Pēdējā rakstā mēs izskatījām jautājumus, kas saistīti ar Nikloss katlu uzstādīšanu Varjagā - lielākā daļa interneta cīņu ap kreiseru spēkstaciju ir veltīta šīm vienībām. Bet ir dīvaini, ka, piešķirot katliem tik lielu nozīmi, lielākā daļa interesentu, kas interesējas par šo tēmu, pilnībā aizmirst kreisētāja tvaika dzinējus. Tikmēr ar tām ir saistīts milzīgs skaits problēmu, kas konstatētas "Varyag" darbības laikā. Bet, lai to visu saprastu, vispirms nepieciešams atsvaidzināt atmiņu par kuģu tvaika dzinēju konstrukciju pagājušā gadsimta beigās.
Faktiski tvaika dzinēja darbības princips ir diezgan vienkāršs. Ir cilindrs (parasti atrodas vertikāli uz kuģu mašīnām), kura iekšpusē ir virzulis, kas spēj pārvietoties uz augšu un uz leju. Pieņemsim, ka virzulis atrodas cilindra augšpusē - tad tvaiks zem spiediena tiek piegādāts caurumam starp to un cilindra augšējo vāku. Tvaiks izplešas, virzot virzuli uz leju un tā sasniedz apakšējo punktu. Pēc tam process tiek atkārtots "tieši pretēji" - augšējais caurums ir aizvērts, un tvaiks tagad tiek piegādāts apakšējam caurumam. Tajā pašā laikā tvaika izplūde atveras cilindra otrā pusē, un, kamēr tvaiks spiež virzuli no apakšas uz augšu, izlietotais tvaiks cilindra augšējā daļā tiek izspiests tvaika izplūdes atverē (izplūdes tvaiki diagrammā ir apzīmēti ar punktētu zilu bultiņu).
Tādējādi tvaika dzinējs nodrošina virzuļa turp un atpakaļ kustību, bet, lai to pārvērstu skrūves vārpstas rotācijā, tiek izmantota īpaša ierīce, ko sauc par kloķa mehānismu, kurā kloķvārpstai ir svarīga loma.
Acīmredzot, lai nodrošinātu tvaika dzinēja darbību, gultņi ir ārkārtīgi nepieciešami, pateicoties kuriem tiek veikta gan kloķa mehānisma darbība (kustības pārnešana no virzuļa uz kloķvārpstu), gan rotējošā kloķvārpstas stiprināšana.
Jāsaka arī, ka līdz Varyag projektēšanai un būvēšanai visa pasaule karakuģu būvē jau sen bija pārgājusi uz trīskāršas izplešanās tvaika dzinējiem. Ideja par šādu mašīnu radās tāpēc, ka cilindrā iztērētais tvaiks (kā parādīts augšējā diagrammā) vispār nezaudēja savu enerģiju un to varēja izmantot atkārtoti. Tāpēc viņi to arī izdarīja - vispirms svaigs tvaiks ieplūda augstspiediena cilindrā (HPC), bet pēc darba pabeigšanas tas netika "iemests" atpakaļ katlos, bet gan ieplūda nākamajā cilindrā (vidējais spiediens jeb HPC) un atkal iespieda tajā virzuli. Protams, otrajā cilindrā ieplūstošā tvaika spiediens samazinājās, tāpēc pats balons bija jāizgatavo ar lielāku diametru nekā HPC. Bet tas vēl nebija viss - tvaiks, kas bija izveidojies otrajā cilindrā (LPC), iekļuva trešajā cilindrā, ko sauca par zema spiediena balonu (LPC), un turpināja darbu jau tajā.
Pats par sevi saprotams, ka zema spiediena balonam bija jābūt maksimālajam diametram, salīdzinot ar pārējiem baloniem. Dizaineri to izdarīja vieglāk: LPC izrādījās pārāk liels, tāpēc viena LPC vietā viņi izgatavoja divus un mašīnas kļuva par četru cilindru. Tajā pašā laikā abiem zema spiediena baloniem vienlaikus tika piegādāts tvaiks, tas ir, neskatoties uz četru “izplešanās” balonu klātbūtni, palika trīs.
Ar šo īso aprakstu pilnīgi pietiek, lai saprastu, kas nebija kārtībā ar Varyag kreiseri. Un "nepareizi" ar viņiem, diemžēl bija tik daudz, ka šī raksta autoram ir grūti precīzi zināt, ar ko sākt. Zemāk mēs aprakstām galvenās kļūdas, kas pieļautas kreisētāja tvaika dzinēju projektēšanā, un mēs centīsimies noskaidrot, kurš galu galā bija pie tiem vainojams.
Tātad problēma # 1 bija tāda, ka tvaika dzinēja konstrukcija acīmredzami nepieļauj lieces spriegumus. Citiem vārdiem sakot, labu sniegumu varēja gaidīt tikai tad, kad tvaika dzinējs bija pilnīgi līdzens. Ja šī pamatne pēkšņi sāk saliekties, tas rada papildu slodzi kloķvārpstai, kas stiepjas gandrīz visā tvaika dzinēja garumā - tā sāk saliekties, gultņi, kas to notur, ātri pasliktinās, parādās sprauga un kloķvārpsta tiek pārvietota, tāpēc jau cieš kloķa gultņi - savienojošā stieņa mehānisms un pat cilindru virzuļi. Lai tas nenotiktu, tvaika dzinējs jāuzstāda uz cieta pamata, bet tas netika darīts Varyag. Viņa tvaika dzinējiem bija tikai ļoti viegls pamats, un tie faktiski bija piestiprināti tieši pie kuģa korpusa. Un ķermenis, kā jūs zināt, “elpo” uz jūras viļņa, tas ir, saliecas velmēšanas laikā - un šie nemitīgie līkumi noveda pie kloķvārpstas izliekuma un tvaika dzinēju gultņu “atslābšanas”.
Kas ir vainojams pie šī Varyag dizaina trūkuma? Bez šaubām, atbildība par šo kuģa trūkumu būtu jāuzliek C. Crump firmas inženieriem, bet … šeit ir zināmas nianses.
Fakts ir tāds, ka šāds tvaika dzinēju dizains (kad uz kuģa korpusa tika uzstādīti tie, kuriem nebija stingra pamata) - ne Askoldam, ne Bogatyram nebija stingru pamatu, bet tvaika dzinēji uz tiem strādāja nevainojami. Kāpēc?
Acīmredzot kloķvārpstas deformācija būs nozīmīgāka, jo lielāks būs tās garums, tas ir, jo garāks būs pats tvaika dzinējs. Varyag bija divi tvaika dzinēji, bet Askoldam bija trīs. Pēc konstrukcijas pēdējie bija arī četru cilindru trīskāršas izplešanās tvaika dzinēji, taču ievērojami zemākas jaudas dēļ tiem bija ievērojami īsāks garums. Šī efekta dēļ Askold mašīnām virsbūves deformācija izrādījās daudz vājāka - jā, tās bija, bet, teiksim, "saprāta robežās" un neizraisīja deformācijas, kas atspējotu tvaika dzinējus.
Patiešām, sākotnēji tika pieņemts, ka Varyag mašīnu kopējai jaudai vajadzēja būt attiecīgi 18 000 ZS, vienas mašīnas jauda bija 9000 ZS. Taču vēlāk Ch. Crump pieļāva ļoti grūti izskaidrojamu kļūdu, proti, viņš palielināja tvaika dzinēju jaudu līdz 20 000 ZS. Avoti to parasti izskaidro ar faktu, ka Ch. Crump izvēlējās to, jo MTK atteicās izmantot piespiedu sprādzienu kreisētāja testu laikā. Būtu loģiski, ja Ch. Crump vienlaikus ar mašīnu jaudas pieaugumu palielinātu arī Varyag projekta katlu produktivitāti līdz tiem pašiem 20 000 ZS, taču nekas tāds nenotika. Vienīgais šādas rīcības iemesls varētu būt cerība, ka kreiseru katli pārsniegs projekta noteikto jaudu, bet kā to varētu izdarīt, neizmantojot to piespiešanu?
Te jau viena no divām lietām - jeb Ch. Crump joprojām cerēja uzstāt uz testēšanu, piespiežot katlus, un baidījās, ka mašīnas "neizstieps" savu palielināto jaudu, vai arī kāda neskaidra iemesla dēļ uzskatīja, ka Varyag un nepiespiežot, tiks sasniegta 20 000 ZS jauda. Jebkurā gadījumā aprēķini Ch. Crump izrādījās kļūdījies, taču tas noveda pie tā, ka katras kreisēšanas mašīnas jauda bija 10 000 ZS. Papildus dabiskajam masas pieaugumam, protams, palielinājās arī tvaika dzinēju izmēri (garums sasniedza 13 m), savukārt trīs Askold mašīnas, kurām vajadzēja uzrādīt 19 000 ZS. nominālā jauda, jābūt tikai 6 333 ZS. katrs (diemžēl to garums autoram diemžēl nav zināms).
Bet kā ar "Bogatyr"? Galu galā tā, tāpat kā Varyag, bija divu vārpstu, un katrai automašīnai bija gandrīz vienāda jauda - 9750 ZS. pret 10 000 ZS, kas nozīmē, ka tam bija līdzīgi ģeometriskie izmēri. Bet jāatzīmē, ka Bogatyr korpuss bija nedaudz platāks nekā Varyag, tam bija nedaudz zemāka garuma / platuma attiecība, un kopumā tas šķita stingrāks un mazāk pakļauts novirzēm nekā Varyag korpuss. Turklāt ir iespējams, ka vācieši nostiprināja pamatu salīdzinājumā ar to, uz kura stāvēja Varyag tvaika dzinēji, tas ir, ja tas nebija līdzīgs tiem, kurus saņēma modernāki kuģi, tas tomēr nodrošināja labāku spēku nekā Varyag pamati. Tomēr uz šo jautājumu var atbildēt tikai pēc detalizētas abu kreiseru rasējumu rasējumu izpētes.
Tādējādi uzņēmuma Crump inženieru vaina nebija tā, ka viņi bija ielikuši vāju pamatu Varyag mašīnām (kā, šķiet, to darīja pārējie kuģu būvētāji), bet gan tas, ka viņi to neredzēja un neapzinājās. lai nodrošinātu "neelastību" Mašīnas ar stiprāku virsbūvi vai pāreju uz trīs skrūvju shēmu. Fakts, ka līdzīga problēma tika veiksmīgi atrisināta Vācijā, un ne tikai ārkārtīgi pieredzējušais Vulcan, kurš uzbūvēja Bogatyr, bet arī otršķirīgs un bez pieredzes lielu karakuģu būvēšanā pēc Vācijas paša izstrādātā projekta, liecina. nebūt nav par labu amerikāņu konstruktoriem. Tomēr godīgi sakot, jāatzīmē, ka arī MTK nekontrolēja šo brīdi, taču jāsaprot, ka neviens viņam neuzstādīja uzdevumu uzraudzīt katru amerikāņu šķaudīšanu, un tas nebija iespējams.
Bet diemžēl tas ir tikai pirmais un, iespējams, pat ne vissvarīgākais jaunākā krievu kreisētāja tvaika dzinēju trūkums.
Problēma Nr. 2, kas acīmredzot bija galvenā, bija Varyag tvaika dzinēju kļūdains dizains, kas tika optimizēts kuģa lielajam ātrumam. Citiem vārdiem sakot, mašīnas strādāja labi pie maksimālā tvaika spiediena, pretējā gadījumā sākās problēmas. Fakts ir tāds, ka tad, kad tvaika spiediens nokrītas zem 15,4 atmosfēras, zema spiediena baloni pārstāja pildīt savu funkciju - tvaika ieplūdes enerģija nebija pietiekama, lai virzītu cilindru. Attiecīgi, veicot ekonomiskus pasākumus, "pajūgs sāka dzīt zirgu" - zema spiediena cilindri, nevis palīdzēja griezt kloķvārpstu, paši to iedarbināja. Tas ir, kloķvārpsta saņēma enerģiju no augsta un vidēja spiediena cilindriem un iztērēja to ne tikai skrūves griešanai, bet arī virzuļu kustības nodrošināšanai divos zema spiediena balonos. Jāsaprot, ka kloķmehānisma konstrukcija tika izstrādāta, ņemot vērā to, ka tieši cilindrs virzīs kloķvārpstu caur virzuli un slīdni, bet ne otrādi: tik negaidīta un negaidīta iemesla dēļ kloķvārpstas triviālai izmantošanai, tā saskārās ar papildu spriegumiem, kas nav paredzēti tās konstrukcijā, kā rezultātā tika bojāti to saturošie gultņi.
Patiesībā šajā jautājumā varētu nebūt īpašu problēmu, bet tikai ar vienu nosacījumu - ja mašīnu konstrukcija paredzētu mehānismu, kas atvieno kloķvārpstu no zema spiediena cilindriem. Tad visos gadījumos, kad darbojās ar tvaika spiedienu, kas ir zemāks par iestatīto, pietika ar "pogas nospiešanu" - un LPC pārtrauca kloķvārpstas noslogošanu, tomēr šādus mehānismus neparedzēja "Varyag" dizains "mašīnas.
Pēc tam inženieris I. I. Gipiuss, kurš uzraudzīja iznīcinātāju mehānismu montāžu un regulēšanu Portartūrā, 1903. gadā veica detalizētu Varyag mašīnu pārbaudi un, pamatojoties uz tās rezultātiem, uzrakstīja veselu pētījumu, norādot sekojošo:
“Šeit ir minējums, ka Crump rūpnīcai, steidzoties nodot kreiseri, nebija laika pielāgot tvaika sadalījumu; mašīna ātri sadusmojās, un uz kuģa, protams, viņi sāka salabot detaļas, kuras vairāk nekā citas cieta no apsildes, klauvēšanas, nenovēršot pamatcēloni. Kopumā neapšaubāmi ir ārkārtīgi grūts uzdevums, ja ne neiespējams, iztaisnot ar kuģi transportlīdzekli, kas sākotnēji bija bojāts no rūpnīcas."
Ir acīmredzams, ka Ch. Crump ir pilnībā vainojams šajā Varjagas spēkstacijas trūkumā.
Problēma Nr. 3 pati par sevi nebija īpaši nopietna, bet kombinācijā ar iepriekš minētajām kļūdām deva "kumulatīvu efektu". Fakts ir tāds, ka kādu laiku, projektējot tvaika dzinējus, dizaineri neņēma vērā savu mehānismu inerci, kā rezultātā pēdējie pastāvīgi tika pakļauti pārmērīgam stresam. Tomēr līdz Varyag izveidei mašīnu inerces spēku līdzsvarošanas teorija bija izpētīta un izplatījusies visur. Protams, tā piemērošana prasīja papildu aprēķinus no tvaika dzinēju ražotāja un radīja viņam zināmas grūtības, kas nozīmē, ka darba izmaksas kopumā palielinājās. Tātad MTC savās prasībās, diemžēl, nenorādīja uz šīs teorijas obligātu pielietošanu tvaika dzinēju projektēšanā, un Ch. Crump, acīmredzot, nolēma ietaupīt uz to (grūti iedomāties, ka viņš pats, un neviens no viņa inženieriem par to ir kaut kas, viņi nezināja teoriju). Kopumā vai nu alkatības iespaidā, vai banālas nekompetences dēļ, taču šīs teorijas noteikumi, veidojot Varjaga mašīnas (un, starp citu, Retvizan), tika ignorēti, kā rezultātā inerces spēki "ļoti nelabvēlīga" (saskaņā ar I. I. Gippiusu) darbība uz vidēja un zema spiediena baloniem, veicinot mašīnu normālas darbības traucējumus. Normālos apstākļos (ja tvaika dzinējs būtu aprīkots ar uzticamu pamatu un nebūtu problēmu ar tvaika sadali) tas neizraisītu bojājumus un tā …
Vaina par šo tvaika dzinēju "Varyag" trūkumu, visticamāk, būtu jāuzliek gan Ch. Crump, gan MTK, kas pieļāva neskaidru rīkojuma formulējumu.
4. problēma bija ļoti specifiska materiāla izmantošana tvaika dzinēju gultņos. Šim nolūkam tika izmantotas fosfora un mangāna bronzas, kuras, cik autore zina, kuģu būvē plaši neizmantoja. Tā rezultātā notika sekojošais: iepriekš minēto iemeslu dēļ "Varyag" mašīnu gultņi ātri sabojājās. Tie bija jāremontē vai jāaizstāj ar to, kas bija pie rokas Portartūrā, un tur, diemžēl, tādu prieku nebija. Tā rezultātā radās situācija, kad tvaika dzinējs strādāja ar gultņiem, kas izgatavoti no pilnīgi atšķirīgas kvalitātes materiāliem - dažu priekšlaicīga nodilšana radīja papildu spriedzi citiem, un tas viss arī veicināja mašīnu normālas darbības traucējumus.
Stingri sakot, tā varbūt ir vienīgā problēma, kuras "autorību" nevar konstatēt. Tas, ka Ch. Crump piegādātāji izvēlējās šādu materiālu, nekādā veidā nevarēja izraisīt neviena negatīvu reakciju - šeit viņi bija pilnīgi paši. Acīmredzot cilvēka spējas nebija spējīgas uzņemties Varjagas spēkstacijas katastrofālo stāvokli, paredzēt tās cēloņus un nodrošināt Portartūru ar nepieciešamajiem materiāliem, un diez vai bija iespējams piegādāt vajadzīgās pakāpes bronzu "katram gadījumam", ņemot vērā milzīgo visu eskadrai paredzēto materiālu daudzumu, kura nepieciešamība bija noteikti zināma, bet kuru vajadzības nevarēja apmierināt. Vai vainot mehāniķus, kuri remontēja Varyag mašīnas? Maz ticams, ka viņiem bija nepieciešamā dokumentācija, kas ļautu paredzēt remonta sekas, un pat ja viņi par to zinātu, ko viņi varētu mainīt? Viņiem joprojām nebija citu iespēju.
Apkopojot mūsu veikto kreisētāja "Varyag" spēkstacijas analīzi, jāatzīst, ka tvaika dzinēju un katlu trūkumi un konstrukcijas kļūdas "lieliski" papildināja viens otru. Rodas iespaids, ka Nikloss katli un tvaika dzinēji noslēdza sabotāžas paktu pret kreiseri, uz kura tie tika uzstādīti. Katlu avāriju draudi piespieda apkalpi izveidot pazeminātu tvaika spiedienu (ne vairāk kā 14 atmosfēras), taču tas radīja apstākļus, kādos Varyag tvaika dzinējiem bija ātri jākļūst nederīgiem, un kuģu mehāniķi neko nevarēja darīt.. Tomēr mēs sīkāk apsvērsim Varyag mašīnu un katlu dizaina lēmumu sekas vēlāk, analizējot to darbības rezultātus. Tad mēs sniegsim kreiseru spēkstacijas galīgo novērtējumu.
