Сергей Виноградов - Последние исполины Российского Императорского флота

• Название: Последние исполины Российского Императорского флота
• Автор: Сергей Виноградов
• Издательство: Галея Принт
• Жанр: История
• Год: 1999
• ISBN: 5-8172-0020-1

В монографии дано всестороннее освещение вопроса о подготовке России, начиная с 1913 г., к строительству крупных серий самых мощных в мире сверхдредноутов с 16" артиллерией. На обширном, преимущественно архивном, материале, впервые вводимом в научный оборот, рассматриваются проблемы внешней политики, состояние экономики и финансов, развитие национального типа линкора-дредноута в России накануне первой мировой войны, а также предпосылки перехода к новому поколению 16" линейных судов. Описанию технических аспектов планировавшихся сверхдредноутов предпосланы главы, показывающие процесс разработки концепции, проектирования и проведения опытно-конструкторских работ по образцам их вооружения и защиты.

Заключает работу глава, в которой анализируется уровень инженерного предвидения отечественных военно-морских специалистов в отношении конструкции русского 16" линкора путем детального сопоставления основных ее составляющих с соответствующими элементами проектов линейных судов с 16" артиллерией, разрабатывавшихся в США, Японии и Англии в 1916–1921 гг. Помимо этого, значительный объем реконструкции, математических моделей боевого применения проектов русских сверхдредноутов против их зарубежных современников, а также персоналии основных отечественных специалистов, занятых в работах по 16" линкорам, приводится в четырех разделах приложения.

---

Пар приводил в действие турбогенераторы — по два на линкорах и четыре на линейном крейсере (каждый мощностью в 11000 кВт на «Мериленде», 28000 кВт на «Саут Дакоте» и 40000 кВт на «Лексингтоне»), в которых турбины имели с электрогенераторами непосредственное соединение. Мощность электромоторов, насаженных прямо на гребные валы, составляла — на «Мериленде» по 5250 кВт, на «Саут Дакоте» по 11200 кВт, на «Лексингтоне» по 16500 кВт. Линкоры имели по одному двигателю на каждый вал, а линейный крейсер — по два, располагавшихся друг за другом. Напряжение питания электромоторов во всех трех проектах составляло 5000 В.

Оригинальная двигательная установка, примененная американским флотом для всех 10 запланированных линкоров и шести линейных крейсеров с 16" артиллерией, показала свои хорошие результаты и позволила существенно улучшить двигательные характеристики и КПД установки. Так, для «Мериленда» при развитии им скорости полного хода в 21 уз частота вращения турбогенераторов составляла 2065 об/мин, в то время как гребные валы имели лишь 170 об/мин. При введении турбоэлектрической установки отпадала необходимость в таком крупном узле, как турбина заднего хода, поскольку реверсирование гребного вала осуществлялось простой переменой полярности тока к электродвигателям. Помимо этого, достигалась также значительная экономия топлива, веса машинной установки и расходных материалов, а также существенное укорочение гребных валов, вызванное применением компактных электродвигателей, которые могли быть отнесены дальше в корму[217].

Успешный опыт с введением электродвижения на тяжелых кораблях американского флота не вызвал положительного отклика у конструкторов британского флота — вчерашнего союзника США по войне с центральными державами, ныне готовящегося к созданию новых мощных линкоров в попытке отстоять в грядущей (как тогда полагали) борьбе с заокеанским колоссом свое обладание Атлантикой. В течение предшествующего периода совершенствования судовых турбинных установок британские турбостроительные фирмы добились значительных успехов в разработке и создании зубчатых редукторов — механических передач, передающих вращение с турбины на гребной вал со значительно меньшей скоростью, что оптимизировало как работу турбины, так и гребного винта. Основная сложность при создании надежных зубчатых редукторов заключалась в точной нарезке зубцов на огромных шестернях, способных выдерживать колоссальные нагрузки при передаче крутящего момента на гребной вал для достижения требуемого упора винта. Зубцы простой (прямой) формы не выдерживали подобных усилий, и выход был найден в применении геликоидальной (косой) нарезки, существенно увеличивавшей площадь соприкосновения зубцов, находящихся в зацепе.

Первым британским тяжелым кораблем, получившим одноступенчатый зубчатый понижающий редуктор, стал «Худ». Частота вращения гребных валов составляла 210 об/мин, в то время как у предшествующих серий 15" линкоров с прямоприводными турбинами она была 300–320 об/мин. Тщательное исследование результатов испытаний «Худа» позволило британским инженерам сделать ряд выводов для сравнения турбозубчатой и турбоэлектрической передач. Оказалось, что первый тип двигательной установки занимает на 10–13 % меньший объем корпуса, имеет на 10 % меньший расход пара, меньший вес и обладает на 5–6 % большим КПД. Единственным недостатком по сравнению с турбоэлектрической установкой (укладывавшимся, однако, в рамки общей экономии веса) было наличие турбин заднего хода и необходимость больших затрат времени для реверсирования на задний ход. Помимо введения зубчатой передачи, двигательная установка «Худа» отличалась еще одним новшеством — на нем первом из тяжелых кораблей британского флота были установлены тонкотрубные котлы, на 30 % более экономичные, хотя и более сложные в обслуживании, чем широкотрубные, применявшиеся на прежних сериях линкоров и линейных крейсеров.[218]

Силовая установка «Худа» послужила прототипом для проектирования машинно-котельной установки 16" проекта «Джи-3». Число тонкотрубных котлов усовершенствованной конструкции Ярроу с большей паропроизводительностью, чем в проекте «Худа», было сокращено у «Джи-3» с 24 до 20. Четыре комплекта одноступенчатых турбозубчатых агрегатов работали каждый на свой гребной вал, частота вращения которых для развития полного хода в 32 узла составляла 200 об/мин. На каждом валу предусматривалось по крейсерской турбине для развития экономического хода в 17 уз.[219]

Япония, традиционно использовавшая британский опыт в сложных технологиях, сопутствующих созданию дредноутов, в части совершенствования двигательных характеристик своих будущих фаворитов программы «8–8» пошла по пути Королевского флота. На первой же паре 16" линкоров «Нагато» и «Мутсу» были применены турбозубчатые агрегаты собственной конструкции Гихон (сокращение от «Гидзицу хонбу» — «техуправление ВМФ»), которые на «Кага» и «Тоза» подверглись замене на систему Кертиса. Это, по-видимому, было вызвано определенным несовершенством японской конструкции и необходимостью ее доработки, в связи с чем вторая пара японских 16" сверхдредноутов, заложенных на частных верфях, получила турбозубчатые агрегаты Кертиса, лицензию на изготовление которых имела компания «Кавасаки», строившая в Кобе линкор «Кага». После первого сбоя и последовавшей тщательной доводки система Тихон была запланирована уже для всех остававшихся кораблей программы «8–8» — классов «Амаги», «Овари» и №№ 13–16[220].

Помимо своевременного введения понижающих зубчатых передач, Императорский флот при строительстве своих дредноутов третьего поколения применил в их двигательной установке котлы собственной системы (именуемые обычно «Канпон» — сокращение от «кансэй хонбу»: «проектный отдел техуправления ВМФ») двух разных моделей — и нефтеугольные и чисто нефтяные. На фоне повсеместного перехода на нефть такое решение могло бы показаться несколько странным, однако, если принять во внимание тот факт, что на Японских островах нефти добывалось ничтожно мало в то время как большая часть ее импортировалась извне, то становится более объяснимым решение японских конструкторов, постаравшихся сообщить проектам своих будущих стратегических кораблей возможность движения крейсерским ходом даже в крайних обстоятельствах. Нефтяные котлы на «Амаги» и «Тоза» обладали паропроизводительностью на 10200 л. с, а их универсальные котлы — лишь на 2400 л.с.

Подобно японскому, Российский императорский флот в эпоху господства дредноутов не выделялся созданием приоритетных технологий судового машиностроения, но быстро заимствовал все перспективные новинки из Англии и Германии, всегда очень верно оценивая наиболее передовые из них. Благодаря этому двигательные установки русских дредноутов с самого начала отличались эффективностью и экономичностью.

Для первых двух классов линкоров («Севастополь» и «Императрица Мария») при проектировании в 1909–1911 гг. были приняты тонкотрубные котлы Ярроу треугольного типа и прямоприводные турбины Парсонса. Для «Измаила», проектировавшегося в 1912 г., разрабатывается новый тип котла с универсальным (нефтеугольным) отоплением, а также нефтяной котел треугольного типа. В проекте ГУК 16" линкора в 1914 г. предусматриваются только нефтяные котлы системы «Вулкан» с паропроизводительностью для развития мощности в 7500 л.с. каждый.

Развитие передовых тенденций в создании котельных установок линейных судов подкреплялось значительным интересом к включению в состав турбинных механизмов понижающих передач. Так, для проектировавшегося в июне 1914 г. на Русско-Балтийском заводе в Ревеле 16" линейного корабля планировалось обратиться к редуктору Феттингера, представлявшего одно из последних изобретений в этой области.

Значительное внимание уделялось изучению перспективы перехода к принципиально новым двигательным установкам — дизельным и турбо-электрическим.29 Параллельно с оценкой идеи в рамках общего проекти рования (проект дизельного линейного крейсера в 24140 т, 1911 г.)[221] проводилась отработка новых типов двигателей на кораблях среднего класса — дизелей на канонерских лодках для Каспийского моря («Карс») и мониторах для Амура («Шквал»), изучался опыт электродвижения на «Рынде». Однако в целом отношение Морского министерства к этим новшествам носило применительно к перспективе их внедрения на тяжелых артиллерийских кораблях обоснованно осторожный характер, и мнение как МГШ, так и механического отдела ГУК склонялось к следованию примеру британского флота в части оснащения главных кораблей флота турбозубчатыми агрегатами. Так, в 1916 г. механическим отделом Балтийского завода при содействии фирмы «Браун-Бовери» был разработан проект замены прямоприводных турбин «Измаила» на турбозубчатые агрегаты. Замена давала ощутимые преимущества — при введении автономности каждого вала (до этого — побортно) передаточное число составляло 7,5, протяженность отсеков машинно-котельной установки сокращалось на 13 шп (15,6 м), экономия веса механизмов достигала 1250 т (25 %), расход топлива уменьшался на 20–30 %, КПД винта увеличивался на 5-10 %. Этот проект не был реализован вследствие общих трудностей с достройкой «измаилов» в ходе войны, но проведенная проработка продемонстрировала значительные преимущества перехода к ТЗА в последующих конструкциях линкоров[222].