西西河

主题:【原创】侃侃二战中的反潜武器- 第一篇:深水炸弹 -- 龙骑兵

共:💬105 🌺242 新:
全看分页树展 · 主题 跟帖
家园 原创】侃侃二战中的反潜武器- 第三篇:反潜鱼雷-研发

严格来说反潜鱼雷已经是属于空潜战的范畴, 因为二战时研制的反潜鱼雷是空射型。前面所提到的几种反潜武器可以说都是英国人发明研制的, 而这次美国人走到了前面。

自导鱼雷的想法其实可以追溯到一战, 尽管这个想法当然是非常有吸引力的, 不过限于当时的技术条件, 也只能是想想而已。直到二战初, 鱼雷都是直航式的, 各国鱼雷的区别主要在于不同的动力和引信。

到了1941年的秋天,未雨先筹的美国海军(此时已经开始参与事实上的护航)询问全国防御研究委员会National Defense Research Committee (NDRC)关于开发一种小型,空射声自导的反潜鱼雷的可行性。 为此, 1941年的12月10在哈佛大学的水下声学实验室Underwater Sound Lab (HUSL)召开了会议进行了深入讨论, 主要参加这都是学术界和工业界的相关人士, 进而在David Taylor Model Basin召开的第二次会议进行了更为深入地讨论并初步确定了武器的基本性能:

尺寸要小于19" x 90"以便能与普通1000磅炸弹架相匹配;

能够可以从200-300英尺高度投掷

电力推进, 由铅酸电池提供所需电力

可以以12节的速度航行5到15分钟

基本装药为100磅的高爆炸药

最关键的还是制导系统, 采用被动的水声制导, 而且探测范围还要尽可能高。

几天以后,上述哈佛的HUSL和贝尔实验室一起向Office of Scientific Research and Development (OSRD)提交了了正式的方案,并被授予正式的项目编号OSRD Project 61(就是一般常说的FIDO, 采用这个名字的目的之一也是为了迷惑德国人)

老美的科研生产机制还是非常有效的, 的确值得咱们学习和借鉴。 项目基本分工如下:

  哈佛的水声实验室(HUSL)贝尔实验室(Bell Telephone Labs BLT)分别平行进行独立研制,负责关键的被动寻的和控制系统的部分,也算是一种竞争机制,但有一条很关键,研制过程中必须交流及共享全部有关资料;

Western Electric公司负责电池部分。基本要求是重量轻,抗震好,48v铅酸蓄电池,可以提供15分钟110A的电流;

General Electric,这个大伙熟,负责推进装置,同时也进行主动寻的系统地研制工作;

David Taylor Model Basin,协助进行流体动力和推进系统方面的研制。

从这套体系来看,相关领域的大专院校到制造厂商一齐动员,既保持了一定的竞争,但又通过研制过程中有关资料和情报的共享机制能够借鉴对方的进展情况, 自己也能少走很多弯路(这到和建国初期的科研体制有点类似。对关键项目经常全国相关行业动员,一个科研院所或厂家有了进展和经验立刻全行业推广,这要是按现在时髦的说法动不动讲讲知识产权, 那成本可就高了去了)。 总的来说进展还是比较快的。这是一个简要的项目进度表,

     Chronology Mine Mk.24 (Torpedo)

First Meeting: Dec 1941

HUSL Proposal Dec 1941

BTL Proposal: Jan 1942 +1 month

Navy 1st production order: Jun. 1942 +6 month

Design Freeze: Oct 1942 +10 months

First Production Unit: Mar 1943 +15 months

500 units by: May 1943 +17 months

First kill May 1943 +17 months

可以看到, 10个月以后就已经设计就已经基本定型, 到了17个月生产规模就已经达到了500枚之多并取得战果。 实际上, 在42年的12月7日进行了第一次正式试验并取得了成功, 老美也是挺喜欢选日子的。 在HUSL 以手工的方式生产了大约50枚, 一些直接就被海军拿走试用了。贝尔实验室及下属的Western Electric是主要的生产厂家,当然也是和HUSL紧密合作。

研制过程中最关键的部分当然还是被动寻的系统。对此哈佛水声实验室HUSL和贝尔实验室的思路既有相同之处也有不同之处。相同之处在于,选择了在鱼雷中部一横向垂直平面内布置一组水中听音器阵列,彼此相隔90度,正好左右一对,上下一对共四个。显然, 这左右一对负责水平面,而上下一对负责垂直平面。当所有四个听音器产生的信号都相同时, 鱼雷会保持水平前进; 而一旦搜索到一个噪声源,两两听音器之间必然会产生信号差, 然后经过分析处理后改变相应的水平或垂直方向舵来控制鱼雷朝信号最强的方向前进。

原理看起来很简单, 关键是如何实现了。 为此, 哈佛的水声实验室HUSL选择了magnetostrictive 听音器元件,这导致了所谓non-proportional steering , 而贝尔实验室选择了压电听音器元件而实现proportional steering。二者区别在于,例如当水平两个听音器有信号差时,贝尔的系统可以控制水平舵按照信号差的大小成比例的偏转相应的角度,而哈佛系统则是要末直进,要末根据信号差相应的进行90度左右上下拐弯, 这样感觉控制起来有些别扭,不是很精确。最后经过大量的实验,虽然两个系统都能实现有效的寻的,最终定型时选择的是贝尔系统,当然也补充了HUSL的一些优点。

定型的 MK24 的基本性能如下:

口径: 19英寸483mm

重量: 308 kg / 680 lbs

长度: 2134mm / 7ft 0in

射程: 3660 m / 4000 yds at 12 knots

装药: 42 kg / 92 lbs Torpex

MK24可以以125节的速度从250英尺的高度投下,主要载机包括TBF复仇者,特别是远程的PBY卡塔琳娜,B24解放者等等,每架可以带两枚, 而且飞机还同时携带深水炸弹,后期也开始携带火箭。 典型的战术第一当然是发现并迅速接近(这么简单的一句话可是省略了好多技术细节),运气好碰上眼睛瞎脑瓜子反映慢的,可以直接扫射, 不过用火箭威力则大得多, 命中肯定是重创;当然一般潜艇也会发现飞机,要么选择对抗,要么选择紧急下潜,不过一般来说对抗潜艇吃亏的时候多。而对于刚下潜或仍留在表面的潜艇,深水炸弹都是可怕的武器(这里面说道也很多, 比如经过反复计算, 要求深弹的爆炸深度不能深于25英尺,以及投弹高度和间隔, 以保证潜艇正好落入相邻深弹的有效爆炸范围),扔了深弹还没动静或潜艇早早潜下去了就是投反潜鱼雷了。

按设计,顺利入水以后, MK24会在预先设定的深度以一定的半径巡航搜索,直到发现目标的噪声, 特别是螺旋桨。初期设定深度50英尺搜寻半径150英尺, 而后来根据实战经验将此深度增加到150英尺。40公斤的装药已经足以确保重创潜艇, 虽然不一定会直接击沉。不过本来设计就是作为mission kill torpedo, 而不必 direct kill, 水面还有飞机舰艇在等着呢。一开始美国海军打算订购10000枚MK24, 不过由于其出色表现, 实际只订购了4000枚, 批生产时每枚大约$1800, 好像也不太贵。

当潜艇刚刚下潜时,或潜艇以最大水下 航速骤然改变航向以尽可能远离其下潜位置时,用音响自导鱼雷攻潜的效果最好。这里感觉有点讽刺意味:潜艇拼命规避时理论上发出的噪音也最大,也更便于鱼雷追踪; 但如果德国人发现了这个秘密, 那么只要保持水下静止, 美国的这一番努力可就打水漂了, 因为FIDO使用的是被动寻的系统,从这里也能看出保守机密的重要性。

关键词(Tags): #二战#反潜鱼雷#FIDO#MK24
全看分页树展 · 主题 跟帖


有趣有益,互惠互利;开阔视野,博采众长。
虚拟的网络,真实的人。天南地北客,相逢皆朋友

Copyright © cchere 西西河