Wundefwaffe

Энергетическая установка линейных кораблей

 

Разработка установки

 

При разработке силовой установки но­вых линкоров конструкторы исходили из тре­бования жесткого ограничения водоизмещения в 35.000 тонн. Усилия, предпринятые инже­нерами в деле выполнения этого условия, поистине можно назвать титаническими и не­повторимыми впредь ни на каком корабле.

Для достижения требуемой скорости 23 узла при относительно небольшой мощности на валах по расчетам требовалось опреде­ленное число оборотов винтов (160 в мину­ту), благодаря чему была возможность ис­пользовать винты с более высоким к.п.д., чем при требовании высоких скоростей.

Впервые вопрос о силовой установке обсуждался при рассмотрении проекта "0-3". Предлагались три варианта.

"А" - Двухвальная установка. Механизмы перед котельными отделениями. Восемь котлов. Частота вращения вала на полном ходу 150 оборотов в минуту. Размещение установ­ки соответствовало проекту "N-3".

"В" - Двухвальная установка. Механизмы за котельными отделениями. Восемь котлов. Частота вращения вала на полном ходу 160 оборотов в минуту. Размещение установки соответствовало проекту "G-3".

"С" - Четырехвальная турбоэлектрическая установка, которая из-за потребности в большой площади (большие габариты электромоторов) требовала увеличения количест­ва валов. Частота вращения вала на полном ходу 220 оборотов в минуту.

В начале 1922 года эти варианты были рассмотрены адмиралтейством и обсуждены начальником управления кораблестроения (Director of Naval Construction) и ведущим инженером (Engineer in Chief). По общему мнению наиболее предпочтительным оказался вариант "А", хотя при иной компоновке внутреннего расположения корабля вариант "В" был бы более выгодным, так как требо­вал меньше места и был более легким. Тур­боэлектрический вариант, до этого времени применявшийся только на некоторых амери­канских линкорах, в расчет всерьез не при­нимался.

После рассмотрения всех вариантов ве­дущий инженер предложил продолжать деталь­ную разработку установки по варианту "А", особенно обращая внимание на весовые ха­рактеристики. В любом случае ее вес не должен был превышать 2000 тонн. 5 января он уже определенно высказался в пользу си­ловой установки по варианту "А", заявив, по предварительным расчетам что после внесения некоторых изменений подобная установка сможет развить мощность в 45.000 SHP, обеспечивая в минуту 160 оборотов для двух винтов. По расчетам вес установки, исключая вспомогательные механизмы, не бу­дет превышать 2000 тонн, при условии, что не будут производиться никакие последующие модернизации. Однако эти модернизации все-таки последовали. Уже 9 февраля веду­щий инженер сообщил начальнику управления кораблестроения, что удлиненные валы уве­личат общий вес до 2030 тонн. После этого сообщения было решено укоротить валы и на­чальник управления кораблестроения зап­росил, вернулся ли вес к первоначальной величине, но получил от ведущего инженера отрицательный ответ. Дальнейшие изменения в конструкции установки к 19 мая повысили ее вес до 2080 тонн.

30 мая начальник управления кораб­лестроения вновь осведомился будет ли воз­можным вернуться к весу 2000 тонн. 17 июня ведущий инженер ответил, что первые вы­числения были лишь грубым расчетами, а указанный вес 2080 тонн является результа­том подробного детального подсчета. Он также указал, что при двух валах невозмож­ны никакие уменьшения веса, если только сохранять требования мощности в 45.000 SHP при 160 оборотах валов. Однако, по его мнению, увеличение числа оборотов валов до 180-200 в минуту позволило бы сократить вес на 25-40 тонн, при этом сохранился бы к.п.д. турбин с уменьшением к.п.д. винтов. Этот вариант тщательно проверили, однако принят не он был.

В конце концов, в сентябре 1922 года, адмиралтейство одобрило окончательный про­ект энергетической установки при ее весе 2054 ts. Снижение веса произвели за счет уменьшения веса оборудования и запасных частей установки, а также оборудования мастерской. Некоторый выигрыш в весе дало использование алюминиевых сплавов и сня­тие с корабля подъемных механизмов г турбин (их решено было хранить на берегу в базе). Дальнейшей экономии веса в 30 тонн по мне­нию проектировщиков можно было достичь, устранив оборудование подогрева нефти. Эта система предназначалась для разжижения не­которых трудноусваиваемых сортов нефти. Это предложение в сентябре 1922 года было одобрено адмиралтейством, однако так и не было осуществлено. Поэтому использование в будущем определенных сортов топлива ста­новилось невозможным.

Таким образом, несмотря на все уси­лия, предпринятые конструкторами, вес ус­тановки в окончательном виде составил 2054 ts, а по готовности линкора "Nelson" он составил 2150 ts. Хотя это было несколько больше, чем предусматривалось проектом, разница в весе все-таки была незначитель­ной, и достижение даже такого результата можно считать успехом. Однако стремление снизить вес установки любым способом имело свои последствия в будущем. Так, например, "Rodney" в ходе службы имел постоянные трудности со своей энергетической установ­кой.

 

Главные механизмы

 

Винты диаметром 5,03 метра и с шагом 5,94 метра приводились в движение от двух турбинных агрегатов типа "Brown-Curtis" через простую зубчатую передачу. Турбины экономического хода не предусматривались, но в главных турбинах имелись специальные ступени для крейсерского хода со специаль­ными соплами. Они позволяли снизить расход пара и, соответственно, расход топлива, который в данном случае приближался к ре­зультатам кораблей, имеющих специальные маршевые турбины.

Проектная мощность механизмов состав­ляла 45.000 SHP, что по расчетам позволило ба развить скорость 23 узла при 160 оборо­тах винтов. Для достижения скорости 22 уз­ла потребовалась бы мощность 40.000 SHP.

Турбинные и редукторные отделения разделялись поперечной переборкой, а, кро­ме того, сами отсеки разделялись еще и продольной переборкой на отделения правого и левого бортов.

Пар вырабатывали восемь трехбарабанных водотрубных котлов адмиралтейского ти­па с перегревом пара. Максимальное рабочее давление составляло около 17,5 атм. Ко­тельное отделение, как и машинное, дели­лось продольной и поперечной переборками на четыре отделения (по два котла в каж­дом). Котельные отделения находились кормовое машинных. Необычность такой компо­новки вполне объяснима теми требованиями, которые предъявлялись к проекту. Это поз­волило использовать более обширное прост­ранство в средней части корабля для разме­щения механизмов - более габаритных, чем котлы, а также лучше защитить их. В ре­зультате, кожухи дымовых труб выше броне­вой палубы были перенесены от погребов дальше в корму, а сама дымовая труба сильно отодвинута от мостиков надстройки, что, как предполагалось, благоприятно повлияет на использование приборов управления стрельбой. Однако эксплуатация кораблей показала, что труба оказалась слишком ко­роткой и в определенных условиях дым все-таки попадал на мостик и кормовые посты управления огнем. В этом отношении немало­важным фактором было и завихрение воздуха, создаваемое башнеподобной конструкцией надстройки.

 

Электроэнергетическая установка

 

Проект "G-3" предусматривал много­численные новшества по сравнению с прежни­ми построенными дредноутами. Почти все эти усовершенствования, в особенности это касается применения электроприводов вмес­то паровых, были повторены в проекте "О-З" Однако из-за ограничений водоизмещения и пространства оказалось невозможным устано­вить восемь электрогенераторов, ограни­чившись шестью. Каждый из них имел мощ­ность 300 кВт. Четыре приводились в дейст­вие турбинами с зубчатой передачей, два дизельными моторами. Эта энерговооружен­ность считалась достаточной, чтобы снаб­дить энергией все участки корабля.

 

Ходовые испытания линейных кораблей

 

"Nelson" провел испытания между 21 и 28 мая 1927 года на вымеренной миле WestLooe в Корнуолле. Их результаты приведены в таблице. 10 августа 1927 года этот лин­кор был передан флоту и 15 августа в Портсмуте вступил в строй Атлантического флота. В день празднования Трафальгарской битвы 21 октября 1927 года командующий Ат­лантическим флотом вице-адмирал Бранд (Sir Н.Brand) перенес свой флаг с "Revenge" на "Nelson".

"Rodney" проводил свои испытания в том же месте и 8 декабря 1927 года в Биркенхеде он был принят от заводской команды (это считалось первым этапом ввода корабля в строй флота), а 7 декабря в Девонпорте официально вступил в строй флота в качест­ве флагмана линейной эскадры Атлантическо­го флота.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ХОДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЛИНЕЙНОГО КОРАБЛЯ "NELSON" (1927 год)

Дата	Ветер	Волнение	Мощность (SHP)	Оборотов винтов	Скорость (узлов)	Водоизмещение (ts)
21 мая	4 бал. West	зыбь,	6.296	83,35	12,605	33.852
»		непостоянное	9.218	94,96	14,41	33.870
»		волнение	14.605	110,9	16,83	33.884
»			18.662	121,19	18,3	33.913
23 мая	1 балл, SW	спокойное	27.492	136,97	20,44	33.873
24 мая			36.920	150,67	22,4	33.624
26 мая.	4 бал. ONO	1-2 балла	46.031	161,6	23,55	33.636
27 мая	2 бал. OSO	1 балл	6.194	88,72	12,315	37.860
»			9.223	95,31	14,29	-
»			15.197	112,7	17,01	-
»			18.742	120,44	18,07	-
»			27.402	135,84	20,15	-
27 мая	3 бал. OSO	2 балла	36.720	149,2	21,66	-
27 мая			45.803	160,3	23,05	37.748

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЛИНЕЙНОГО КОРАБЛЯ "RODNEY" НА ВЫМЕРЕННОЙ МИЛЕ (1927 год)

Дата                    Количество | Мощность    | Оборотов    | Скорость     | Водоизмещение   | Расход нефти

                              пробегов    |  (SHP)           | винтов        | (узлов)         | (ts)                          | (ts/час)

30 августа	4	6.590	87,75	13,3	33.765	-
	4	9.982	97,94	14,99	33.717	-
	4	14.931	114,4	17,44	33.775	-
	4	18.274	123,1	18,59	33.785	7,4
1 сентября	4	28.030	140,1	21,02	33.660	10,5
2 сентября	4	36.766	153,44	22,66	33.430	14,0
7 сентября	6	45.614	163,0	23,8	33.660	16,0

 

В целом, по результатам испытаний бы­ли получены следующие сводные результаты:

Скорость    | Мощность          | Оборотов валов

10 уз.	3.650 SHP	64 в мин.
12 уз.	6.250 SHP	75 в мин.
14 уз.	9.900 SHP	88 в мин.
16 уз.	14.350 SHP	100 в мин.
23 уз.	45.000 SHP	160 в мин.

 

Нормальный запас жидкого топлива при боевом водоизмещении составлял 3805 ts для линкора "Nelson" и 3770 ts для "Rodney". Запас дизельного топлива (соляровое масло) составлял 162 ts (на "Rodney" - 161 ts).

Расход топлива на полном ходу дости­гал 16- ts в час, на скорости 16 узлов только 7,5 ts в час.

Это позволяло кораблям пройти на пол­ном ходу до 5000 миль (расчетная дальность плавания). При этом, по проекту дальность плавания равнялась 7000 миль на скорости 16 узлов.