Wundefwaffe

Проект Балтийского завода

 

Первые два варианта проекта линейного ко­рабля, представленные на конкурс Балтийским за­водом, отличались друг от друга только располо­жением механизмов и котлов. В первом варианте турбины предлагалось разместить "позади котлов, ближе к корме". Этот вариант отличался наимень­шей длиной гребных валов и простой схемой рас­пределения пара. Во втором варианте проекта тур­бины располагались между котельными отделениями, что соответствовало требованиям МГШ. Относительная масса корпуса в том и дру­гом вариантах была примерно одинаковой.

Башни артиллерии главного калибра были поставлены в диаметральной плоскости ступенча­то и сосредоточены попарно в оконечностях ко­рабля. При этом техническое бюро Балтийского завода стремилось в целях безопасности разнести погреба боезапасов 305-мм орудий на возможно большее расстояние. Вследствие этого башенные установки оказались слишком раздвинутыми меж­ду собой, и разрушительное действие газов из ору­дий верхней башни на нижнюю при стрельбе на носовых и кормовых курсовых углах значительно увеличивалось. В проекте отсутствовали попереч­ные угольные ямы в котельных отделениях, что зна­чительно затрудняло подачу угля к котлам в бое­вой обстановке, когда двери всех помещений задраивали. В проекте были и менее значительные недостатки: нерациональное деление машинного отделения переборками, неудовлетворительная броневая защита руля и др.

Однако в целом проект, в первую очередь его кораблестроительная часть, явился значительным вкладом в мировое судостроение.

Конструированием и всеми расчетами по корпусу в техническом бюро Балтийского завода по указанию А.Н. Крылова руководил профессор Морской академии И.Г. Бубнов. "Эта работа была исполнена под руководством профессора Бубнова образцово. Расчеты по линейным кораблям ... были затем отлитографированы и, представляя пять гро­мадных томов являются истинным руководством по строительной механике корабля и проектиро­ванию судов", — писал впоследствии А.Н. Кры­лов. Проект отличался, прежде всего, своеобраз­ным расположением пазовых планок наружного и внутреннего дна, а также днищевых стрингеров, ко­торые обеспечивали устойчивость днищевой об­шивки при ее работе на сжатие. "Такая конструк­ция давала возможность, — как говорилось в заключении МТК, — рассчитывать напряжения в связях с уверенностью, что эти напряжения в дей­ствительности таковы, как определено расчетами, и нигде не достигнут избыточного значениям. Ус­тройство и расчет подкрепления переборок выпол­нялись при условии, что концы стоек подперты, а не заделаны. Это обеспечивало прочность перебо­рок и исключало возможность возникновения чрез­мерных напряжений даже при полном давлении, которое требовалось правилами, принятыми в рус­ском флоте. И. Г. Бубнов, распространив общую теорию устойчивости стержней к расчету устойчи­вости тонких листов, впервые предложил метод оп­ределения толщины днищевой обшивки, а также способ расчета переборок на давление воды с до­пущением в них остаточных деформаций при пе­реходе за предел упругости.

На его основе в процессе проектирования ли­нейных кораблей И.Г. Бубнов научно обосновал повышенные нормы допускаемых напряжений металла, благодаря применению судостроительных сталей высокого и повышенного сопротивления. Он впервые также рассчитал напряжения в корпу­се корабля при постановке его в док только на кильблоки (без клеток) и предложил килевую балку со специальным устройством внутреннего кильсона, которая значительно упрощала работы, связанные с докованном.

В третьем, переработанном, варианте линей­ного корабля Балтийского завода, одобренном для дальнейшей разработки 9 августа 1908 г., башен­ные установки располагались на одном уровне в диаметральной плоскости на равном расстоянии одна от другой и имели углы обстрела по 65° от траверза. Против каждого ряда котлов в котель­ных отделениях была устроена поперечная уголь­ная яма. Все поперечные угольные ямы вмещали в себя 540 т угля, что обеспечивало потребность ко­тельной установки на 18ч полного хода.

Кроме этого, по требованию МТК Балтийс­кий завод представил еще несколько вариантов (4-7) с двумя междупалубными пространствами. В варианте 4 оси 120-мм орудий были несколько при­подняты и оказались на расстоянии 16 фут. от ва­терлинии. Толщину брони главного пояса увели­чили до 10 дм, а верхнего до 6 дм.

В варианте 5 броневой скос нижней палубы заменили плоской палубой толщиной 25 мм у бор­та, что позволило приподнять главный броневой пояс над ватерлинией на 3,0 м. Вариант 6 отличал­ся тем, что броневой скос продолжили до верхней палубы. В варианте 7 оси 120-мм орудий припод­няли до 17 фут. над ватерлинией, что повлекло за собой увеличение высоты борта и снижение тол­щины брони главного пояса до 9 дм.

Дальнейшее обсуждение и выбор проекта были поручены специально созванному совеща­нию представителей МГШ и МТК. Представите­ли МГШ отметили, что основной проект, представ­ленный на конкурс, подвергся значительным изменениям и его следует рассматривать как но­вый. На первом заседании этого совещания 27 ок­тября 1908 г. МГШ предложил изменить главные тактико-технические характеристики линейного корабля, мотивируя это тем, что требования, вы­работанные в марте 1907 г., устарели, а состояв­шийся международный конкурс дал много нового материала для оценки состояния современного ко­раблестроения.

Новые требования сводились к увеличению скорости с 21,25 уз до 23 уз, усилению бронирова­ния главного пояса с 8 до 9 дм, а верхнего пояса с 4 до 5 дм, замене калибра противоминной артилле­рии со 120 на 102 мм, а также устаревших котлов Бельвиля на более современные, допускающие форсировку в широких пределах. Это требование МГШ объяснялось тем, что 102-мм орудие, кото­рое еще разрабатывалось Обуховским заводом, имело патронное заряжание и более высокую ско­рострельность, а также стремлением унифициро­вать противоминную артиллерию линейных кораблей и артиллерийское вооружение миноносцев. Вновь оговаривалась необходимость расположе­ния механизмов между котельными отделениями для повышения живучести энергетической установ­ки, и, кроме того, выдвигалось требование уста­новить дизельные двигатели для экономического хода за счет запаса водоизмещения .

Балтийский завод взялся выполнить новые требования МГШ, за исключением замены калиб­ра противоминной артиллерии. Но для этого по­требовалось бы увеличить длину корабля с 565 до 590 фут. и даже более. Вопрос — достигнет ли при этом корабль скорости 23 уз — оставался невыяс­ненным, и решение его зависело от типа котлов, которые должен выбрать механический отдел.

Размещение же машин между котлами, по подсчету Балтийского завода, влекло за собой уве­личение водоизмещения на 200 т, а также удлине­ние линии гребных валов и паропроводов. Для по­вышения живучести механизмов завод, в свою очередь, предложил разделить главный паропро­вод на две независимые магистрали и поместить их в особые коридоры.

Совещание приняло требование об усилении бронирования и одновременно предложило Бал­тийскому заводу продолжить каземат противомин­ной артиллерии до самой кормы без бронирова­ния, в результате чего образовывался ют, пригодный для жилого помещения, где размести­ли адмиральский салон.

Вопрос о замене противоминной артиллерии и другие вопросы артиллерийского вооружения ре­шили передать для дальнейшего обсуждения МГШ и артиллерийскому отделу комитета, который дол­жен был своевременно сообщить все необходимые сведения Балтийскому заводу. В сентябре 1908 г. председателя МТК контр-адмирала А.А. Вирениуса уволили в отставку. Исполняющим дела пред­седателя МТК был назначен А.Н. Крылов, на ко­торого фактически легла обязанность руководить проектированием линейных кораблей. Одновре­менно он оставался начальником кораблестрои­тельного отдела.

Вопросы увеличения скорости до 23 уз и за­мены котлов в соответствии с новыми требовани­ями МГШ на заседаниях совещания в ноябре 1908 г. решены не были, так как механический отдел на­стаивал на оставлении котлов Бельвиля. Испыта­ния же модели линейного корабля в бассейне, про­веденные еще в середине 1907 г., показали, что для развития скорости 21,75 уз при длине корпуса око­ло 600 фут. и водоизмещении 23 000 т требуется мощность 32 000 л.с. При мощности 45 000 л. с. достигалась скорость свыше 23 уз (Этими испытаниями также руководил А.Н. Крылов, который до конца 1907г, заведовал Опытовым бассейном Морского ведомства, рас­полагавшимся на территории Новой Голландии в Петербурге").

 

Тактико-технические элементы линейного корабля лучших конкурсных проектов, представленных в 1908 г.

Автор проекта	Проект фирмы "Блом унд Фосс"	Проект Балтийского завода (варианты 1-7)	Окончательный проект Балтийского завода
Водоизмещение, т	23285	22700-22814	22880
Наибольшая длина (м)	172	171	181,2
Наибольшая ширина (м)	28,4	26,8	26,65
Осадка (м)	8,3	8,3	8,3
Коэффициент общей	0,5678	0,5770	0,5770
Метацентрическая высота (м)	1,88	1,67	1,52
Высота надводного борта (м)	6,7	6,0	6,2
Скорость, уз.	21,25-22,25	21,25	21,75-23,0
Экономический ход, уз.	12-13	13	13
Запас угля норм./полный	760/2300	1000/3000	1000/3000
Запас нефти норм./полный	300/500	-/1500	-/1500
Дальность плавания эконом, ходом	6300-6600	5570	5570
Количество/система котлов	34/Бельвиля	38/Бельвиля	31/Ярроу
Нагревательная поверхность, кв.м	6888	6650	6650
Площадь колосниковой решетки, кв.м	219	176	176
Давление пара атм.	17	16	16
Количество дымовых труб	2	2	2
Количество турбин ПХ/валов и винтов	4	4	4
Тип турбин	Парсонса	Парсонса	Парсонса
Частота вращения винтов при 4 ч испытаний, об/мин	280-300	320	320
Мощность при 4 и 12 ч испытаний, л. с.	-/30000	-/29500	31200/42000
Диаметр гребного винта, м	3,2	3,2	3,2
Бронирование главного пояса, мм	125-150	254	125,5-225
Бронирование верх, пояса и казематов, мм	75-100	200	75-125
Бронирование палуб и скосов*, мм	В-38, С-38, СК-38, Н-25	В-37,5, С, СК, Н-25	В-37,5, С, СК, Н-25
Бронирование башен и рубок, мм	200	200	200
Количество башен, шт	4	4	4
Орудия главного калибра Число/калибр/длина в кал./число снарядов на ствол	12/305/52/100	12/305/52/100	12/305/52/100
Противоминная артиллерия Число/калибр/длина в кал/число снарядов на ствол	16/120/50/300	16/120/50/300	16/120/50/300
Вспомогательная артиллерия Число/калибр/число снарядов на ствол	4/47/925	4/47	4/47
Минное вооружение	—	4 450-мм бортовых	4 450-мм бортовых
Экипаж офицеры/матросы и унт. офицеры	25/1030	32/1094	32/1094

* В — верхняя палуба; С — средняя палуба; СК — скос палубы; Н — нижняя палуба.

 

Когда английская фирма "Джон Браун", ко­торая оказывала техническое содействие Балтийс­кому заводу при проектировании линкора, выда­ла необходимые данные о турбинах, стало ясно, что они допускают форсировку до 45 000 л. с. без какого-либо изменения конструкции. Вспоминая этот эпизод, А.Н. Крылов писал: "Эти котлы (Бельвиля) при установке на линейные корабли, и то по расчету с крайним напряжением, могли дать пара на 32 000 л.с.", при которых корабль развивал бы скорость 21,75 уз... Получалась наглядная несооб­разность: турбины могут развивать 45 000 л.с., ко­раблю приданы такие размеры и обводы, чтобы он при этом имел ход 24 узла, а котлы, предпола­гаемые к установке, могут давать пар лишь на 32 000 л.с., т. е. на 21,75 уз.". На очередное заседание А.Н. Крылов пригласил инженер-механиков с ко­раблей флота, которые эксплуатировали котлы типа Ярроу и знали об их преимуществах. В ре­зультате при голосовании механический отдел ос­тался в меньшинстве. Журнал заседания был пред­ставлен товарищу морского министра, который согласился с мнением большинства. Затем установ­ку котлов типа Ярроу на новые линейные корабли утвердил морской министр.

На совещании главный инспектор морской артиллерии генерал-майор А.Ф. Бринк сообщил, что Обуховский завод по ранее принятому реше­нию уже приступил к изготовлению 120-мм пу­шек для вооружения линейных кораблей. При этом работа "настолько продвинулась вперед, что приостановить данный заказ не представляется возможным". Орудия 120-мм калибра были раз­работаны по типу английских пушек с картузным заряжанием , установленных на вступившем в строй в 1908 г. крейсере "Рюрик", который стро­ился в Англии (Картуз (гол. kardoes) — мешок из быстро сгораю­щей ткани для порохового заряда, применяемый при раз­дельном заряжании артиллерийских орудий, в отличие от патронных пушек, где заряд находится в гильзе).

Обуховский завод провел испытания этих орудий и получил хорошие результаты.

Таким образом, предложение МГШ о за­мене противоминной артиллерии не было при­нято. Однако ни этом неясные вопросы не исчер­пывались. Отсутствовали точные сведения о массе и габаритах артиллерийских башен, 305-мм пушек и снарядов, необходимые для проек­тирования корабля.

Первоначально Балтийскому заводу выдали ориентировочные данные о 305-мм пушке в 50 ка­либров длиной, которая была спроектирована и заказана Обуховскому заводу в 1907 г. Но Обухов­ский завод изготовил пушку длиной 52 калибра, которая успешно выдержала предварительные испытания в конце 1908 г. Она имела массу 51 т и придавала снаряду массой 426 кг начальную ско­рость 914 м/с.

Эти сведения были сообщены Металличес­кому заводу, после чего он смог приступить к про­ектированию башенной установки. Конкурс на лучший проект башни для линейных кораблей за­кончился только в 1909 г., поэтому точными све­дениями о ее внешних контурах, габаритах и мас­се Балтийский завод стал располагать уже после закладки кораблей. Более того, Балтийский завод предупредили, что возможны изменения массы и размера снаряда "образца 1907 г.", которые он должен учесть при проектировании артиллерийс­ких погребов.

Дело в том, что на Черном море комиссия под председательством контр-адмирала B.C. Чернавского проводила испытания снарядов различных типов при стрельбе на большие дистанции, в ходе которых могли возникнуть изменения формы и массы снаря­да. Действительно, вскоре на вооружение был при­нят новый тип 305-мм снаряда (Этот снаряд получил название "образца 1907г.") массой 521,7 кг с начальной скоростью 762 м/с, что повлекло за собой переделку башен и погребов. Данный снаряд извес­тен под названием "образца 1911 г.".

К концу ноября 1908 г. теоретический чер­теж корабля по принятому проекту с внесенными изменениями был окончательно разработан. Ис­пытания модели по этому чертежу прошли успеш­но. С 1 декабря Балтийский завод приступил к под­робной разработке проекта. Срок представления полного проекта корабля на утверждение назна­чили на 9 марта 1909 г. Техническую помощь при разработке механизмов и котлов оказывала анг­лийская фирма "Джон Браун". Однако подписа­ние договора с фирмой задержалось, и Балтийс­кий завод попросил отсрочить представление проекта на месяц.

В это время А.Н. Крылов лично следил за хо­дом работ в техническом бюро Балтийского заво­да. Он распорядился применять три сорта стали: обыкновенную судостроительную сталь с сопро­тивлением около 42 кгс/кв.мм и растяжением не менее 20 "А,; сталь повышенного сопротивления до 63 кгс/кв.мм и удлинением не менее 18 %, сталь вы­сокого сопротивления до 72 кгс/кв.мм и удлинени­ем не менее 16 "/ч, а также дал указание о нормах допустимых нагрузок для них.

В процессе разработки чертежей продолжа­ли изменяться вооружение, механизмы и отдель­ные устройства, что доставляло техническому бюро Балтийского завода немало хлопот. Так, 17 декаб­ря 1908 г. по докладу МТК Адмиралтейств-совет принял решение проектировать линейные кораб­ли без подводных минных аппаратов, а освободившуюся площадь использовать для увеличения боезапаса 305-мм орудий. Но решением того же Адмиралтейств-совета от 14 января 1909 г. по на­стоянию МГШ минные аппараты были восста­новлены.

Рассмотрение вопроса об установке дизель­ных двигателей для экономического хода отложи­ли до выяснения результатов испытаний на учеб­ном корабле "Рында".

После предварительной проработки Бал­тийский завод выразил сомнение в возможности быстрого перехода от дизель-моторов к турби­нам, особенно на качке, когда стрелка прогиба корпуса достигает 200 мм. Вероятность правиль­ного соединения валов с помощью специальной муфты при таком прогибе представлялась спе­циалистам низкой.

При дальнейшей разработке проекта основ­ной энергетической установки выяснилось, что для получения требуемого количества пара при скоро­сти 23 уз необходимо форсировать котлы, допус­тив сжигание на 1 кв. м колосниковой решетки не менее 250 кг угля в час. Данное условие могло быть выполнено только при увеличении общей площа­ди колосниковых решеток. Это повлекло бы за со­бой увеличение размера котлов, которые по своим габаритам уже не могли разместиться в отведен­ных для них котельных отделениях в том количе­стве, которое ранее предусматривалось проектом корабля. В результате количество котлов в процес­се проектирования было уменьшено с 31 до 25.

Вместе с тем из-за увеличения площади ко­лосников ухудшилось отношение нагревательной поверхности к площади колосниковых решеток (с 59,2, достигнутого в котлах английского Адмирал­тейства, до 56,2), которое характеризует коэффи­циент полезного действия котельной установки.

Предполагавшееся ранее форсирование турбин впуском дополнительного количества пара оказалось недостаточно эффективным, по­этому для увеличения общей мощности турбин, необходимой для достижения скорости 23 уз, пришлось прибегнуть к повышению начального давления пара. При этом частота вращения тур­бин и гребных винтов на полном ходу примерно на 10 "/» стала превышать общепринятые нормы того времени.

Дальнейшее проектирование энергетической установки и разработка детальных чертежей дол­жны были продолжаться в техническом бюро Бал­тийского завода под руководством представителей фирмы "Джон Браун".

14 января 1909 г. объединенное правление Балтийского и Адмиралтейского заводов заклю­чило наконец договор с английской фирмой "Джон Браун" о техническом руководстве проектирова­нием, постройкой и испытанием в море паровых турбин и котлов для четырех линейных кораблей. В § 4 договора, в частности, говорилось: "... по отношению к корпусу судна компания "Джон Бра­ун" обязана разработать совместно с Балтийским и Адмиралтейским заводами по заданным требо­ваниям русского Морского министерства теорети­ческий чертеж линейного корабля с наружными выступающими частями в подводной части... Компания "Джон Браун" принимает на себя от­ветственность и риски (по скорости корабля — И.Ц.), обусловленные в сем договоре только в том случае, если корабль будет построен согласно одоб­ренному ею теоретическому чертежу ...".

В точном соответствии со сроками, установ­ленными МТК, в техническом бюро Балтийского завода к 9 апреля 1909 г. закончилась разработка полного проекта линейного корабля водоизмеще­нием 23 000 т. Но фирма "Джон Браун" решила не утруждать себя соблюдением договорных сроков и к назначенному времени не представила ника­ких материалов по корпусу корабля.

В течение апреля и мая общие чертежи линей­ного корабля, в том числе и теоретический чертеж, разработанный Балтийским заводом, были рассмот­рены в МТК и утверждены морским министром.

Надо было распределять заказы.

Однако спустя две недели после утверждения проектной документации фирма "Джон Браун" вдруг представила новый теоретический чертеж, отличавшийся от чертежа Балтийского завода. А.Н. Крылов со свойственной ему резкостью и пря­мотой, когда вопрос касался служебных дел, сразу же 15 мая 1909 г. направил за своей подписью пись­мо морскому министру, в котором изложил свое мнение по поводу действий английской фирмы "Джон Браун":

"Я со своей стороны полагаю английского чер­тежа не принимать, расчетов не переделывать и на­чало постройки не откладывать, тем более что пред­ставляемая выгода в скорости гадательна и по случаю ремонта нашего бассейна проверена быть не может, а испытания модели в разных бассейнах приводят к большим разницам ... Потребовать от Балтийского завода представления документального подтвержде­ния того, что теоретический чертеж, составленный Балтийским заводом и представленный в числе про­чих чертежей до 9 апреля 1909 г. на утверждение МТК, фирмою "Джон Браун" одобрен и согласно договора ею опротестован не будет...".

Морской министр согласился с мнением А.Н. Крылова. Было принято решение не откладывать закладку кораблей и строить их по чертежам Бал­тийского завода.

Проектирование мощных линейных кораб­лей в России не прошло незамеченным за грани­цей. Отмечая достоинства будущих кораблей, за­рубежная пресса ставила под сомнение их бронирование, живучесть трехорудийных башен и мореходные качества, а также возможность пост­ройки в установленные сроки .

Действительно, толщина бортовой брони была сравнительно малой, борт был низким, и отсутство­вал выраженный полубак. Но не следует забывать, что по мере проектирования линейных кораблей до­вольно четко определились вероятный противник России — кайзеровская Германия и, следовательно, будущий театр их военных действий — Балтийское море. К действиям именно в этом весьма своеобраз­ном районе и приспосабливались в процессе проек­тирования новые линейные корабли.

Конкурс проектов в какой-то степени позво­лил выявить основные тенденции в строительстве линейных кораблей, приблизить их к мировым стандартам, а в конструктивном отношении и опе­редить их.

Так закончился основной этап проектирова­ния первых русских линейных кораблей дредноут­ного типа. Разработка детальных чертежей и спе­цификаций продолжалась в процессе их постройки. Но прежде нужно было изыскать для этого сред­ства и подготовить судостроительную базу.