Проектное устройство кораблей
Новые линейные корабли своей «мониторной» архитектурой разительно отличались от прежних эскадренных броненосцев — низкобортный гладкопалубный силуэт, на верхней палубе размещены на одном уровне и равноудалены друг от друга четыре трехорудийные башни, две дымовые трубы, две мачты, две боевые рубки. Этот силуэт своей лаконичностью выгодно отличался и от силуэтов современных ему иностранных дредноутов.
Согласно проектной спецификации длина корпуса между перпендикулярами составляла 180,1 м; наибольшая длина равнялась 181,2 м, наибольшая ширина (с броней) — 26,89 м. Официально водоизмещение выражалось округленной величиной 23 000 т, но на разных стадиях проектирования, в зависимости от скрупулезности проработки проекта, оно определялось величинами 22 880, 22 900, 23 230 и 23 288 т. Соответственно изменялась и осадка, находясь в диапазоне от 8,33 до 8,50 м.
Основу набора кораблей составляли 150 шпангоутных рам, расставленных со шпацией 1200 мм, и мощная коробчатая килевая балка. Корпус был набран с применением трех сортов стали: обыкновенной мягкой судостроительной с предельным сопротивлением 42 кгс/мм2 и растяжением не менее 20%; повышенного сопротивления (до 63 кгс/мм2) с растяжением не менее 18%; высокого сопротивления (до 72 кгс/мм2) с удлинением не менее 16%.
Линкоры имели три палубы, скосы нижней упирались в нижние кромки главного пояса брони. Внутрикорпусное пространство делилось на отсеки 13 поперечными и двумя продольными, отстоявшими на 3,4 м от бортов, водонепроницаемыми переборками.
Кроме лаконичности силуэта, вторым относительным преимуществом являлась значительная площадь бронирования надводного борта. Главный пояс простирался вдоль ватерлинии и состоял из вертикальных плит высотой 5,06 м. Имея на протяжении 116,5 м своей длины (от 1-й до 4-й башни) толщину, равную 225 мм, пояс прикрывал погреба башен и корабельную энергетическую установку; в оконечностях его толщина уменьшалась до 125 мм (в районе ахтерштевня—до 100 мм). Верхний пояс на протяжении 116,5 м имел высоту 2,26 м и толщину 125 мм; в нос от 1-й башни его толщина равнялась 75 мм; на корму бронирование верхнего пояса не распространялось.
Верхняя палуба была покрыта 37,5-мм броней. Бронирование внутренних палуб, да и все внутри-корпусное бронирование в целом, приоритетно носило противоосколочный характер. Средняя палуба была покрыта 25-мм броней (в межбортовом пространстве 19-мм), нижняя — 12-мм броней (на скосах— 50-мм). Бортовые переборки выше средней палубы покрывались 37,5-мм броневыми плитами, ниже — 50-мм плитами. Толщину 100 мм на высоте от нижней до средней палубы имел установленный за румпельным отделением траверс, в трюме его толщина составляла 125 мм.
Броня стенок боевых рубок достигала 250 мм, их крыш —120 мм, пола боевых рубок и труб приводов управления под ними — 70 мм.
Артиллерия главного калибра состояла из двенадцати 305-мм орудий с длиной ствола 52 калибра, размещенных в четырех трехорудийных башнях. Башни были расставлены так, чтобы иметь возможность вести огонь на любой из бортов в следующих секторах: первая — от 0 до 155°; вторая и третья — от 25 до 155°; четвертая — от 25 до 180°. Таким образом, все орудия могли открыть огонь по цели, находящейся на курсовых углах от 25 до 155°, и, тем самым, сектор совместного бортового залпа имел угол 130°.
Вертикально орудия могли наводиться либо раздельно, либо по два, по три вместе. Сектор вертикального наведения находился в пределах от-5° до +25°; время наведения в этих пределах составляло не более 10 с, наибольшая скорость горизонтального наведения — 3 град/с. Время заряжания на углах возвышения до 13°, соответствовавшему дальности стрельбы 90 кб, составляло 40 с. При больших углах возвышения время между залпами доходило до 60 с.
Броня боковых и лобовой стенок башен имела толщину 203 мм, а задней стенки, являвшейся одновременно и противовесом, — 305 мм. Крыша башни была прикрыта 76-мм броней.
Бронированные барбеты прикрывали встроенные в корпус цилиндрические фундаменты.
Внутри каждого фундамента размещался конический вращающийся стол. На верхней его плоскости находилась собственно бронированная орудийная башня с орудийными станками внутри. Стол опирался на шары, катавшиеся в кольцевом погоне фундамента. Снизу к столу крепилась труба подачи боезапаса. От бокового смещения башня удерживалась подпружиненными вертикальными катками, размещенными между фундаментом и цилиндрической частью податочной трубы. В нижней части вся вращающаяся конструкция центровалась штырем, входившим во втулку находившегося на днищевом перекрытии фундамента.
В подбашенном отделении размещались погреба боезапаса объемом из расчета 100 выстрелов на орудие. Снаряды и полузаряды хранились в них раздельно. Наводка, подача боезапаса в башню, открывание и закрывание замков, подача в ствол снарядов и полузарядов осуществлялись механизмами, имевшими электрический и гидроэлектрические приводы.
Противоминная артиллерия в составе шестнадцати 120-мм орудий с длиной ствола 50 калибров размещалась в казематах средней палубы, образованных бортом и продольной переборкой. В каждом каземате, разделенном бронированным траверсом, было установлено по два орудия. Орудия вращались на основаниях, которые были жестко скреплены с кольцевыми щитами из противоосколочной брони, прикрывавшими амбразуры и вращавшимися вместе с орудиями. Сектора горизонтальной наводки позволяли сосредотачивать огонь не менее четырех орудий по находившейся на любом курсовом углу цели. Углы возвышения орудий противоминной артиллерии составляли 25°. Проектный боезапас, размещенный в погребах под казематами, составлял 250 (впоследствии до 300) выстрелов на орудие.
Для управления стрельбой главного и противоминного калибров корабли были оборудованы системой Гейслера. В ее комплекс входили приборы, задающие данные, электрические цепи передачи информации, принимающие приборы. Для измерения дистанций предназначались два оптических шестиметровых дальномера, установленных на мостиках над боевыми рубками. Данные для ведения огня подготовлялись непосредственно под руководством находившегося в боевой рубке старшего артиллерийского офицера. В этих данных, исходя из требований баллистических таблиц, учитывались курс, скорость, как собственная, так и корабля противника, время полета снаряда, плотность воздуха, направление и скорость ветра, отклонение снаряда за счет вращения, а также многие другие параметры. Кроме того, каждая башня и каждый противоминный плутонг могли выбирать цель и вести огонь по ней самостоятельно.
В соответствии с проектом, предполагалось установить на каждом линкоре по восемь 75-мм, четыре 47-мм и четыре 63,5-мм зенитных орудия. Но фактически из-за нехватки пушек такого назначения на «Севастополь» и «Полтаву» установили по два 75-мм и одному 47-мм орудию, а на «Петропавловск» и «Гангут» — по два 63,5-мм и одному 47-мм орудию.
Несмотря на всю спорность вопроса о необходимости торпедного вооружения на кораблях такого класса, на новых линкорах установили по четыре бортовых 450-мм подводных торпедных аппарата с боезапасом по три торпеды на аппарат.
Приоритет линейного расположения 305-мм орудий определил расположение внутренних помещений и, в первую очередь, отделений главной энергетической установки, которые были «рассредоточены» между подбашенными отделениями.
Котельная установка состояла из 25 котлов системы Ярроу, размещенных в четырех котельных отделениях. Первое котельное отделение находилось между 40 и 46 шп. В нем размещалось три малых котла, предназначенных для использования только жидкого топлива; площадь нагревательной поверхности каждого их них равнялась 311,9 м2. Остальные 22 котла имели большие размеры и площадь нагревательной поверхности по 375,6 м2. Шесть из них, жидкотопливных, находились во втором котельном отделении, расположенном между 46 и 57 шп. По восемь котлов, имевших смешанное отопление, было установлено в третьем и четвертом котельном отделениях, размещавшихся соответственно от 64 до 75 и от 75 до 86 шп.
Форсировка котлов в целях достижения наибольшего 23-узлового хода осуществлялась дополнительным интенсивным сжиганием мазута, распыляемого в топочном пространстве форсунками Торникрофта. Нормальный запас топлива составлял 816 т угля и 200 т мазута, полный запас — соответственно 1500 и 700т.
Носовая дымовая труба находилась на 501/2 шп. Диаметр ее равнялся 4,32 м, а высота над палубой — 14,6 м. На расстоянии 29,4 м от нее, на 75 шп., находилась кормовая дымовая труба, имевшая диаметр 5,60 м и ту же высоту, что и носовая.
Главные механизмы состояли из работавших на четыре гребных вала десяти турбин системы Парсонса, размещавшихся в трех (два бортовых и одно среднее) машинных отделениях в корму от третьей башни (93—107 шп.), и холодильников (конденсаторов) к турбинам, расположенных в двух соседних с турбинными отделениях (107—117 шп.).
В бортовых турбинных отделениях помещалось по две турбины высокого давления: впереди — переднего хода, позади — заднего. В среднем отделении находились: впереди—две турбины крейсерского переднего хода, левая — среднего давления, правая — высокого; в корму от них—две турбины низкого давления, каждая — переднего и заднего хода.
Начальное рабочее давление в турбинах составляло 11,3 атм. Суммарная мощность турбин достигала 32 000 л.с. при частоте вращения 280 об/мин, что обеспечивало достижение скорости 21,75 уз. При форсированном режиме эти значения возрастали — мощность достигала 42 000 л.с. (приблизительно 300 об/мин), а скорость хода — 23 уз.
Источниками электроэнергии служили два дизель-генератора и четыре турбогенератора мощностью 320 кВт каждый. Напряжение постоянного тока равнялось 225 В. В условиях боя они снабжали все системы и устройства, обеспечивающие связь, ведение огня, управление кораблем, а также две трети осветительных приборов.
Движителями кораблей являлись четыре трехлопастных гребных винта, каждый диаметром 3,28 м и с шагом 3,05 м. Плоскость вращения средних винтов находилась в районе 139 шп. и отстояла на 3,05 м от диаметральной плоскости и на 2,44 м от кромки киля. Крайние винты располагались на 132 шп. и отстояли от диаметральной плоскости и киля соответственно на 6,40 и 3,05 м.
Каждый из кораблей управлялся двумя рулями: большим площадью 28,3 м2 и малым площадью 13,5 м2. Наибольшее время перекладки большого руля из среднего положения на борт (35°) составляло 30 с. Радиус установившейся циркуляции достигал 239 м при угле крена 3,4°. Наибольший же возможный крен, при внезапной перекладке руля, не превосходил 10°.
Якорно-швартовное устройство состояло двух становых и одного запасного якоря системы Холла массой 8,23 т каждый. Якоря выбирались цепью калибром 76 мм. Два электрических шпиля для выбирания тросов находилось в корме, и два, уже паровых, того же назначения — в носу. Там же имелись два паровых шпиля для выбирания якорных канатов.
Мощность машин паровых шпилей составляла 250 л.с. Наибольшее усилие тяги канатных паровых шпилей равнялось 25 тс.
В состав шлюпочного вооружения входили: два паровых катера массой по 14 т, размещенных по бортам верхней палубы в районе 102—112 шп.; два 20-весельных барказа массой по 3,46 т, размещенных между паровыми катерами; на рострах над 20-весельными барказами находились два моторных катера; два 20-весельных моторных барказа— по бокам кормовой трубы; два 6-весельных вельбота (капитанский массой 0,592 т и спасательный массой 0,703 т) — на шлюпбалках между 49 и 53 шп.; два 6-весельных яла массой по 0,64 т — на шлюпбалках между 41 и 48 шп.
Фок-мачта корабля находилась на 46 1/2 шп., грот-мачта—на 1081/2 шп. Расстояние между мачтами составляло 74,4 м. Клотики мачт располагались над верхней палубой на высоте 40,4 м и 32,6 м соответственно. Марс фок-мачты возвышался над верхней палубой на 23,6 м, марсы грот-мачты — на 16,3 ми 8,7м.
Корабли были оборудованы водоотливной, осушительной, пожарной системами, а также системой выравнивания крена и дифферента и системой орошения и затопления артиллерийских погребов.
Осушительная система состояла из девяти трюмно-пожарных насосов системы Вартингтона производительностью по 75 т/ч каждый. По одному насосу размещалось в каждом из котельных и турбинных отделений и по одному—в каждом из двух отделений холодильников (конденсаторов). Управление клапанами этих насосов находилось возле самих насосов.
Водоотливная система включала в себя 14 гидравлических турбинных насоса системы инженера-механика Ильина производительностью по 500 т/ч, которые размещались в различных важнейших помещениях трюма. Каждый из них откачивал воду из своего помещения, но при необходимости по перепускной системе к нему могла подаваться вода и из соседних помещений.
Управление водоотливными насосами и клапанами перепускной системы осуществлялось с верхней палубы; исключение составляли клапаны оконечностей.
В пожарную систему, кроме упомянутых выше, девяти трюмно-пожарных насосов входили также два центробежных насоса производительностью по 150 т/ч. Пожарная магистраль была кольцевой и располагалась под нижней палубой, поднимаясь у крайних башен под среднюю палубу. Магистраль имела перемычки в котельных и турбинных отделениях, отделениях холодильников (конденсаторов). Диаметр труб магистрали равнялся 150 мм. Насосы присоединялись к магистрали при помощи поперечных труб диаметром 75 мм. От магистрали шли отростки наверх и вниз к 76 пожарным клапанам. Кроме случаев использования при пожаре, пожарная система предназначалась и для прочистки решеток кингстонов, фановых и сточных труб, для инжекторов осушительной системы при выкачивании грязной воды из бань и прачечных.
Система затопления была оборудована 28 кингстонами с клапанными коробками. Для обеспечения затопления из отделений трюма на среднюю палубу шли «воздушные» трубы. Со средней палубы осуществлялось и управление затоплением.
Система выравнивания крена и дифферента состояла из кингстона, затопляющего через перепускные клапаны и трубы по четыре отсека на каждом борту.
Помещения корабля вентилировались 111 вентиляторами общей производительностью 317 400 м3 воздуха в час. Из них 29 вентиляторов имели производительность по 6000 м3; 25 вентиляторов — по 3000 м3; 57 вентиляторов — по 1200 м3. Вентиляторы объединялись в различные группы, обслуживавшие ряд автономных систем. Диаметр трубопроводов этих систем колебался в пределах от 50 до 474 мм.
К моменту вступления линейных кораблей в строй штатная комплектация каждого из них состояла из 31 офицера, 28 кондукторов и 1066 нижних чинов.