Ελαφρές ανθυποβρυχιακές τορπίλες LWT (Lightweight Torpedoes)

Περί Αλός

του Υποναυάρχου Γεωργίου Σάγου ΠΝ (εα)

Απόσπασμα από το υπό έκδοση βιβλίο: Γεώργιος Α. Σάγος 

«Εισαγωγή στην Υδροακουστική & στην Τεχνολογία Sonar»,

Αθήνα: Bookstars, 2015, σσ. 519-536.

Αναδημοσίευση στο Περί Αλός με την έγκριση τoυ συγγραφέα.

Βολή ανθυποβρυχιακής τορπίλης Stingray, από

τορπιλοσωλήνα βρετανικής φρεγάτας Type 23

HMS Westminster. ΦΩΤΟ: http://www.defenceimagery.mod.uk/

Οι ελαφρού τύπου τορπίλες φέρονται κυρίως από πλοία επιφανείας και ιπτάμενα μέσα (αεροσκάφη και ελικόπτερα), με σκοπό την προσβολή υποβρυχίων στόχων. Έχουν μήκος 2.5-3 m, φέρουν εκρηκτική γόμωση 35-50 kg και είναι πιο ανθεκτικές από τις βαρέως τύπου, καθώς μπορούν να ρίπτονται από ιπτάμενα μέσα. Συνήθως, μετά από την εκτόξευση/άφεσή τους δεν υπάρχει κανένας απολύτως έλεγχος επί αυτών (fire & forget). Για το λόγο αυτό, η εμβέλεια και η αποτελεσματικότητα των ανθυποβρυχιακών τορπιλών (ιδιαίτερα των παλαιότερων μοντέλων) είναι μειωμένη μέσα στο θαλάσσιο περιβάλλον των ρηχών υδάτων (αντηχήσεις, ψευδοστόχοι, κτλ). Εξαίρεση στο θέμα του ελέγχου μετά από την εκτόξευση αποτελούν ορισμένες Σουηδικές τορπίλες ελαφρού τύπου (πχ TP-46). Οι συγκεκριμένες τορπίλες έχουν εξαιρετικά χαμηλές ταχύτητες (αθόρυβες), εκμεταλλεύονται τη θετική πλευστότητα (buoyancy) που επιτυγχάνουν λόγω του μεγάλου φυσικού τους όγκου [30] και κατευθύνονται προς το στόχο με τη βοήθεια αγωγού επικοινωνίας (wire guided) οπτικής ίνας, προκειμένου να αντιμετωπίζουν αποτελεσματικότερα το ακουστικά αντίξοο περιβάλλον της Βαλτικής θάλασσας (μέσο βάθος βυθού περί τα 60 m).

Σοβαρό πρόβλημα για την αποτελεσματικότητα των ανθυποβρυχιακών τορπιλών αποτελεί η δυσκολία προσδιορισμού της ακριβούς θέσης του υποβρυχίου στον τρισδιάστατο χώρο (διόπτευση, απόσταση και βάθος), λόγω τόσο των ιδιομορφιών της διάδοσης του ήχου μέσα στη θαλάσσια μάζα όσο και των διαφόρων σφαλμάτων (συσκευών sonar, χειριστών, κτλ) που υπεισέρχονται. Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία μίας τρισδιάστατης περιοχής αβεβαιότητας γύρω από την εκάστοτε τελευταία γνωστή/αναφερθείσα θέση του υποβρυχίου, η οποία με την πάροδο του χρόνου επεκτείνεται συνεχώς. Οι ανθυποβρυχιακές τορπίλες προκειμένου να έχουν επιτυχία, συνήθως βάλλονται (εισέρχονται στο νερό) όσο το δυνατόν πλησιέστερα στην εκτιμώμενη μελλοντική θέση του υποβρυχίου (σε απόσταση <150 m), με σκοπό τη μείωση στο ελάχιστο του διατιθέμενου χρόνου αντίδρασης αυτού (<60 sec) για την εφαρμογή ελιγμών διαφυγής ή χρήσης αντιμέτρων, αλλά και για την αποφυγή των ψευδοστόχων του περιβάλλοντος γενικότερα. Στη συνέχεια εκτελούν κάποιο κατάλληλο διάγραμμα τρισδιάστατης έρευνας (κυρίως ενεργητικής) μέσα στην αυξανόμενη με το χρόνο περιοχή αβεβαιότητας.

Οι σημαντικότερες πηγές θορύβου σε μία ανθυποβρυχιακή τορπίλη.

Η αποτελεσματικότητα των ανθυποβρυχιακών τορπιλών δεν εξαρτάται αποκλειστικά και μόνον από τις τεχνικές δυνατότητες ή τους περιορισμούς των όπλων αυτών (ευελιξία, αντι-αντίμετρα, κτλ), αλλά και από το βαθμό εκπαίδευσης, την εμπειρία και την επιδεξιότητα του προσωπικού που τις χρησιμοποιεί. Η ανθυποβρυχιακή δράση (έρευνα και επίθεση) αποτελεί ένα από τα πλέον δύσκολα και απαιτητικά έργα των ναυτικών μονάδων κρούσης, λόγω των ιδιαίτερα περίπλοκων χαρακτηριστικών του θαλάσσιου περιβάλλοντος (βαθυθερμογραφικές συνθήκες, αντηχήσεις, θόρυβος), της ύπαρξης ψευδοστόχων, καθώς επίσης και των εξελιγμένων χαρακτηριστικών και της τακτικής  που εφαρμόζουν τα μοντέρνα υποβρύχια. Τέλος, επισημαίνεται ότι η απόδοση των ανθυποβρυχιακών τορπιλών μειώνεται κατακόρυφα σε κατάσταση θαλάσσης (sea state) μεγαλύτερη από 6.

 

Μk-44 Mod 0 & 1

Αποτελεί παλαιά ηλεκτροκίνητη ανθυποβρυχιακή τορπίλη (της περιόδου 1955 - 1965), εξαιρετικά μειωμένων δυνατοτήτων για τις σημερινές απαιτήσεις, με ενεργητικό σύστημα sonar. Ο προβολέας της τορπίλης διέθετε 36 μικρά στοιχεία μαγνητοσυστολής, διατεταγμένα σε δύο ομάδες. Ταχύτητα 30 knots, μέγιστη διανυόμενη απόσταση 6 km. Διέθετε μπαταρία θαλασσινού νερού Mg-AgCl (24 kW) και ηλεκτροκινητήρα 30 HP (22 kW). Η κεφαλή μάχης έφερε γόμωση περί τα 34 kg ΗBX-3. Τόσο η τεχνική όσο και η εφοδιαστική υποστήριξη της τορπίλης έχει διακοπεί από το USN, ενώ χρησιμοποιείται ακόμη από ελάχιστες χώρες.

Η παλαιά ανθυποβρυχιακή τορπίλη Μk-44.

 

Mk-46 της Raytheon και παλαιότερα Alliant TechSystems, Honeywell (πρώην Aerojet Electro Systems Company)

Αποτελεί ενεργητική ή παθητική/ενεργητική ανθυποβρυχιακή τορπίλη με εμβολοφόρο μηχανή εξωτερικής καύσης (Otto fuel ΙΙ), διάδοχος της Mk-44. Η πρώτη έκδοση Mod0 με κινητήρα στερεών καυσίμων εμφανίστηκε στις αρχές δεκαετίας 1960 (Westinghouse). Το 1967 εμφανίστηκε η πρώτη έκδοση υγρού καυσίμου Mod1, από τη Honeywell. Το 1972 τέθηκε σε υπηρεσία η έκδοση Mod2. [31], [32] Η ταχύτητα της τορπίλης είναι 45 knots (Mod2) ή 43.5/36 knots (Mod5). Η χαμηλή ταχύτητα λαμβάνεται σε ορισμένες καταστάσεις λειτουργίας της τορπίλης, όπως πχ κατά την παθητική έρευνα. Η μέγιστη διανυόμενη απόσταση είναι 11/9 km (μικρό/μεγάλο βάθος, Mod2) ή 18/11 km (μικρό/μεγάλο βάθος, Mod5). Η δραστική εμβέλεια εμπλοκής είναι αρκετά μικρότερη. Η πιθανότητα επιτυχίας (probability of kill) μειώνεται απότομα με την αύξηση της διανυόμενης απόστασης, γεγονός το οποίο συμβαίνει στις περισσότερες τορπίλες χωρίς ενσύρματη καθοδήγηση. Το μέγιστο βάθος λειτουργίας (σύνθλιψης) είναι 762 m. Η πρώτη ψηφιακή έκδοση Mod5 (μετάβαση από τα διακριτά transistors στην τεχνολογία των ολοκληρωμένων CMOS), γνωστή ως NEARTIP (NEAR Term Improvement Program) τέθηκε σε παραγωγή το 1979 από τη Honeywell Inc, σήμερα Raytheon Marine Systems. Η έκδοση αυτή διέθετε βελτιωμένο τμήμα ακουστικής κατεύθυνσης με μεγαλύτερη ικανότητα αντίστασης στις παρεμβολές. Το 1989, η έκδοση Mod5 αναβαθμίστηκε σε Mod 5A και Mod 5A(S) για την επαύξηση της αποτελεσματικότητας της τορπίλης στο παράκτιο θαλάσσιο περιβάλλον (το βάθος έρευνας αρχίζει από 80 ft έναντι 125 ft των παλαιότερων μοντέλων). Παρ’ όλα αυτά, η τορπίλη θεωρείται ότι εξακολουθεί να επιτυγχάνει οριακή απόδοση εναντίον αργά κινούμενων στόχων (τυπικά <2-3 knots) σε περιοχές ρηχών υδάτων, λόγω της περιορισμένης επεξεργασίας σήματος που δεν επιτρέπει τον εντοπισμό αυτών μέσα από τη διευρυμένη ολίσθηση Doppler των αντηχήσεων. Η κεφαλή μάχης φέρει εκρηκτική γόμωση 44.6 kg PBXN-103, που ισοδυναμεί με 108 kg TNT.

Ανθυποβρυχιακή τορπίλη Mk-46 Mod5Α

Σήμερα, ο βελτιωμένος τύπος Mod 5A(SW) SLEP (Service Life Extension Program) αποτελεί το βασικό ανθυποβρυχιακό όπλο των πολεμικών πλοίων επιφάνειας, ελικοπτέρων και αεροσκαφών ναυτικής συνεργασίας αρκετών χωρών του ΝΑΤΟ.



Εξωτερικά φυσικά χαρακτηριστικά ανθυποβρυχιακής
τορπίλης Mk-46 Mod5Α. Ο προβολέας της τορπίλης
αποτελείται από μία διάταξη 48 στοιχείων διατεταγμένων
σε 6 staves. Η κεφαλή μάχης φέρει γόμωση (blast charge)
περί τα 43.5 kg Η-6 (παλαιότερες εκδόσεις)
ή 44.5 kg PBXN-103 (νεότερες εκδόσεις).

Εσωτερική τομή ανθυποβρυχιακής τορπίλης Mk-46 Mod5Α.

Ανθυποβρυχιακή τορπίλη Mk-46 φορτωμένη σε αεροσκάφος
ναυτικής συνεργασίας P-3 Orion.

 

 

 Mk-50 ή ALWT (Advanced Lightweight Torpedo) της Raytheon και παλαιότερα Alliant TechSystems, Westinghouse και Honeywell Inc (τέλη δεκαετίας 1970)

Αποτελεί μη εξαγώγιμη, υψηλού κόστους αμερικάνικη ανθυποβρυχιακή τορπίλη, γνωστή και ως Barracuda. Κατασκευάστηκε για την αντιμετώπιση των εξελιγμένων Σοβιετικών πυρηνικών υποβρυχίων που εμφανίστηκαν στις αρχές της δεκαετίας 1970 (SSN κλάσης Alfa) και τα οποία δρούσαν στις περιοχές των βαθέων υδάτων των ωκεανών (blue waters). Γι’ αυτό, η κύρια έμφαση δόθηκε στην επίτευξη υψηλών ταχυτήτων και μεγάλων βαθών λειτουργίας: μέγιστη ταχύτητα τορπίλης 50+ knots (η έρευνα εκτελείται με χαμηλότερη ταχύτητα), εμβέλεια 12+ km, μέγιστο βάθος λειτουργίας 1100 m. Η κεφαλή μάχης είναι προσχηματισμένης γόμωσης (shaped charge) για τη διάρρηξη της διπλής γάστρας ορισμένων τύπων υποβρυχίων (βάρος γόμωσης 45.36 kg).

Χρησιμοποιεί πρόωση ατμοστροβίλου, οδηγούμενου από ένα σύστημα κλειστού κύκλου ατμού SCEPS (Stored Chemical Energy Propulsion) της Garret Pneumatic Systems, καθώς επίσης και κάποιο pump jet. Το σύστημα πρόωσης SCEPS είναι πολύ υψηλού κόστους και αναπτύχθηκε κατά τη δεκαετία του 1980. Βασίζεται στη χημική αντίδραση (chemical combustion) μεταξύ θερμαινόμενου μέχρι τήξης λιθίου Li (καύσιμο) και του σχετικά αδρανούς SF6 (οξειδωτικό), που όμως αντιδρά με το λίθιο σε θερμοκρασία λειτουργίας 790 °C, μέσω της στοιχειομετρικής εξίσωσης:

8 Li + SF6 → Li2S + 6 LiF

 

Από την υψηλή θερμότητα της ανωτέρω αντίδρασης παράγεται υπέρθερμος ατμός. Τα παραγόμενα κατάλοιπα της αντίδρασης (μόνον στάχτη και καθόλου αέρια) καταλαμβάνουν μικρότερο όγκο από τα αντιδρώντα συστατικά, οπότε δεν υπάρχει ανάγκη αποβολής τους στο περιβάλλον, με αποτέλεσμα να διατηρούνται οι επιδόσεις της τορπίλης ίδιες ακόμη και στα μεγαλύτερα βάθη. Η μέγιστη πρακτική πυκνότητα αποθηκευμένης ενέργειας του SCEPS είναι 600 Wh/kg.

Το σύστημα pump jet της ανθυποβρυχιακής τορπίλης Mk-50 ALWT.

Η τορπίλη είναι σχεδιασμένη εξ’ αρχής με βάση την ψηφιακή τεχνολογία και ενσωματώνει προηγμένους αλγορίθμους εναντίον ακουστικών αντιμέτρων. Σε μεταγενέστερη φάση το software της τορπίλης έχει αναβαθμιστεί για τη βελτίωση της απόδοσης ακόμη και στα ρηχά ύδατα. Διαθέτει ενεργητικό sonar το οποίο εκπέμπει περί τα 25 kHz (παλμούς CW ή FM), ενώ κατά την παθητική λειτουργία λαμβάνει σε χαμηλότερες συχνότητες μέσα σε ένα μεγάλο εύρος μπάντας 10 kHz (broadband). Ο προβολέας sonar διαθέτει 52 στοιχεία Tonpilz διατεταγμένα σε 8 οριζόντιες σειρές και 8 κατακόρυφες στήλες (staves), για την επίτευξη στενών λοβών και μείωσης του επιπέδου αντηχήσεων, με δυνατότητα ταυτόχρονης δημιουργίας πολλών ανεξάρτητων προσχηματισμένων λοβών κατά την έρευνα (έως 48 κατά την εκπομπή και 62 κατά τη λήψη). Η απόσταση απόκτησης των στόχων είναι της τάξης του 1.5 nm (2.7 km). Τέλος, μπορεί να προγραμματισθεί έτσι ώστε να επιτίθεται στο διαμέρισμα ελέγχου του υποβρυχίου, το οποίο αποτελεί ένα από τα πιο ευαίσθητα σημεία για προσβολή.

Σχηματικό διάγραμμα συστήματος πρόωσης SCEPS.

Εξωτερικά φυσικά χαρακτηριστικά ανθυποβρυχιακής

τορπίλης Mk-50, της Raytheon.

Mk-54 Mod0 ή LHT (Lightweight Hybrid Torpedo) της Raytheon

Αποτελεί υβριδική ανθυποβρυχιακή τορπίλη, διάδοχο των Mk-46 και Mk-50. Προέκυψε από την ανάγκη αντιμετώπισης της απειλής των μοντέρνων υποβρυχίων συμβατικής πρόωσης (SSK), που επιχειρούν σε παράκτια ύδατα. Από τη Mk-46 δανείζεται την κεφαλή μάχης (44.6 kg PBXN-103 που ισοδυναμεί με 108 kg TNT) και το σύστημα πρόωσης με τροποποιήσεις (Otto fuel II με τις κλασσικές προπέλες). Από τη βαρέως τύπου Mk-48 δανείζεται τη βαλβίδα ελέγχου καυσίμου (speed/fuel control valve), για δυνατότητα συνεχούς ρύθμισης της ταχύτητας. Από τη Mk-50 δανείζεται το σύστημα sonar (με ακόμη ισχυρότερο σύστημα επεξεργασίας νεότερης τεχνολογίας), το οποίο διαθέτει πολλαπλούς λοβούς εκπομπής/λήψης και προηγμένους αλγορίθμους επεξεργασίας (προσαρμοσμένους για ρηχά ύδατα). Ο προβολέας sonar (με κάλυμμα πολυουρεθάνης) διαθέτει 52 στοιχεία Tonpilz διατεταγμένα σε 8 οριζόντιες σειρές και 8 κατακόρυφες στήλες (staves), για την επίτευξη στενών λοβών και μείωση του παραγόμενου/λαμβανόμενου επιπέδου αντηχήσεων. Σε συνδυασμό με την υψηλότερη τιμή SL από τη Mk-46, επιτυγχάνει μεγαλύτερη απόσταση εντοπισμού (απόκτηση κινούμενων στόχων έως και 2.1 km), ενώ ταυτόχρονα παρουσιάζει μεγαλύτερη ανθεκτικότητα στις ακουστικές παρεμβολές [33].  Ο ψηφιακός beamformer της τορπίλης έχει τη δυνατότητα ηλεκτρονικής στροφής των λοβών (beam steering), τόσο στο οριζόντιο όσο και στο κατακόρυφο επίπεδο, με ταυτόχρονη δημιουργία πολλών ανεξάρτητων προσχηματισμένων λοβών ερεύνης (έως 48 κατά την εκπομπή και 62 κατά τη λήψη) ή άνω των 8000 λοβών κατά την παρακολούθηση (homing).

Stingray mounted on Helicopter
Photograph copyrighted by BAE Systems

Η εμβέλεια και το βάθος λειτουργίας είναι περίπου όπως και της Mk-46 Mod5. Η ταχύτητα κυμαίνεται από 28 knots (16 λεπτά) έως 43.5 knots (8 λεπτά), με δυνατότητα συνεχούς ρύθμισης αυτής για τη διατήρηση της επιθυμητής τιμής SE (Signal Excess). Η τορπίλη είναι επιχειρησιακή σε κατάσταση θαλάσσης (sea state) μέχρι 6+. Η κεφαλή μάχης διαθέτει πυροδοτικό μηχανισμό κρουστικό (αδρανειακό) και επίδρασης.

Η ανθυποβρυχιακή τορπίλη Stingray Mod1, της

BAE Systems (πρώην Marconi Underwater Systems).

Η τορπίλη διαθέτει αυξημένη απόδοση σε ρηχά νερά και σημαντικά βελτιωμένη παθητική και ενεργητική επεξεργασία σήματος. Το συνολικό εύρος μπάντας συχνοτήτων μέσα στο οποίο λειτουργεί η ακουστική κεφαλή της τορπίλης είναι 4 kHz (broadband). Σε ενεργητική λειτουργία, οι εκπεμπόμενοι παλμοί μπορεί να είναι είτε CW (με ζύγιση Kaiser-Bessel για καταπίεση των πλευρικών λοβών στο πεδίο της συχνότητας) είτε FM. Για τον εντοπισμό ακίνητων ή αργά κινούμενων στόχων μέσα σε περιβάλλον αντηχήσεων (ακόμη και στόχων επικαθήμενων στο βυθό), χρησιμοποιεί προηγμένη επεξεργασία σήματος FM, από την οποία προκύπτει μία μορφή ακουστικού ειδώλου του στόχου (acoustic imaging). Συγκεκριμένα, συνδυάζοντας μεταξύ τους τις ηχητικές επιστροφές των διαφόρων λοβών λήψης, αναγνωρίζει το εκτεταμένο ακουστικό είδωλο του στόχου σε πραγματικό χρόνο, συγκρίνοντας με εμπειρικά στοιχεία τα οποία είναι αποθηκευμένα σε ακουστική βάση δεδομένων στη μνήμη της τορπίλης (pattern recognition). Θεωρητικά, διαθέτει δυνατότητα επεξεργασίας/ παρακολούθησης έως και 50 διαφορετικών στόχων, ταυτόχρονα. Για τη μείωση του κόστους, η υλοποίηση του συστήματος επεξεργασίας (hardware) είναι COTS, επεξεργαστικής ισχύος 14 GFLOPS (παλαιότερα διέθετε Motorola PowerPC 1.2 GFLOPS).

Stingray Mod 0 & 1 της BAE Systems (πρώην Marconi Underwater Systems)

Αποτελεί ανθυποβρυχιακή ηλεκτροκίνητη τορπίλη (σχεδιάσθηκε τη δεκαετία του 1960 και ως Mod0 τέθηκε σε υπηρεσία το 1983), ταχύτητας 45 knots (σταθερή) και εμβέλειας 7.5-9 km ανάλογα με τις ανοχές του ηλεκτρικού συσσωρευτή [34].  Χρησιμοποιεί συσσωρευτή Mg-AgCl που ενεργοποιείται με θαλασσινό νερό (79 kW, 300 V, 265 A), ενώ η πρόωση είναι τύπου pump jet (για την ακρίβεια ducted propellers).

Η χημική αντίδραση της ανόδου (-) του συσσωρευτή Mg-AgCl (οξείδωση του Mg), είναι:

Mg- → Mg2+ + 2 ηλεκτρόνια           (2.37 V)

 

Η αντίστοιχη αντίδραση της καθόδου (+) (αναγωγή του AgCl σε Ag), είναι:

2 AgCl + 2 ηλεκτρόνια → 2 Ag + 2 Cl-        (0.80 V)

Επομένως, η συνολική ηλεκτροχημική αντίδραση είναι:

Mg- + 2 AgCl → Mg2+ + 2 Ag + 2 Cl-

 

Tα πηδάλια της τορπίλης είναι σχετικά μικρά και τοποθετημένα πίσω από το pump jet, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται αποτελεσματικότερος έλεγχος σε υψηλές ταχύτητες και υπό μεγάλες γωνίες κλίσης που προκαλούν μεγαλύτερο θόρυβο. Μέγιστο βάθος λειτουργίας 750+ m. Ο προβολέας της τορπίλης αποτελεί μία επίπεδη διάταξη 31 στοιχείων. Παράγει περί τους 15 προσχηματισμένους/ σταθερούς λοβούς λήψης και ένα λοβό εκπομπής παλμών CW ή FM (narrowband ή broadband mode) [35].  Η συχνότητα ενεργητικής λειτουργίας του sonar βρίσκεται στην περιοχή 30-33 kHz. Τα ακουστικά αντι-αντίμετρα ACCM της τορπίλης δεν είναι προηγμένα για τα σημερινά δεδομένα (περιορίζονται στον έλεγχο της δομής των highlights της επιστρεφόμενης ηχούς) [36].  Η κεφαλή μάχης (35 kg TORPEX-9) είναι ειδικά σχεδιασμένη (shaped charge), έτσι ώστε να διαρρηγνύει τη διπλή γάστρα που διαθέτουν ορισμένα πυρηνικά υποβρύχια SSBN [37].  Από το 2006 τέθηκε σε πλήρη παραγωγή (full-rate/run production) η βελτιωμένη έκδοση Mod1, για το Βρετανικό ναυτικό. Το Mod1 διαθέτει τα ίδια περίπου δυναμικά χαρακτηριστικά με το Mod0 (ταχύτητα, εμβέλεια βάθος λειτουργίας), αλλά εντελώς νέου τύπου sonar (ψηφιακού beamformer, υψηλότερης κατευθυντικότητας λοβών, μεγαλύτερης τιμής SL, δυνατότητα εισαγωγής μηδενισμών προς συγκεκριμένες διευθύνσεις παρεμβολής θορύβου και άλλων προηγμένων τεχνικών ACCM), καθώς επίσης και νέου τύπου γόμωση PBX (insensitive shaped charge) αντί του ευαίσθητου TORPEX.

 

Impact MU-90 της EuroTorp (DCNI, Thales Underwater Systems, Whitehead Alenia Systemi Subacquei) [38]

Αποτελεί ανθυποβρυχιακή ηλεκτροκίνητη τορπίλη τρίτης γενιάς, η οποία προήλθε το 1991 από τη συνένωση δύο αντιστοίχων προγραμμάτων προηγμένης τεχνολογίας τορπιλών ελαφρού τύπου, του Γαλλικού Muréne (DCN) και του Ιταλικού Α-290 (Whitehead Alenia). Η τορπίλη έχει επιλεγεί από τα ναυτικά της Γαλλίας, Ιταλίας (φρεγάτες Horizon), Γερμανίας (φρεγάτες F-124), Δανίας, Πολωνίας, Αυστραλίας, Ν. Ζηλανδίας, προς αντικατάσταση των παλιότερων Mk-46 και A-244/S. Διαθέτει γραμμικά μεταβαλλόμενη ταχύτητα από 29 έως 53 knots, η οποία ρυθμίζεται σε βήματα του 1 knot (μέσω κινητήρα διέγερσης μόνιμου μαγνήτη χωρίς ψήκτρες), ανάλογα με τη φάση λειτουργίας της τορπίλης. Η διανυόμενη απόσταση κυμαίνεται από 25 km έως 12 km για ελάχιστη έως μέγιστη ταχύτητα, ενώ η δραστική εμβέλεια εμπλοκής κυμαίνεται από 15 km έως και 20 km (αναλόγως επιδιωκόμενης τιμής Pkill). Έχει σχεδιασθεί με έμφαση στον εντοπισμό “αθόρυβων” υποβρυχίων που επιχειρούν σε παράκτια και περιορισμένα ύδατα, ενώ μπορεί να βληθεί από όλες τις τυπικές πλατφόρμες βολής τορπιλών ελαφρού τύπου (πλοία επιφανείας, ελικόπτερα, κτλ). Χρησιμοποιεί μπαταρία κλειστού τύπου Al-AgO με ηλεκτρολύτη διαλύματος διοξειδίου του νατρίου σε θαλασσινό νερό (~110 kWh). Προωθείται μέσω pump jet (με πτερύγια skewed) για τη χαμηλότερη δυνατή παραγωγή θορύβου και ειδικότερα την αποφυγή του φαινομένου της σπηλαίωσης ακόμη και σε μικρά βάθη. Tα πηδάλια είναι σχετικά μεγάλα (όπως και στη Mk-50), έτσι ώστε να επιτυγχάνεται αποτελεσματικότερος έλεγχος ακόμη και σε μικρές ταχύτητες, με μικρές γωνίες κλίσης για τη μικρότερη δυνατή παραγωγή θορύβου.

Ο ακουστικός προβολέας της τορπίλης αποτελεί μία επίπεδη διάταξη 32 στοιχείων σε 6 στήλες (staves). Διαθέτει πλήρως ψηφιακό beamforming, με πολλαπλούς προσχηματισμένους λοβούς (47 εκπομπής και 33 λήψης), που καλύπτουν συνολικό οριζόντιο τομέα 120° και κατακόρυφο τομέα 70°. Εκτελεί ταυτόχρονη εκπομπή και επεξεργασία σε 6 διαφορετικές μπάντες συχνοτήτων (multi-frequency) με παράλληλη λειτουργία στενού και ευρέως φάσματος (CW διαμόρφωσης ΑΜ & ΗFM, αντίστοιχα). Ειδικότερα, εκπέμπει ταυτόχρονα σειρές υποπαλμών σε διαφορετικές συχνότητες, με διαμόρφωση CW (για υψηλή ανάλυση απόστασης, ταχύτητας και γωνίας), με διαμόρφωση ευρέως φάσματος FM (για ταξινόμηση των χαρακτηριστικών/φυσικών διαστάσεων του στόχου) και με διαμόρφωση φάσης PSK – BPSK (για διάκριση από τις αντηχήσεις των αργά κινούμενων ή επικαθήμενων στο βυθό στόχων). Επίσης, διεξάγει ταυτόχρονα ενεργητική και παθητική λειτουργία. Η απόσταση ενεργητικού εντοπισμού κινούμενων στόχων υπερβαίνει τα 2.5 km, ενώ η απόσταση απόκτησης αυτών φθάνει έως και 2.3 km. Το συνολικό φασματικό εύρος μέσα στο οποίο λειτουργεί η ακουστική κεφαλή της τορπίλης είναι 13 kHz (broadband). Υποτυπώνει το χώρο που ερευνά σε συνάρτηση με το χρόνο, τη συχνότητα και την ένταση των επιστρεφόμενων σημάτων (ηχούς), και για τις δύο λειτουργίες CW και FM ταυτόχρονα, συγκρίνοντας μεταξύ τους τα αποτελέσματα (spatial correlation & data fusion) για εντοπισμό όλων των πιθανών στόχων. Με τον τρόπο αυτό, επιτυγχάνεται θεωρητικά η δυνατότητα επεξεργασίας/παρακολούθησης έως και 10 διαφορετικών στόχων ταυτόχρονα (ακόμη και των ακίνητων ή επικαθήμενων στο βυθό), ενώ μπορεί να τους διακρίνει από τις αντηχήσεις και τα περισσότερα είδη ακουστικών αντιμέτρων [39].  Το ελάχιστο βάθος λειτουργίας κυμαίνεται από 3 m έως 1000+ m. Η κεφαλή μάχης περιέχει 31.77 kg εκρηκτικό V350 (52% TATB - triaminotrinitrobenzene, 45% HMX - octogen, συνδετική ουσία & χρώμα), ικανό να διαπεράσει τη διπλή γάστρα ορισμένων πυρηνικών υποβρυχίων.

Μία μορφή της τορπίλης (MU90HK) αναπτύσσεται ως αντίμετρο hard kill των πλοίων επιφανείας εναντίον των βαρέως τύπου τορπιλών υποβρυχίων. Χαρακτηριστικό της έκδοσης αυτής, είναι η ειδική σχεδίαση της κεφαλής μάχης η οποία αντί προσχηματισμένης (shaped charge) διαθέτει συμπαγή εκρηκτική ύλη (compact charge, semi-directional ή semi-panoramic blast warhead).

 

Ρωσικές ελαφρές ανθυποβρυχιακές τορπίλες

Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, οι ρωσικές ανθυποβρυχιακές τορπίλες ελαφρού τύπου εκτοξεύονταν από τορπιλοσωλήνες διαμέτρου 400 mm. Παράδειγμα αποτελεί η πρώτη εμφανισθείσα τορπίλη SET-40 (active/passive, πυροδότηση ακουστικής επίδρασης). Οι πρώτες εναέριες ανθυποβρυχιακές τορπίλες ελαφρού τύπου 450 mm ήταν η AT-1 (1962) και η ενσύρματης καθοδήγησης  VTT-1 (1976).

Η διαμέτρου 400 mm ελαφρά ακουστική

ανθυποβρυχιακή τορπίλη UMGT-1ME.

Η πρώτη διττού ρόλου ελαφρά ακουστική (active/passive) τορπίλη των ρωσικών υποβρυχίων ήταν η 400 mm διαμέτρου SET-72 (1972), με μπαταρία Ag-Mg θαλασσινού νερού (>40 knots, 8 km). Αργότερα, εισήχθη η επίσης διττού ρόλου και διαμέτρου 400 mm ελαφρά ακουστική ανθυποβρυχιακή τορπίλη UMGT-1, η οποία χρησιμοποιείται από τη ρωσική ναυτική αεροπορία (41 knots, 8 km, μπαταρία Ag-Mg θαλασσινού νερού).

Η ελαφρά αερομεταφερόμενη ανθυποβρυχιακή ακουστική
τορπίλη APR-3E (355 mm, πρόωση στερεών καυσίμων,
pump-jet, 75 knots, εμβέλεια>3 km). Αντικαθιστά
την παλαιότερη APR-2.

Το 1980 εμφανίστηκε η διαμέτρου 324 mm ελαφρά ανθυποβρυχιακή ακουστική (active/passive) τορπίλη Kolibri MPT (45 knots), με θερμική μηχανή (monopropellant). Αποτελεί αντίγραφο της αντίστοιχης αμερικανικής τορπίλης Mk-46, από την εποχή του πολέμου του Βιετνάμ.

ΠΗΓΗ: Περί Αλός http://perialos.blogspot.gr/2015/05/lwt-lightweight-torpedoes.html

 

 

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ:

[30] Οι τορπίλες TP-46 Grampus (όπως και οι παλαιότερες TP-43/45) καθώς και κάποιες Ρωσικές τορπίλες (SET, UMGT-1) έχουν διάμετρο 400 mm (15.75-inch), συγκριτικά με την τυποποιημένη διάμετρο των 324 mm (12.75-inch) που διαθέτουν όλοι οι τύποι ανθυποβρυχιακών τορπιλών των χωρών του ΝΑΤΟ.

[31] Η Κινεζική τορπίλη Yu-7 φέρεται ότι έχει βασιστεί στη Mk-46 Mod2.

[32] Από το USN έχει διακοπεί εντελώς η εφοδιαστική υποστήριξη της τορπίλης Μk-46 Mod2.

[33] Η ανθεκτικότητα στα ακουστικά αντίμετρα (acoustic jammers) βασίζεται στους στενότερους οριζόντιους και κατακόρυφους λοβούς, στην καταπίεση των πλευρικών λοβών, στην υψηλή τιμή SL, κτλ.

[34] Την έκδοση Mod0 διαθέτουν η Μ. Βρετανία, Νορβηγία, Αίγυπτος και Ταϋλάνδη.

[35] Σε λειτουργία narrowband (CW) εφαρμόζεται Doppler filtering, οπότε η διακριτική ικανότητα κατ’ απόσταση δεν είναι τόσο ακριβής. Σε λειτουργία broadband (FM) η διακριτική ικανότητα κατ’ απόσταση είναι πολύ καλύτερη (high-range resolution), σε βαθμό που επιτρέπει την εξαγωγή κάποιων χαρακτηριστικών του στόχου (target highlights) και τη δημιουργία μετά από κατάλληλη επεξεργασία κάποιας τρισδιάστατης μορφής του.

 [36] Ο έλεγχος των λεπτομερών χαρακτηριστικών του στόχου (target highlights) είναι αποτελεσματικός σε περιοχές με μεγαλύτερα βάθη, ενώ δεν χρησιμεύει ουσιαστικά σε περιοχές αντηχήσεων. Επιπρόσθετα, πολλά μοντέρνα αντίμετρα κατά ακουστικών τορπιλών προσομοιώνουν με σχετική επιτυχία κάποια από τα highlights πραγματικών στόχων.

 [37] Τα περισσότερα υποβρύχια με διπλή γάστρα έχουν απόσταση τοιχωμάτων μικρότερη των 2 m, μεταξύ των οποίων υπάρχει νερό. Η Stingray έχει κεφαλή μάχης βελτιστοποιημένη για τη διάρρηξη ακόμη και της εσωτερικής γάστρας των υποβρυχίων αυτών, γεγονός το οποίο άλλες ανθυποβρυχιακές τορπίλες (blast charge warhead) δεν είναι σε θέση να επιτύχουν.

[38] Η Eurotorp εμπορεύεται επίσης και την Ιταλική τορπίλη A-244/S Mod3, η οποία βρίσκεται στην υπηρεσία των ναυτικών 15 χωρών. Χρησιμοποιεί συσσωρευτή Mg-AgCl και θαλασσινού νερού και κινητήρα DC που οδηγεί απευθείας τον άξονα των προπελών. Η τορπίλη διαθέτει δύο σταθερές ταχύτητες, που επιλέγονται αυτόματα. Η Ινδικής προέλευσης τορπίλη Shyena βασίζεται στην A-244/S.

[39] Το παραγόμενο επίπεδο αντηχήσεων είναι χαμηλότερο σε λειτουργία ευρείας μπάντας συχνοτήτων (broadband operation - FM), συγκριτικά με τη λειτουργία στενής μπάντας συχνοτήτων (narrowband operation - CW). Η λειτουργία ευρείας μπάντας δεν βασίζεται στο φαινόμενο Doppler για τον εντοπισμό στόχων, αλλά σε άλλες τεχνικές σύμφωνης ανίχνευσης (semi-coherent detection). Με τον τρόπο αυτό, είναι δυνατή η έρευνα/εντοπισμός και παρακολούθηση στόχων χαμηλής ταχύτητας, ακόμη και σε ρηχά ύδατα, καθώς επίσης και η απόρριψη τυχόν αντιμέτρων. Η λειτουργία στενής μπάντας βασίζεται στην επεξεργασία FFT, με την οποία επιτυγχάνεται η έρευνα/εντοπισμός και παρακολούθηση στόχων υψηλής ταχύτητας, ακόμη και μικρής ανακλαστικότητας (TS). Ο εντοπισμός των ακινήτων στόχων που επικάθονται στο βυθό, βασίζεται κυρίως στα χαρακτηριστικά της σύμφωνης ανίχνευσης FM.