Plate12.htm). Dzięki temu uniknięto rozruchu silnika bez obciążenia (śruby napędowe w powietrzu).'

stauventil 2.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate11.htm)

Można również zauważyć dodatkowe połączenie doprowadzające olej ze zbiornika oleju do górnej części reduktora "nadciśnienia" oraz reduktora niskiego ciśnienia. Doprowadzony tam olej tłumi nagłe i gwałtowne zmiany ciśnienia.


maschinenkammer 1.jpg

(Zdjęcie pochodzi z http://atlantikpirat.proforums.org/)


maschinenkammer 2.jpg


maschinenkammer 3.jpg


cover.jpg

Otwory inspekcyjne bloku zaworów

(zdjęcia dzięki uprzejmości H?varda Hovdeta)


Grupa zaworów jest jednym z bardziej złożonych elementów układu napędowego torpedy. Zrozumienie działania komplikuje fakt, że element ten jest mniej lub bardziej ściśle połączony z innymi (nie omawianymi jeszcze) elementami układu. Niemniej sądzę, że pod koniec opisu - gdy możliwe będzie ogólne spojrzenie na całość - wszystko stanie się jasne.
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 05.03.12, 11:40

Część 12. Urządzenie opóźniające pełny start silnika (z klapką wodną).
(Anlaßvorrichtung mit Wasserschlagklappe)


Urządzenie ma za zadanie opóźnić start silnika pełną mocą do momentu, kiedy torpeda znajdzie się w wodzie (przy strzałach z wyrzutni nawodnych). Składa się ono z dwóch elementów:
1. urządzenia opóźniającego - klapka oraz system dźwigni uruchamiających reduktor "nadciśnienia" grupy zaworów - dopóki reduktor nie zostanie uruchomiony, nie ma przepływu paliwa i wody do generatora parogazowego, a silnik działa wyłącznie dzięki energii sprężonego powietrza (czyli de facto tak jak pierwsze silniki pneumatyczne napędzające torpedy we wcześniejszym okresie).
2. urządzenia blokującego klapkę (komora rozprężająca, cylinder blokujący oraz dźwignia zabezpieczająca).

anlassvorrichtung.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate12.htm)

Tak długo jak torpeda jest w wyrzutni, dźwignia zabezpieczająca odcina dopływ powietrza (z reduktora żyroskopu)
do komory rozprężającej. Gdy tylko torpeda opuści wyrzutnię, dźwignia jest przesuwana przez ciśnienie powietrza, zawór się otwiera i pozwala na przepływ powietrza do komory rozprężającej. Kiedy ciśnienie w tej komorze przezwycięży siłę napięcia sprężyny, tłok cylindra blokującego jest przesuwany do przodu (komora rozprężająca odgrywa
w tym przypadku rolę "pneumatycznego opóźniacza" - wprowadza opóźnienie rzędu dziesiątych części sekundy).
Przesuwa on (jeżeli nie zrobił już tego napór wody) klapkę wodną do tyłu i blokuje ją w tej pozycji. Przesunięta
klapka wodna poprzez system dźwigni uruchamia reduktor "nadciśnienia" i umożliwia przepływ wody i paliwa do generatora parogazowego. Rozpoczyna się proces wytwarzania mieszaniny parogazowej i silnik zaczyna pracować pełną mocą.

Mechanizm blokujący jest bardzo istotny - ma on zapobiec chwilowym przerwom w dopływie paliwa/wody gdyby torpeda
wyskoczyła nad powierzchnię wody (wtedy klapka wodna by się znowu przesunęła do przodu).

Gdy torpeda ma być wystrzelona z wyrzutni okrętu podwodnego, z komory rozprężającej usuwana jest dysza,
dzięki czemu sprężone powietrze od razu (bez opóźnienia) przezwycięża silę napiętej sprężyny i przesuwa
tłok blokujący (tak aby silnik się uruchomił natychmiast po opuszczeniu wyrzutni).

IMG_8501.JPG

Maskinrom (vannplate og r?rsikring).jpg

G7a_Motor_6.jpg

G7a_motor_5.jpg


(zdjęcia dzięki uprzejmości H?varda Hovdeta)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 16.03.12, 15:48

Część 13. Generator parogazowy (parownik).
(Verdampfer)


combustion pot desc.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate13.htm)

Jest to element odpowiedzialny za wytworzenie mieszaniny parogazowej. Do generatora doprowadzane jest
sprężone powietrze, woda oraz paliwo. Powietrze i paliwo jest doprowadzane w górnej części, gdzie
zostaje rozpylone w komorze spalania. Woda jest doprowadzana w dolnej części, jednak zanim dostanie się
do komory, przepływa przez płaszcz wodny, po drodze zwiększając swoją temperaturę, tak, że do komory
wpada już w stanie gazowym. Powstająca mieszanina jest doprowadzana do cylindrów silnika.

Na jednym z przewodów prowadzących do silnika jest zamontowany zawór bezpieczeństwa, który otwiera się
w momencie przekroczenia dozwolonego ciśnienia mieszaniny parogazowej.

igniter desc.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate13.htm)

Zapłon paliwa w momencie odpalenia torpedy odbywa się przy pomocy naboju zapalającego, uruchamianego
sprężonym powietrzem napływającym do generatora.

W stanie gotowości, sprężyna rozpierająca przesuwa tłok do góry oraz tuleję w dół. Jednak ruchu tulei jest
blokowany przez kulki blokujące. Gdy do generatora w momencie odpalenia torpedy zaczyna płynąć sprężone powietrze,
wypełnia także przestrzeń nad tłokiem, powodując jego przesunięcie w dół. Wówczas kulki blokujące wchodzą w wycięcie w tłoku, odblokowując tuleję, która przesuwając się gwałtownie w dół uderza w ładunki zapalające, które paląc się przez około 5 sekund inicjują spalanie mieszanki powietrzno-paliwowej.

verdampfer.jpg

(zdjęcie dzięki uprzejmości H?varda Hovdeta)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 04.04.12, 11:25

Część 14. Silnik oraz pompa wody chłodzącej.
(Maschine und Kühlwasserpumpe)


Silnik torpedy G7a to 4-cylindrowy silnik spalinowy typu Brotherhood, wykonany z brązu. Zbudowany jest z czterech, radialnie rozmieszczonych cylindrów oraz z przylegających do każdego cylindra komór zaworowych.

W każdej z czterech komór zaworowych znajduje się zespół współosiowych, grzybkowych zaworów dolotowych i wylotowych. Zawory te są poruszane przez dwie krzywki znajdujące się na wale korbowym silnika. Zawór dolotowy pozwala na dopływ mieszaniny parogazowej do przestrzeni nad tłokiem, natomiast zawór wylotowy umożliwia przepływ mieszaniny z przestrzeni nad tłokiem do skrzyni korbowej. Gaz ze skrzyni korbowej ulatuje na zewnątrz przez wydrążony wał napędowy.

intake valves.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate14.htm)

intake.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate14.htm)

exhaust valves.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate14.htm)

exhaust.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate14.htm)

Na przewodach doprowadzających mieszaninę parogazową z generatora znajduje się zabezpieczenie termiczne, które chroni silnik przez zbyt wysoką temperaturą mieszaniny. Jest to korek z brązu, który topi się, gdy temperatura mieszaniny (np. wskutek wyczerpania się zapasu wody) przekroczyła około 700? Celsjusza. Stopiony korek otwierał przepływ mieszaniny parogazowej do regulatora prędkości, gdzie ciśnienie mieszaniny powodowało zamknięcie dopływu paliwa. Oczywiście to zabezpieczenie było stosowane tylko przy strzałach ćwiczebnych - w momencie gdy torpeda była przygotowywana do strzału bojowego, korek z brązu zastępowany był korkiem ze stali.

fuse.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate14.htm)

Każdy cylinder posiada w swojej bocznej ściance doprowadzenie sprężonego powietrza z reduktora wysokiego ciśnienia grupy zaworów. W momencie uruchomienia torpedy sprężone powietrze jest doprowadzane do cylindrów z trzech powodów:
- ma za zadanie wypchnąć wodę z cylindrów, która mogła się do nich dostać w czasie dłuższego przebywania torpedy w zalanej wyrzutni okrętu podwodnego;
- ma za zadanie poruszyć cylindry, aby umożliwić łatwiejszy start silnika;
- ma przeszkodzić w osiągnięciu przez silnik pełnej mocy na krótkim, początkowym odcinku biegu torpedy;

Dopływ sprężonego powietrza jest odcinany po przebyciu początkowego odcinka biegu torpedy poprzez mechanizm licznika odległości - silnik zaczyna pracować na pełnej mocy.

air inlets.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate14.htm)

machine.jpg

machine 2.jpg

machine cover.jpg


Na przedniej, frontowej części skrzyni korbowej silnika zamontowana jest prosta, zębata pompa wodna, która pobiera wodę morską z przedziału silnika i tłoczy ją poprzez kanały wykonane w bloku silnika, chłodząc jego istotne części. Woda pobierana jest poprzez siatkę zabezpieczającą i tłoczona poprzez zawór zwrotny. Woda opuszczająca blok silnika jest odprowadzana do przedziału silnikowego.

cooling water pump.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate15.htm)

(zdjęcia dzięki uprzejmości H?varda Hovdeta)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 27.04.12, 12:20

Część 15. Regulator prędkości.
(Geschwindigkeitsschalter und Schmelzsicherung)


Regulator prędkości to urządzenie sterujące ilością przepływających płynów (paliwa, wody, oleju smarnego) w zależności od nastawionej prędkości. Schemat połączeń z pozostałymi układami torpedy przedstawia poniższy rysunek.

paths.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate25.htm)

Przez regulator prędkości przechodzi powietrze z reduktora "nadciśnienia", które jest kierowane następnie do przedziału wodnego. Stamtąd wymusza przepływ wody, oleju oraz paliwa do regulatora. Olej, paliwo oraz woda przechodzą przez komory regulacyjne, w których umieszczone są nastawialne tarcze z trzema dyszami różnej wielkości. Tarcze te są obracane poprzez system kół zębatych, napędzanych przez pokrętło regulacyjne. Pozycja (nastawienie) tarcz regulacyjnych jest przenoszone poprzez system dźwigni do bloku zaworów - konkretnie reduktora niskiego ciśnienia, w celu wybrania wyjściowego ciśnienia powietrza. Regulator ciśnienia zawiera dodatkowy zawór - odcinający paliwo - uruchamiany poprzez ciśnienie gazów, które jest doprowadzane do regulatora w przypadku stopienia (z powodu przekroczenia dopuszczalnej temperatury) brązowego korka w zabezpieczeniu termicznym silnika. W takim przypadku dopływ paliwa do generatora parogazowego zostanie odcięty, spalanie zakończone a silnik zostanie uchroniony przed stopieniem. W dolnej części regulatora znajdują się dwa zawory startowe, otwierające przepływ wody oraz paliwa. Zawory startowe są otwierane krzywką obracaną poprzez system dźwigni połączonych z haczykiem startowym torpedy - otwierane są w momencie wystrzelenia torpedy, równocześnie z otwarciem startowego zaworu powietrza w bloku zaworów.

front.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate16.htm)

back.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate16.htm)

side.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate16.htm)

Przepływ płynów przez regulator prędkości:

front-paths.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate16.htm)

back-paths.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate16.htm)

side-paths.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate16.htm)

Powietrze
Olej smarny
Paliwo
Woda
Gazy z zabezpieczenia termicznego silnika

speed control gear front.jpg

speed control gear side.jpg

speed control gear cover.jpg


(zdjęcia dzięki uprzejmości H?varda Hovdeta)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Re: Niemiecka okrętowa torpeda parogazowa typu G7a

Postprzez SnakeDoc » 28.05.12, 09:09

Cześć 16. Licznik odległości z urządzeniem zatrzymującym silnik oraz blokadą steru głębokości oraz przerywacz przepływu oleju smarnego.
(Stoppvorrichtung und Rudersperrung mit Unterbrecherschmierung)


Układ napędowy torpedy G7a posiadał dwa mechaniczne liczniki odległości, napędzane od wału napędowego silnika. Pierwszy z nich - "Sperrung" - wyskalowany do 110 m - był przeznaczony do odblokowania sterów głębokości oraz do umożliwienia pełnego startu silnika po przebyciu początkowej, nastawianej pokrętłem odległości, drugi z nich - "Laufstrecke" - wyskalowany do 170 hm miał odciąć dopływ sprężonego powietrza do bloku zaworów zatrzymując torpedę po przebyciu wprowadzonej uprzednio odległości.

Blokowanie sterów głębokości było konieczne, ponieważ na początkowym odcinku drogi torpeda posiadała nieustabilizowaną prędkość, podlegała znacznym przyspieszeniom (które wpływały na wahadło aparatu zanurzania) a także zmieniała raptownie zanurzenie (przy strzale z wyrzutni okrętu nawodnego). Dlatego, aby uniknąć gwałtownych reakcji aparatu zanurzania, maszynkę sterową sterów głębokości odblokowywano po przebyciu tego początkowego odcinka.
Wraz z odblokowaniem sterów głębokości odcinano dopływ sprężonego powietrza, które użyte było do rozruchu silnika. Tę początkową odległość nastawiano na podstawie wartości odczytywanych z tabel, w zależności od rodzaju wyrzutni torpedowej.

Licznik zatrzymujący silnik był używany w trakcie strzelań próbnych oraz ćwiczebnych, przed strzałem bojowym był ustawiany na maksymalną wartość.

drive 1.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate17.htm)

drive 2.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate17.htm)

Na wale napędowym silnika znajduje się ślimak jednozwojny, który napędza ślimacznicę o 16-tu zębach osadzoną na wałku napędowym (1). Na drugim końcu wałka napędowego znajduje się ślimak jednozwojny napędzający kolejną 16-to zębną ślimacznicę osadzoną na wałku licznika blokady sterów głębokości. Oznacza to, że pomiędzy wałek napędowym silnika a wałkiem licznika blokady sterów głębokości jest przełożenie 256:1. Ponieważ pełny obrót wałka licznika blokady sterów głębokości odpowiada mniej więcej 270 metrom, oznacza to, że każdy obrót wału napędowego oraz śrub powoduje przemieszczenie torpedy o około 1 metr.

Na wałku licznika blokady znajduje się dwuzwojny ślimak napędzający 20-to zębną ślimacznicę na wałku napędowym (2). Na drugim końcu tego wałka znajduje się kolejny dwuzwojny ślimak napędzający 20-to zębną ślimacznicę wałka napędowego licznika wyłączającego silnik. Oznacza to, że pomiędzy wałkiem licznika blokady sterów głębokości a wałkiem licznika wyłączającego silnik występuje przełożenie 100:1.

Na każdym z dwóch wałków liczników znajdują się tarcze nastawcze połączone z pierścieniami, na obrzeżu których znajduje się krzywka, która wyzwala odpowiednią akcję (odblokowanie sterów lub zamknięcie zaworu startowego). Dzięki mechanizmowi zapadkowemu tarcza nastawcza (wraz z pierścieniem z krzywką) może być obrócony o pewien kąt przez obsługę, a podczas biegu torpedy, wałek licznika obraca pierścień do pozycji wyjściowej.

Krzywka pierścienia licznika blokady sterów po przebyciu uprzednio nastawionego dystansu, poprzez system dźwigni podnosi blokadę maszynki sterowej sterów głębokości, a także - zamyka zawór doprowadzający sprężone powietrze do silnika (patrz opis silnika: http://ubootwaffe.pl/forum/posting.php? ... bb_pr28949).

rudder sperrung.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate17.htm)

Krzywka pierścienia licznika wyłączającego silnik - po obrocie do pozycji początkowej - podnosi ramię tłumika drgań powodując przesunięcie haczyka startowego do pozycji "zamknięte", zamknięcie zaworu startowego oraz odcięcie dopływu sprężonego powietrza do mechanizmów napędowych torpedy.

Laufstrecke.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate17.htm)

Wałek napędowy (1) jest wykorzystywany jako przerywacz przepływu oleju smarnego. Olej smarny jest doprowadzany pod ciśnieniem z regulatora prędkości do przerywacza przepływu oleju. Przed przerywaczem jest odgałęzienie doprowadzające olej do bloku silnika. W poprzek wałka napędowego (1) są przewiercone otwory, które pozwalają na przepływ oleju tylko w jednym, konkretnym położeniu wałka. Z przerywacza przepływu, olej jest doprowadzany do wałków liczników oraz do przekładni różnicowej w części ogonowej.

oil.jpg

(http://uboatarchive.net/G7A-Plate17.htm)

general.jpg


detail.jpg


cover.jpg


(zdjęcia dzięki uprzejmości H?varda Hovdeta)
Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
SnakeDoc
Fregattenkapitän
Fregattenkapitän
Moderator Team
 
Tonaż: 545.000 BRT

Dołączył(a): 07.08.07, 20:55

Następna strona

Posty: 42 • Strona 1 z 21, 2

Powrót do Uzbrojenie



Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 1 gość

cron