Крейсера типа “Мацусима”. 1888-1926 гг. - Александр Белов

Стремление повысить скорость хода корабля за­ставляло конструкторов увеличивать давление пара и скорость работы машин, снижая вес установок и объём их движущихся частей при постоянной заботе о повы­шении экономичности расхода топлива. С 60-х годов XIX века до начала XX столетня давление пара в ко­рабельных механизмах возросло более чем в 10 раз. Если в 1860 г. оно находилось в пределах 1,41-1,76 кг/см², в 1880 г. составляло 6,33-7,03 кг/см² при повсеместном введении в эксплуатацию машин двойного расширения (компаунд), то к 1905 г. водотрубные котлы с давлени­ем 17*58-21.09 кг/см² позволили применять исключи­тельно механизмы тройного расширения с большей удельной мощностью на единицу веса и меньшими га­баритами.

На "Ицукусиме" пар поступал к машинам от шести стальных цилиндрических огнетрубных (жаротрубно-дымогарных) котлов горизонтального типа общим весом 214,65 т, каждый из которых был двойным (с симметричным образованием оконечно­стей), имел шесть гофрированных топок диаметром 1 м конструкции Фокса и три камеры сгорания. Та­кие топки современники называли волнистыми, они имели меньший вес при той же прочности, чем гладкостенные, за счёт применения более топкого прока­та. Котлы со стальными дымогарными трубками ус­танавливались по три в ряд в носовом и кормовом водонепроницаемых отсеках трюма. По норме пол­ный вес воды в них составлял 91,53 т. Трубопрово­ды от котлов к главным и вспомогательным паровым машинам, а от них — к холодильникам, имели теп­лоизолирующие покрытия. [5, 21, 35,36]

У китайского броненосного корвета "Чен Иен" и японского крейсера "Нанива" одинарные котлы располагались спинами друг к другу (и к ди­аметральной плоскости), а топками к бортам,, что об­легчало подачу к ним угля из бортовых ям. На "Ицу­кусиме" котлы длиной 5 и диаметром 3 м каждый размешались иначе: по три стояли на своих фунда­ментах посредине отсека, топками перпендикулярно к диаметральной плоскости, а обслуживались от поперечных переборок с двух разных сторон. В ре­зультате каждая камера сгорания (жаровая труба) получала уголь из двух топок.

Аналогичные главные котлы американского броненосца "Индиана" устанавливались таким же образом, но имели большие вес, размеры (длину 5,5 и диаметр 4,6 м; 8 топок и 4 камеры сгорания) и ин­дивидуальные водонепроницаемые отсеки. "Ицуку­сима" был более чем на четверть уже "Индианы", по­этому на нём разделение котлов продольной переборкой не предусматривалось, чтобы не сокра­щать их количества на треть.

Оба котельных отделения корабля оказались достаточно удобными, с широкими поперечными про­ходами к топкам, позволявшими кочегарам длитель­ное время обеспечивать работу паропроизводящей ус­тановки на полной мощности. Позднее для выполнения той же задачи корабли станут строиться с дополни­тельными поперечными угольными ямами, откуда до­ставлять уголь к топкам котлов было ближе и удобнее, чем от бортов. В бою уголь следовало брать именно из них, чтобы полные бортовые ямы могли лучше защи­щать котельные отделения от снарядов и осколков.

Значение рабочего давления пара на "Ицукуси­ме", типичное для крейсеров того времени, превыша­ло такой же параметр на броненосцах, например, аме­риканских. Котлы "Мэна", "Техаса", "Индианы" и "Айовы" развивали его до 9,5; 10.6; 11,25 и 11,25 кг/см² соответственно. Котлы японских "Фусо" и "Фудзи" заложенных один тринадцатью годами ранее и другой шестью годами позднее "Ицукусимы", также уступа­ли ему в этом показателе, имея давление 4,2 и 10,9 кг/см². Лишь водотрубные котлы Бельвиля броненосца "Шикишима" (1897 г.), развивавшие до 18,98 кг/см², пре­взошли его.

Площадь полной нагревательной поверхности котлов "Ицукусимы" составляла 1418,7 м: (1418 [5]), а для их колосниковых решёток она равнялась 36 м², ус­тупая "Индиане" (1800 и 57,2 м² соответственно)*. Паром в достаточном количестве обеспечивались глав­ные и многочисленные вспомогательные машины, в том числе боевые динамо-машины (пародгшамо). Тягу котлам обеспечивала одна расположенная перед миде­лем дымовая труба круглого сечеиия с двумя кожуха­ми: внутренним, диаметром 2,5 и наружным — 3,5 м, поднимавшаяся над батарейной палубой на 14 м. Её дымоходы, шедшие от котлов, выше гласисов броне­вой палубы прикрывались с бортов только угольны­ми ямами.

Рост давления пара в энергосиловых установках кораблей и связанное с ним увеличение степени расши­рения сопровождались повышением скорости переме­щения поршней механизмов и числа оборотов валов. В 1860 г. машины при скорости поршней не более 2 м/с развивали около 50 об/мин. В 1881 г. эти величи­ны для броненосцев равнялись 3.3-3,6 pi 80, а в 1905 г. они составляли уже 4,3-4,6 и 100-110 соответственно. В начале XX века те же параметры для быстроходных крейсеров большого водоизмещения были 5,1 и 120- 140; малых крейсеров — 5,1 и 220; минных — 5,6-6,1 и 350-400. Последнее заметное увеличение скорости ра­боты машин в основном оказалось связанным с заме­ной их типа с горизонтальных на вертикальные.

Для "Ицукусимы" наличие тяжёлого главного орудия с барбетом заставляло сужать корпус в верхней части, исключало установку поясной брони, защищав­шей машины и котлы, и вынуждало размешать на крейсере мепее совершенные горизонтальные машины. Решение, принятое в угоду желания во что бы то ни стало пробить защиту корабля другого класса и водо­измещения, повлияло на облик всего крейсера.

Согласно контракту, подтверждённому расчё­тами, машины "Ицукусимы" должны были разви­вать мощность от 5400 до 6000 ипд.л.с., вращать гребные валы с частотой 108 об/мин при скорости пе­ремещения поршней 3,6 м/с и сообщать крейсеру ско­рость 16 узлов. [6,21, 11/1889, 12/1890; 35; 36]. По более поздним сведениям, расчёт­ная мощность составляла лишь 5326-5400 инд.л.с. [5, 35] Ожида­лось, что при работе в режиме двойного расширения мощность составит 3410 л.с. с естественной вентиляцией и 5400 л.с. с прину­дительной тягой. [6,35, 37]

Форсированная тяга, как средство для повышения паропроизводительности котлов, при­менялась примерно с 1875 г. Снача­ла испытания провели как всегда на малых боевых судах — минонос­цах, которым для успеха в бою тре­бовалось превосходство в скорости над любым противником. Добив­шись успеха, принудительную тягу стали использовать и на больших кораблях. При этом в системе зак­рытых кочегарных отсеков при помощи сильных вентиляторов со­здавалось и поддерживалось повы­шенное давление воздуха, которое менялось в зависимости от требуе­мого парообразования. Для цилин­дрических котлов (как на "Ицуку­симе'’), давление не превышало 0,5 дюйма водяного столба на боль­ших переходах и 1 дм — на корот­ких пробегах. При последнем уве­личение паропроизводительно сти составляло 20-25% по сравнению с естественной тягой, без чувстви­тельного перерасхода топлива.

Дальнейший рост давления в кочегарных отсеках стал приводить к повреждениям котлов. Лишь водотрубные котлы допустили его неко­торое увеличение. Позднее роль форсирования тяги стало играть смешанное отопление углем и нефтью, впрыскиваемой в топки поверх слоя горящего угля.

В сентябре 1890 г., за год до вступления в строй, "Ицукусима" начал свои предварительные заводские испытания, закончившиеся в октябре того же года. Начальная 12-часовая проба происходила в первой по­ловине сентября, причём машина на испытаниях раз­вивала лишь 660 инд.л.с. (11-12% полной мощности). Достигнутая скорость хода равнялась 9,3 узла, а сред­ний 12-часовой расход угля составил 0,68 кг на л.с., увеличившись с 0,62 кг/л.с. при первых 6 ч пробега до 0,74 кг/л.с. за последующие 6 ч. Такой незначительный расход угля позволяя бы крейсеру в будущем совершать дальние переходы без пополнения запасов угля.

Крейсер "Ицукусима" в начале 1890-х гг.

Вторая проверка машин при естественной тяге и в полном грузу состоялась 25 сентября 1890 г. Сред­няя скорость (при индикаторной мощности машин 3 400 инд.л.с. [36]) на пробеге достигла 15,72 узла, пре­высив контрактную (15 уз). [5, 21, 36, 37] Последний этап предварительных испытаний, при форсированной тяге, происходил 15 октября в течение 4 часов. Сред­няя скорость, рассчитанная после пяти пробегов по мерной миле, составила 16,78 узла, на 0,78 узла пре­взойдя установленную по контракту. [5,21, 37]

На каждый кв. м колосниковой решётки расхо­довалось по 170 кг угля против 200, предусмотренных договором. Испытательная комиссия пришла к заклю­чению, что при увеличении количества пара, поступав­шего в цилиндры, и числа оборотов вентилятора, уве­личивавшего давление в котельных отделениях, скорость без затруднений могла быть доведена до 17 узлов. [21] По более поздним данным, на сентябрьских испытаниях 1890 г. "Ицукусима" при индикаторной мощности машин 5830 л.с. достиг 16,54 узла. [35] Со­гласно другой информации — при 5400 инд.л.с. при форсированной тяге скорость составила 16,7 узла. [36] В 1860 г. во время приёмо-сдаточных испытаний при достижении наибольшей контрактной мощности удельная мощность механизмов на тонну их веса в среднем по разным странам составляла около 6 инд.л.с. Через тридцать лет для "Ицукусимы" эта величина равнялась 10. Ещё пятнадцатью годами позднее, уже при господстве водотрубных котлов, она достигла около 10.5 для броненосцев, 12для больших крейсеров. 20 для малых (при котлах с малокалиберными трубка­ми); 40-50 для минных крейсеров.