1. Ogólna budowa wyrzutni torpedowych

Wyrzutnie torpedowe instalowane na niemieckich frontowych okrętach podwodnych Typu II, VII, IX i XXIII w okresie II Wojny Światowej były złożonymi urządzeniami które miały umożliwić wystrzelenie torpedy w położeniu podwodnym oraz ponowne załadowanie. Dodatkowo umożliwiały stawianie min morskich typu TMA, TMB oraz TMC.

Oprócz samej wyrzutni, w skład aparatu torpedowego wchodziły: zewnętrzne i wewnętrzne pokrywy wyrzutni, mechanizm otwierania pokryw, instalacje do zatapiania oraz osuszania wyrzutni, system wystrzeliwania torpedy, mechanizmy zabezpieczające i pomocnicze.

Wyrzutnie miały postać rury o wewnętrznej średnicy 553,6 mm i długości 755,2 cm. Rura złożona była z trzech segmentów (jednego wewnątrz kadłuba ciśnieniowego i dwóch na zewnątrz) skręconych razem ze sobą przy użyciu śrub i kołnierzy. Segmenty wykonane były z brązu (w późniejszym okresie wojny wobec deficytu miedzi wykonywano je także ze stali). Oprócz wyrzutni przez kadłub ciśnieniowy wychodziły na zewnątrz następujące instalacje:

• wał napędowy mechanizmu otwierania zewnętrznej pokrywy wyrzutni
• przewód napełniania i osuszania wyrzutni
• przewód odpowietrzania wyrzutni
• przewód sprężonego powietrza instalacji stawiania min
• przewód sprężonego powietrza zasilający siłownik bolca ryglującego miny

Wyrzutnia wyposażona była w urządzenia umożliwiające wprowadzenie do załadowanej torpedy nastaw głębokości biegu, kąta odchylenia, prędkości, a w późniejszym okresie także ustawień programatorów FAT (od lutego 1943 roku) i LUT (od czerwca 1944 roku). Nastawy te wprowadzano ręcznie - z wyjątkiem kąta odchylenia oraz ustawień LUT, które były ustawiane zdalnie przez kalkulator torpedowy (Torpedo Vorhaltrechner) poprzez serwomotor. Urządzenia te wyciągane były automatycznie z wyrzutni w momencie strzału poprzez pręt spustowy.

Zewnętrzne pokrywy wyrzutni były otwieranie ręcznie przy pomocy mechanizmu śrubowego napędzanego przez wał biegnący równolegle do wyrzutni - każda wyrzutnia wyposażona była w dwie służące do tego celu korby (jedna znajdowała się na stanowisku przy wewnętrznej pokrywie, druga - na stanowisku w połowie długości części wyrzutni znajdującej się wewnątrz kadłuba).

Fot.1. Mechanizm otwierania zewnętrznej pokrywy wyrzutni [1].

1. Czop wału otwierania zewnętrznej pokrywy na stanowisku przy wewnętrznej pokrywie wyrzutni nr II.
2. Mechanizm otwierania pokryw zewnętrznych wyrzutni nr II i IV na stanowisku pomiędzy wyrzutniami.

Fot. 2. Mechanizm otwierania pokryw zewnętrznych wyrzutni nr II i IV na stanowisku pomiędzy wyrzutniami.

Fot. 3. Zewnętrzna część wyrzutni torpedowej okrętu podwodnego typu XXI.

1. Mechanizm śrubowy zamieniający ruch obrotowy wału otwierającego zewnętrzną pokrywę wyrzutni na ruch posuwisty.
2. Siłownik bolca ryglującego miny.
3. Wlot przewodu odpowietrzającego wyrzutnię.

Mosiężne rurki widoczne na fotografii 3 to przewody doprowadzające smar do wszystkich ruchomych elementów wyrzutni.
Każda wyrzutnia wyposażona była w bolec ryglujący torpedę, bolec ryglujący miny oraz język spustowy mechanizmu uruchamiającego silnik torpedy.

Fot. 4. Obudowa zespołu bolca ryglującego torpedę oraz języka spustowego wyrzutni nr IV na U-995.

1. Obudowa zespołu bolca ryglującego torpedę oraz języka spustowego.
2. Wałek łączący urządzenie nastawcze torpedy z panelem sterującym LUT.
3. Wał napędowy mechanizmu otwierania pokrywy zewnętrznej.
4. Cięgno łączące pręt spustowy z zespołem bolca ryglującego i języka spustowego.

Bolce ryglujące unieruchamiały załadowaną do wyrzutni torpedę (lub miny) we właściwej pozycji, dzięki czemu możliwe było włożenie przez odpowiadające sobie otwory w ściance wyrzutni i kadłubie torpedy urządzeń nastawiających głębokość i kąt biegu. Bolec ryglujący torpedę wyciągany był z wyrzutni automatycznie w momencie strzału poprzez pręt spustowy. Bolec ryglujący miny podnoszony był ręcznie.

Język spustowy był wsuwany do wyrzutni w momencie strzału poprzez pręt spustowy. Gdy pod wpływem sprężonego powietrza torpeda zaczynała wysuwać się z wyrzutni, język spustowy uruchamiał silnik torpedy.

Wyrzutnia torpedowa wyposażona była w system blokad uniemożliwiających równoczesne wykonanie niektórych operacji lub też wykonanie ich w niewłaściwej kolejności.

Zewnętrzna pokrywa wyrzutni była konieczna, aby zapobiec wtargnięciu wody do wnętrza okrętu w trakcie przeładowywania torpedy. Pokrywa zewnętrzna była skonstruowana w ten sposób, że otwierała się przeciw ciśnieniu wody (dzięki temu była odporna na duże ciśnienia panujące na większych głębokościach oraz wybuchy bomb głębinowych). Jednak nawet na głębokości peryskopowej podczas ataku w zanurzeniu wyrzutnie znajdowały się na głębokości około 10 m, zatem w stosunku do wnętrza wyrzutni (gdzie panowało ciśnienie około 1 at) ciśnienie zewnętrzne było dwa razy większe i skutecznie uniemożliwiało otwarcie zewnętrznej pokrywy.

Dlatego wyrzutnie torpedowe przed otwarciem zewnętrznej pokrywy należało zalać wodą. Stosowane były dwa rozwiązania: zalanie wodą zaburtową lub też przepompowanie wody ze specjalnego zbiornika znajdującego się na okręcie, a po napełnieniu wyrzutni wyrównanie ciśnienia z ciśnieniem zewnętrznym poprzez otwarcie zaworu doprowadzającego wodę zaburtową. W pierwszym przypadku instalacja była dużo prostsza, jednak w momencie zatapiania wyrzutni dochodziło do znacznego zaburzenia trymu oraz zmiany ciężaru okrętu. W drugim przypadku instalacja była bardziej złożona, jednak w trakcie zatapiania wyrzutni ciężar okrętu się nie zmieniał, a zmiana trymu była minimalna (zależna od wzajemnego usytuowania zbiorników oraz wyrzutni torpedowych).

Dodatkowo występowały jeszcze zewnętrzne klapy w kadłubie lekkim osłaniające wyloty wyrzutni. Klapy te były sprzężone z mechanizmem otwierania pokryw zewnętrznych i otwierane były równocześnie z nimi.

Pokrywy wewnętrzne skonstruowane były w taki sposób, że otwierały się do wnętrza okrętu. Oznaczało to, że były w stanie wytrzymać jedynie ograniczone ciśnienie. Dlatego przed głębszym zanurzeniem należało zamykać zewnętrzne pokrywy, a ich ewentualne uszkodzenie mogło doprowadzić do zalania i zatonięcia okrętu (sytuację taką opisuje Herbert Werner w "Żelaznych trumnach", gdy fala uderzeniowa wywołana przez pobliski wybuch bomby wyłamała wewnętrzne pokrywy). Wewnętrzne pokrywy wyrzutni były blokowane za pomocą zamka bagnetowego składającego się z ruchomego pierścienia znajdującego się na wewnętrznym końcu wyrzutni oraz śrubowego mechanizmu obracającego pierścień.

Fot. 5. Otwarta wyrzutnia torpedowa nr II na U-570 [2].

Fot. 6. Rufowa wyrzutnia torpedowa na U-995.

1. Ruchomy pierścień blokujący
2. Mechanizm obracający pierścień blokujący
3. Znacznik pozycji pierścienia

Zęby znajdujące się na wewnętrznej krawędzi pierścienia po domknięciu wewnętrznej pokrywy wyrzutni wchodziły w odpowiadające im zagłębienia. Po obrocie pierścienia zaczepiały o zęby znajdujące się na wewnętrznej powierzchni pokrywy. Znacznik pozycji pierścienia pozwalał stwierdzić, czy pierścień znajduje się w pozycji blokującej wewnętrzną pokrywę wyrzutni.

2. Instalacja zatapiania i osuszania wyrzutni

Instalacja składała się z wyrzutni torpedowej (Rohr), zbiornika kompensacyjnego (Torp Zelle 1), przewodów odpowietrzających, przewodów odwadniających oraz szeregu zaworów: zaworu zasilającego (c2) łączącego instalację z instalacją niskiego ciśnienia okrętu (12 at), zaworu sterującego (q), zaworów odcinających (g), zaworu wyrównawczego ciśnienia (h), zaworu odwadniającego (i), zaworu odpowietrzającego (k1). Część zaworów zebrana była w panelu sterującym (Ausgleicharmatur). Zbiornik kompensacyjny miał pojemność większą od pojemności wyrzutni torpedowej i wstępnie był wypełniony wodą. Pojemności zbiorników kompensacyjnych wynosiły odpowiednio: rufowego - 2,35 m³, dziobowych - po 5,75 m³, a pojemność wyrzutni torpedowej - 1,81 m3.

Rys. 1. Instalacja zatapiania i osuszania wyrzutni torpedowej [3].

Procedura zatapiania wyrzutni wyglądała następująco:

1. Trójdrożny zawór odwadniający (i) - otwarty;
2. Zawory odcinające (g) - otwarte;
3. Zawór sterujący (q) w pozycji łączącej instalację niskiego ciśnienia ze zbiornikiem kompensacyjnym (Torp Zelle 1) oraz łączącym wyrzutnię z odwietrznikiem;
4. Otwierano zawór zasilający (c2) - powietrze z instalacji niskiego ciśnienia przepychało wodę ze zbiornika kompensacyjnego do wyrzutni torpedowej. Gdy z odwietrznika zaworu (q) zaczynała wylewać się woda, zamykano dopływ powietrza oraz odcinano zawór trójdrożny (i).
5. Wyrównywano ciśnienie poprzez chwilowe otwarcie zaworu (h) łączącego wyrzutnię torpedową poprzez zawór burtowy (a) z otaczającą okręt wodą.

Teraz już można było otworzyć zewnętrzną pokrywę oraz wystrzelić torpedę. Po oddaniu strzału i zamknięciu zewnętrznej pokrywy wyrzutni, w jej środku zamiast torpedy znajdowała się ponad tona wody. Aby osuszyć wyrzutnię należało wykonać następujące czynności:

1. Otworzyć trójdrożny zawór odwadniający (i);
2. Otworzyć zawory odcinające (g);
3. Zawór sterujący (q) ustawić w pozycji łączącej instalację niskiego ciśnienia z wyrzutnią torpedową, a zbiornik kompensacyjny z odwietrznikiem;
4. Otworzyć zawór zasilający (c2) - powietrze z instalacji niskiego ciśnienia wypychało wodę z wyrzutni torpedowej do zbiornika kompensacyjnego. Gdy z odwietrznika zaworu (q) zaczynało uchodzić sprężone powietrze, odcinano dopływ powietrza i zamykano zawór trójdrożny (i) (była to operacja, w wyniku której na okręcie wytwarzało się nadciśnienie).

Teraz zbiornik kompensacyjny można było przy pomocy sprężonego powietrza opróżnić z nadmiaru wody wypychając ją za burtę.
Specjalna blokada uniemożliwiała otwarcie zaworu odwadniającego (i) przy otwartej pokrywie zewnętrznej oraz otwarcie zewnętrznej pokrywy przy otwartym zaworze odwadniającym.

Fot. 7. Przedni przedział torpedowy U-190 [4].

1. Zawór sterujący (q).
2. Zawory odcinające (g).
3. Zawór zasilający (c2).

Fot. 8. Panel sterujący (Ausgleicharmatur) na U-995 [5].

Fot. 9. Przedni przedział torpedowy na U-995.

1. Zawór odwadniający (i).

Fot. 10. Zawór burtowy z zaworem wyrównania ciśnienia.

1. Zawór burtowy (a)
2. Zawór wyrównania ciśnienia (h)

3. System wystrzeliwania torpedy

System wystrzeliwania torpedy miał za zadanie nadać jej pewną prędkość początkową oraz uruchomić jej silnik napędowy. Pierwszym, powszechnie stosowanym systemem wystrzeliwania torped był prosty system pneumatyczny, stosowany do końca I Wojny Światowej. Torpeda była wprawiana w ruch przy pomocy sprężonego powietrza wpuszczanego w przestrzeń pomiędzy jej tylną częścią, a wewnętrzną pokrywą wyrzutni torpedowej. Niepożądanym efektem było pojawienie się na powierzchni wody pęcherzy sprężonego powietrza wydobywającego się z wyrzutni, które zdradzały pozycję strzelającego okrętu. Dlatego opracowano tzw. systemy strzału dyskretnego. Niemieckie rozwiązanie wykorzystywało ściśle dopasowaną do wyrzutni tarczę-tłok umieszczaną za rufą załadowanej torpedy.

Fot. 11. Otwarta dziobowa wyrzutnia torpedowa z włożonym tłokiem na U-570 [2].

Fot. 12. Rufowa wyrzutnia torpedowa oraz tłok na U-995.

Tłok o masie około 35 kg wykonany był z metalu i posiadał na swojej bocznej krawędzi wypusty prowadzące. Na wewnętrznej powierzchni ściany wyrzutni wykonane były wgłębienia prowadzące tłok, które ciągnęły się przez całą wyrzutnie i kończyły około 90 cm przed zewnętrzną pokrywą wyrzutni. W odległości około 1 m od zewnętrznych pokryw zamykających - w rejonie gdzie występowały znaczne naprężenia wynikające z hamowania tłoka, wyrzutnia była wzmocniona zewnętrznym owrężeniem.

Fot. 13. Wnętrze rufowej wyrzutni torpedowej na U-995.

Rys. 2. Owrężenie przednich wyrzutni torpedowych [6].

Fot. 14. Owrężenie przedniej wyrzutni torpedowej na U-260 [7].

Fot. 15. Owrężenie przedniej wyrzutni torpedowej na U-352 [8].

Sprężone powietrze było wpuszczane do przestrzeni pomiędzy tłokiem a zamkniętą wewnętrzną pokrywą wyrzutni. Rozprężające się powietrze wypychało tłok z prędkością około 10 m/s, który z kolei wypychał torpedę. Tłok zatrzymywał się około 1 m od wylotu wyrzutni uniemożliwiając wydostanie się powietrza na zewnątrz. Po opuszczeniu wyrzutni przez torpedę wyrzutnia była automatycznie odwietrzana do wnętrza okrętu (była to kolejna przyczyna zwiększania się ciśnienia wewnątrz okrętu), a zewnętrzne ciśnienie wody wpychało tłok z powrotem w kierunku pokrywy wewnętrznej. Na koniec zamykano zewnętrzną pokrywę wyrzutni i osuszano wyrzutnię.

Opisana powyżej procedura dotyczyła jedynie strzału podwodnego. W przypadku strzałów przeprowadzanych na powierzchni nie można jej było użyć z oczywistego powodu - ciśnienie wody na głębokości pojedynczych metrów było niewystarczające do cofnięcia tłoka. Dlatego na powierzchni strzelano bez użycia tłoka - sprężone powietrze było wpuszczane w przestrzeń pomiędzy tłokiem a torpedą i wypychało torpedę. Specjalna blokada sprzężona z zaworem kierunkowym blokowała tłok w wyrzutni.

Wybór rodzaju strzału (podwodny albo nawodny) dokonywany był przy użyciu zaworu kierunkowego. Ciśnienie powietrza wyrzucającego torpedę przy strzale podwodnym i nawodnym wynosiło odpowiednio 10.5 at i 16 at.

Mechanizm strzału dyskretnego wykorzystujący ruchomy tłok był prosty, jednak wymagał bardzo dokładnego wykonania wyrzutni oraz tłoka - układ powinien być szczelny i się nie zakleszczać. Był z tego powodu bardzo podatny na uszkodzenia od wstrząsów wywołanych przez bomby lotnicze i głębinowe. Rozkaz nr 61 wydany przez BdU [9] opisywał procedurę sprawdzania wyrzutni torpedowych po każdym poważniejszym ataku.

Rys. 3. System wystrzeliwania torpedy [3].

Instalacja składała się z następujących elementów:

• zbiornika sprężonego powietrza o ciśnieniu maksymalnym 30 at i pojemności około 0.22 m³
• zaworu kierunkowego (p) wybierającego rodzaj strzału - nawodny/podwodny
• zaworu odpowietrzającego (m) - zawór ten działał jedynie w przypadku strzału podwodnego, w przypadku strzału nawodnego był zaślepiany przez tłok
• zaworu strzelniczego (o) - wpuszczał on sprężone powietrze ze zbiornika do wnętrza wyrzutni, a otwierany był poprzez mniejszy, "pilotowy" zawór uruchamiany z kolei przez pręt spustowy
• zaworu "pilotowego" (s)
• zaworu ładującego (e)

W stanie gotowym do strzału pręt spustowy napinał sprężynę, zbiornik sprężonego powietrza był napełniony do maksymalnego ciśnienia a zawór ładujący (e) był zamknięty. W momencie strzału pręt spustowy był zwalniany poprzez elektromagnes (przy strzale zdalnym z pomostu lub kiosku) lub też przy pomocy ręcznej dźwigni. Cofający się pręt wyciągał bolec ryglujący torpedę, wsuwał język spustowy do wyrzutni oraz otwierał zawór pilotowy (s). Otwarcie zaworu pilotowego prowadziło do otwarcia zaworu strzelniczego - sprężone powietrze ze zbiornika poprzez zawór kierunkowy (p) wypełniało przestrzeń pomiędzy tłokiem a wewnętrzną pokrywą wyrzutni (w przypadku strzału podwodnego) lub pomiędzy tłokiem a torpedą (w przypadku strzału nawodnego). Torpeda była wypychana na zewnątrz, a język spustowy uruchamiał silnik torpedy. W przypadku strzału podwodnego automatycznie otwierał się zawór odpowietrzający (m), który pozwalał na ujście sprężonego powietrza z wyrzutni do wnętrza okrętu. Tłok pod wpływem zewnętrznego ciśnienia wody cofał się, a wyrzutnia wypełniała się wodą. Po zamknięciu zewnętrznej pokrywy można było osuszyć wyrzutnię. W przypadku strzału nawodnego powietrze uchodziło przez zewnętrzną pokrywę wyrzutni.

Rys. 4. Działanie zaworu strzelniczego [10].

1. Obudowa zaworu strzelniczego.
2. Tłok zaworu strzelniczego.
3. Otwór smarowniczy.
4. Sprężyna zaworu strzelniczego.
5. Pokrywa zaworu.
6. Przewód odwietrzający (s1) prowadzący do zaworu pilotowego.
7. Kołnierz zbiornika sprężonego powietrza.
8. Przewód sterujący (s2) prowadzący do zaworu pilotowego oraz zaworu ładowania.

Gdy zbiornik sprężonego powietrza był napełniony do pełnego ciśnienia, na tłok zaworu strzelniczego (2) działały następujące siły:

• od dołu - połączona siła sprężyny zaworu (4) oraz pełnego ciśnienia powietrza, które przedostało się do przestrzeni podzaworowej przez szczelinę (A)
• na górną, stożkową część tłoka pełne ciśnienie powietrza

Tłok był zatem utrzymywany w pozycji zamkniętej, ponieważ siła działająca od dołu była większa. W momencie strzału, pręt strzelniczy otwierał zawór pilotowy, który poprzez przewód odpowietrzający (6) powodował nagły spadek ciśnienia w przestrzeni podzaworowej. Siła działająca na górną, stożkową część tłoka zaworu przesuwała tłok w dół i powodowała pełne otwarcie zaworu strzelniczego.

Fot. 16. Przedni przedział torpedowy na U-190 [4].

1. Zawory ładujące (e) zbiorników sprężonego powietrza wyrzutni nr II i nr IV.
2. Zbiornik sprężonego powietrza wyrzutni nr II.
3. Zawór strzelniczy (o) wyrzutni nr II.
4. Zawór kierunkowy (p) wyrzutni nr II.

Fot. 17. Przedni przedział torpedowy na U-995 [1].

1. Elektromagnes umożliwiający zdalne zwolnienie pręta spustowego.
2. Pręt spustowy.
3. Dźwignia ręcznego zwalniania pręta spustowego.
4. Blokada zabezpieczająca pręta spustowego.
5. Zawór kierunkowy (p).
6. Zawór strzelniczy (o).
7. Mechanizm blokujący tłok w wyrzutni podczas strzału.
8. Zawór pilotowy (s).

Fot. 18. Blokada tłoka wyrzutni nr IV w czasie strzału nawodnego.

1. Blokada tłoka sprzężona z zaworem kierunkowym. Gdy zawór jest w pozycji "strzał nawodny", do wyrzutni jest wsuwany trzpień blokujący tłok w wyrzutni.

Fot. 19. Tłok strzelniczy ze sterburtowej wyrzutni U-505 w Muzeum Techniki w Chicago.

1. Prawy-górny występ prowadzący.
2. Górny występ prowadzący.
3. Otwór w który wsuwany był trzpień blokady.

Fot. 20. Zawór odpowietrzający wyrzutni nr III.

1. Zawór odpowietrzający (m)

Zawór odpowietrzający był połączony poprzez zawór pilotowy ze zbiornikiem powietrza. Gdy ciśnienie powietrza w butli spadało do około 5 atm następowało automatyczne otwarcie zaworu (m) i odpowietrzenie wyrzutni do wnętrza okrętu.

Rys. 5. Wykres zależności ciśnienia oraz prędkości tłoka i torpedy w zależności od położenia w wyrzutni [10].

Zdarzały się wypadki, gdy w znajdującej się w wyrzutni torpedzie samoczynnie uruchamiał się silnik (Rohrlaufer). Aby uniknąć uszkodzenia wyrzutni przez powstające gazy wylotowe (w przypadku torped parogazowych) i wysoką temperaturę niechłodzonego silnika należało taką torpedę jak najszybciej usunąć z wyrzutni - przy pomocy sprężonego powietrza używanego normalnie do wystrzelenia torpedy, lub też gdy to zawiodło [11] (np. z powodu zbyt niskiego ciśnienia w zbiorniku) - z instalacji wysokiego ciśnienia używanej do stawiania min (chociaż w raporcie z przesłuchania marynarzy z okrętu U-409 jest wzmianka, że ten sposób również zawiódł, a torpedy pozbyto się instalując w wyrzutni niewielki ładunek wybuchowy) [12].

Coraz częstsze przypadki Rohrlauferów skłoniły BdU do wydania w listopadzie 1944 roku rozkazu specjalnego nr 68 opisującego procedurę obsługi wyrzutni torped [13].

4. System stawiania min

Niemieckie wyrzutnie torpedowe posiadały dodatkową instalację umożliwiającą stawianie min morskich. Do wyrzutni można było załadować 2 miny Typu TMA lub TMC lub 3 miny typu TMB. Miny były wyrzucane z wyrzutni przy użyciu sprężonego powietrza pochodzącego z instalacji wysokiego ciśnienia okrętu.

Rys. 6. Instalacja stawiania min [3].

Powietrze było wpuszczane kolejno przez przewody (s2), (s1) i (s) wypychając odpowiednio najbardziej zewnętrzną, środkową i wewnętrzną minę. Przełączanie odbywało się przy pomocy zaworu sterującego (p1). Zawór (o1) otwierał dopływ sprężonego powietrza. Nieopisany na rysunku, przechodzący przez kadłub sztywny drugi przewód sprężonego powietrza zasilał siłownik bolca ryglującego najbardziej zewnętrzną minę. W razie konieczności, wszystkie miny mogły opuścić wyrzutnię jednocześnie w wyniku użycia sprężonego powietrza wpuszczanego za tłok (czyli podobnie jak przy wystrzeleniu torpedy).

Fot. 21. Instalacja stawiania min [1].

1. Zawór odcinający (o1).
2. Zawór sterujący (p1).
3. Dźwignia wału bolca ryglującego miny.
4. Drążek uniemożliwiający otwarcie zaworu odcinającego (o1) przy opuszczonym bolcu ryglującym miny.
5. Drążek uniemożliwiający zwolnienie pręta spustowego przy opuszczonym bolcu ryglującym miny.
6. Drążek otwierający dopływ sprężonego powietrza do siłownika bolca ryglującego miny.

5. Mechanizmy zabezpieczające

Wyrzutnie torpedowe były wyposażone w szereg mechanizmów zabezpieczających przed przypadkowym lub omyłkowym wykonaniem czynności zagrażających bezpieczeństwu okrętu. Wspólnym elementem tych mechanizmów był pręt blokujący.

Mechanizm uniemożliwiający jednoczesne otwarcie wewnętrznych i zewnętrznych pokryw wyrzutni składał się z kątownika przymocowanego do ruchomego pierścienia blokującego wewnętrzną pokrywę wyrzutni, pręta blokującego oraz wału otwierającego zewnętrzną pokrywę wyrzutni. Wał otwierający zewnętrzną pokrywę wyrzutni mógł być obracany jedynie wtedy, gdy nie blokował go kątownik pierścienia blokującego - gdy pierścień był w pozycji blokującej wewnętrzną pokrywę wyrzutni. Wał otwierający zewnętrzną pokrywę wyrzutni poprzez mechanizm śrubowy przesuwał pręt blokujący w kierunku wewnętrznego końca wyrzutni - przy minimalnym uchyleniu zewnętrznej pokrywy koniec pręta blokował kątownik pierścienia blokującego uniemożliwiając jego obrót i otwarcie wewnętrznej pokrywy wyrzutni.

Pręt spustowy musiał być ponownie napięty przed otwarciem wewnętrznej pokrywy wyrzutni. Napięcie pręta spustowego powodowało wsunięcie rygla blokującego torpedę oraz wyciągnięcie języka spustowego. W momencie strzału pręt spustowy cofał się w kierunku wewnętrznego końca wyrzutni wchodząc w specjalne gniazdo przymocowane do ruchomego pierścienia blokującego wewnętrzną pokrywę wyrzutni. Obrócenie pierścienia w celu otwarcia wewnętrznej pokrywy było możliwe jedynie po ponownym napięciu pręta spustowego.

Fot. 22. Mechanizmy blokady pokryw wyrzutni na U-995.

1. Pierścień blokujący pokrywę wewnętrzną w pozycji "otwarte".
2. Kątownik blokady pokryw wyrzutni w pozycji "otwarte".
3. 5. 11. Gniazdo blokady pręta spustowego.
4. 10. Kątownik blokady pokryw wyrzutni w pozycji "zamknięte".
6. Wał otwierający zewnętrzną pokrywę wyrzutni.
7. Pręt spustowy.
8. Wsunięty pręt blokujący.
9. Wysunięty pręt blokujący.
12. Mechanizm obracający pierścień blokujący.
13. Mechanizm napinający pręt spustowy.

Mechanizm uniemożliwiający wystrzelenie torpedy przy zamkniętej pokrywie zewnętrznej składał się z zawleczki blokującej pręt spustowy. Zawleczka byłą odciągana do pozycji nieblokującej przez pręt blokujący który cofał się w miarę otwierania pokrywy zewnętrznej.
Zawór osuszający wyrzutnię był blokowany w pozycji "zamknięty" przez wypustkę pręta blokującego. Gdy zawór osuszający był otwarty, bolec blokujący poruszany przez system cięgien uniemożliwiał obrót wału otwierającego pokrywę zewnętrzną.

Fot. 23. Mechanizmy blokady zaworu osuszającego na U-995 [1].

1. Wał otwierający pokrywę zewnętrzną.
2. Zawór osuszający wyrzutnię.
3. Pręt blokujący.
4. Mechanizm blokujący obrót wału otwierającego pokrywę zewnętrzną.
5. Cięgna łączące zawór osuszający z blokadą wału i prętem blokującym.

Otwarcie zaworu odcinającego instalacji stawiania min przy zamkniętej pokrywie zewnętrznej było blokowane przez wypustkę cofniętego pręta blokującego.
Otwarcie zaworu odcinającego instalacji stawiania min przy opuszczonym bolcu ryglującym miny było blokowane przez drążek łączący wał podnoszący bolec ryglujący z zaworem odcinającym.
Wystrzelenie torpedy przy opuszczonym bolcu ryglującym miny było blokowane poprzez drążek łączący wał podnoszący bolec ryglujący z prętem spustowym.

Fot. 24. Mechanizm blokady instalacji stawiania min na U-995 [1].

1. Wał podnoszący bolec ryglujący miny.
2. Zawór odcinający instalacji stawiania min.
3. Pręt blokujący.
4. Zawór sterujący instalacji stawiania min.
5. Drążek blokujący pręt spustowy.
6. Drążek sterujący zaworem sprężonego powietrza zasilającego siłownik bolca ryglującego miny.
   
   

6. Urządzenia nastawcze torped

Do załadowanej do wyrzutni torpedy przed jej wystrzeleniem należało wprowadzić nastawy toru jej ruchu. Były to: głębokość biegu, prędkość oraz kąt odchylenia. W późniejszym okresie wojny, w miarę wprowadzania torped manewrujących typu FAT i LUT, doszły jeszcze dodatkowe nastawy określające długość toru prostoliniowego, kierunek pierwszego skrętu (w przypadku programatorów FAT) oraz trzy dodatkowe kąty wyznaczające ostateczny kurs (w przypadku programatorów LUT). Wszystkie nastawy były wprowadzane poprzez obrót wałków wsuwanych do wnętrza torpedy przez otwory w ściankach wyrzutni. Nastawy prędkości, głębokości biegu oraz programatora FAT ustawiane były za pomocą wsuwanych ręcznie i obracanych wyskalowanymi pokrętłami wałków. Wałki te musiały być przed strzałem usunięte z wyrzutni. Bardzo istotną nastawą torpedy był kąt biegu, który określał kurs torpedy po opuszczeniu wyrzutni. Kąt ten był podczas podejścia do ataku wyliczany na bieżąco przez kalkulator torpedowy i przekazywany poprzez system selsynów do odbiorników (T-Schußwinkelempfänger) w przednim i tylnym przedziale torpedowym. Odbiorniki te były połączone wałkami z urządzeniami nastawczymi torped na wyrzutniach (GA-Stellzeuge), które z kolei przez wpuszczone do wnętrza wyrzutni wałki nastawiały żyroskopy torped na żądany kąt. Wałki te były wyciągane automatycznie z wyrzutni przez cofający się w momencie strzału pręt spustowy. W przypadku awarii elektrycznego systemu przekazywania wyliczonego kąta biegu torpedy z kalkulatora torpedowego do odbiorników, kąt mógł być wprowadzony ręcznie za pomocą pokrętła. Do odbiornika w przednim przedziale torpedowym oprócz wyliczonego kąta biegu przekazywano także wyliczony kąt rozproszenia w przypadku strzelania salwą. W zależności od wybranych do strzału wyrzutni odbiornik odpowiednio modyfikował kąty biegu poszczególnych torped.

Od połowy 1944 roku na uzbrojenie niemieckich okrętów podwodnych wprowadzono torpedę manewrującą z programatorem LUT. Wymagała ona dodatkowych urządzeń umożliwiających wprowadzenie dodatkowych trzech kątów wyznaczających ostateczny kurs torpedy. Kąty te wprowadzane były za pomocą panelu sterującego LUT ("Einstelltafel") umieszczonego w przednim przedziale torpedowym pomiędzy wyrzutniami torped. Panel sterujący był połączony za pomocą wałka oraz dwóch elastycznych cięgien ze zmodyfikowanym urządzeniem nastawczym (GA-Stellzeuge) na każdej z czterech wyrzutni torpedowych.

Fot. 25. Urządzenie nastawy kąta biegu tylnej wyrzutni torpedowej na U-995.

1. Urządzenie nastawy kąta biegu (GA-Stellzeuge).
2. Wałek łączący urządzenie nastawy z odbiornikiem kąta biegu (T-Schußwinkelempfänger).
3. Ręczne pokrętło nastawy głębokości biegu torpedy.
4. Wał otwierający zewnętrzną pokrywę wyrzutni.
5. Pręt spustowy.
6. i  7. Przewody sprężonego powietrza instalacji stawiania min.

Fot. 26. Odbiornik kąta biegu w rufowym przedziale torpedowym U-995.

1. Odbiornik kąta biegu (T-Schußwinkelempfänger) - jedna tarcza pokazuje kąty w zakresie 0-360°, druga w zakresie 0-10°. Każda tarcza posiada wskazówkę oraz obrotowe okienko z czerwoną strzałką. Wskazówka pokazuje wartość przesyłaną z kalkulatora torpedowego, okienko - aktualną wartość wprowadzoną przy pomocy ręcznego pokrętła, przekazaną dalej za pomocą wałka do GA-Stellzeuge.
2. Pokrętło ręcznego ustawiania kąta biegu.

Fot. 27. Odbiornik kąta biegu w dziobowym przedziale torpedowym U-995.

1. Odbiornik kąta biegu (T-Schußwinkelempfänger) oraz kąta rozproszenia salwy.
2. Pokrętło ręcznego ustawiania kąta biegu.
3. Wałek łączący odbiornik kąta biegu (T-Schußwinkelempfänger) z urządzeniem nastawy (GA-Stellzeuge) wyrzutni torpedowej nr II.
4. Wałek łączący odbiornik kąta biegu (T-Schußwinkelempfänger) z urządzeniem nastawy (GA-Stellzeuge) wyrzutni torpedowej nr I.
5. Panel sterujący LUT.

W odróżnieniu od mniejszego i prostszego odbiornika rufowego, odbiornik w przedziale dziobowym był wyposażony w serwomotor, który samoczynnie nastawiał urządzenia nastawy na wyrzutniach odpowiednio do wartości otrzymywanych z kalkulatora torpedowego. W przypadku jego awarii, żądany kąt można było wprowadzić ręcznie używając pokrętła

Fot. 28. Urządzenie nastawy kąta biegu oraz nastaw LUT wyrzutni torpedowej nr IV na U-995.

1. Urządzenie nastawy kąta biegu oraz nastaw LUT.
2. Wałek łączący z panelem sterującym LUT.
3. Wałek łączący z panelem sterującym LUT.
4. Wałek łączący z odbiornikiem kąta biegu.
5. Wał napędowy mechanizmu otwierania pokrywy zewnętrznej.
6. Cięgno połączone z prętem spustowym, wyciągające urządzenie nastawy z wyrzutni w momencie strzału.

Rys. 7. Schemat połączeń urządzeń nastawczych [14]. 

Fot 29. Urządzenie nastawy głębokości rufowej wyrzutni na U-995.

1. Urządzenie nastawy głębokości biegu.
2. Urządzenie nastawy kąta biegu.

 
Rys 8. Urządzenie nastawcze FAT - narysowany przez rozbitka z U-664 [15].

Rys 9. Urządzenie nastawcze FAT [16].

7. Wyrzutnie torpedowe na okrętach Typu XXIII

Okręty podwodne Typu XXIII były wyposażone w dwie dziobowe wyrzutnie torpedowe. Ich budowa i działanie było identyczne jak wyrzutni instalowanych na okrętach wcześniejszych typów. Występowały jednak pewne różnice w ich użyciu wynikające z nowych założeń taktycznych oraz ograniczeń technicznych konstrukcji okrętu Typu XXIII. Przede wszystkim z racji niewielkich rozmiarów całego okrętu nie było miejsca na zapasowe torpedy - okręt dysponował jedynie dwoma załadowanymi do wyrzutni. Z powodu niewielkiego przedniego przedziału torpedowego (o całkowitej długości około 9 m) załadunek torped do wyrzutni odbywał się w porcie, od zewnątrz, przy użyciu specjalnej konstrukcji (fot. 29). Ponadto z powodu zbyt małej odległości pomiędzy wewnętrzną pokrywą wyrzutni torpedowej a grodzią pomiędzy przednim przedziałem torpedowym i centralą (ok. 4,5 m) możliwe było jedynie częściowe wyciągnięcie torpedy (o całkowitej długości około 7 m) z wyrzutni w celu sprawdzenia i konserwacji jej wewnętrznych mechanizmów.

Fot. 30. Załadunek torpedy do wyrzutni okrętu Typu XXIII [15].

Rys. 10. Instalacja wyrzutni torpedowych okrętów Typu XXIII [16].

Ciekawą rzeczą jest element opisany jako "Schwallfang" - był to rodzaj okapu zainstalowanego nad wylotem wyrzutni torpedowej, który miał za zadanie zbierać pęcherze powietrza wydobywające się z wyrzutni podczas strzału. "Okap" ten mógł być następnie odpowietrzony do wnętrza okrętu.

Fot 31. "Schwallfang" na U-2344 [17].

8. Wyrzutnie torpedowe a torpedy elektryczne G7e

Aby zapewnić maksymalną wydajność baterii akumulatorów zasilających silnik napędowy torpedy G7e (umożliwiającą osiągnięcie prędkości 30 węzłów na dystansie 5000 m), tuż przed strzałem były one podgrzewane do temperatury 30 °C. Akumulatory były ogrzewane przez fabrycznie wbudowane elektryczne grzałki sterowane termostatem. Gniazdo zasilające znajdowało się w górnej części korpusu torpedy, na końcu przedziału akumulatorów. Aby umożliwić podłączenie kabla zasilającego do torpedy załadowanej do wyrzutni, w górnej części wyrzutni, pomiędzy urządzeniami nastawczymi kąta odchylenia a kadłubem sztywnym znajdował się przeznaczony do tego celu otwór. Otwór ten - gdy nieużywany - był zamykany wodoszczelnym korkiem. Wyrzutnie nie były wyposażone w żadną blokadę, uniemożliwiającą wystrzelenie torpedy z podłączonym kablem zasilającym grzałki.

Bateria akumulatorów torpedy G7e zbudowana była z dwóch akumulatorów. W każdy z nich wbudowane było elektryczne urządzenie podgrzewające, składające się z oporowych grzałek umieszczonych pomiędzy płytami akumulatora. Grzałki pojedynczego akumulatora były połączone szeregowo, przy napięciu zasilania 110-130 V pobierały prąd od 7 do 8 A. Obwody grzewcze dwóch akumulatorów były połączone równolegle, tak więc razem pobierały prąd rzędu 14-16 A. Przewody zasilające obwód grzewczy były połączone z dwoma bolcami 4-pinowego gniazda, które znajdowało się w górnej, tylnej części przedziału baterii akumulatorów torpedy. Każdy akumulator posiadał także termostat w postaci rtęciowego termometru kontaktowego - długiej, szklanej rurki zanurzonej pionowo w elektrolicie. Wewnątrz rurki znajdowały się dwa styki oraz rtęć. Gdy temperatura elektrolitu osiągnęła pożądaną wartość (30 °C), słupek rtęci podnosił się wystarczająco aby zewrzeć dwa styki. Termometry obydwu akumulatorów były połączone równolegle i podłączone do pozostałych dwóch bolców 4-pinowego gniazda.

Rys 11. Schemat połączeń obwodu grzewczego baterii akumulatorów [19].

Fot 32. Gniazdo zasilające obwód grzewczy baterii akumulatorów torpedy T-V
prezentowanej na wystawie U-505 w Muzeum Nauki i Techniki w Chicago [20].

Fot 33. 4-pinowe gniazdo zasilające obwód grzewczy [20].

Obwód grzewczy baterii torpedowej podłączany był do skrzynki sterującej (ETO Heizkasten) przy pomocy czterożyłowego kabla. W dziobowym przedziale torpedowym znajdowały się cztery skrzynki sterujące, natomiast w rufowym przedziale - jedna lub dwie (odpowiednio na okrętach typu VII i IX). Skrzynka sterująca miała wymiary 24,1 cm x 21,6 cm x 11,4 cm.

Fot 34. Skrzynka sterująca (ETO Heizkasten) [21].

Fot 35. Skrzynka sterująca w dziobowym przedziale torpedowym U-505 (przy lewej krawędzi zdjęcia) [22].

Wewnątrz skrzynki znajdował się układ elektryczny składający się z: dwubiegunowego wyłącznika, elektrodynamicznego amperomierza z zakresem pomiarowym do 20 A, zamkniętego w bakielitowej obudowie przekaźnika bimetalowego, mikowego kondensatora o pojemności 1 nF i rezystora ograniczającego prąd. Całość zasilana była z okrętowej sieci elektrycznej prądu stałego o napięciu 110 V.

Rys 12. Schemat instalacji grzewczej [21].

Po zamknięciu wyłącznika dwubiegunowego, napięcie 110 V było podawane na element grzejny przekaźnika bimetalowego. Pod wpływem temperatury styki przekaźnika zamykały obwód zasilający elementy grzejne w bateriach akumulatorów. Gdy temperatura baterii osiągnęła wartość 30 °C, zwierane były styki termometru kontaktowego, co prowadziło do zbocznikowania elementu grzejnego przekaźnika bimetalowego. W wyniku spadku temperatury przekaźnik bimetalowy otwierał obwód zasilający elementy grzejne akumulatorów. Gdy temperatura baterii akumulatorów spadła do 29 °C opadający słupek rtęci otwierał obwód bocznikujący grzejnik przekaźnika bimetalowego, co z powrotem prowadziło do podłączenia zasilania grzejników baterii. Kondensator mikowy podłączony równolegle do styków przekaźnika bimetalowego miał za zadanie redukować iskrzenie na stykach w momencie rozłączania obwodu.

Jak wspomniano wcześniej, w dziobowym przedziale torpedowym znajdowały się cztery skrzynki sterujące, natomiast w rufowym - jedna lub dwie (odpowiednio na okrętach typu VII i IX). Każda skrzynka sterująca wyposażona była w rozgałęziacz, umożliwiający podłączenie dwóch torped do jednej skrzynki w taki sposób, że elementy grzejne obydwu torped łączone były szeregowo, natomiast termometry kontaktowe - równolegle. Praktykowane były dwa podstawowe sposoby podgrzewania baterii: pojedyncze ("Einzelschaltung") i szeregowe ("Reihenschaltung"). W pierwszym przypadku do każdej skrzynki sterującej podłączona była tylko jedna torpeda - w drugie gniazdo rozgałęziacza wkładana była specjalna zaślepka, umożliwiająca zwarcie styków obwodu grzejnego. Prąd pobierany przez obwód grzejny pojedynczej torpedy wynosił 13-16 A. W drugim przypadku do każdej skrzynki sterującej podłączone były dwie torpedy. Ich elementy grzejne połączone były szeregowo, natomiast termometry - równolegle. Pobierany prąd miał wartość 7-8 A.

Podgrzewanie baterii kilku torped przebiegało w następujący sposób:

1. Cztery torpedy elektryczne załadowane do wyrzutni podłączane były pojedynczo do czterech skrzynek sterujących ("Schaltbild 1" na rysunku 13). Podgrzanie baterii do temperatury 30 °C (z początkowej 15 - 18 °C) trwało 3,5 - 4 h (masa elektrolitu wynosiła prawie 100 kg).
2. Po automatycznym wyłączeniu podgrzewania, torpedy w wyrzutniach były podłączane parami do dwóch skrzynek sterujących. Dwa razy mniejszy prąd płynący przez elementy grzejne umożliwiał podtrzymanie temperatury baterii. Do pozostałych dwóch skrzynek sterujących podłączane były cztery torpedy rezerwowe, składowane w przedziale torpedowym ("Schaltbild 2" na rysunku 13). Czas podgrzania baterii torped rezerwowych do temperatury 30 °C wynosił około 20-25 godzin.

Rys 13. Konfiguracje jednoczesnego podgrzewania kilku torped [23].

Wyrzutnie torpedowe nie były również wyposażone w żadną instalację umożliwiającą ładowanie baterii akumulatorów torped elektrycznych załadowanych do wyrzutni. Prawdopodobnie było to spowodowane tym, że wprowadzenie jej wymagało również zainstalowania instalacji wentylującej zamkniętą w wyrzutni torpedę (ze względu na wytwarzanie wodoru w trakcie ładowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych), czyli dodatkowego skomplikowania instalacji. W celu ładowania akumulatorów, torpedy musiały być częściowo wyciągnięte z wyrzutni.

9. Podsumowanie

Konstrukcja i działanie wyrzutni torpedowych instalowanych na niemieckich okrętach podwodnych z okresu II Wojny Światowej nie odbiegała od innych tego typu urządzeń na świecie. Posiadały pneumatyczny system wystrzeliwania torpedy oraz automatyczne odpowietrzanie do wnętrza okrętu po strzale. Zastosowano jednak kilka rozwiązań niespotykanych w marynarkach wojennych innych państw. Dodano tłok wypychający torpedę, który dodatkowo uniemożliwiał ucieczkę sprężonego powietrza z wyrzutni. Oddzielna, dedykowana instalacja do stawiania min umożliwiała załadowanie do wyrzutni 2 min Typu TMA i TMC lub 3 min TMB - co znacznie skracało czas operacji minowania. W odróżnieniu od anglosaskich odpowiedników, wyrzutnie niemieckie nie posiadały automatycznego systemu kompensacji - masa wystrzelonej torpedy była równoważona przez dobieranie wody do zbiorników kompensacyjnych w oparciu o obserwacje przepływomierzy. Dużą wadą była mała odporność wewnętrznych pokryw wyrzutni na ciśnienie wody na większych głębokościach - uniemożliwiało to wystrzelenie torpedy z głębokości większej niż peryskopowa oraz ograniczało możliwości zanurzenia w przypadku uszkodzenia pokryw zewnętrznych. Te wady miały zostać wyeliminowane w następnej generacji wyrzutni torpedowych, zaprojektowanych specjalnie dla okrętów Typu XXI. Koniec wojny uniemożliwił jednak wypróbowanie nowych rozwiązań w warunkach bojowych.

Źródła:
Dzięki uprzejmości Britty Fischotter [1]
http://www.uboatarchive.net/U-570Photo13.jpg [2]
Na podstawie http://uboatarchive.net/U-570Plate25.htm [3]
Vom Original zum Modell: Uboottyp IXC [4]
Zdjęcie pochodzi z http://www.ubootbilder.de [5]
Na podstawie http://uboatarchive.net/U-570GeneralPlanDavidTaylorBW.htm [6]
Zdjęcie pochodzi z http://www.iol.ie/~hofnanet/pages/U260.html [7]
Zdjęcie pochodzi z http://ngm.nationalgeographic.com/2011/02/artificial-reefs/uboat-mosaic-interactive [8]
http://www.uboatarchive.net/BDUOrder61.htm [9]
Report No. 315-45, Firing and Venting of German Submarine Torpedo Tubes [10]
http://www.uboatarchive.net/U-845INT.htm (strona 6) [11]
http://www.uboatarchive.net/U-409INT.htm (strona 21) [12]
http://www.uboatarchive.net/BDUOrder68.htm [13]
Handbook of Lut II. Detailed description and drawings. [14]
http://www.uboatarchive.net/U-664INT.htm [15]
Federapparat für den Torpedo G 7a [16]
Vom Original zum Modell: Uboottyp XXIII [17]
On base U-Boottyp XXIII, Eberhard Rössler [18]
The construction and performance of German 21'' electrically propelled Torpedoes [19]
Dzięki uprzejmości Kena Dunna [20]
Ancillary apparatus on U570 for use in the routine servicing of G7e torpedoes [21]
http://uboatarchive.net/U-505Photographs.htm [22]
Torpedo G7e Bedienungsvorschrift [23]

http://www.uboatarchive.net/U-570BritishReport.htm
http://www.maritime.org/fleetsub/tubes/index.htm