Az utolsó cikkben megvizsgáltuk a Nikloss kazánok Varyag -ra történő telepítésével kapcsolatos kérdéseket - a cirkáló erőműve körüli internetes csaták nagy részét ezeknek az egységeknek szentelik. De furcsa, hogy ilyen nagy jelentőséget tulajdonítva a kazánoknak, a téma iránt érdeklődők túlnyomó többsége teljesen figyelmen kívül hagyja a cirkáló gőzgépét. Eközben a "Varyag" működése során azonosított rengeteg probléma kapcsolódik hozzájuk. De ahhoz, hogy mindezt megértsük, először fel kell frissíteni a hajó gőzgépek múlt század végi tervezésének emlékét.
Valójában a gőzgép működési elve meglehetősen egyszerű. Van egy henger (általában függőlegesen helyezkedik el a hajógépeken), amelynek belsejében egy dugattyú van, amely felfelé és lefelé mozoghat. Tegyük fel, hogy a dugattyú a henger tetején van - ekkor a gőz nyomás alatt kerül a középpont és a henger felső burkolata közötti lyukba. A gőz kitágul, lefelé nyomja a dugattyút, és így eléri az alsó pontot. Ezt követően a folyamat "pontosan az ellenkezője" megismétlődik - a felső lyuk le van zárva, és gőz kerül az alsó lyukba. Ugyanakkor a gőzkimenet a henger másik oldalán nyílik, és miközben a gőz alulról felfelé tolja a dugattyút, a henger felső részében lévő elhasznált gőz kiszorul a gőzkimenetbe (a a diagramon a kipufogó gőzt a pontozott kék nyíl jelzi).
Így a gőzgép biztosítja a dugattyú hátrameneti mozgását, de ahhoz, hogy a csavar tengelyének forgásává alakuljon, egy speciális, forgattyús mechanizmusnak nevezett eszközt használnak, amelyben a főtengely fontos szerepet játszik.
Nyilvánvaló, hogy a gőzgép működésének biztosítása érdekében rendkívül szükségesek a csapágyak, amelyeknek köszönhetően mind a forgattyús mechanizmus működése (a mozgás továbbítása a dugattyúból a főtengelybe), mind a forgó főtengely rögzítése történik.
Azt is el kell mondani, hogy mire a Varyagot megtervezték és megépítették, a hadihajók építésében az egész világ régen áttért a hármas tágulású gőzgépekre. Az ilyen gép ötlete azért merült fel, mert a hengerben eltöltött gőz (amint azt a felső diagram mutatja) egyáltalán nem veszítette el teljesen energiáját, és újra felhasználható. Ezért ezt meg is tették - először friss gőz került a nagynyomású palackba (HPC), de a munka befejezése után nem "dobták vissza" a kazánokba, hanem beléptek a következő hengerbe (közepes nyomás vagy HPC), és belökte a dugattyút. Természetesen a második hengerbe belépő gőz nyomása csökkent, ezért magát a palackot a HPC -nél nagyobb átmérővel kellett készíteni. De ez még nem minden - a gőz, amely a második hengerben (LPC) kifejlődött, belépett a harmadik hengerbe, az úgynevezett alacsony nyomású palackba (LPC), és már benne folytatta munkáját.
Magától értetődik, hogy az alacsony nyomású palacknak maximális átmérővel kellett rendelkeznie a többi palackhoz képest. A tervezők könnyebben jártak el: az LPC túl nagynak bizonyult, így egy LPC helyett kettőt készítettek, és a gépek négyhengeresek lettek. Ugyanakkor gőzt szállítottak egyidejűleg mindkét alacsony nyomású palackba, vagyis négy „tágulási” palack jelenléte ellenére három maradt.
Ez a rövid leírás elég ahhoz, hogy megértsük, mi volt a baj a Varyag cirkáló gőzgépeivel. És "rossz" velük, sajnos annyi volt, hogy a cikk szerzője nehezen tudja pontosan, hol kezdje. Az alábbiakban leírjuk a cirkáló gőzgépének tervezésében elkövetett főbb hibákat, és megpróbáljuk kitalálni, hogy végül is ki volt a hibás.
Tehát az 1. probléma az volt, hogy a gőzgép kialakítása nyilvánvalóan nem tolerálja a hajlítási feszültségeket. Más szóval, jó teljesítményre csak akkor lehetett számítani, ha a gőzgép teljesen vízszintes volt. Ha ez az alap hirtelen hajlítani kezd, akkor ez további terhet ró a főtengelyre, amely a gőzgép szinte teljes hosszában fut - hajlítani kezd, a csapágyak gyorsan megromlanak, megjelenik a játék és a főtengely elmozdul, ezért a forgattyúcsapágyak már szenvednek - hajtórúd mechanizmus és még hengerdugattyúk is. Ennek elkerülése érdekében a gőzgépet szilárd alapra kell felszerelni, de ez nem történt meg a Varyag -on. Gőzgépei csak nagyon könnyű alapokkal rendelkeztek, és valójában közvetlenül a hajótesthez voltak rögzítve. És a test, mint tudod, „lélegzik” a tengeri hullámon, vagyis hajlik a hengerlés során - és ezek az állandó kanyarodások a főtengelyek görbületéhez és a gőzgépek csapágyainak „meglazulásához” vezettek.
Ki a hibás a Varyag tervezési hibájáért? Kétségtelen, hogy a hajó hiánya miatt a felelősséget a C. Crump cég mérnökeire kell bízni, de … vannak bizonyos árnyalatok.
A tény az, hogy a gőzgépek ilyen konstrukcióját (amikor a hajótestre merev alapozás nélkülieket telepítettek) általánosan elfogadták - sem Askold, sem Bogatyr nem rendelkezett merev alapokkal, de a gőzgépek hibátlanul működtek rajtuk. Miért?
Nyilvánvaló, hogy a főtengely deformációja annál jelentősebb lesz, annál nagyobb a hossza, vagyis maga a gőzgép hosszabb. A Varyagban két gőzgép volt, míg az Askoldban három. Utóbbiak tervezésük szerint szintén négyhengeres hármas tágulású gőzgépek voltak, de lényegesen kisebb teljesítményük miatt lényegesen rövidebbek voltak. Ennek a hatásnak köszönhetően az Askold gépek karosszériájának elhajlása jóval gyengébbnek bizonyult - igen, voltak, de tegyük fel, hogy "ésszerű keretek között", és nem vezettek olyan deformációkhoz, amelyek letiltották a gőzgépeket.
Valójában eredetileg azt feltételezték, hogy a Varyag gépek összteljesítménye 18 000 LE, illetve egy gép teljesítménye 9 000 LE. De később Ch. Crump nagyon nehezen megmagyarázható hibát követett el, nevezetesen, 20 000 LE -ra növelte a gőzgépek teljesítményét. A források ezt általában azzal magyarázzák, hogy Ch. Crump azért ment rá, mert az MTK nem volt hajlandó kényszerrobbantást alkalmazni a cirkáló tesztjei során. Logikus lenne, ha Ch. Crump a gépek teljesítményének növekedésével egyidejűleg a Varyag projekt kazánjainak termelékenységét is ugyanezen 20.000 LE -ra növelné, de semmi ilyesmi nem történt. Az ilyen cselekmény egyetlen oka az a remény lehet, hogy a cirkáló kazánjai meghaladják a projekt által megállapított kapacitást, de hogyan lehetne ezt megtenni anélkül, hogy erőltetnénk őket?
Itt már két dolog egyike - vagy Ch. Crump továbbra is abban reménykedett, hogy a kazánok kényszerítésekor ragaszkodni fog a teszteléshez, és attól tartott, hogy a gépek nem "nyújtják" megnövelt teljesítményüket, vagy valamilyen tisztázatlan oknál fogva úgy vélte, hogy a Varyag és a erőltetés nélkül eléri a 20.000 LE teljesítményt. Mindenesetre a Ch. Kiderült, hogy Crump tévedett, de ez ahhoz vezetett, hogy minden cirkálógép teljesítménye 10.000 LE volt. A természetes tömegnövekedés mellett természetesen a gőzgépek méretei is megnőttek (a hossza elérte a 13 m -t), míg a három Askold gép, amelyek állítólag 19 000 LE teljesítményt mutattak. névleges teljesítmény, csak 6 333 LE legyen. mindegyik (sajnos a hosszuk sajnos ismeretlen a szerző előtt).
De mi a helyzet a "Bogatyr" -vel? Végül is ez, mint a Varyag, kéttengelyes volt, és mindegyik autója majdnem azonos teljesítményű volt - 9750 LE. 10 000 LE ellen, ami azt jelenti, hogy hasonló geometriai méretei voltak. De meg kell jegyezni, hogy a Bogatyr hajóteste valamivel szélesebb volt, mint a Varyagé, kissé alacsonyabb volt a szélesség / szélesség aránya, és összességében merevebbnek és kevésbé hajlamosnak tűnt a Varyag hajótestéhez. Ezenkívül lehetséges, hogy a németek megerősítették az alapot ahhoz képest, amelyen a Varyag gőzgépei álltak, vagyis ha nem volt hasonló azokhoz, amelyeket a modernebb hajók fogadtak, akkor is jobb erőt nyújtott, mint a Varyag alapjai. Erre a kérdésre azonban csak mindkét cirkáló tervrajzának részletes tanulmányozása után lehet választ adni.
Így a Crump cég mérnökeinek nem az volt a hibája, hogy gyenge alapot vettek a Varyag gépekhez (ahogy, úgy tűnik, a többi hajóépítő is), hanem az, hogy nem látták és nem ismerték fel annak szükségességét a "rugalmatlanság" biztosítása Gépek erősebb testtel vagy háromcsavaros sémára való áttéréssel. Az a tény, hogy egy hasonló problémát sikeresen megoldottak Németországban, és nemcsak a Bogatyr-t építő rendkívül tapasztalt Vulkán, hanem a másodosztályú, és nem rendelkezik tapasztalattal a nagy hadihajók építésében Németország saját tervezése szerint. messze nem az amerikai konstruktőrök javára. Az igazságosság kedvéért azonban meg kell jegyezni, hogy az MTK sem irányította ezt a pillanatot, de meg kell érteni, hogy senki sem tűzte ki számára azt a feladatot, hogy figyelje az amerikaiak minden tüsszentését, és ez nem volt lehetséges.
De sajnos ez csak az első és talán nem is a legjelentősebb hátránya a legújabb orosz cirkáló gőzgépeinek.
A 2. probléma, amely nyilvánvalóan a fő volt, a Varyag gőzgépek hibás kialakítása volt, amelyeket a hajó nagy sebességére optimalizáltak. Más szóval, a gépek jól működtek a maximális gőznyomás közelében, különben problémák kezdődtek. A helyzet az, hogy amikor a gőznyomás 15,4 atmoszféra alá csökken, az alacsony nyomású palackok megszűnték a funkciójukat - a beléjük belépő gőz energiája nem volt elegendő a hengerben lévő dugattyú meghajtásához. Ennek megfelelően a gazdasági lépések során a "szekér elkezdte hajtani a lovat" - az alacsony nyomású hengerek ahelyett, hogy elősegítették volna a forgattyústengely elforgatását, maguk indították el azt. Vagyis a főtengely energiát kapott a nagy- és közepes nyomású hengerekből, és nemcsak a csavar forgására, hanem a dugattyúk mozgásának biztosítására is fordította két alacsony nyomású hengerben. Meg kell érteni, hogy a forgattyús mechanizmust úgy tervezték, hogy a henger hajtja a főtengelyt a dugattyún és a csúszkán, de nem fordítva: egy ilyen váratlan és nem a forgattyústengely triviális használata miatt további feszültségeket tapasztalt, amelyeket a kialakítása nem biztosított, ami az azt tartó csapágyak meghibásodásához is vezetett.
Valójában talán nem is volt ezzel különösebb probléma, de csak egy feltétellel - ha a gépek kialakítása olyan mechanizmust biztosított, amely leválasztja a főtengelyt az alacsony nyomású palackokról. Ezután minden esetben, ha a beállítottnál alacsonyabb gőznyomáson működött, elegendő volt „megnyomni a gombot” - és az LPC leállította a főtengely betöltését, azonban az ilyen mechanizmusokat nem biztosította a „Varyag” kialakítása gépek.
Ezt követően mérnök I. I. Gippius, aki Port Arthurban felügyelte a romboló mechanizmusok összeszerelését és beállítását, 1903 -ban részletesen megvizsgálta a Varyag gépeket, és az eredmények alapján egy teljes kutatási dolgozatot írt, és a következőket jelezte benne:
- Itt a találgatás az, hogy a Crump üzem, amely sietett a cirkáló átadásával, nem volt ideje a gőzelosztás beállítására; a gép gyorsan felidegesedett, és a hajón természetesen elkezdték rögzíteni azokat a részeket, amelyek jobban szenvedtek, mint mások a fűtés, a kopogás tekintetében, a kiváltó ok megszüntetése nélkül. Általánosságban elmondható, hogy kétségkívül rendkívül nehéz, ha nem lehetetlen hajóval kiegyenesíteni azt a járművet, amely eredetileg hibás volt a gyárból."
Nyilvánvaló, hogy Ch. Crump teljes mértékben a hibás a Varyag erőmű hiányosságáért.
A 3. számú probléma önmagában nem volt különösebben súlyos, de a fenti hibákkal együtt "halmozott hatást" eredményezett. A tény az, hogy a tervezők egy ideig a gőzgépek tervezésekor nem vették figyelembe mechanizmusaik tehetetlenségét, aminek következtében az utóbbiak folyamatosan túlzott igénybevételnek voltak kitéve. Mire azonban a Varyag létrejött, a gépek tehetetlenségi erőinek kiegyensúlyozásának elméletét tanulmányozták és mindenütt elterjedt. Természetesen alkalmazása további számításokat igényelt a gőzgépek gyártójától, és bizonyos nehézségeket okozott számára, ami azt jelenti, hogy a munka összköltsége növekedett. Tehát az MTC a követelményekben sajnos nem jelezte ezen elmélet kötelező alkalmazását a gőzgépek tervezésekor, és Ch. Crump nyilvánvalóan úgy döntött, hogy ezen spórol (nehéz elképzelni, hogy ő maga, és egyik sem a mérnökök bármit is tudnak erről, nem ismerték az elméletet). Általában vagy a kapzsiság hatására, vagy a banális hozzá nem értés miatt, de ennek az elméletnek a rendelkezéseit a Varyag gépek (és mellesleg a Retvizan) megalkotásakor figyelmen kívül hagyták, aminek következtében a tehetetlenségi erők "nagyon kedvezőtlen" (I. I. Gippius szerint) hatás a közepes és alacsony nyomású palackokra, hozzájárulva a gépek normál működésének megzavarásához. Normál körülmények között (ha a gőzgépet megbízható alapokkal látták el, és nem voltak problémák a gőzelosztással) ez nem vezetne meghibásodáshoz, és így …
A "Varyag" gőzgépek hiánya miatt valószínűleg Ch. Crump -ra és az MTK -ra kell hárítani a felelősséget, akik megengedték a parancs homályos megfogalmazását.
A 4. probléma egy nagyon specifikus anyag alkalmazása volt a gőzgépek csapágyaiban. Erre a célra foszfor- és mangán bronzokat használtak, amelyeket a szerző tudomása szerint nem használtak széles körben a hajógyártásban. Ennek eredményeként a következő történt: a fenti okok miatt a "Varyag" gépek csapágyai gyorsan meghibásodtak. Kijavítani vagy kicserélni kellett azokat, amik kéznél voltak Port Arthurban, és ott sajnos nem voltak ilyen élvezetek. Ennek eredményeként kialakult egy helyzet, amikor a gőzgép teljesen eltérő minőségű anyagokból készült csapágyakkal dolgozott - egyesek idő előtti kopása további feszültségeket okozott másokban, és mindez hozzájárult a gépek normál működésének megzavarásához is.
Szigorúan véve ez talán az egyetlen probléma, amelynek "szerzőségét" nem lehet megállapítani. Az, hogy Ch. Crump beszállítói ilyen anyagot választottak, semmiképpen sem válthat ki senkitől negatív reakciót - itt teljesen a saját jogukban voltak. Nyilvánvalóan meghaladta az emberi képességeket, hogy feltételezze a varjagi erőmű katasztrofális állapotát, előre jelezze annak okait, és biztosítsa a szükséges anyagokat Port Arthur számára, és alig volt lehetséges a szükséges minőségű bronz szállítása "minden esetre", tekintettel a század összes anyagának hatalmas mennyiségére.szükséglete biztosan ismert volt, de szükségleteit nem lehetett kielégíteni. Hibáztatni kell a gépészmérnököket, akik megjavították a Varyag gépeket? Nem valószínű, hogy rendelkeztek a szükséges dokumentációval, amely lehetővé tette számukra, hogy előre láthassák javításuk következményeit, és ha tudnak is róla, mit változtathatnak? Még mindig nem volt más lehetőségük.
Összefoglalva a "Varyag" cirkáló erőművével kapcsolatos elemzésünket, meg kell állapítanunk, hogy a gőzgépek és kazánok hiányosságai és tervezési hibái "remekül" kiegészítették egymást. Az a benyomásunk, hogy a Nikloss kazánjai és gőzgépei szabotázsszerződést kötöttek a cirkáló ellen, amelyre telepítették őket. A kazánbalesetek veszélye arra kényszerítette a személyzetet, hogy csökkentse a gőznyomást (legfeljebb 14 atmoszféra), de ez olyan körülményeket teremtett, amelyek mellett a Varyag gőzgépeinek gyorsan használhatatlanná kellett válniuk, és a hajószerelők semmit sem tudtak tenni ellene.. Azonban részletesebben megvizsgáljuk a Varyag gépek és kazánok tervezési döntéseinek következményeit később, amikor elemezzük működésük eredményeit. Ezután megadjuk a cirkáló erőművének végső értékelését.
