Энергетическая установка
Корабли типа «Шарнхорст» проектировались в эпоху чрезмерного увлечения скоростью и поэтому имели большую мощность механизмов. Как и их предшественники — броненосные корабли типа «Дойчланд» — они соответствовали принципу «быть быстрее, чем более сильный противник, и сильнее, чем более быстрый».
Германские инженеры потратили много сил и времени на создание, действительно, удачных дизельных установок для своих броненосных кораблей. Дизели обеспечивали малый расход топлива и огромную дальность плавания, позволяя подолгу оставаться в море без дозаправок. Но это преимущество нельзя было реализовать на корабле со скоростью 30 узлов и ограниченным местом под энергетическую установку. Разработка дизелей для такой высокой скорости надолго бы затянула постройку кораблей. Единственной альтернативой была паротурбинная установка, поскольку Кораблестроительный отдел возражал против применения комбинации дизелей и турбозубчатых агрегатов. В то время турбинные установки с высоким давлением и температурой пара успешно эксплуатировались на новых лайнерах компании Восточно-Азиатский Экспресс «Потсдам», «Шарнхорст» и «Гнейзенау». Уже несколько лет успешно работали береговые электростанции, где генераторы использовали пар с высокими параметрами. Все это, в принципе, не обещало трудностей при использовании аналогичных установок на боевых кораблях. Однако инженер-механики флота, не взирая на все достоинства таких установок, показывали на опасность их обслуживания. Расставить все точки над «i» могли только всесторонние испытания, но времени на их проведение не было. Адмирал Редер лично вмешался в этот вопрос и решил рискнуть, приказав поставить на новые корабли установки с высокими параметрами пара.
Котлы и турбины. Параметры пара на этих кораблях — давление 58 атмосфер и температура 450°С — оказались намного выше, чем на всех их современниках, исключая «Бисмарк» и «Тирпиц». Пар вырабатывали 12 трехколлекторных котлов с перегревателем и экономайзером типа Бауэр-Вагнер производства фирмы Дешимаг из Бремена (максимальная производительность 55 т/час), а три турбоагрегата развивали мощность на валах 125 000 л.с. или на короткий период при форсировании 160 000 л.с. От первоначально запланированных пятиколлекторных котлов с двумя перегревателями и двумя экономайзерами каждый отказались из-за их чрезмерной сложности. Турбины типа Парсонс для (Шарнхорста» изготавливала фирма «Броун Бовери» а для «Гнейзенау»— «Дешимаг» по собственному проекту.
Вся энергетическая установка на этих кораблях оказалась легче и компактнее, чем дизельная равной мощности. Однако расход топлива был выше и для той же дальности плавания требовался больший его запас. Ограничения по водоизмещению и приоритет броневой защиты заставили отказаться от большой дальности плавания. Но и оставшийся запас топлива, и высокая скорость его использования создавали проблемы с остойчивостью. Поскольку немцы не любили компенсировать расход топлива в цистернах соленой забортной водой не считая бортовых цистерн, входящих в ПТЗ, да и то в случаях крайней необходимости), следовало найти какой-то другой выход. Решили расположить бортовые топливные цистерны как можно выше, чтобы по мере расхода топлива остойчивость корабля повышалась.
Впервые появившийся на «Адмирале Шеере» нефтеводяной сепаратор, позволявший принимать в топливные цистерны водяной балласт, стали применять на всех германских кораблях. Для увеличения дальности плавания бортовые внешние и внутренние балластные цистерны заполнялись, хотя бы частично, топливом. Но нижние носовые топливные цистерны сначала оставляли пустыми, чтобы устранить «врожденный» дифферент на нос. Остойчивость этих кораблей не всегда улучшалась с расходом топлива, поэтому временами приходилось пользоваться забортным балластом.
Пространство энергетической установки было хорошо разделено на отсеки, каждый турбоагрегат стоял в отдельном отделении (16,5-метровом среднем и 15-м бортовых), а 12 котлов стояли попарно бок о бок в трех отсеках — XII, XI и IX, причем между двумя кормовыми имелся пустой отсек X. Котлы оснащались системой автоматического управления типа Аскания и двойными форсунками Сааке. Каждый турбозубчатый агрегат (ТЗА) весом 970 т состоял из турбины высокого, среднего и низкого давления, турбин крейсерского и заднего хода (высокого и низкого давления), соединенных с валом через зубчатый редуктор (двухступенчатый для ТВД и одноступенчатый для остальных). Роторы турбин ВД вращались со скоростью 5100 об/мин («Гнейзенау» 6725), СД и НД 3150 и 3160 (3200 и 2700), а КХ —2400 об/ мин. ТВД были уникальной для Кригсмарине конструкции, представляя собой комбинацию колеса Кертиса и трех роторов Рато. Кормовой ТЗА располагался в отсеке VI, а бортовые — в отсеке VIII, разделенном переборкой по ДП.
Максимальная выходная мощность каждого турбоагрегата равнялась 53 360 л.с. при 265 — 280 об/мин на валах, то есть всего 160 080 л.с. Мощность каждой из трех турбин заднего хода составляла 13000 л.с. (по другим данным, 19 000 л.с.), а крейсерских — по 12 000 л.с. На испытаниях «Шарнхорст» развил 31,65, «Гнейзенау» — 30,7 узла. Дальность плавания 19-узловым ходом (на двух валах) при запасе топлива соответственно 6108 т (6345 м3) и 5360 т (5700 м3) оказалась 7100 и 6200 миль вместо проектных 8200, на 15 узлах 9020 миль, а указанным полным ходом — соответственно 2210 и 2900 миль. Иногда приводимая дальность плавания на 19 узлах 8400 миль для «Гнейзенау» и даже 10 100 для «Шарнхорста» представляется сильно преувеличенной.
Электрическая система. В результате значительного расширения использования электричества, особенно в системах вооружения, каждый корабль получил генераторы общей мощностью 4520 кВт, включая 900 кВт резервных с дизельным приводом на случай боевых повреждений. Шесть турбогенераторов имели мощность по 460 кВт, два — по 430 (по другим данным, по 230 кВт, то есть общая 4120 кВт), два дизельгенератора — по 300 кВт, а еще два, подключенных к отдельной аварийной электросети, — по 150 кВт. Генераторы располагались в пяти отделениях, идущих по бортам в шахматном порядке: слева от кормового МО на уровне верхней платформы и над левым валом, справа от кормового КО № 1, слева от среднего КО № 2, справа от носового КО № 3 и слева перед ним в отсеке XIII. В первых четырех стояли турбогенераторы, а в самом носовом — дизельные. Нормальное напряжение сети 230 В постоянного тока, но имелась и сеть 110В переменного тока.
