Последние исполины Российского Императорского флота
Шрифт:
Сравнение систем конструктивной противоторпедной защиты проектировавшихся и начатых строительством дредноутов третьего поколения с 16" артиллерией показывает, что наиболее продуманными и эффективными являлись системы американских линкоров «Мериленд» и «Саут Дакота», а также английского проекта «Джи-3». Эта эффективность стала следствием обширных исследовательских работ на основе новейшего опытного и конструктивного материала. Трехкамерная система, минимальная толщина бортовой обшивки, использование теории жидкого слоя, подкрепленного мощной броневой переборкой — все эти особенности сообщали типу подводной защиты английских и американских проектов значительную устойчивость при действии разрыва подводного заряда с эквивалентом в 300–350 кг ТНТ.
Что касается японской системы, то она за счет особо толстой 75мм броневой переборки выдерживала взрыв в 250–300 кг ТНТ, но сама переборка при этом сдавала и поступление масс воды (1000–1200 т) локализовалось лишь последней преградой — переборками фильтрационного отсека. При этом корабль получал крен
Сопоставление всех элементов конструкции подводной защиты проектировавшихся в конце и после мировой войны 16" линкоров (общее устройство, глубина бортового слоя и пр.) показывает, что русская система 1917 г. носила хорошо продуманный характер (табл. 10.12). Она имела большие резервы для совершенствования (отказ от бортового клетчатого слоя, утоньшение наружной обшивки, доведение толщины трюмной броневой переборки до 50–60 мм). Перспективная конструкция бортовой защиты русского проекта дополнялась устройством особенно глубокой защиты днища. Общая глубина тройного дна в пределах цитадели составляла 3,2 м. В американских проектах она не превышала 1,1 м, в английских и японских — 2,15 м. Увеличенная глубина днища позволяла не только создать глубоко эшелонированную защиту от донных мин, появившихся к концу первой мировой войны, но и обеспечить надежную конструкцию узла подводной защиты у скулы корпуса. Этот район оказывался подверженным наиболее сильным напряжениям при взрыве торпеды, и являлся самым слабым звеном при взрыве в нижней части борта в американской системе, в переборках которой срывались заклепки и открывалась течь. В целом, углубленная подводная защита бортов и днища русского проекта обеспечивали ему наибольшее отнесение всех жизненных частей вглубь защищаемого пространства корпуса среди проектов дредноутов третьего поколения 1916–1922 гг.
Таблица 10.13. Характеристики противоторпедной защиты проектов тяжелых артиллерийских кораблей, 1916–1922 гг.
| Название | Страна, год разработки проекта | Общая глубина бортового защитного слоя на миделе, мм | Толщина броневой переборки, мм | Расчетная мощность взрыва, кг (эквивалент ТНТ) |
|---|---|---|---|---|
| «Наваль #2» | Россия, 1917 | 7500 | 25 | 250 |
| «Нагато» | Япония, 1916 | 6500 | 75 (3x25) | 300 |
| «Тоза» | Япония, 1919 | 5300 | 75 (3x25) | 300 |
| «Мериленд» | США, 1916 | 5200 | 57 (3x19) | 340 |
| «Саут Дакота» | США, 1919 | 5200 | 57 (3x19) | 340 |
| «Лексингтон» | США, 1919 | 4700 | 38 (2x19) | 200 |
| «Худ» | Англия, 1916 | 4200 (МО), 7500 (КО) | 38 (2x19) | 200 |
| «G3» | Англия, 1921 | 6100 | 44 (2x22) | 340 |
| «Нельсон» | Англия, 1922 | 5700 | 38 (2x19) | 320 |
Ко времени прихода поколения 16" линкоров двигательные установки тяжелых артиллерийских кораблей находились в процессе интенсивного усовершенствования. За отрезок времени, составивший с момента появления на флоте турбины чуть больше 10 лет, непрерывный прогресс судовой энергетики принес огромные перемены. Совершенствовался тип котлов, повсеместно был осуществлен переход на жидкое топливо, значительное развитие получили сами турбинные механизмы. Однако самым важным новшеством стал переход к системам понижающих передач, призванным увязать «коня и трепетную лань» — высокооборотную паровую турбину и низкооборотный гребной винт. Приступая к реализации послевоенных программ строительства 16" линкоров, все ведущие морские державы интенсивно внедряли в их конструкцию все новейшие достижения судовой энергетики, но шли при этом самостоятельными путями.
Флот Соединенных Штатов выделялся и на этот раз. В конце 1914 г. было принято решение об оснащении одного из трех новых линкоров класса «Нью-Мексико» экспериментальной турбоэлектрической установкой. Выбор пал на головной корабль серии, и он стал первым в мире линкором, гребные валы которого приводились во вращение электромоторами, в то время как два его собрата получили турбозубчатые агрегаты — «Миссисипи» системы Кертиса, «Айдахо» системы Парсонса. Опыт с «Нью-Мексико» вполне удовлетворил инженерно-механическое управление флота, и он был развит в следующей подобной паре линкоров — «Теннеси» и «Калифорния».
Тип котлов для линкоров и линейных крейсеров не был одинаковым — «Мериленд» и «Саут Дакота» имели соответственно по 8 и 12 котлов системы Бабкок/Уилкокс или Уайт/Форстер с давлением пара 20 атм, а «Лексингтон» — 16 котлов Ярроу с давлением 20,7 атм. Переход от секционных котлов на линкорах к котлам треугольного типа в проекте линейного крейсера был необходимым шагом по двум причинам. Во-первых, котлы прежнего типа были менее мощными, и при наличии их в числе 24 в первоначальном проекте лишь половина могла быть размещена под броневой палубой, остальные же 12 располагались ярусом выше безо всякой защиты. Вторая немаловажная причина заключалась в том, что новые котлы по своему типу могли выдерживать более высокую перегрузку в условиях эксплуатации на судне с такими высокими скоростными характеристиками, как это планировалось на «Лексингтоне».
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] .
217
M. Charlton. Electric drive on battleships // Journal American Society Naval Engineers, Vol.35, 1923, № 2. pp.253–328.
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]
218
E.T. d'Eyncourt. Ibid. p.6.