Устройство и принцип действия приборов и аппаратуры мин

Назначение, классификация и физические основы минного оружия

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ И КОНСТРУКЦИИ МИННОГО ОРУЖИЯ

1.1.1 История создания оружия

Морское минное оружие является одним из эффективных средств борьбы на море и имеет свою историю, в которой наши отечественные ученье, изобретатели, военные моряки сыграли выдающуюся роль.

Прообразом морской мины явились брандеры (малые суда, наполненные взрывчатыми веществами (ВВ) и горючими материалами, спускавшиеся по ветру или течению на корабли противника для их воспламенения). Во время русско-турецкой войны 1768-1774 гг. брандеры были успешно применены в Чесменском бою (1770) для уничтожения неприятельских кораблей. Во время той же войны русские минеры впервые использовали плавучие мины для разрушения моста, построенного турками через Дунай вблизи Хотина.

Но брандеры и плавучие мины не обладали скрытностью и являлись несовершенным минным оружием. Успех их применения в большой степени зависел от направления, силы ветра и течения. Противник, обнаружив брандер или плавучую мину, мог принять меры к их уничтожению. Поэтому русские минеры пошли по пути создания морской мины, способной поразить наиболее уязвимое место корабля - его подводную часть. Взрыв мины в этом случае мог нанести большие повреждения кораблю и привести к его гибели.

В то время в русской армии фугасы (пороховые заряды) подрывали с помощью стопина-шнура из хлопчатобумажной ткани. Пропитанного раствором селитры и покрытого пороховой мякотью. Однако в водной среде такой способ воспламенения заряда не годился. И вот в 1807 г. подполковник И.И. Фицтум, преподаватель фортификации и артиллерии Морского кадетского корпуса, провел успешные опыты по подрыву с берега первых донных пороховых мин. Пороховой заряд мины воспламенялся с берега с помощью "сосиса" - специального водонепроницаемого шланга длиной около 500 начиненного порохом. Мина Фицтума была родоначальницей донных мин нашедших впоследствии широкое применение. Однако в то время эта прогрессивная идея не получила поддержки со стороны морского ведомства и была предана забвению.

За продолжение опытов Фицтума взялся в 1812 г. выдающийся русский ученый и изобретатель П.Л. Шиллинг, впервые применивший электричество в качестве источника энергии для вызова взрыва запального устройства мины и заменивший громоздкий "сосис" тонким медным проводом (изолированным шёлком и смолистым составом). Основной частью электрического взрывателя Шиллинга был запал, состоявший из двух угольных электродов. Медный провод подключался к береговой гальванической батарее, проходивший по нему электрический ток вызывал искру между электродами, которая воспламеняла угольный запал, вызывавший воспламенение охотничьего пороха, пороховой мякоти и взрыв заряда мины. В Америке впервые опыты по применению электричества для взрыва подводной мины были произведены в 1829 г., а в Англии - только в 1837 г.

Успехи опытов Шиллинга свидетельствовали о высоких перспективных возможностях минного оружия, однако, чиновники Морского ведомства не придали должного значения выдающемуся изобретению и не развернули работы по созданию практически применимых образцов подводных мин. Они получили только мирное применение - ими подрывали лед на реке Нарова для спасения моста в районе Нарвской крепости и очищали ото льда гавань в Кронштадте.

Наряду с электрическими взрывателями Шиллинга в русском флоте получили широкое применение пиротехнические взрыватели профессора инженерной академии К.Л. Власова. В 1828 г. он предложил взрыватель, получивший впоследствии наименование "власовской трубки". Стеклянная трубка с серной кислотой помещалась в цилиндр, нижняя часть которого наполнялась смесью бертолетовой соли и сахара. Около трубки размещались металлические кулачки, связанные со стержнями, выступающими над корпусом мины. При ударе корпуса корабля о стержни кулачки смещались и разбивали стеклянную трубку. Кислота вступала в химическую реакцию с бертолетовой солью, при этом сахар сгорал в кислороде с выделением большого количества тепла, достаточного для возгорания порохового заряда и взрыва мины. "Власовские трубки" впоследствии широко применялись в русских минах, а позднее были заимствованы иностранцами.

Большой вклад в дело развития минного оружия внес замечательный русский учёный, физик и электротехник академик Б.С. Якоби (1801•1874). Его работы в области применения гальванических токов послужили основанием для создания различных образцов гальванических и гальваноударных мин, закрепивших за Россией приоритет в их создании.

В 1839 г. был образован "Комитет о подводных опытах", который, в частности, занимался организацией опытов и рассмотрением работ по созданию подводных мин. Академик Б.С. Якоби плодотворно работал в этом учреждении со дня его основания.

В начале 1840 г. Якоби предложил для взрыва мин под водой по проводу при проходе над ними кораблей разработанную и сконструированную им гальваническую батарею. Однако в плохую видимость из-за невозможности визуального определения момента прохождения корабля противника над миной её взрыв с помощью береговой гальванической батареи был затруднен. Поэтому в том же году Якоби предложил, а в дальнейшем усовершенствовал новый вид мин, названных им "самовоспламеняющимися". Эти мины впоследствии стали называться гальваноударными и отличались от гальванических тем, что в своей электрической цепи имели разработанный Якоби специальный ударный замыкатель, державший цель в разомкнутом состоянии до удара вражеского корабля о мину, вызывавшего её взрыв. Для предотвращения случайного взрыва своих кораблей, проходивших над минным заграждением, береговая гальваническая цепь размыкалась путем отключения батареи.

Гальваноударные мины Якоби отличались от современных мин лишь расположением источника тока. У мин Якоби гальваническая батарея находилась на берегу, а у современных - в корпусе мины. Для практического применения Якоби предложил бочечную гальваническую (ударную) мину. Она имела положительную, плавучесть, устанавливалась на заданное углубление по измеренной глубине на якоре и в своей верхней части имела "усы" - металлические стержни, задев которые, корабль тем самым замыкал цель, и ток с береговой батареи вызывал взрыв мины.

После испытаний мин Якоби, произведенных в 1847 г. в районе Ораниенбаума, минное оружие прочно вошло в систему русских оборонительных средств борьбы на море.

К началу Крымской войны (1853 - 1856) в русском флоте было разработано и испытано значительное количество образцов минного оружия. Но наиболее современными на тот период были мины конструкции Б.С. Якоби.

В период Крымской войны Россия впервые в мире применила для обороны своего побережья минное оружие. Так, за время войны на подступах к Кронштадту, Ревелю (Таллинну), Динамюнде (Усть-Двинску), Свеаборгу, на Дунае, Буге ив Керченском проливе было выставлено 2558 гальванических и гальваноударных якорных мин конструкции академика Б.С. Якоби, штабс-капитана В.Г. Сергеева, капитанов Д.К. Зацепина, Н.М. Патрика и донные мины (фугасы) поручика М.М. Берескова. Обилие конструкций мин объяснялось ограниченными производственными возможностями России, не способной обеспечить централизованный порядок прикрытия подступов к портам минами конструкции Якоби. Местные гальванические команды разрабатывали конструкции мин в зависимости от имеющихся в наличии у них материалов.

8 (20) июня 1855 г. на минах Б.С. Якоби, выставленных у Кронштадта(всегобыло выставлено 465 мин), подорвались 4 английских корабля. И хотя из-за малого веса заряда (4-е кг черного пороха) вражеские корабли не получили существенных повреждений, мины сыграли большую роль, сковав свободу действий флота противника и оказав влияние на дальнейшую тактику ведения морского боя.

Крымская война дала большой толчок к дальнейшему развитию минного оружия, как в русском флоте, так и за рубежом.

Опыт русских минёров сказался на широком применении мин во время гражданской войны в США в 1861 - 1865 гг. Однако американские мины по своим тактико-техническим характеристикам значительно уступали русским минам того времени.

Русские минёры и ученые продолжали совершенствовать минное оружие. В этот период значительный интерес представляли работы А.Л. Давыдова и В. Яхтмана.

Давыдов предложил ударную мину с механическим запальным устройством и так называемую электромагнитную мину. 3 ударной мине воспламенение порохового заряда происходило при разбивании капсюлей запалов специальными бойками, спускавшимися при ударе корпуса корабля о мину. В электромагнитной мине, представляющей соединение ударной и гальванической мин, спуск бойков происходил с помощью электромагнитов, питающихся от небольшой гальванической батареи, расположенной на берету.

Интересным образцом первых русских ударных мин была пиротехническая (ударная) мина с химическим запальным устройством ("власовской трубкой"), изобретенная механиком учебной гальванической команды Яхтманом. Взрыв мины происходил при ударе судна о выступающие за корпус мины вертикальные рычаги, разбивавшие в свою очередь власовскую трубку. Мины Яхтмана после некоторых доработок в 1863 г. были приняты для обороны Балтийского побережья. Но ввиду препятствий, чинимых царскими чиновниками; и отсутствия средств мины Давыдова и Яхтмана не получили большого практического применения, хотя перспектива их развития была вполне очевидной.

Появление перового броненосного флота во флотах ведущих государств после Крымской войны положило начало спору артиллерии с броней и дальнейшему развитию минного оружия. Поскольку первоначально корабельная артиллерия отставала в своем развитии от брони, то считалось, что с началом артиллерийского боя корабли должны сближаться, пока один из них не ударит таранным штевнем в подводную часть борта другого корабля и тем самым потопит его. Изобретённая участником Крымской войны полковником-артиллеристом В.Ф. Пертрушевским судовая мина с автоматическим замыкателем, насажанная на конец длинного металлического шеста (до 12 м), скрепленного, с носом корабля или выдвигаемого с катера, и во время движения судна находившаяся под водой, позволяла обойтись без таранного удара корабле о корабль. При ударе мины о вражеский корабль автоматически включалась электрическая батарея на судне-носителе мины, вызывавшая ее взрыв. Этим новым оружием была вооружена канонерская лодка "Опыт" в конце 60-х гг. XIX века.

Так как минное оружие стало широко применяться в боевых действиях на море, на него было обращено серьезное внимание. В 1874 г. оно было выделено в самостоятельный вид оружия. В Кронштадте были созданы минные офицерские классы, преподавателем которых до 1901 г. был ректор ЭТИ А.С. Попов, и минная школа для обучения матросов и унтер-офицеров, а на Балтике был создан отряд минных судов. Всё это позволило не только готовить высококвалифицированные кадры минеров, но и вести серьёзную научно-исследовательскую работу.

После поражения в Крымской войне (1859-1856) Россия не имела боеспособного флота на Черном море, способного оказать в случае войны противодействие сильному турецкому броненосному флату. Выход из создавшегося положения нашёл лейтенант Р.О. Макаров (впоследствии знаменитый адмирал), предложивший наступательный способ применения минного оружия в борьбе с турецким флотом. Он переоборудовал быстроходный вооруженный пароход "Великий князь Константин" (командиром которого он являлся) в судно-матку для перевозки к месту нахождения вражеских кораблей четырех минных катеров, вооруженных шестовыми и буксируемыми минами. Сам пароход был вооружен пятью действующими буксирными шестами.

По замыслу С.О.Макарова "Константин", согласно данным разведки скрытно, в ночное время или малую видимость, совершал марш - маневр в район стоянки флота противника, спускал там минные катера, которые атаковали вражеские корабли шестовыми и буксируемыми минами, а впоследствии даже самодвижущимися минами (торпедами).

С.О.Макаров не только улучшил конструкцию носовых (кормовых) шестовых мин, стоявших на вооружении русского флота почти 10 лет, но и изобрел мину крылатку (подводный снаряд с крыльями, шедший при буксировке на глубина), буксируемую катером (длина буксира 85 м). Благодаря наличию крыла мина отводилась в сторону от курса катера на 30-40^о, подводилась на стальном тросе лад наиболее уязвимое место вражеского корабля - днище и взрывалась с катера в нужный момент с помощью электрозапала.

Для оборонительных минных заграждений существовала гальваноударная мина образца 1877 г., имевшая на корпусе пять свинцовых гальваноударных колпаков. При ударе корабля о колпак склянка в нём разбивалась, электролит попадал в сухой аккумулятор, и возникавший при этом ток вызывал взрыв мины. Эта мина была одним из основных образцов минного оружия в русско-турецкую войну 1877-1878 гг.

Широкое применение минных заграждений у крупных баз противника и активное использование минных катеров в войну 1877-1878 гг. В значительной степени сковали действия сильного броненосного турецкого флота, заставив его отказаться от активных наступательных действий. Макаровские минные катера послужили прообразом торпедных катеров.

Вместе с тем, массовое применение мин в этой войне позволило выявить и ряд их недостатков.

Мины устанавливались на заданное углубление по измеренной глубине. Т. е. перед постановкой мины производился замер глубины моря в данном месте, затем отматывалась необходимая длина минрепа, и только после этого выставлялась мина. Такие действия в значительной степени затягивали время постановки минного заграждения. Возникла необходимость в создании устройств, позволяющих производить постановку мин на заданное углубление автоматически, независимо от глубины моря в районе постановки.

Такой прибор был изобретен в 1862 г. лейтенантом русского флота Н.Н. Азаровым. Принцип, заложенный в "автоматическом якоре Азарова, до сих пор применяется в "штерто-грузовым" способе постановки мин на заданное углубление

Принятие штерто-грузового способа постановки мин на заданное углубление с применением "автоматического якоря Азарова" расширило возможности и районы применения корабельных мин (исключив необходимость предварительного промера глубин), упростило и ускорило минную постановку, увеличив количество выставляемых мин. Кроме того, была обеспечена большая безопасность обращения с минами, повышена их живучесть, предусмотрена возможность постановки мин на большой глубине меря.

Кроме того, применявшийся в минах в качестве ВВ дымный порох (5-10 кг), не обеспечивал необходимую разрушительную сипу взрыва для надежного поражения броненосных кораблей.

С 1877 г. в России, по предложению С.О. Макарова, мины стали снаряжаться не порохом, а наиболее мощным ВВ - влажным пироксилином, что значительно увеличило их разрушительное действие.

В 1883 г. по расчетам и указаниям капитана 2 ранга В.А. Куприянова были изготовлены две опытные мины, имевшие форму "эллипсоидальной чечевицы", для испытания их на течении. Проведенные испытания показали, что мины при различных скоростях течения (от 1,5 до 3,5 уз) отклонялись от места постановки меньше, чем обыкновенные мины, обладающие большей положительной плавучестью. Работы по усовершенствованию этих мин не были завершены вследствие смерти изобретателя. Только в годы первой мировой войны замысел Куприянова был воплощен в мине типа "Рыбка" черноморского образца.

На флоте появляются гальваноударные мины образцов 1887 и 1888 гг. (сфероконические), а также 1893 и 1888 гг. (шаровые). Шаровая форма корпуса мины была принята в 1891 г. как по соображениям более простой выделки, так и вследствие большего их объёма по сравнению со сфероконическими минами (при одинаковых наибольших размерах). Последнее позволило увеличить вес заряда до 55 кг против 30 в прежних минах.

Мина заграждения образца 1898 г. с шаровым корпусом была лучшей гальваноударной миной того времени. Её конструкция являлась результатом творчества минеров-новаторов русского флота того периода В.С. Сантановеева А.П. Фёдорова, П.Ф. Гаврилова, В.А. Куприянова и др., создавших за сравнительно короткое время (1880 - 1898) образец 'мины, с успехом применявшейся русским флотом в русско-японскую войну (1904-1905).

В период русско-японской войны 1904-1905 гг. нашли применение метательные мины, разработанные и испытанные в русском флоте в 1883-1887 гг. и состоявшие на вооружении паровых катеров и миноносок.

Метательная мина принадлежала к разряду инерционных ударных мин (не имеющих собственного двигателя) и выстреливалась с помощью порохового заряда из специального аппарата.

Минное оружие в русско-японскую войну 1904-1905 гг. применялось русским флотом достаточно широко. Всего было выставлено 4275 мин (2520 гальваноударных и 1755 гальванических) не только в целях обороны своих баз, по и на путях вероятного движения кораблей противника. Минные заграждения прикрывали от обстрела с моря внешние рейды, где находились русские корабли. Линия японской блокады была отодвинута на 15-20 миль (30-40 км) от берега и действия японского флота были сильно стеснены, так как корабли были вынуждены ходить за тралами. От подрыва на минах погибло 13 японских кораблей (в том числе два новейших броненосца) и было выведено из строя в кораблей. Общие потери японцев в тоннаже составили около 40 тыс. т.

После русско-японской войны русские изобретатели продолжали совершенствовать минное оружие. В 1906 и 1906 гг. разрабатываются якорные гальваноударные мины образцов 1905 и 1906 гг. являвшиеся дальнейшим развитием мины образца 1898 г. Однако на вооружение они приняты не были. В 1906 г. по предложению инженера Миклашевского были совмещены якорь мины с тележкой. Это позволило производить минные постановки с кораблей всех классов на относительно больших скоростях хода при очень несложном дооборудовании верхней палубы рельсовыми путями и забортными скатами. Мина заграждения образца 1906 г. принадлежала к типу гальваноударных мин и являлась дальнейшим развитием мины образца 1906 г., от которой имела незначительные отличия, главным из которых являлось снаряжение её толом. Она была настолько удачна по своим боевым качествам, что за ей образцами и чертежами сразу же стало охотиться очень много агентов разведок различных иностранных государств.

В 1909 г. студент Московского технического училища И.А. Аверин представил проект первого в мире неконтактного индукционного взрывателя для донных мин. Проверенная схема взрывателя действовала безотказно под влиянием магнитного поля корабля. Однако из-за проволочек и бюрократизма это важное изобретение реализовано не было.

В том же году рассматривался вопрос о принятии на вооружение мин образца 1909 г., принадлежащих к типу ударно-механических, взрыв запала в которых происходил от действия ударного прибора и механического разбивания капсюля при ударе судна о мину. Как якоря этих мин, так и способ постановки были такими же, как и у мин образца 1908 г. Было заказано 1200 мин образца 1909 г.

В 1912 г. была принята на вооружение ударно - механическая якорная мина образца 1912 г., представлявшая собой тип "всплывающей с грунта мины заграждения". Её существенное отличие от мин предыдущих образцов заключалось в том, что постановка мины на заданное углубление выполнялась не автоматическими механизмами якоря, погружающими мину с поверхности воды до желаемого углубления (штерто-грузовой способ Азарова, принятый во всех предыдущих образцах русских мин), а достигалась действием гидростатического приборе самой мины. Мину можно было ставить как с кормы, так и с бортов корабля. Мины образца 1912 г. широко использовались в минных заграждениях.

К началу первой мировой войны 1914-1918 гг. русский флот имел на вооружении якорные мины образцов 1906 и 1912 гг., донные мины, управляемые по проводам, и плавающие мины, полностью отвечающие тому времени. Так, в 1913 г. впервые в истории минного оружия в России была разработана корабельная плавающая мина "П-13" (типа "П" образца 1913 г.), принципиально отличающаяся от плавающих мин, удерживавшихся у поверхности воды благодаря положительной плавучести или на требуемом углублении с помощью буйков. Мина "П-13" удерживалась под водой на определенном углублении благодаря действию электрического прибора плавания, разработанного минным офицером заградителя "Нарова" лейтенантом С.А. Капчевым. "П-13" устанавливалась на углубление с поверхности воды, имела электроударный взрыватель. В 1916 г. известный изобретатель капитан 1 ранга Е.В. Колбасьев сконструировал пневматическую плавающую мину, действующую на принципе "рыбьего пузыря". Однако по непонятным причинам обе мины в производство пущены не были. Больше того, в 1916 г. чертежи и описания русских плавающих мин были переданы английскому адмиралтейству в порядке "помощи" со стороны русского флота.

В 1915 г. в строй вступил первый в мире подводный минный заградитель "Краб", построенный в Николаеве по проекту техника путей сообщения М.Л. Налетова. Строился он очень медленно (с 1908 г.), так как представители иностранных фирм всячески тормозили его постройку. Первый подводный 'заградитель имел 60 мин образца ПЛ -100 1914 г. Это были специально спроектированные якорные мины с ударно-инерционным взрывателем, устанавливающиеся на заданное углубление с грунта с помощью гидростатического прибора, устроенного по принципу, предложенному С.О.Макаровым. В 1915-1916 гг. 'Крабом' были произведены четыре постановки минных заграждений, «а которых подорвались немецкий крейсер "Брислау" и несколько других кораблей.

В ходе Первой мировой войны выявилась необходимость в увеличении глубины постановки мин. Реализуя это требование, русские минёры разработали мину образца 1916 г., явившуюся дальнейшим развитием мины образца 1912 г. В мину образца 1916 г. был вварен дополнительный поясок шириной 120 мм для размещения дополнительного количества минрепа, и вес заряда был увеличен на 18 кг. Мина допускала постановку её на глубинах до 400 м и являлась по тому времени самой глубоководной миной в мире.

В ходе войны возникла также необходимость постановки минных заграждений против малых надводных кораблей и подводных Лодок. В результате работы флотских минёров в 1917 г. на Балтийском море была сконструирована мина типа 'С', а на Черном море > мина типа "Рыбка". Мина типа 'С' против малых надводных кораблей, ставившаяся на наибольшее углубление около 9 м, большого распространения не получила.

Наибольшее применение нашла малая ударная мина типа "Рыбка". Вытянутая форма позволяла ставить эту мину в районах с сильным течением, главным образом на реках. Обычные крутые мины течением прижимает ко дну и наклоняет их, корабли могут свободно проходить над ними. "Рыбка" же на течении сохраняла горизонтальное положение и была удобна для постановки с малых травлей и катеров. Эти мины широко применялись и в гражданскую войну на Каспийском и Азовском морях, а также на реках.

Для борьбы с подводными лодками вначале в заграждениях применялись обычные мины, выставленные на различных углублениях ярусами и тем самым перекрывавшие некоторую толщу воды. В дальнейшем впервые в истории отечественные специалисты в 1915 г. создали противолодочную мину. Она представляла собой видоизмененную мину образца 1908 г., к минрепу которой подвешивались на определенном расстоянии друг от друга еще до трех собственно противолодочных мин малого размера. Как только корпус лодки касался выступавшего за габариты мины диска, последний разбивал стеклянный стакан, вода из него устремлялась к гидростатическому диску, вызывала нажим гидростата на ударник запала и взрыв мины. Такие мины создавали опасную зону для лодки в 25-30 м по вертикали. Большая мина, находившаяся на глубине 4м от поверхности моря, была опасна и для надводных кораблей. При тралении малые мины повышали противотральную устойчивость заграждения, разрушая тралящую часть. Установка противолодочных мин производилась автоматически по способу Азарова на глубинах моря до 110 м.

Несмотря на костность и рутину самодержавного строя русские минёры вступили в Первую мировую войну наиболее подготовленными, оказав существенную помощь даже такой морской державе, как Англия, не только выделением ей мин, но и посылкой минных специалистов для обучения англичан минному делу. Благодаря этому они смогли в 1817 г. принять участие, а постановке в Северном море так называемого "великого северного заграждения", предназначенного для обороны от немецких подводных лодок. Протяженность заграждения составляла 240 миль (480 км), и в нем было выставлено 57 тысяч мин американцами и 13,5 тысяч англичанами.

Оборонительные и активные минные заграждения, выставленные русскими в Первую мировую войну (всего 52 тысячи мин), оказали большую помощь флоту. На них германский и турецкий флоты потеряли около 60 кораблей различных классов, в том числе 3 крейсера, 14 миноносцев, 2 канонерские лодки, 8 подводных лодок и другие более мелкие корабли.

Таким образом, развитие минного оружия в России с самого начала намного опережало другие страны. Англичане вынуждены были официально признать в русском флоте 'общеизвестное блестящее состояние дела применения минных заграждений".

Лучшей оценкой деятельности русских минеров являются слова одного из известных немецких подводников Эрнста Хасхагена: "В начале войны лишь одна мина представляла опасность - мина русская".

Огромная заслуга в деле успешного развития минного оружия в русском флоте принадлежит новаторам - изобретателям и ученым И.И. Фицтуму. П.Л. Шиллингу. К.П. Власову, Б.С. Якоби. Б.Ф. Летрушевскому, Н.Н. Азарову, В.С. Сантананееву, А.Л. Фёдорову, П.Ф. Гаврилову. В.А. Куприянову, Е.В. Колбасьеву. П.П. Киткину и др., а также передовым русским адмиралам и офицерам, как Г.И.Бутакову, А.А. Попову, С.О. Макарову и др., оценившим значение минного оружия и сумевшим предвидеть те изменения в характере боевых действий на море, которые должны были вызвать развитие этого вида вооружения.

В настоящеевремя роль минного оружия при боевых действиях на море, особенно в условиях применения только обычных вооружений, увеличилась. Соответственно значительно повысились тактико-технические характеристики современных морских мин. Они имеют большую мощность заряда и зону поражения, могут использоваться на больших глубинах моря.

Эти свойства они приобрели благодаря применению новых, более эффективных ВВ и приборов, а также неконтактных взрывателей электронно-логических устройств, обнаруживающих цель на дистанциях в десятки и сотни метров по изменению состояния окружающего пространства и физическим полям корабля (ФПК).

1.1.2 Понятие о физических полях корабля

Физическим полем корабля (ФПК) называют область воздушной или водной среды, в пределах которой происходят изменения характеристик состояния среды, вызванные кораблем.

Физические поля корабля широко используют в неконтактных системах морского оружия. В настоящее время выявлено более 30 физических полей корабля, однако степень их использования неодинакова. Наиболее широкое применение нашли следующие физические поля: акустическое, магнитное, электромагнитное, электрическое, гидродинамическое, тепловое. Эти поля используются для поиска и обнаружения кораблей, наведения на них боевых средств (мин, торпед, ракет), а также в системах их неконтактных взрывателей.

Акустическим полем корабля называется область пространства, в пределах которой обнаруживаются изменения природного акустического поля, обусловленные излучением корабля или отражением звуковой энергии его корпусом.

Движущийся корабль является источником самых разнообразных по значению и характеру акустических колебаний, совокупное действие которых создает в окружающей водной среде достаточно интенсивный подводный шум в диапазоне от инфра- до ультразвуковых частот - первичного акустическое поле корабля. Характер его излучения и распространения определяются водоизмещением, обводами (обтекаемостью формы) корпуса и скоростью хода корабля, типом главных и вспомогательных механизмов. Основным источником подводного шума являются гребные винты

Поток веды при обтекании корпуса определяет гидродинамическую составляющую акустического поля. Главные и вспомогательные механизмы корабля определяют вибрационную составляющую, гребные винти -кавитационную (кавитация на гребном винте - это образование на его быстро вращающихся лопастях в водной среде разряженных газовых полостей, последующее сжатие которых резко увеличивает шумность).

Корпус корабля способен отражать акустические волны, излученные посторонним источником. Отражаясь от корпуса, они становятся вторичным акустическим полем корабля и ,могут быть зарегистрированы приемным устройством. Использование вторичного акустического поля позволяет не только определить направление на корабль, но и дистанцию до него путем замера времени прохождения сигнала (скорость звука в воде составляет 1500 м/с).

Главными направлениями уменьшения акустического поля корабля являются: снижение шума гребных винтов (подбором форм лопастей, частоты вращения винта, увеличением числа лопастей), снижение шумности механизмов и корпуса (звукоизолирующая амортизация, акустические покрытия, звукопоглощающие фундаменты).

Магнитным полем корабля называется область пространства, в пределах которой обнаруживаются изменения магнитного поля Земли, обусловленные присутствием корабля (Рис. 1.1).

Магнитное поле корабля образуется как результирующее от наложения нескольких полей: постоянного (статического) и индуктивного (динамического) намагничивания.

Постоянное намагничивание приобретается кораблем под действием земного магнитного поля, главным образом в период постройки, и зависит:

- от расположения корабля относительно направления и величины линий напряженности магнитного поля Земли в месте постройки;

- магнитных свойств материалов, из которых строится корабль (остаточная намагниченность);

- соотношения главных размерений корабля, распределения и форм железных масс на корабле;

- технологий постройки корабля (количества клепаных и сварных соединений).

Для кораблей, построенных целиком из ферромагнитных материалов, периодически осуществляется контроль уровня их магнитного поля и при превышении допустимого уровня проводится размагничивание корабля. Существует безобмоточное и обмоточное размагничивание. Первое реализуется с помощью специальных судов или на станциях безобмоточного размагничивания, второе предусматривает наличие на самом корабле стационарных обметок (кабелей) и специальных генераторов постоянного Тока, которые вместе с аппаратурой управления и контроля составляют размагничивающее устройство корабля.

Рис.1.1. Магнитное поле корабля

Рис.1.2. Электрическое поле корабля

Электромагнитным полем корабля называется поле переменных по времени электрических токов, создаваемых кораблем в окружающем пространство. Основными источниками электромагнитного поля корабля являются: переменные гальванические токи в цепи "гребной винт - корпус", вибрация ферромагнитных масс корпусе в магнитном поле Земли, работа корабельного электрооборудования. Электромагнитное поле имеет четко выраженный максимум в районе гребных винтов, а на расстоянии в несколько десятков метров от корпуса практически затухает.

Электромагнитная защита корабля возможна за счет .выбора не­металлического материала для гребных винтов: применения для них не электропроводных покрытий, применения на валопроводе контактно-щёточных устройств, шунтирующих переменное сопротивление масляного зазора в подшипниках; поддержания сопротивления изоляции вала от корпуса в пределах установленных норм. На кораблях с немагнитными и маломагнитными корпусами основное внимание уделяется вопросам снижения электромагнитного поля элементов электрооборудования.

Электрическое поле корабля обусловлено электрохимическими процессами, протекающими в подводной части корпуса (рис.1.2). Обычно корпус выполняется из стали, а винты и донная арматура из бронзы или латуни, обтекатели гидроакустических станций - из нержавеющей стали, протекторы коррозии - из цинка. В результате в подводной части корабля образуются гальванические пары и морской воде, как в электролите, возникают стационарные электрические токи. Эти токи между элементами корпуса с разными электрическими потенциалами образуют электрическое поле корабля.

Уменьшение уровня электрического поля корабля достигается изоляцией корпуса от морской воды с помощью окраски или использования защитных покрытий: разрывом металлического контакта между отдельными частями корабельных конструкций при помощи электроизоляционных фланцев и Прокладок; заменой отдельных деталей корабельных систем из разнородных материалов на пластмассовые изделия, облицовкой корабельных валов электроизоляционными покрытиями.

Рис.1.3. Проходная характеристика гидродинамического поля корабля

Возникновение гидродинамического поле связано с движением корабля. При этом происходит изменение гидростатического давления воды под корпусом корабля (рис. 1.3). В районе оконечностей образуются зоны повышенного давления, а в средней части по длине корпуса - область пониженного давления.

До настоящего времени эффективных средств гидродинамической защиты корабля не создано. Некоторое снижение гидродинамического поля может быть достигнуто выбором оптимального водоизмещения корабля и формы его корпуса. Тактическим приемом защиты корабля является выбор безопасной скорости хода. Безопасной является такая скорость, при которой либо величина понижения давления под кораблём не превысит установленного порога срабатывания взрывателя мины, либо время воздействия на взрыватель области пониженного давления окажется меньше, чем установлено во взрывателе.

Тепловое поле корабля возникает при излучении кораблем инфракрасных лучей. Наиболее мощными источниками излучения являются дымовые трубы и газовые факелы от корабельной энергетической установки; корпус и надстройки в районе машинного отделения; факелы огня при артиллерийской стрельбе и запуске ракет. Тепловое поле позволяет обнаружить корабль на достаточно большом расстоянии с помощью инфракрасной аппаратуры.

Снижение интенсивности теплового излучения достигается специальными конструктивными мероприятиями. К ним относится: охлаждение дымовых труб и газового факела за счет увеличения скорости истечения газов: создание кожухов вокруг дымовых труб, в которых .происходит смешение холодного окружающего воздуха с отработанными газами: предварительное охлаждение отработанных газов. На некоторых кораблях осуществляется выхлоп отработанных газов в воду.

1.1.3 Назначение и классификация минного оружия

Мины являются одним из основных видов морского оружия, предназначенным для поражения подводных лодок, надводныхкораблей и судов, а также для стеснения их действий путём создания минных заграждений на морских, океанских и внутренних путях сообщений. Мины - оружие массового применения.

Морской миной называется герметически укупоренный заряд взрывчатого вещества, снабженный взрывателем, устанавливаемый на определённое углубление от поверхности воды или на грунт.

В отличие от других боевых средств характерной особенностью минного оружия является его способность длительно и непрерывно воздействовать на противника. До тех пор,, пока мина не обнаружена и не уничтожена или обозначена противником, она воздействует на него, нанося ему прямые или косвенные потери.

В современных условиях ведения войны на море минное оружие приобретает всё большее значение в связи расширением и ростом интенсивности морских сообщений, рассредоточенным базированием кораблей и возросшим значением подводных лодок.

Постановка минных заграждений затрудняет действия противника, который либо прекращает плавание и боевые действия в этом районе до ликвидации минной опасности, либо при попытках форсирования загражденного района несет большие потери.

Постановкой минных заграждений решается ряд задач, основными из которых являются:

- блокирование на определенный срок районов и пунктов базирования сил флота противника, портов, проливов, т.е. воспрепятствование выходу (входу) кораблей и судов до ликвидации минной опасности,

- срыв или стеснение плавания сил противника в прибрежных районах, на фарватерах, в проливах и узостях и на путях сообщений;

- прикрытие подступов к своему побережью и к районам театра, с которых корабли противника могут применять своё оружие;

- создание на театре постоянной минной опасности с целью максимального отвлечения сил и средств противника на противоминные действия,

- усиление противодесантной обороны в районах возможной высадки десанта.

Кроме того, постоянная скрытая угроза подрыва кораблей и судов на минах снижает моральный дух личного состава, повышает утомляемость на переходе морем и снижает возможность полноценной борьбы за живучесть корабля в условиях подрыва. Исходя из условий применения минного оружия, к нему предъявляется ряд требований:

- мины должны создавать опасность подрыва подводных лодок, как в надводном положении, так и на всех возможных глубинах их погружения;

- мины должны длительное время сохранять свой место и способность воздействовать на корабли противника (до двух и более лет);

- мины должны обеспечивать высокую надежность взрыва под кораблём;

- мины должны обладать мощностью заряда, обеспечивающей при воздействии на корабль (подводную лодку) пробитие корпуса (прочного корпуса подводной лодки):

- мины должны быть безопасными в обращении, надежными в действии и иметь высокую противотральную стойкость.

Современные морские Мины являются автоматически действующими комплексами, включающими системы обнаружения, целеуказания и поражения цели.

Разнообразие задач, для решения которых может быть использовано минное оружие, обусловило создание большого числа отличающихся по свойствам и устройству образцов. Современные морские мины могут быть классифицированы по следующим основным признакам:

1) назначению (по поражаемым целям) - противолодочные, противокорабельные, противодесантные, универсальные;

2) носителям, с которых ставится мины, - подлодочные. корабельные, авиационные, универсальные;

3) сохранению своего положения после постановки - якорные, донные, плавающие и самоходные.

Корпус якорной мины. Имеющий положительную плавучесть, удерживается в месте постановки на заданном углублении (расстоянии от поверхности моря) якорем, лежащим на грунте и соединенным с корпусом Мины тросом, называемым минрепом. Якорные мины могут применяться при значительных глубинах моря. Глубина места постановки этих мин определяется длиной минрепа и прочностью корпуса мины,

К донным относятся мины с отрицательной плавучестью, которые после постановки приходят на грунт. Вследствие этого донные мины применяются на относительно небольших глубинах моря.

Плавающие мины обладают плавучестью, близкой к нулевой, и не имеют связи с грунтом. Они удерживаются на заданном углублении прибором плавания и дрейфуют по течению.

К самоходным относятся мины, которые после выстреливания с носителя (осуществляют движение в заданную точку постановки по определенной программе);

4) типу боевой части - стационарные и с движущимися боевыми частями. К стационарным относятся якорные и донные мины, которые в течение всего срока боевой службы остаются на том же углублении и в том же месте, где были поставлены. К минам с движущимися боевыми частями относятся мины, в которых конструктивно совмещены свойства мины и ракеты или мины и торпеды. Боевая часть такой мины под действием собственного двигателя доставляет заряд к кораблю-цели для его поражения:

5) принципу действия взрывателя - контактные и неконтактные, а также с несколькими типами взрывателей, например: контактным, неконтактным и дистанционным.

К контактным относятся мины, взрыв которых происходит при непосредственном контакте (ударе) корпуса корабля о корпус мины или устройство на минрепе. К неконтактным относятся мины, которые срабатывают при воздействии на них физического поля корабля или при изменении собственного физического поля мины кораблем;

6) управляемости после постановки - автономные и телеуправляемые. Автономные мины, придя в опасное положение, сохраняют его весь срок боевой службы. Телеуправляемые мины после постановки могут многократно переводиться в опасное или безопасное положение, а также ликвидироваться .подачей кодированных сигналов (акустических или электрических). Помимо указанных признаков классификации мины могут подразделяться по массе заряда и по степени противотральной стойкости.

Мины, состоящие на вооружении нашего ВМФ, снаряжаются, в основном, взрывчатым веществом МС (морская смесь) с тротиловым эквивалентом 1,7. Как правило, заряд современных якорных мин эквивалентен заряду в 400 кг тротила, донных мин -1000 кг тротила.

Во всех современных минах устанавливаются приборы, повышающие противотральную стойкость мины (приборы кратности, приборы срочности). Для увеличения противотральной стойкости мин в дополнение к этим приборам в минах могут устанавливаться специальные противотральные устройства. Таким образом, мины могут подразделяться на мины со специальным противотральными устройствами и без них.

В отдельных случаях минымогут применяться для выполнения специальных задач, связанных с разрушением сооружений (причалов, плотин, мостов, переправ) в базах, на реках и каналах путем пуска плавающих мин по течению.

1.1.4 Общие сведения об устройстве мин

Несмотря на большое разнообразие мин, их устройство в основном одинаково, т.е. во всех минах имеются приборы и узлы, которые выполняют одинаковые, функции.

К основным конструктивным элементам мин относятся: корпус: заряд ВВ: запальное устройство; взрыватели; приборы мин; дополнительные устройства; источник питания.

В дополнение к названным элементам, общим для всех мин, якорные мины имеют якоря и механизмы установки мины на заданное углубление; плавающие мины - прибор плавания, мины с движущимися боевыми частями - двигатели с неконтактными отделителями, обеспечивающие обнаружение корабля-цели, определение его координат относительно мины и старт боевой части:

Корпус мины представляет собой герметичную оболочку и служит для размещения в нем заряда ВВ, взрывателя, приборов и устройств. Кроме того, корпуса якорных мин должны иметь определенный запас плавучести для удержания мины на заданном углублении и достаточную прочность при наименьшей его массе. Корпус плавающей мины выполняется с расчетом придания прибором плавания плавучести, близкой к нулевой.

Для изготовления корпусов мин применяются конструкционные стали, алюминиево-магниевые сплавы, стеклопластик. Толщина стенок корпусов колеблется в пределах 3 ... 10 мм. Для прочности корпуса мин изнутри подкрепляются шпангоутами и ребрами жесткости. Корпуса мин, предназначенных для постановки из торпедных аппаратов ПЛ, имеют цилиндрическую форму и диаметр, равный диаметру торпеды. Длина корпуса может быть равной длине торпеды или ее половине, что позволяет размещать в ТА одновременно две мины. Корпуса мин, предназначенных для постановки с самолетов, изготавливаются в габаритах авиационных бомб.

Заряд ВВ мины является источником энергии, необходимой для разрушения или повреждения корабля. Масса заряда определяется назначением мины и ее типом. Как правило, заряд современных якорных мин эквивалентен 400 кг тротила (размещается в нижней части корпуса для снижения положения центра тяжести и уменьшения угла крена мины на течении и волне), донных мин - до 1600 кг тротила.

Приборы мин по назначению и выполняемым функциям делятся: - на предохранительные, которые предназначены для безопасности обращения с окончательно приготовленными минами и предохранения мин от взрыва во время постановки, а также в течение некоторого времени после постановки;

- противотральные приборы и устройства, предназначенные для увеличения противотральной стойкости мины путем переведенияее в боевое положение по прохождении установленного времени после постановки или при воздействии на мину одновременно только одного ФПК, а также после заранее заданного числа холостых срабатываний неконтактного взрывателя (НВ);

- приборы ликвидации, обеспечивающие ликвидацию мины путем потопления или взрыва при всплытии якорной мины на поверхность, при попадании авиационной мины после постановки с носителя на берег или мелководье по истечении установленного времени;

- программно-функциональные приборы, предназначенные для коммутации цепей электросхем мин в соответствии с заранее разработанной программой, обеспечивающей функционирование узлов мины в соответствии с принципом ее действия.

Источники питания (ИП) предназначены для питания электрических цепей неконтактного взрывателя и приборов мины, а также для вызова срабатывания запального устройства. В качестве источников питания применяются гальванические элементы и аккумуляторные батареи. Все минные источники питания характеризуются небольшой массой и объемом, высокими техническими характеристиками, обладают высокой механической прочностью и большим сроком службы (1 -3 года).

1.2.1 Контактные взрыватели и запальные устройства мин

Контактным взрывателем называется комплекс устройств, предназначенных для подрыва заряда мины при механическом соприкосновении определенного элемента мины (например, гальваноударного колпака, антенны и т.п.) с корпусом корабля. По принципу действия они делятся:

- на гальваноударные,

- ударно-электрические:

- ударно-механические,

- ударно-вибрационные;

- электроконтактные.

В настоящее время применяются гальваноударные, ударно-электрические и электроконтактные взрыватели.

Гальваноударные взрыватели (рис.1.4) используются, главным образом, в контактных якорных минах. Гальванический элемент у них размещен в свинцовых колпаках 2, расположенных на корпусе шины 6, и состоит из угольного (положительного) 4, цинкового (отрицательного) 5 электродов и электролита. Электролит помещается в стеклянной ампуле 3, расположенной над электродами. Электроды замкнуты между собой через контакты предохранительного прибора (ПП) и запальное устройство (ЗУ). При ударе корабля о колпак он сминается, ампула разбивается, и электролит выливается на электроды. Элемент начинает действовать, как электрохимический источник тока, в результате этого срабатывает запальное устройство, вызывая подрыв заряда мины.

Разновидностью ударно-электрического взрывателя являются ударные замыкатели (рис. 1.5), которые устанавливаются в минах с движущимися боевыми частями для обеспечения подрыва заряда боевой части при ударе о корпус корабля.

Рис. 1.4. Гальваноударный взрыватель Рис. 1.5. Ударно-электрический взрыватель

Рис. 1.6. Электроконтактный взрыватель

В исходном положении пружина 4 через шток 3 прижимает шарик 5 к центру конического гнезда 6. Верхний конец штока утоплен, и контактные рессоры 1 и 2 разомкнуты. При ударе мины о корпус корабля шарик, продолжая движение по 'инерции, преодолевает усилие пружины 4 и нажимает на шток 3, конец которого замыкает контактные рессоры, что вызывает срабатывание запального устройства. Коническое гнездо обеспечивает срабатывание ударного замыкателя и при боковом ударе мины.

Электроконтактные взрыватели (рис. 1.6) применяются главным образом в противолодочных минах. Принцип работы этих взрывателей основан на свойстве неоднородных металлов, например, цинка и стали, помещенных в морскую воду, излучать различные электрические потенциалы.

К корпусу мины 1 сверху и снизу кропятся оцинкованные металлические антенны 2 и 4 длиной 35 м каждая. Антенны соединяются между собой проводниками 3 через высокочувствительное реле в корпусе мины. Если к одной из антенн прикоснется стальной корпус подводной лодки, в воде возникнут токи растекания и по проводникам 3, соединяющим антенны, пойдет ток. Сработает реле, через контакты которого запальное устройство подключается к батарее.

Запальное устройство (ЗУ) применяется для подрыва основного заряда мины после срабатывания ее взрывателя.

Рис. 1.7. Запальное устройство мины

В состав запального устройства (рис. 1.7) входит: первичный детонатор 2 (защищенный от токов высокой частоты запальный патрон), вторичный детонатор 3 (запальный стакан) и рукоятка запального стакан 1, с помощью которой оба детонатора соединяются в общую конструкцию. Запальный патрон служит для вызова детонации ВВ запального стакана. Он состоит из электрозапала 2.1, гильзы 2.3 и заряда, инициирующего ВВ. 2.2, Запальный стакан 3 служит для вызова взрыва основного заряда мины и состоит из латунной гильзы 3.2, заполненной зарядом тетрила или А-9-20 в форме прессованных шашек 3.

При срабатывании взрывателя мины включается цепь подачи тока на нить накаливания электрозапала, нагрев которой соответственно, вызывает детонацию инициирующего ВВ запального патрона. Взрыв запального патрона вызывает детонацию ВВ запального стакана, а затем и всего заряда мины. Многоступенчатость передачи импульса от взрывателя до заряда мины необходима для обеспечения полной детонации всей массы заряда мины.

1.2.2 Неконтактная аппаратура мин

Применение контактных взрывателей в современных условиях недостаточно эффективно, т. к. при постановке против надводных кораблей мины устанавливаются на незначительных углублениях, что позволяет достаточно легко их обнаружить. Некоторые сложности возникают при постановке таких мин в районах с сильными приливами и отливами (при приливе мина может оказаться значительно ниже заданного углубления, а при отливе на поверхности моря). Кроме того, для создания минного заграждения с заданной эффективностью требуется большое количество мин, а следовательно, и большое количество их постановщиков. Значительное влияние на эффективность и срок службы мин с контактными взрывателями оказывают гидрометеоусловия (шторм, течение, перепады температур).

Поэтому большинство современных мин снабжаются неконтактными взрывателями, реагирующими на физические поля корабля.

Неконтактным взрывателем (НВ) называется комплекс устройств, осуществляющих подрыв заряда мины при прохождении корабля - цели на некотором расстоянии от мины без непосредственного контакта с ней, что вызывается воздействием на НВ физического поля корабля или физического поля, созданного самим взрывателем и отраженного корпусом корабля.

Наибольшее распространение нашли магнитные, акустические, электрические, гидродинамические и комбинированные НВ. Но взрыватели, реагирующие только на одно физическое поле корабля, обладают слабой помехоустойчивостью и избирательностью. Поэтому в современных минах используются комбинированные НВ, в состав которых входит несколько каналов, реагирующих на различные ФПК одновременно или последовательно. Такие взрыватели имеют высокую помехоустойчивость при хорошей локальности и защищены от воздействия неконтактных трапов. По назначению каналы делятся на дежурные и боевые.

Дежурный канал в течение всего срока службы находится в рабочем состоянии. Поэтому, в качестве дежурных каналов обычно выбирают менее энергоемкие (магнитные, индукционные, пассивные акустические). Дежурный канал обеспечивает включение боевого канала при входе корабля - цели в зону реагирования своих приемных устройств.

Боевой канал срабатывает при входе корабля в зону реагирования его воспринимающего устройства и осуществляет подключение питания на исполнительное устройство при достижении кораблем - целью зоны разрушительного действия ВВ (зоны поражения мины).

В минах с движущимися боевыми частями имеется устройство, по конструкции аналогичное НВ, но предназначенное для определения места цели относительно мины и обеспечения старта боевой части. Это устройство называется неконтактным отделителем (НО).

НВ (НО), срабатывающие при воздействии на мину физических полей корабля, называются пассивными, а срабатывающие от искажения присутствием корабля поля, создаваемого самим взрывателем, активными.

НВ (НО) пассивного типа (рис. 1.8, а) состоит из воспринимающего устройства (ВУ), программно-анализирующее устройства (ПАУ) и исполнительного устройства (ИУ).

а

б

Рис.1.6. Структурные схемы НВ (НО) пассивного (а), и активного (б) действия

Воспринимающее устройство (ВУ) служит для восприятия воздействия физического поля корабля и преобразования этого воздействия в электрический сигнал, который подается в программно-анализирующее устройство (ПАУ). Программно-анализирующее устройство осуществляет усиление и выделение полезного сигнала на фоне помех, его анализ, формирование сигнала на исполнительное устройство (ИУ). Исполнительное устройство дежурных канала обеспечивает подготовку к работе и включение в нее боевого канала, а в боевых каналах обеспечивает подачу питания на запальное устройство (в минах со стационарными боевыми частями) или на запуск двигателя и отделение мины от якоря (а минах с двигающимися боевыми частями).

НВ (НО) активного типа (см. рис. 1.8, б), в дополнение к элементам НВ пассивного типа, имеет излучающее устройство (ИзУ), которое создает собственное физическое поле мины и генератор импульсов (ГИ), который подает импульсы на ИзУ.

Искажение (отражение) кораблем излучаемого сигнала воспринимается и преобразуется воспринимающим устройством в электрический сигнал, в остальном действие схемы аналогично пассивному каналу.

Пассивные и активные каналы НВ (НО) имеют ряд положительных и отрицательных качеств, влияющих на тактические свойства мины. Например: пассивные каналы НВ воспринимают первичные физические поля корабля (т.е. те ФПК, которые излучает сам корабль), обеспечивая тем самым скрытность мины. Кроме того, для работы пассивного канала НВ практически не требуется затрат электроэнергии. Но такие каналы имеют слабые возможности по классификации цели: сложно выделить полезный сигнал на фоне помех. Также пассивный канал НВ легко обмануть путем создания искусственного ФПК с помощью неконтактного трала.

Активные же НВ обладают хорошей возможностью по классификации цели, т. к. они сами излучают в пространство импульсы и воспринимают отраженный от корпуса корабля сигнал (вторичное поле). Для получения хорошего отраженного сигнала необходим корпус корабля. Но работа таких каналов НВ легко обнаруживается техническими средствами корабля, т.е. мина обнаруживает себя - снижается скрытность. На работу генератора импульсов необходимой мощности затрачивается значительное количество энергии.

Т.е. получается, что пассивные и активные каналы НВ по своим свойствам взаимно противоположные. Поэтому в современных минах используются НВ (НО) активно-пассивного типа. Пассивные каналы НВ используются в качестве дежурных каналов, а активные - в качестве боевых.

Рассмотрим физические основы построения воспринимающих устройств НВ (ПО), которые создаются с учетом срабатывания от определенного ФПК. В расчете на срабатывание от воздействия магнитного поля корабля на минах могут устанавливаться воспринимающие устройства двух типов: магнитные (магнитостатические), реагирующие на вертикальную составляющую магнитного поля корабля , и индуктивные (магнитодинамические), созданные в расчете на горизонтальную составляющую магнитного поля корабля, изменяющуюся во времени (производную по времени от горизонтальной составляющей магнитного поля корабля).

В магнитном воспринимающем устройстве изменение значения напряжённости магнитного поля (при приближении корабля) вызывает колебание магнитной стрелки. Отклонившись от исходного Положения на определенный угол, магнитная стрелка замыкает контакт, вызывая срабатываний схемы НВ. Такой НВ срабатывает под кораблем как движущимся, так и неподвижным (стоящем на стопе), но во взрывателе должно быть устройство, автоматически компенсирующее магнитное поле земли. Из-за этого он сложен по конструкции и дорог в изготовлении. Поэтому 'большее распространение получили НВ с индукционными каналами.

Воспринимающим устройством такого НВ (рис. 1.9) является индукционная катушка, которая состоит из сердечника 1, выполненного из магнитомягкого материала, катушки 2 (порядка 30 000 витков) и усилителя 3. При прохождении над миной корабля в витках катушки индуцируется ЭДС, вызванная изменяющимся во времени его магнитным полем, чем и обеспечивается срабатывание НВ. Такой взрыватель срабатывает только под кораблем, имеющим ход.

Рис.1.9. Воспринимающее устройство индукционного канала

Акустическое поле корабля возникает вследствие работы различных механизмов корабля, вибрации фундамента корабельных двигателей, вращения гребных винтов, потоков воды, обтекающих корпус корабля, и характеризуется широким диапазоном частот. Поэтому в акустических каналах (НВ) мин используются инфразвуковые, звуковые и ультразвуковые воспринимающие устройства.

В качестве приемников поля низкой частоты используют электродинамические приемники (ПНЧ), которые устанавливаются внутри корпусе мины и жестко крепятся к нему. В корпусе ПНЧ (рис. 1.10) размещены две рабочие катушки 1. Внутри этих катушек помещен постоянный магнит 2, на резонансной пластине 3 с грузом 4. Перемещением груза по пластине можно изменить собственную частоту колебаний магнита. Акустические колебания, создаваемые кораблем, передаются через водную среду корпусу мины (соответственно к корпусу ПНЧ), что заставляет колебаться пластину с магнитом. Перемещение магнита в катушках обеспечивает возникновение, а них ЭДС. которая через усилитель подается на исполнительную часть НВ.

рис. 1.10. Акустический приемник низкой частоты (ПНЧ)

Воспринимающими устройствами акустического канала звукового диапазона являются угольные гидрофоны и дифференциальные электромагнитные акустические устройства (ДЭМ).

Основным элементом угольного гидрофона (рис. 1.11) является капсюль 8, имеющий неподвижный 2 и подвижный 4 электроды, между которыми помещен угольный порошок 3. Неподвижный электрод соединен с мембраной гидрофона 1. Подвижный электрод с инерционным грузом 7 закреплен на слюдяной диафрагме 6. При воздействии переменного давления звуковой частоты мембрана гидрофона начинает вибрировать. Колебания мембраны передаются корпусу микрофонного капсюля и через гибкую слюдяную диафрагму подвижному электроду с грузом. В силу инерции подвижного электрода и жестко соединенного с ним груза расстояние между подвижным и неподвижным электродами изменяется, что изменяет степень сжатия угольного порошка. При сжатии угольного порошка изменяются его сопротивление, вследствие чего в цепи питания гидрофона протекает пульсирующий ток, который после трансформирования и последующего выпрямления подается на реле и далее в схему НВ.

Рис.1. 11. Угольный гидрофон

ДЭМ (рис. 1.12) обычно устанавливается в минах, которые имеют большие глубины постановки. В этих приемниках воспринимающей мембраной служит корпус мины, колебания которой воспринимаются грузами 1 и усиливаются консолью 2. Вследствие такой системы передачи колебаний электроды 3 и 4 получают значительное перемещение относительно друг друга, что позволяет увеличить переменное напряжение на них.

Достоинством рассмотренных акустических устройств является малый расход электроэнергии. Поэтому они, в основном, применяются в качестве дежурных каналов мин.

В качестве воспринимающих устройств ультразвуковых колебаний используются пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи.

Рис. 1.12. Схема устройства ДЭМ

Рис.1.13. Пьезоэлектрический преобразователь

Основным элементами пьезоэлектрического преобразователя (рис. 1.13) являются пьезоэлемент 3 (титанат бария). На плоские стороны пьезоэлемента нанесены серебряные электроды 4. К одному из них приклеена бронзовая мембрана 2, к другому токоведущий провод 6. Для создания оптимальных условий работы весь преобразователь зажат между корпусом мины 1 и изолятором 5.

Пьезоэлемент обладает свойством деформироваться под действием приложенного к его электродам электрического напряжения, а также создавать на этих электродах электрические заряды под действием механических усилий (пьезоэффект). В режиме излучения на электроды пьезоэлемента периодически подаются высокочастотные импульсы электрического напряжения. Под действием этих импульсов пьезоэлемент колеблется и через мембрану посылает ультразвуковые колебания в окружающую среду. В режиме приема на пьезоэлемент через мембрану действуют ультразвуковые колебания, вызывающие деформацию пьезоэлемента. В результате между электродами возникает электрическое напряжение ультразвуковой частоты. Это напряжение с пьезоэлемента снимается и подается в программно-анализирующее устройство НВ(НО).

Действие магнитострикционного преобразователя (рис. 1.14) основано на использовании магнитострикционного эффекта ферромагнитных тел. Магнитострикционный эффект - это свойство некоторых металлов (никель и другие ферромагнетики) изменять свои параметры под влиянием магнитного поля и, наоборот, изменять магнитные свойства под действием механической нагрузки Основными элементами магнитострикционного преобразователя являются пакет из никелевых пластин 1 и обмотка 2. Ультразвуковые колебания действуют на рабочую поверхность пакета, пакет деформируется, и его магнитный поток изменяется, Меняющийся магнитный поток наводит ЭДС в обмотке преобразователя.

Рис.1.14. Магнитострикционный преобразователь

В качестве воспринимающих устройств гидродинамического поля корабля используются скомпенсированные реле давления. Наиболее распространены жидкостные реле называемые гидродинамическими приемниками (рис.1.15). Гидродинамическое поле корабля возникает в результате перераспределения скоростей частиц жидкости в пространстве, прилегающем к движущемуся кораблю. Это приводит к изменению давления в водной среде, окружающей корабль. Проходная характеристика гидродинамического поля под килем корабля на определенной глубине имеет вид, показанный на рис. 1.3. Из рисунка видно, что протяженность области пониженного гидродинамического давления составляет около 0,7 длины корабля. Гидродинамические приемники (ГДП) реагируют на понижение давления.

Рис. 1.15. Гидродинамический приемник

ГДП всегда находятся под воздействием помех, создаваемых окружающей средой. Природными гидродинамическими помехами являются приливоотливные колебания уровня моря и ветровые волны. Для защиты гидродинамических воспринимающих устройств от этих помех принцип их устройства основывают на резком различии ускорения изменения гидродинамического давления, вызванного прохождением корабля (полезный сигнал), и ускорения изменения давления во времени приливно-отливных