Dyski torpedowe

Wspomniane wcześniej umieszczenie celownika torpedowego w innym miejscu niż wyrzutnia torpedowa zapoczątkowało rozdzielenie funkcji wyznaczania kąta strzału oraz celowania. W przypadku okrętów nawodnych, na wyrzutniach instalowano już jedynie zwykłe celowniki, na których nastawiano otrzymane kąty strzału torpedowego, natomiast na pomostach bojowych zaczęły pojawiać się przyrządy rozwiązujące trójkąt strzału torpedowego – dyski torpedowe (niem. Torpedorechenscheibe, ang. director angle calculating disc). W przypadku okrętów podwodnych, podczas ataku na powierzchni używano zwykłego celownika na pomoście, natomiast w trakcie ataku w zanurzeniu – peryskopu. Natomiast kąt strzału torpedowego obliczano w centrali przy użyciu dysków torpedowych lub tablic.
Dysk torpedowy to rodzaj urządzenia obliczeniowego, które wykorzystując teorię trójkąta torpedowego, na podstawie dwóch zmiennych: kąta biegu oraz prędkości celu wyznaczało kąt strzału torpedy. Dodatkowo dysk torpedowy mógł posiadać dodatkowe skale umożliwiające określenie (dla określonego kąta biegu oraz prędkości celu) maksymalnej odległości, w której mógł znajdować się cel w momencie strzału, aby był on w zasięgu torpedy.

Rys. 1. Replika niemieckiego dysku torpedowego

Dysk zbudowany jest z okrągłej tarczy, na brzegu której znajduje się podziałka (w zakresie od 0 do 180º na sterburtę i bakburtę) reprezentująca kąt biegu celu. Służy ona także do odczytywania kąta strzału torpedy. Środek tarczy zajmują równoległe linie reprezentujące linie namiaru na cel. Linie te znajdują się wewnątrz mniejszego okręgu i łączą odpowiednie wartości kąta na tym okręgu, np.: 10º i 170º, 20º i 160º, 30º i 150º itd. 
Na tarczy umieszczona jest linijka, która ma możliwość obracania się wokół osi tarczy. Na linijce zaznaczona jest skala prędkości celu – w zakresie od 6 do 30 węzłów.
W celu wyznaczenia kąta strzału torpedowego należy obrócić linijkę tak, aby krawędź linijki przechodząca przez środek tarczy wskazywała kąt biegu celu. Następnie należy odczytać linię namiaru na cel, która przecina linijkę przy wartości prędkości celu. Wartość kąta odpowiadająca danej linii namiaru jest równa szukanemu odchyleniu torpedy.
Na środku tarczy umieszczone są także łuki – fragmenty okręgów o promieniu takim samym jak promień okręgu ograniczającego linie namiaru, lecz o przesuniętych środkach. Każdy łuk opisany jest liczbą odpowiadającą odległości do celu w chwili strzału. W celu określenia maksymalnej odległości w jakiej może znajdować się cel (dla określonego kąta biegu oraz prędkości celu) w chwili strzału, należy znaleźć łuk, który przecina linijkę przy wartości prędkości celu (interpolując odpowiednio wartość).
Skale przedstawionego dysku rachunkowego przeznaczone są do obliczenia kąta strzału jedynie dla torped poruszających się z prędkością 30 węzłów oraz o maksymalnym zasięgu 12500 m. W przypadku użycia torped o innej prędkości, wymagane jest przeskalowanie podziałek.

Zasada działania dysku torpedowego jest następująca. Trójkąt torpedowy jest zbudowany w następujący sposób: w punkcie A znajduje się okręt strzelający torpedę, w punkcie B znajduje się cel w momencie wystrzelenia torpedy, natomiast punkt C to miejsce trafienia torpedy w cel.
Długość boku trójkąta AC jest równa (w skali) prędkości torpedy (w tym przypadku 30 węzłów) – jest ona także równa promieniowi okręgu, na którym znajdują się punkty A oraz D. W tej samej skali naniesiona jest również podziałka prędkości celu na linijkę – z wartością 0 w środku dysku. Długość boku BC odpowiada prędkości celu. Bok AB jest równoległy do średnicy okręgu łączącej punkty o namiarze 0 i 180º.
Kąt biegu γ pomiędzy bokami AB oraz BC jest równy kątowi pomiędzy bokiem BC a średnicą okręgu łączącą punkty o namiarze 0 i 180º, zatem kąt ten może być w prosty sposób ustawiony poprzez obrót linijki do odpowiedniej pozycji na podziałce zewnętrznej.
Kąt strzału torpedy β pomiędzy bokami AC oraz AB jest równy kątowi pomiędzy bokami AD oraz CD, który to kąt jest równy kątowi pomiędzy bokiem CD a średnicą okręgu łącząca punkty o namiarze 0 i 180º. Zatem kąt ten może być łatwo odczytany z zewnętrznej podziałki w miejscu przecięcia linii namiaru z okręgiem (dla ułatwienia linie namiarów są odpowiednio opisane).

Rys. 2. Zasada działania dysku torpedowego

Wyznaczenie maksymalnej odległości w chwili strzału odbywa się na następującej zasadzie – promień okręgu na którym leżą punkty A oraz D odpowiada w pewnej skali maksymalnemu zasięgowi torpedy (w tym wypadku 12500 metrów). Na tarczy narysowane są łuki, które są fragmentami okręgów o tej samej średnicy, ale których środki są przesunięte w dół (w tej samej skali) o wielokrotności odległości 2500 m. Punkt A leży na okręgu nr „0”, natomiast punkt B – w pobliżu okręgu nr „7”. Zatem punkty A oraz B – leżące na tej samej linii namiaru (która jest równoległa do linii na której leżą środki przesuniętych okręgów) znajdują się w tej samej odległości co środki odpowiednich okręgów – nr „0” oraz nr „7” – czyli w odległości około 7 * 2500 m = 17500 m. Zatem jeżeli w momencie strzału cel znajduje się w odległości mniejszej niż 17500 metrów, torpeda o zasięgu maksymalnym 12500 metrów dotrze do punktu przechwycenia celu.

Demonstracja obsługi takiego dysku rachunkowego znajduje się tutaj.

Rys. 3. Brytyjski dysk torpedowy z okresu Pierwszej Wojny Światowej
(Torpedo Control Disc Mark I) [1]

Rys. 4. Amerykański dysk torpedowy z okresu Drugiej Wojny Światowej
(Torpedo Angle Solver Mark 7) [2]

Fot. 1. Niemiecki dysk torpedowy wyprodukowany przez firmę Dennert & Pape z Hamburga [3]

Zarówno na przedstawionym na rysunku angielskim dysku torpedowym, jak i widocznym na fotografii niemieckim egzemplarzu, sposób określania maksymalnego zasięgu jest nieco inny. Na dyskach tych brakuje łuków reprezentujących odległości, natomiast dyski posiadają dodatkową przeźroczystą linijkę, która jest przesuwana wzdłuż linijki celu, i która może się względem niej obracać. Linijka ta jest wyskalowana w jednostkach odległości w taki sposób, że promień dysku torpedowego odpowiada maksymalnemu zasięgowi torpedy. Po prawidłowym ustawieniu linijki celu, dodatkowa linijka zasięgu jest przesuwana w miejsce odpowiadające prędkości celu i obracana jest tak, aby była równoległa do linii na dysku torpedowym. Zmierzona odległość pomiędzy linijką celu a krawędzią dysku wyznacza maksymalną odległość w jakiej może znajdować się cel w chwili strzału, aby torpeda dosięgła celu.

Fot. 2. Niemiecki dysk torpedowy wyprodukowany przez firmę Dennert & Pape z Hamburga [4]

Źródła:

[1] Handbook of Torpedo Control, 1916, ADM 186/381
[2] Torpedo Angle Solver Mark 7 and Mods.
[3] Subsim - an other KM wizz-wheel model?
[4] Treffpunktrechner - Dennert&Pape Whiz Wheel