Текст книги "Линейные корабли типа “Севастополь” (1907-1914 гг.) Часть I. Проектирование и строительство"

Автор книги: Игорь Цветков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 11 страниц)

ПРОЕКТ БАЛТИЙСКОГО ЗАВОДА

Первые два варианта проекта линейного корабля, представленные на конкурс Балтийским заводом, отличались друг от друга только расположением механизмов и котлов. В первом варианте турбины предлагалось разместить «позади котлов, ближе к корме». Этот вариант отличался наименьшей длиной гребных валов и простой схемой распределения пара. Во втором варианте проекта турбины располагались между котельными отделениями, что соответствовало требованиям МГШ. Относительная масса корпуса в том и другом вариантах была примерно одинаковой.

Башни артиллерии главного калибра были поставлены в диаметральной плоскости ступенчато и сосредоточены попарно в оконечностях корабля. При этом техническое бюро Балтийского завода стремилось в целях безопасности разнести погреба боезапасов 305-мм орудий на возможно большее расстояние. Вследствие этого башенные установки оказались слишком раздвинутыми между собой, и разрушительное действие газов из орудий верхней башни на нижнюю при стрельбе на носовых и кормовых курсовых углах значительно увеличивалось. В проекте отсутствовали поперечные угольные ямы в котельных отделениях, что значительно затрудняло подачу угля к котлам в боевой обстановке, когда двери всех помещений задраивали. В проекте были и менее значительные недостатки: нерациональное деление машинного отделения переборками, неудовлетворительная броневая защита руля и др.

Однако в целом проект, в первую очередь его кораблестроительная часть, явился значительным вкладом в мировое судостроение.

Конструированием и всеми расчетами по корпусу в техническом бюро Балтийского завода по указанию А.Н. Крылова руководил профессор Морской академии И.Г. Бубнов. "Эта работа была исполнена под руководством профессора Бубнова образцово. Расчеты по линейным кораблям ... были затем отлитографированы и, представляя пять громадных томов являются истинным руководством по строительной механике корабля и проектированию судов", – писал впоследствии А.Н. Крылов. Проект отличался, прежде всего, своеобразным расположением пазовых планок наружного и внутреннего дна, а также днищевых стрингеров, которые обеспечивали устойчивость днищевой обшивки при ее работе на сжатие. "Такая конструкция давала возможность, – как говорилось в заключении МТК, – рассчитывать напряжения в связях с уверенностью, что эти напряжения в действительности таковы, как определено расчетами, и нигде не достигнут избыточного значениям. Устройство и расчет подкрепления переборок выполнялись при условии, что концы стоек подперты, а не заделаны. Это обеспечивало прочность переборок и исключало возможность возникновения чрезмерных напряжений даже при полном давлении, которое требовалось правилами, принятыми в русском флоте. И. Г. Бубнов, распространив общую теорию устойчивости стержней к расчету устойчивости тонких листов, впервые предложил метод определения толщины днищевой обшивки, а также способ расчета переборок на давление воды с допущением в них остаточных деформаций при переходе за предел упругости.

На его основе в процессе проектирования линейных кораблей И.Г. Бубнов научно обосновал повышенные нормы допускаемых напряжений металла, благодаря применению судостроительных сталей высокого и повышенного сопротивления. Он впервые также рассчитал напряжения в корпусе корабля при постановке его в док только на кильблоки (без клеток) и предложил килевую балку со специальным устройством внутреннего кильсона, которая значительно упрощала работы, связанные с докованном.

В третьем, переработанном, варианте линейного корабля Балтийского завода, одобренном для дальнейшей разработки 9 августа 1908 г., башенные установки располагались на одном уровне в диаметральной плоскости на равном расстоянии одна от другой и имели углы обстрела по 65° от траверза. Против каждого ряда котлов в котельных отделениях была устроена поперечная угольная яма. Все поперечные угольные ямы вмещали в себя 540 т угля, что обеспечивало потребность котельной установки на 18ч полного хода.

Кроме этого, по требованию МТК Балтийский завод представил еще несколько вариантов (4-7) с двумя междупалубными пространствами. В варианте 4 оси 120-мм орудий были несколько приподняты и оказались на расстоянии 16 фут. от ватерлинии. Толщину брони главного пояса увеличили до 10 дм, а верхнего до 6 дм.

В варианте 5 броневой скос нижней палубы заменили плоской палубой толщиной 25 мм у борта, что позволило приподнять главный броневой пояс над ватерлинией на 3,0 м. Вариант 6 отличался тем, что броневой скос продолжили до верхней палубы. В варианте 7 оси 120-мм орудий приподняли до 17 фут. над ватерлинией, что повлекло за собой увеличение высоты борта и снижение толщины брони главного пояса до 9 дм.

Дальнейшее обсуждение и выбор проекта были поручены специально созванному совещанию представителей МГШ и МТК. Представители МГШ отметили, что основной проект, представленный на конкурс, подвергся значительным изменениям и его следует рассматривать как новый. На первом заседании этого совещания 27 октября 1908 г. МГШ предложил изменить главные тактико-технические характеристики линейного корабля, мотивируя это тем, что требования, выработанные в марте 1907 г., устарели, а состоявшийся международный конкурс дал много нового материала для оценки состояния современного кораблестроения.

Новые требования сводились к увеличению скорости с 21,25 уз до 23 уз, усилению бронирования главного пояса с 8 до 9 дм, а верхнего пояса с 4 до 5 дм, замене калибра противоминной артиллерии со 120 на 102 мм, а также устаревших котлов Бельвиля на более современные, допускающие форсировку в широких пределах. Это требование МГШ объяснялось тем, что 102-мм орудие, которое еще разрабатывалось Обуховским заводом, имело патронное заряжание и более высокую скорострельность, а также стремлением унифицировать противоминную артиллерию линейных кораблей и артиллерийское вооружение миноносцев. Вновь оговаривалась необходимость расположения механизмов между котельными отделениями для повышения живучести энергетической установки, и, кроме того, выдвигалось требование установить дизельные двигатели для экономического хода за счет запаса водоизмещения .

Балтийский завод взялся выполнить новые требования МГШ, за исключением замены калибра противоминной артиллерии. Но для этого потребовалось бы увеличить длину корабля с 565 до 590 фут. и даже более. Вопрос – достигнет ли при этом корабль скорости 23 уз – оставался невыясненным, и решение его зависело от типа котлов, которые должен выбрать механический отдел.

Размещение же машин между котлами, по подсчету Балтийского завода, влекло за собой увеличение водоизмещения на 200 т, а также удлинение линии гребных валов и паропроводов. Для повышения живучести механизмов завод, в свою очередь, предложил разделить главный паропровод на две независимые магистрали и поместить их в особые коридоры.

Совещание приняло требование об усилении бронирования и одновременно предложило Балтийскому заводу продолжить каземат противоминной артиллерии до самой кормы без бронирования, в результате чего образовывался ют, пригодный для жилого помещения, где разместили адмиральский салон.

Вопрос о замене противоминной артиллерии и другие вопросы артиллерийского вооружения решили передать для дальнейшего обсуждения МГШ и артиллерийскому отделу комитета, который должен был своевременно сообщить все необходимые сведения Балтийскому заводу. В сентябре 1908 г. председателя МТК контр-адмирала А.А. Вирениуса уволили в отставку. Исполняющим дела председателя МТК был назначен А.Н. Крылов, на которого фактически легла обязанность руководить проектированием линейных кораблей. Одновременно он оставался начальником кораблестроительного отдела.

Вопросы увеличения скорости до 23 уз и замены котлов в соответствии с новыми требованиями МГШ на заседаниях совещания в ноябре 1908 г. решены не были, так как механический отдел настаивал на оставлении котлов Бельвиля. Испытания же модели линейного корабля в бассейне, проведенные еще в середине 1907 г., показали, что для развития скорости 21,75 уз при длине корпуса около 600 фут. и водоизмещении 23 000 т требуется мощность 32 000 л.с. При мощности 45 000 л. с. достигалась скорость свыше 23 уз (Этими испытаниями также руководил А.Н. Крылов, который до конца 1907г, заведовал Опытовым бассейном Морского ведомства, располагавшимся на территории Новой Голландии в Петербурге").

Тактико-технические элементы линейного корабля лучших конкурсных проектов, представленных в 1908 г.

Автор проекта	Проект фирмы “Блом унд Фосс”	Проект Балтийского завода (варианты 1-7)	Окончательный проект Балтийского завода
Водоизмещение, т	23285	22700-22814	22880
Наибольшая длина (м)	172	171	181,2
Наибольшая ширина (м)	28,4	26,8	26,65
Осадка (м)	8,3	8,3	8,3
Коэффициент общей	0,5678	0,5770	0,5770
Метацентрическая высота (м)	1,88	1,67	1,52
Высота надводного борта (м)	6,7	6,0	6,2
Скорость, уз.	21,25-22,25	21,25	21,75-23,0
Экономический ход, уз.	12-13	13	13
Запас угля норм./полный	760/2300	1000/3000	1000/3000
Запас нефти норм./полный	300/500	-/1500	-/1500
Дальность плавания эконом, ходом	6300-6600	5570	5570
Количество/система котлов	34/Бельвиля	38/Бельвиля	31 /Я рроу
Нагревательная поверхность, кв.м	6888	6650	6650
Площадь колосниковой решетки, кв.м	219	176	176
Давление пара агм.	17	16	16
Количество дымовых труб	2	2	2
Количество турбин ПХ/валов и винтов	4	4	4
Тип турбин	Парсонса	Парсонса	Парсонса
Частота вращения винтов при 4 ч испытаний, об/мин	280-300	320	320
Мощность при 4 и 12 ч испытаний, л.с.	-/300000	-/29500	31200/42000
Диаметр гребного винта, м	3,2	3,2	3,2
Бронирование главного пояса, мм	125-150	254	125,5-225
Бронирование верх, пояса и казематов, мм	75-100	200	75-125
Бронирование палуб и скосов*, мм	В-38, С-38, СК-38, Н-25	В-37,5, С, СК, Н-25	В-37,5, С, СК, Н-25
Бронирование башен и рубок, мм	200	200	200
Количество башен, шт	4	4	4
Орудия главного калибра Число/калибр/длина в кал./число снарядов на ствол	12/305/52/100	12/305/52/100	12/305/52/1 (К)
Противоминная артиллерия Число/калибр/длина в кал./число снарядов на ствол	16/120/50/300	16/120/50/300	16/120/50/300
Вспомогательная артиллерия Число/калибр/число снарядов на ствол	4/47/925	4/47	4/47
Минное вооружение	—	4 450-мм бортовых	4 450-мм бортовых
Экипаж офицеры/матросы и унт. офицеры	25/1030	32/1094	32/1094

* В – верхняя палуба; С – средняя палуба; СК – скос палубы; Н – нижняя палуба.

Когда английская фирма «Джон Браун», которая оказывала техническое содействие Балтийскому заводу при проектировании линкора, выдала необходимые данные о турбинах, стало ясно, что они допускают форсировку до 45 000 л. с. без какого-либо изменения конструкции. Вспоминая этот эпизод, А.Н. Крылов писал: «Эти котлы (Бельвиля) при установке на линейные корабли, и то по расчету с крайним напряжением, могли дать пара на 32 000 л.с.», при которых корабль развивал бы скорость 21,75 уз... Получалась наглядная несообразность: турбины могут развивать 45 000 л.с., кораблю приданы такие размеры и обводы, чтобы он при этом имел ход 24 узла, а котлы, предполагаемые к установке, могут давать пар лишь на 32 000 л.с., т. е. на 21,75 уз.". На очередное заседание А.Н. Крылов пригласил инженер-механиков с кораблей флота, которые эксплуатировали котлы типа Ярроу и знали об их преимуществах. В результате при голосовании механический отдел остался в меньшинстве. Журнал заседания был представлен товарищу морского министра, который согласился с мнением большинства. Затем установку котлов типа Ярроу на новые линейные корабли утвердил морской министр.

На совещании главный инспектор морской артиллерии генерал-майор А.Ф. Бринк сообщил, что Обуховский завод по ранее принятому решению уже приступил к изготовлению 120-мм пушек для вооружения линейных кораблей. При этом работа "настолько продвинулась вперед, что приостановить данный заказ не представляется возможным". Орудия 120-мм калибра были разработаны по типу английских пушек с картузным заряжанием , установленных на вступившем в строй в 1908 г. крейсере "Рюрик", который строился в Англии (Картуз (гол. kardoes) – мешок из быстро сгорающей ткани для порохового заряда, применяемый при раздельном заряжании артиллерийских орудий, в отличие от патронных пушек, где заряд находится в гильзе).

Обуховский завод провел испытания этих орудий и получил хорошие результаты.

Таким образом, предложение МГШ о замене противоминной артиллерии не было принято. Однако ни этом неясные вопросы не исчерпывались. Отсутствовали точные сведения о массе и габаритах артиллерийских башен, 305-мм пушек и снарядов, необходимые для проектирования корабля.

Первоначально Балтийскому заводу выдали ориентировочные данные о 305-мм пушке в 50 калибров длиной, которая была спроектирована и заказана Обуховскому заводу в 1907 г. Но Обуховский завод изготовил пушку длиной 52 калибра, которая успешно выдержала предварительные испытания в конце 1908 г. Она имела массу 51 т и придавала снаряду массой 426 кг начальную скорость 914 м/с.

Эти сведения были сообщены Металлическому заводу, после чего он смог приступить к проектированию башенной установки. Конкурс на лучший проект башни для линейных кораблей закончился только в 1909 г., поэтому точными сведениями о ее внешних контурах, габаритах и массе Балтийский завод стал располагать уже после закладки кораблей. Более того, Балтийский завод предупредили, что возможны изменения массы и размера снаряда "образца 1907 г.", которые он должен учесть при проектировании артиллерийских погребов.

Дело в том, что на Черном море комиссия под председательством контр-адмирала B.C. Чернавского проводила испытания снарядов различных типов при стрельбе на большие дистанции, в ходе которых могли возникнуть изменения формы и массы снаряда. Действительно, вскоре на вооружение был принят новый тип 305-мм снаряда (Этот снаряд получил название «образца 1907г.») массой 521,7 кг с начальной скоростью 762 м/с, что повлекло за собой переделку башен и погребов. Данный снаряд известен под названием «образца 1911 г.».

К концу ноября 1908 г. теоретический чертеж корабля по принятому проекту с внесенными изменениями был окончательно разработан. Испытания модели по этому чертежу прошли успешно. С 1 декабря Балтийский завод приступил к подробной разработке проекта. Срок представления полного проекта корабля на утверждение назначили на 9 марта 1909 г. Техническую помощь при разработке механизмов и котлов оказывала английская фирма "Джон Браун". Однако подписание договора с фирмой задержалось, и Балтийский завод попросил отсрочить представление проекта на месяц.

В это время А.Н. Крылов лично следил за ходом работ в техническом бюро Балтийского завода. Он распорядился применять три сорта стали: обыкновенную судостроительную сталь с сопротивлением около 42 кгс/кв.мм и растяжением не менее 20 "А,; сталь повышенного сопротивления до 63 кгс/кв.мм и удлинением не менее 18 %, сталь высокого сопротивления до 72 кгс/кв.мм и удлинением не менее 16 "/ч, а также дал указание о нормах допустимых нагрузок для них.

В процессе разработки чертежей продолжали изменяться вооружение, механизмы и отдельные устройства, что доставляло техническому бюро Балтийского завода немало хлопот. Так, 17 декабря 1908 г. по докладу МТК Адмиралтейств-совет принял решение проектировать линейные корабли без подводных минных аппаратов, а освободившуюся площадь использовать для увеличения боезапаса 305-мм орудий. Но решением того же Адмиралтейств-совета от 14 января 1909 г. по настоянию МГШ минные аппараты были восстановлены.

Рассмотрение вопроса об установке дизельных двигателей для экономического хода отложили до выяснения результатов испытаний на учебном корабле "Рында".

После предварительной проработки Балтийский завод выразил сомнение в возможности быстрого перехода от дизель-моторов к турбинам, особенно на качке, когда стрелка прогиба корпуса достигает 200 мм. Вероятность правильного соединения валов с помощью специальной муфты при таком прогибе представлялась специалистам низкой.

Линейные корабли типа “Севастополь” (Теоретический чертеж корпуса)

При дальнейшей разработке проекта основной энергетической установки выяснилось, что для получения требуемого количества пара при скорости 23 уз необходимо форсировать котлы, допустив сжигание на 1 кв. м колосниковой решетки не менее 250 кг угля в час. Данное условие могло быть выполнено только при увеличении общей площади колосниковых решеток. Это повлекло бы за собой увеличение размера котлов, которые по своим габаритам уже не могли разместиться в отведенных для них котельных отделениях в том количестве, которое ранее предусматривалось проектом корабля. В результате количество котлов в процессе проектирования было уменьшено с 31 до 25.

Вместе с тем из-за увеличения площади колосников ухудшилось отношение нагревательной поверхности к площади колосниковых решеток (с 59,2, достигнутого в котлах английского Адмиралтейства, до 56,2), которое характеризует коэффициент полезного действия котельной установки.

Предполагавшееся ранее форсирование турбин впуском дополнительного количества пара оказалось недостаточно эффективным, поэтому для увеличения общей мощности турбин, необходимой для достижения скорости 23 уз, пришлось прибегнуть к повышению начального давления пара. При этом частота вращения турбин и гребных винтов на полном ходу примерно на 10 "/» стала превышать общепринятые нормы того времени.

Дальнейшее проектирование энергетической установки и разработка детальных чертежей должны были продолжаться в техническом бюро Балтийского завода под руководством представителей фирмы "Джон Браун".

14 января 1909 г. объединенное правление Балтийского и Адмиралтейского заводов заключило наконец договор с английской фирмой "Джон Браун" о техническом руководстве проектированием, постройкой и испытанием в море паровых турбин и котлов для четырех линейных кораблей. В § 4 договора, в частности, говорилось: "... по отношению к корпусу судна компания "Джон Браун" обязана разработать совместно с Балтийским и Адмиралтейским заводами по заданным требованиям русского Морского министерства теоретический чертеж линейного корабля с наружными выступающими частями в подводной части... Компания "Джон Браун" принимает на себя ответственность и риски (по скорости корабля – И.Ц.), обусловленные в сем договоре только в том случае, если корабль будет построен согласно одобренному ею теоретическому чертежу ...".

В точном соответствии со сроками, установленными МТК, в техническом бюро Балтийского завода к 9 апреля 1909 г. закончилась разработка полного проекта линейного корабля водоизмещением 23 000 т. Но фирма "Джон Браун" решила не утруждать себя соблюдением договорных сроков и к назначенному времени не представила никаких материалов по корпусу корабля.

Такими представлялись линейные корабли типа “Севастополь”на этапе проектирования (С открытки того времени)

В течение апреля и мая общие чертежи линейного корабля, в том числе и теоретический чертеж, разработанный Балтийским заводом, были рассмотрены в МТК и утверждены морским министром.

Надо было распределять заказы.

Однако спустя две недели после утверждения проектной документации фирма "Джон Браун" вдруг представила новый теоретический чертеж, отличавшийся от чертежа Балтийского завода. А.Н. Крылов со свойственной ему резкостью и прямотой, когда вопрос касался служебных дел, сразу же 15 мая 1909 г. направил за своей подписью письмо морскому министру, в котором изложил свое мнение по поводу действий английской фирмы "Джон Браун":

"Я со своей стороны полагаю английского чертежа не принимать, расчетов не переделывать и начало постройки не откладывать, тем более что представляемая выгода в скорости гадательна и по случаю ремонта нашего бассейна проверена быть не может, а испытания модели в разных бассейнах приводят к большим разницам ... Потребовать от Балтийского завода представления документального подтверждения того, что теоретический чертеж, составленный Балтийским заводом и представленный в числе прочих чертежей до 9 апреля 1909 г. на утверждение МТК, фирмою "Джон Браун" одобрен и согласно договора ею опротестован не будет...".

Морской министр согласился с мнением А.Н. Крылова. Было принято решение не откладывать закладку кораблей и строить их по чертежам Балтийского завода.

Проектирование мощных линейных кораблей в России не прошло незамеченным за границей. Отмечая достоинства будущих кораблей, зарубежная пресса ставила под сомнение их бронирование, живучесть трехорудийных башен и мореходные качества, а также возможность постройки в установленные сроки .

Действительно, толщина бортовой брони была сравнительно малой, борт был низким, и отсутствовал выраженный полубак. Но не следует забывать, что по мере проектирования линейных кораблей довольно четко определились вероятный противник России – кайзеровская Германия и, следовательно, будущий театр их военных действий – Балтийское море. К действиям именно в этом весьма своеобразном районе и приспосабливались в процессе проектирования новые линейные корабли.

Конкурс проектов в какой-то степени позволил выявить основные тенденции в строительстве линейных кораблей, приблизить их к мировым стандартам, а в конструктивном отношении и опередить их.

Так закончился основной этап проектирования первых русских линейных кораблей дредноутного типа. Разработка детальных чертежей и спецификаций продолжалась в процессе их постройки. Но прежде нужно было изыскать для этого средства и подготовить судостроительную базу.