Последние исполины Российского Императорского флота - Сергей Виноградов

Во втором подходе в качестве отправной точки был использован тот признак, что при рассмотрении основных характеристик предшествующих классов русских дредноутов просматривается явная зависимость между водоизмещением корабля и его осадкой. Остальные размерные характеристики — длина, ширина, высота борта — являются величинами, в значительно меньшей мере пропорциональными водоизмещению, поскольку они гораздо более подвержены искусственным ограничениям: по маневренным качествам, возможности докования и соображениям расчетной продольной прочности корпуса (длина), удобству компоновки (размеры машинно-котельных отделений и требуемая глубина бортовых отсеков конструктивной противоторпедной защиты) параллельно с необходимостью обеспечения желаемой пропульсивности (ширина), возможно меньшей видимости силуэта из тактических соображений в сочетании с достаточной мореходностью (высота надводного борта).

Осадка в подобном сочетании основных размерных характеристик корпуса линейного судна играет, как правило, отнюдь не первостепенную для ограничения роль, и обычно лимитируется лишь соображениями возможности входа в существующие доки или необходимостью оперирования в относительно мелководных районах закрытых морских театров типа Балтийского и, отчасти, Черного или Японского морей. Так, в частности, получилось при разработке проекта линкора с 16" артиллерией в 1914 г., когда первоначальные планы создания мощного артиллерийского корабля нового поколения для неглубокой Балтики жестко лимитировали осадку проекта (9,15 м) и наложили значительный отпечаток на всю конструкцию корабля, сильно стеснив его разработчиков. Что же касается "послевоенной" дивизии 16" сверхдредноутов, к проектированию которых приступили на заводе «Наваль», то эта серия кораблей должна была стать сердцевиной будущей русской эскадры Средиземного моря, с возможностью посылки ее, в случае необходимости, в любую точку океана. Подобное исходное условие ограничивало осадку проектируемых линкоров лишь возможностями Суэцкого и Панамского каналов (глубина первого 12 м, габариты шлюзовых камер второго 320 x 32,2 x 12,2 м).

Таким образом, осенью 1916 г. русские конструкторы имели гораздо большую свободу действий, нежели в марте 1914 г., и это исходное условие означало переход вопроса проектирования в новое качество, заключавшееся в свободном ориентировании на наиболее оптимальное решение. Объективно рассуждая, корабельные инженеры «Наваля» во главе с В.П. Костенко были даже заинтересованы в возможно большей осадке, так как при этом увеличивалась общая высота борта судна и уменьшалось отношение к ней ширины корпуса. Это обстоятельство позволяло существенно улучшить работу длинного корпуса на волне как расчетной коробчатой балки, поскольку с развитием сечения этой балки в высоту, то есть в направлении восприятия момента от огромного собственного веса корабля при расчетах постановки его на гребень или подошву волны, можно было значительно уменьшить толщину продольных связей (килевая балка, днищевые стрингеры, продольные переборки и бимсы, ширстреки и скуловые поясья обшивки) и сэкономить значительный вес на конструкции корпуса — до 1,0–1,5 тыс. т, который мог быть использован на усиление вооружения или защиты.

Статистическая зависимость осадки от водоизмещения аппроксимировалась прямой линией по методу наименьших квадратов, дающему минимальную сумму квадратов отклонений заданных точек от искомой прямой. Метод заключается в установлении уравнения осредненной прямой, проходящей через область точек, нанесенных в координатной плоскости в системе «водоизмещение/осадка» и обеспечивает, таким образом, наилучшее приближение. Для составления уравнения были взяты характеристики нормального водоизмещения четырех классов русских дредноутов, а также официального проекта ГУК 1914 г., и величины осадки, соответствующие этим значениям водоизмещения (табл. прил. 2.3). Расчет осадки для водоизмещения 44000 т свелся к нижеприведенным вычислениям:

Значение осадки для расчета водоизмещения («х») определяется следующим уравнением:

у = а1х + а0

а1 = (nΣxy — ExEy)/(nΣx2 — [Σx]2),

а0= у — а1х,

у = Σy/n x = Σx/n, где -

х — значения водоизмещения,

у — значения осадки,

а1 — tg угла наклона осредненной прямой.

при этом «х» — безразмерная характеристика водоизмещения в тоннах, умноженная для удобства вычислений на 104, «у» — безразмерная характеристика осадки в метрах, умноженная на 10 -1.

Значения х, у, х2, ху, Σx, Σу. Σx2, Σху помещены в нижеприведенной таблице. Расчет осадки для водоизмещения 44000 т по этому методу свелся к следующим вычислениям:

а1 = (5 х 12,5781 — 14,31 х 4,372)/[5 х 42,1078 — (14,31)2] = 0,05678

у = 4,372/5

х = 14,31/5

а0 = 0,8744 — 0,05678 х 2,862 = 0,7119

у = 0,05678х + 0,7119

с учетом размерности (х-4) получаем окончательное значение осадки:

Т = 0,0000568 х D(т) + 7,119 = 9,62 м

Табл. прил. 2.3. Значения для расчета по методу наименьших квадратов (русские проекты)

Наименование корабля (год разработки проекта) Характеристика водоизмещения х Характеристика осадки у х2 ху «Севастополь» (1909) 2,330 0,840 5,4289 1.9572 «Екатерина II» (1911) 2,387 0.836 5,6978 1,9955 «Измаил» (1912) 3,250 0,881 10,5625 2,8632 «Император Николай I» (1914) 2,783 0,900 7,7451 2,5047 Проект ГУК (1914) 3,560 0,915 12,6736 3,2574   14,310 4,372 42,1078 12,5781

Полученное значение осадки (9,62 м), отражающее соотношение размере-ний для русского типа дредноута, было сопоставлено со значением, полученным из уравнения «водоизмещение/осадка» для восьми зарубежных проектов тяжелых артиллерийских кораблей, вооруженных 16" артиллерией:

Табл. прил. 2.4. Значения для расчета по методу наименьших квадратов (зарубежные проекты)

Наименование корабля (год разработки проекта) Характеристика водоизмещения х Характеристика осадки У х2 xy «Мериленд» (1916) 3,43 0,93 11,7649 3,1899 «Саут Дакота» (1919) 4,32 1,01 18,6624 4,3632 «Лексингтон» (1919) 4,35 0,95 18,9225 4,1325 «Нагато» (1916) 3,38 0,91 11,4244 3,0758 «Тоза» (1919) 4,00 0.94 16.0000 3,7600 «Амаги» (1919) 4,12 0,94 16,9744 3,8728 «Овари» (1919) 4,26 0,97 18,1476 4,1322 «Джи-3» (1921) 4,85 0,99 23,5225 4,7916   32,700 7,64 135,4187 31,318

а1 = (8 х 31,318 — 32,70 х 7,64)/[8 х 135,4187 — (32.70)2]= 0,0509264

у = 0,955

х = 4,0875

а0 = 0,955 — 0,0509264 х 4,0875 = 0,747

у = 0,0509

х + 0,747

с учетом размерности (х-4) получаем окончательное значение осадки:

Н = 0,0000509 х D(т) + 7,47 = 9,71 м

Таким образом, значение осадки, полученной из уравнения, выведенного по характеристикам водоизмещения и осадки восьми зарубежных проектов 1916–1921 гг., получилось практически таким же. Сопоставление обоих результатов демонстрирует их совпадение (9,62 и 9,71 м, погрешность 0,9 %), что доказывает весьма высокую степень совершенства метода.