Son makalede, Nikloss kazanlarının Varyag'a kurulumuyla ilgili konuları inceledik - kruvazörün elektrik santrali etrafındaki İnternet savaşlarının çoğu bu birimlere ayrılmış. Ancak kazanlara bu kadar büyük önem vererek, bu konuyla ilgilenenlerin ezici çoğunluğunun kruvazörün buhar motorlarını tamamen gözden kaçırması garip. Bu arada, "Varyag" ın çalışması sırasında tespit edilen çok sayıda sorun onlarla ilişkilidir. Ancak tüm bunları anlamak için önce geçen yüzyılın sonunda gemi buhar motorlarının tasarımının hafızasını tazelemek gerekiyor.
Aslında, bir buhar motorunun çalışma prensibi oldukça basittir. İçinde yukarı ve aşağı hareket edebilen bir piston bulunan bir silindir (genellikle gemi makinelerinde dikey olarak bulunur) vardır. Pistonun silindirin tepesinde olduğunu varsayalım - daha sonra basınç altında buhar, piston ile silindirin üst kapağı arasındaki deliğe verilir. Buhar genleşerek pistonu aşağı doğru iter ve böylece en alt noktaya ulaşır. Bundan sonra, işlem "tam tersi" tekrarlanır - üst delik kapatılır ve şimdi alt deliğe buhar verilir. Aynı zamanda silindirin diğer tarafında buhar çıkışı açılır ve buhar pistonu aşağıdan yukarıya doğru iterken, silindirin üst kısmındaki harcanan buhar buhar çıkışına yer değiştirir (hareket diyagramdaki egzoz buharı noktalı mavi okla gösterilmiştir).
Böylece buhar motoru, pistonun ileri geri hareketini sağlar, ancak bunu vida milinin dönüşüne dönüştürmek için krank milinin önemli bir rol oynadığı krank mekanizması adı verilen özel bir cihaz kullanılır.
Açıkçası, buhar motorunun çalışmasını sağlamak için, hem krank mekanizmasının çalışması (pistondan krank miline hareket iletimi) hem de dönen krank milinin sabitlenmesi sayesinde yataklar son derece gereklidir.
Ayrıca Varyag tasarlanıp inşa edildiğinde, savaş gemilerinin yapımındaki tüm dünyanın uzun zamandan beri üçlü genleşmeli buhar motorlarına geçtiği söylenmelidir. Böyle bir makine fikri, silindirde harcanan buharın (üstteki şemada gösterildiği gibi) enerjisini tamamen kaybetmemesi ve yeniden kullanılabilmesi nedeniyle ortaya çıktı. Bu nedenle, öyle yaptılar - ilk taze buhar yüksek basınçlı silindire (HPC) girdi, ancak işini tamamladıktan sonra, kazanlara geri "atılmadı", ancak bir sonraki silindire (orta basınç veya HPC) girdi ve tekrar pistonu içine itti. Tabii ki, ikinci silindire giren buharın basıncı azaldı, bu yüzden silindirin kendisinin HPC'den daha büyük bir çapla yapılması gerekiyordu. Ancak hepsi bu kadar değildi - ikinci silindirde (LPC) çalışan buhar, düşük basınçlı silindir (LPC) olarak adlandırılan üçüncü silindire girdi ve çalışmalarını zaten içinde sürdürdü.
Düşük basınçlı silindirin, diğer silindirlere kıyasla maksimum bir çapa sahip olması gerektiğini söylemeye gerek yok. Tasarımcılar daha kolay yaptı: LPC çok büyük çıktı, bu yüzden bir LPC yerine iki tane yaptılar ve makineler dört silindirli oldu. Aynı zamanda, yine de, her iki düşük basınçlı silindire de aynı anda buhar verildi, yani dört “genleşme” silindirinin varlığına rağmen, üç tane kaldı.
Bu kısa açıklama, Varyag kruvazörünün buhar motorlarında neyin yanlış olduğunu anlamak için oldukça yeterli. Ve onlarla "yanlış", ne yazık ki, o kadar çok şey vardı ki, bu makalenin yazarı tam olarak nereden başlayacağını bilmekte zorlanıyor. Aşağıda, kruvazörün buhar motorlarının tasarımında yapılan ana hataları açıklıyoruz ve sonuçta onlar için kimin suçlanacağını bulmaya çalışacağız.
Bu yüzden 1 numaralı sorun, buhar motorunun tasarımının açıkça bükülme gerilimlerine tolerans göstermemesiydi. Başka bir deyişle, iyi performans ancak buhar motoru tamamen düz olduğunda beklenebilirdi. Bu taban aniden bükülmeye başlarsa, bu, krank mili üzerinde, buhar motorunun neredeyse tüm uzunluğu boyunca uzanan ek bir yük oluşturur - bükülmeye başlar, onu tutan yataklar hızla bozulur, boşluk belirir ve krank mili yer değiştirir, bu yüzden krank yatakları zaten acı çekiyor - biyel mekanizması ve hatta silindir pistonları. Bunun olmasını önlemek için buhar motorunun sağlam bir temel üzerine kurulması gerekir, ancak bu Varyag'da yapılmadı. Buharlı motorlarının yalnızca çok hafif bir temeli vardı ve aslında doğrudan geminin gövdesine bağlıydı. Ve vücut, bildiğiniz gibi, deniz dalgasında "nefes alır", yani yuvarlanma sırasında bükülür - ve bu sabit kıvrımlar, krank millerinin eğriliğine ve buhar motorlarının yataklarının "gevşemesine" yol açtı.
Varyag'ın bu tasarım kusurundan kim sorumlu? Şüphesiz, geminin bu eksikliğinin sorumluluğu C. Crump firmasının mühendislerine bırakılmalıdır, ancak … burada bazı nüanslar var.
Gerçek şu ki, böyle bir buhar motoru tasarımı (gemi gövdesine sert bir temeli olmayanlar monte edildiğinde) genel olarak kabul edildi - ne Askold ne de Bogatyr'in katı temelleri yoktu, ancak buhar motorları üzerlerinde kusursuz çalıştı. Niye ya?
Açıkçası, krank milinin deformasyonu, uzunluğu ne kadar büyük olursa, yani buhar motorunun kendisinin uzunluğu o kadar uzun olur. Varyag'ın iki buhar motoru vardı, Askold'un ise üçü. Tasarım gereği, ikincisi aynı zamanda dört silindirli üç genleşmeli buhar motorlarıydı, ancak önemli ölçüde daha düşük güçlerinden dolayı, önemli ölçüde daha kısa bir uzunluğa sahiptiler. Bu etki nedeniyle, Askold makinelerinde gövde bükülmesinin çok daha zayıf olduğu ortaya çıktı - evet, öyleydi, ama diyelim ki "makul dahilinde" ve buhar motorlarını devre dışı bırakacak deformasyonlara yol açmadı.
Aslında, başlangıçta Varyag makinelerinin toplam gücünün sırasıyla 18.000 hp olması gerektiği, bir makinenin gücünün 9.000 hp olduğu varsayıldı. Ancak daha sonra Ch. Crump açıklaması çok zor bir hata yaptı, yani buhar motorlarının gücünü 20.000 hp'ye çıkardı. Kaynaklar bunu genellikle, MTK'nın kruvazör testleri sırasında zorunlu patlama kullanmayı reddetmesi nedeniyle Ch. Crump'ın bunun için gittiği gerçeğiyle açıklar. Ch. Crump'ın, makinelerin gücündeki artışla eşzamanlı olarak, Varyag projesindeki kazanların verimliliğini de aynı 20.000 hp'ye çıkarması mantıklı olurdu, ancak böyle bir şey olmadı. Böyle bir hareketin tek nedeni, kruvazörün kazanlarının proje tarafından belirlenen kapasiteyi aşması ümidi olabilir, ancak bu, onları zorlamadan nasıl yapılabilir?
Burada zaten iki şeyden biri - veya Ch. Crump, kazanları zorlarken hala test etmekte ısrar etmeyi umuyordu ve makinelerin artan güçlerini "uzatmayacağından" korkuyordu veya belirsiz bir nedenden dolayı Varyag ve zorlamadan 20.000 hp güce ulaşılacaktır. Her durumda, Ch hesaplamaları. Crump'ın yanıldığı ortaya çıktı, ancak bu, her kruvazör makinesinin 10.000 hp gücüne sahip olmasına neden oldu. Kütledeki doğal artışa ek olarak, elbette, buhar motorlarının boyutları da artarken (uzunluk 13 m'ye ulaştı), 19.000 hp göstermesi beklenen üç Askold makinesi. anma gücü, sadece 6 333 hp olmalıdır. her biri (ne yazık ki, uzunlukları ne yazık ki yazar tarafından bilinmiyor).
Peki ya "Bogatyr"? Sonuçta, Varyag gibi iki şaftlıydı ve arabalarının her biri neredeyse aynı güce sahipti - 9.750 hp. 10.000 hp'ye karşı, bu da benzer geometrik boyutlara sahip olduğu anlamına gelir. Ancak, Bogatyr'in gövdesinin Varyag'ınkinden biraz daha geniş olduğu, biraz daha düşük uzunluk / genişlik oranına sahip olduğu ve genel olarak, Varyag'ın gövdesinden daha sert ve sapmaya daha az eğilimli olduğu belirtilmelidir. Ek olarak, Almanların Varyag'ın buhar motorlarının dayandığı temele göre temeli güçlendirmesi, yani daha modern gemiler tarafından alınanlara benzer değilse, hala daha iyi güç sağlaması mümkündür. Varyag'ın temelleri. Bununla birlikte, bu soru ancak her iki kruvazörün ayrıntılı planları üzerinde ayrıntılı bir çalışma yapıldıktan sonra cevaplanabilir.
Bu nedenle, Crump şirketinin mühendislerinin hatası, Varyag makineleri için zayıf bir temel oluşturmaları değil (görünüşe göre, geri kalan gemi yapımcılarının yaptığı gibi), ancak ihtiyacı görmemeleri ve anlamamalarıydı. esneksizliği sağlamak »Daha güçlü bir gövdeye sahip makineler veya üç vidalı bir şemaya geçiş. Benzer bir sorunun Almanya'da ve sadece Bogatyr'i inşa eden son derece deneyimli Vulcan tarafından değil, aynı zamanda ikinci sınıf ve Almanya tarafından kendi tasarımına göre büyük savaş gemileri inşa etme deneyimi olmayan ikinci sınıf tarafından da başarıyla çözüldüğü gerçeği tanıklık ediyor. Amerikan inşaatçılarının lehine değil. Ancak dürüst olmak gerekirse, MTK'nın bu anı da kontrol etmediğini belirtmek gerekir, ancak kimsenin ona Amerikalıların her hapşırmasını izleme görevini vermediği ve bunun mümkün olmadığı anlaşılmalıdır.
Ancak ne yazık ki, bu en yeni Rus kruvazörünün buhar motorlarının yalnızca ilk ve belki de en önemli dezavantajı değil.
Görünüşe göre asıl sorun olan 2. Problem, geminin yüksek hızı için optimize edilmiş Varyag buhar motorlarının kusurlu tasarımıydı. Başka bir deyişle, makineler maksimum buhar basıncına yakın iyi çalıştı, aksi takdirde sorunlar başladı. Gerçek şu ki, buhar basıncı 15.4 atmosferin altına düştüğünde, düşük basınçlı silindirler işlevlerini yerine getirmeyi bıraktı - onlara giren buharın enerjisi silindirdeki pistonu sürmek için yeterli değildi. Buna göre, ekonomik hareketlerde, "araba atı sürmeye başladı" - düşük basınçlı silindirler, krank milini döndürmeye yardımcı olmak yerine, kendileri tarafından harekete geçirildi. Yani, krank mili, yüksek ve orta basınçlı silindirlerden enerji aldı ve bunu sadece vidanın dönüşüne değil, aynı zamanda iki düşük basınçlı silindirdeki pistonların hareketini sağlamaya da harcadı. Krank mekanizmasının tasarımının, krank milini piston ve sürgü boyunca hareket ettirecek olan silindir olduğu gerçeği için tasarlandığı, ancak bunun tersi olmadığı anlaşılmalıdır: böyle beklenmedik ve beklenmedik bir sonucun sonucu olarak. krank milinin önemsiz kullanımı, tasarımında öngörülmeyen ek stresler yaşadı ve bu da onu tutan yatakların arızalanmasına neden oldu.
Aslında, bunda belirli bir sorun olmayabilir, ancak yalnızca bir koşulda olabilir - eğer makinelerin tasarımı, krank milini düşük basınçlı silindirlerden ayıran bir mekanizma için sağlanmışsa. Ardından, ayarlanandan daha düşük bir buhar basıncında yapılan tüm çalışma durumlarında, "düğmeye basmak" yeterliydi - ve LPC krank milini yüklemeyi durdurdu, ancak bu tür mekanizmalar "Varyag" tasarımı tarafından sağlanmadı. "makineler.
Daha sonra, mühendis I. I. Port Arthur'daki muhrip mekanizmalarının montajını ve ayarlanmasını denetleyen Gippius, 1903'te Varyag makinelerinin ayrıntılı bir incelemesini yaptı ve sonuçlarına dayanarak bütün bir araştırma makalesi yazdı, içinde şunları belirtti:
“Burada tahmine göre, kruvazörü teslim etmek için acele eden Crump fabrikasının buhar dağıtımını ayarlamak için zamanı yoktu; makine hızla bozuldu ve gemide, doğal olarak, temel nedeni ortadan kaldırmadan, ısınma, çarpma açısından diğerlerinden daha fazla acı çeken parçaları düzeltmeye başladılar. Genel olarak, başlangıçta fabrikadan kusurlu olan bir aracı gemi yoluyla düzeltmek, imkansız değilse de, kuşkusuz son derece zor bir iştir."
Varyag santralinin bu eksikliğinden tamamen Ch. Crump'ın sorumlu olduğu açıktır.
3 numaralı sorun kendi içinde özellikle ciddi değildi, ancak yukarıdaki hatalarla birlikte "kümülatif bir etki" verdi. Gerçek şu ki, bir süredir buhar motorları tasarlarken, tasarımcılar mekanizmalarının ataletini hesaba katmadılar, bunun sonucunda ikincisi sürekli olarak aşırı strese maruz kaldı. Bununla birlikte, Varyag yaratıldığında, makinelerin atalet kuvvetlerinin dengelenmesi teorisi araştırılmış ve her yere yayılmıştı. Tabii ki, uygulanması buhar motoru üreticisinden ek hesaplamalar gerektiriyordu ve onun için belirli zorluklar yarattı, bu da işin bir bütün olarak maliyetinin arttığı anlamına geliyordu. Bu nedenle, MTC, gereksinimlerinde, ne yazık ki, bu teorinin buhar motorlarının tasarımında zorunlu uygulamasını göstermedi ve görünüşe göre Ch. Crump, bundan tasarruf etmeye karar verdi (kendisinin ve hiçbirinin kendisinin olmadığını hayal etmek zor). mühendislerin bu konuda teoriyi bilmedikleri bir şey var). Genel olarak, ya açgözlülüğün etkisi altında ya da banal yetersizlik nedeniyle, ancak Varyag makinelerini (ve bu arada, Retvizan'ı) yaratırken bu teorinin hükümleri göz ardı edildi, bunun sonucunda atalet kuvvetleri ortaya çıktı. orta ve düşük basınçlı silindirler üzerinde "çok olumsuz" (I. I. Gippius'a göre) etki, makinelerin normal çalışmasının bozulmasına katkıda bulunur. Normal şartlar altında (buhar motoruna güvenilir bir temel sağlanmış olsaydı ve buhar dağıtımında herhangi bir sorun olmasaydı) bu arızalara yol açmaz ve dolayısıyla …
Buhar motorlarının "Varyag" eksikliğinin suçu, büyük olasılıkla, siparişin belirsiz ifadelerine izin veren hem Ch. Crump hem de MTK'ya yerleştirilmelidir.
Sorun # 4, buhar motorlarının yataklarında çok özel bir malzemenin kullanılmasıydı. Bu amaçla, yazarın bildiği kadarıyla gemi yapımında yaygın olarak kullanılmayan fosfor ve manganez bronzları kullanılmıştır. Sonuç olarak, aşağıdakiler oldu: Yukarıdaki nedenlerden dolayı, "Varyag" makinelerinin yatakları hızla arızalandı. Tamir edilmeleri ya da Port Arthur'da bulunanlarla değiştirilmeleri gerekiyordu ve ne yazık ki orada böyle bir zevk yoktu. Sonuç olarak, buhar motorunun tamamen farklı kalitede malzemelerden yapılmış yataklarla çalıştığı bir durum ortaya çıktı - bazılarının erken aşınması diğerlerinde ek streslere neden oldu ve tüm bunlar aynı zamanda makinelerin normal çalışmasının bozulmasına da katkıda bulundu.
Açık konuşmak gerekirse, belki de "yazarlığı" kurulamayan tek sorun budur. Ch. Crump'ın tedarikçilerinin bu tür materyalleri seçmesi hiçbir şekilde kimsenin olumsuz tepkisine neden olamaz - burada tamamen kendi başlarınaydılar. Varyag elektrik santralinin feci durumunu üstlenmek, nedenlerini öngörmek ve Port Arthur'a gerekli malzemeleri sağlamak açıkça insan yeteneklerinin ötesindeydi ve orada "her ihtimale karşı" gerekli bronz derecelerini sağlamak pek mümkün değildi, Filo için gerekli olan büyük miktarda malzeme göz önüne alındığında, ihtiyaç kesin olarak bilinen, ancak ihtiyaçları karşılanamayan. Varyag makinelerini tamir eden makine mühendislerini mi suçluyorsun? Onarımlarının sonuçlarını öngörmelerini sağlayacak gerekli belgelere sahip olmaları pek olası değildir ve bunu bilseler bile neyi değiştirebilirler? Hala başka seçenekleri yoktu.
"Varyag" kruvazörünün elektrik santrali analizimizi özetleyerek, buhar motorlarının ve kazanların eksikliklerinin ve tasarım hatalarının "muhteşem" bir şekilde birbirini tamamladığını belirtmeliyiz. Nikloss'un kazanlarının ve buhar motorlarının, üzerine monte edildikleri kruvazöre karşı bir sabotaj anlaşması yaptığı izlenimi edinilir. Kazan kazaları tehlikesi, mürettebatı azaltılmış bir buhar basıncı oluşturmaya zorladı (en fazla 14 atmosfer), ancak bu, Varyag'ın buhar motorlarının hızla kullanılamaz hale gelmesi gereken koşullar yarattı ve gemi mekaniği bu konuda hiçbir şey yapamadı.. Ancak, Varyag makinelerinin ve kazanlarının tasarım kararlarının sonuçlarını daha sonra operasyonlarının sonuçlarını analiz ettiğimizde daha ayrıntılı olarak ele alacağız. Ardından kruvazörün elektrik santralinin son değerlendirmesini yapacağız.
