Последние исполины Российского Императорского флота - Сергей Виноградов

Силовая установка «Худа» послужила прототипом для проектирования машинно-котельной установки 16" проекта «Джи-3». Число тонкотрубных котлов усовершенствованной конструкции Ярроу с большей паропроизводительностью, чем в проекте «Худа», было сокращено у «Джи-3» с 24 до 20. Четыре комплекта одноступенчатых турбозубчатых агрегатов работали каждый на свой гребной вал, частота вращения которых для развития полного хода в 32 узла составляла 200 об/мин. На каждом валу предусматривалось по крейсерской турбине для развития экономического хода в 17 уз.[219]

Япония, традиционно использовавшая британский опыт в сложных технологиях, сопутствующих созданию дредноутов, в части совершенствования двигательных характеристик своих будущих фаворитов программы «8–8» пошла по пути Королевского флота. На первой же паре 16" линкоров «Нагато» и «Мутсу» были применены турбозубчатые агрегаты собственной конструкции Гихон (сокращение от «Гидзицу хонбу» — «техуправление ВМФ»), которые на «Кага» и «Тоза» подверглись замене на систему Кертиса. Это, по-видимому, было вызвано определенным несовершенством японской конструкции и необходимостью ее доработки, в связи с чем вторая пара японских 16" сверхдредноутов, заложенных на частных верфях, получила турбозубчатые агрегаты Кертиса, лицензию на изготовление которых имела компания «Кавасаки», строившая в Кобе линкор «Кага». После первого сбоя и последовавшей тщательной доводки система Тихон была запланирована уже для всех остававшихся кораблей программы «8–8» — классов «Амаги», «Овари» и №№ 13–16[220].

Помимо своевременного введения понижающих зубчатых передач, Императорский флот при строительстве своих дредноутов третьего поколения применил в их двигательной установке котлы собственной системы (именуемые обычно «Канпон» — сокращение от «кансэй хонбу»: «проектный отдел техуправления ВМФ») двух разных моделей — и нефтеугольные и чисто нефтяные. На фоне повсеместного перехода на нефть такое решение могло бы показаться несколько странным, однако, если принять во внимание тот факт, что на Японских островах нефти добывалось ничтожно мало в то время как большая часть ее импортировалась извне, то становится более объяснимым решение японских конструкторов, постаравшихся сообщить проектам своих будущих стратегических кораблей возможность движения крейсерским ходом даже в крайних обстоятельствах. Нефтяные котлы на «Амаги» и «Тоза» обладали паропроизводительностью на 10200 л. с, а их универсальные котлы — лишь на 2400 л.с.

Подобно японскому, Российский императорский флот в эпоху господства дредноутов не выделялся созданием приоритетных технологий судового машиностроения, но быстро заимствовал все перспективные новинки из Англии и Германии, всегда очень верно оценивая наиболее передовые из них. Благодаря этому двигательные установки русских дредноутов с самого начала отличались эффективностью и экономичностью.

Для первых двух классов линкоров («Севастополь» и «Императрица Мария») при проектировании в 1909–1911 гг. были приняты тонкотрубные котлы Ярроу треугольного типа и прямоприводные турбины Парсонса. Для «Измаила», проектировавшегося в 1912 г., разрабатывается новый тип котла с универсальным (нефтеугольным) отоплением, а также нефтяной котел треугольного типа. В проекте ГУК 16" линкора в 1914 г. предусматриваются только нефтяные котлы системы «Вулкан» с паропроизводительностью для развития мощности в 7500 л.с. каждый.

Развитие передовых тенденций в создании котельных установок линейных судов подкреплялось значительным интересом к включению в состав турбинных механизмов понижающих передач. Так, для проектировавшегося в июне 1914 г. на Русско-Балтийском заводе в Ревеле 16" линейного корабля планировалось обратиться к редуктору Феттингера, представлявшего одно из последних изобретений в этой области.

Значительное внимание уделялось изучению перспективы перехода к принципиально новым двигательным установкам — дизельным и турбо-электрическим.29 Параллельно с оценкой идеи в рамках общего проекти рования (проект дизельного линейного крейсера в 24140 т, 1911 г.)[221] проводилась отработка новых типов двигателей на кораблях среднего класса — дизелей на канонерских лодках для Каспийского моря («Карс») и мониторах для Амура («Шквал»), изучался опыт электродвижения на «Рынде». Однако в целом отношение Морского министерства к этим новшествам носило применительно к перспективе их внедрения на тяжелых артиллерийских кораблях обоснованно осторожный характер, и мнение как МГШ, так и механического отдела ГУК склонялось к следованию примеру британского флота в части оснащения главных кораблей флота турбозубчатыми агрегатами. Так, в 1916 г. механическим отделом Балтийского завода при содействии фирмы «Браун-Бовери» был разработан проект замены прямоприводных турбин «Измаила» на турбозубчатые агрегаты. Замена давала ощутимые преимущества — при введении автономности каждого вала (до этого — побортно) передаточное число составляло 7,5, протяженность отсеков машинно-котельной установки сокращалось на 13 шп (15,6 м), экономия веса механизмов достигала 1250 т (25 %), расход топлива уменьшался на 20–30 %, КПД винта увеличивался на 5-10 %. Этот проект не был реализован вследствие общих трудностей с достройкой «измаилов» в ходе войны, но проведенная проработка продемонстрировала значительные преимущества перехода к ТЗА в последующих конструкциях линкоров[222].

Оценивая на основе вышесказанного перспективу энергетической установки проектируемых в 1916–1917 гг. в России 16" линкоров, можно сказать, что она в целом соответствовала мировому уровню как в части котлов (тонкотрубные треугольного типа с нефтяным отоплением) так и в части машин, хотя ни котлы, ни турбины, ни понижающая передача от механизмов на гребные валы детально не разрабатывались.

Форма и конструкция корпуса. При переходе к проектированию быстроходных тяжелых артиллерийских кораблей послевоенного поколения корабельным инженерам всех стран пришлось решать проблему разработки усовершенствованных обводов корпуса, поскольку их форма при скоростях порядка 30 уз оказывала решающее влияние на его пропульсивность. Совершенствование формы шло в основном по пути введения более заостренных обводов — удлиненных S-образных ватерлиний в носу и плавного «клинообразного» их сбега от миделя к корме. Значительно улучшало скоростные характеристики судна увеличение относительной длины корпуса — эта мера, начиная со значений порядка 22–23 уз, обеспечивала существенное понижение расходуемой мощности для развития скоростей высших (до 32 уз) пределов (см. график). Сравнение соотношения «длина/ширина» показывает, что все 30-узловые проекты имели L/B больше 8,0 (русский проект имел его равным 8,0). Американский «Лексингтон», проектировавшийся на 33,5 уз, имел это соотношение наибольшим, которое составляло 8,29.

Ко времени прихода поколения дредноутов третьего поколения относится и разработка идеи бульбового образования форштевня, позволявшего добиваться значительного снижения волнового сопротивления, увеличения скорости и экономии топлива. Идея, появившаяся на рубеже 10-х гг. XX столетия во флотах, США и Германии, в русском флоте прорабатывалась усилиями инженера Балтийского завода В.И. Юркевича, в 1911 г. предложившего обводы линейного крейсера, одной из особенностей которых было наличие бульба. Испытание моделей с бульбом и предложенными обводами в Петербургском опытовом бассейне дало исключительный результат — при прочих равных условиях форма Юркевича неизменно давала экономию мощности машин в 10–15 %. Однако если в русском флоте идея бульба не вышла за стадию экспериментальных разработок, то во флоте США она была доведена до реализации. Начиная с 1910 г. значительные серии испытаний формы в бассейне дали возможность контр-адмиралу Д.У. Тэйлору разработать теорию существенного снижения сопротивления при порядках соотношения «скорость/длина» в районе 1,8. Заняв в 1915 г. должность главного строителя флота США, он внедрил идею бульба на всех трех сериях строившихся американских 16" кораблей, имевших V/L в пределах 311,6–2,1, что должно было обеспечить им увеличение скорости на 5–8 %[223].

График соотношения «скорость/мощность» (V/SHP), иллюстрирующий значение повышения отношения «длина/ширина» (L/B) для типа быстроходного линкора.

Совершенствование гидродинамической формы проектируемых быстроходных 16" линкоров шло, помимо этого, по линии тщательной проработки формы всех выступающих частей — скуловых и доковых килей, выкружек гребных валов, кронштейнов и рулей. В русском флоте особое внимание этому вопросу уделялось еще со времени проектирования «Измаила» (1912). В целом, русское кораблестроение ко времени прихода поколения 16" дредноутов было вполне готово к разработке их наиболее совершенных обводов, включая возможное устройство бульбового форштевня. Руководивший их проектированием В.П. Костенко имел репутацию крупного специалиста в области формы, подтверждением чему служил успех перепроектирования им в 1914 г. обводов строившегося на «Навале» дредноута «Император Николай I», что позволило сэкономить 2000 л.с. мощности энергетической установки этого линкора и высвободить значительные характеристики объема и тоннажа для совершенствования других составляющих конструкции[224].