Машинная установка

Машинная установка

Пожалуй, «пожарный» характер проекта «Вэнгарда» ярче всего проявился в его энергетической установке. Она практически полностью, как по идеологии, так и по параметрам, повторяла консервативную уже на момент ее создания ЭУ линкоров типа «Кинг Джордж V». Опять-таки, такое решение прежде всего обусловлено желанием затратить на создание одиночного корабля с несколько «случайным» вооружением как можно меньше времени и средств. По-прежнему в ней использовались низкие даже для конца 30*х (не говоря уже о 40-х) годов параметры пара (давление 28 атм. и температура 370 °C). Турбинная установка по-прежнему сопрягалась с гребным валом через одноступенчатый редуктор с передаточным числом 10:1 (скорость вращения вала по проекту 245 об/мин). Британская промышленность так и не смогла во время войны решить проблему создания надежных двухступенчатых редукторов большой мощности ввиду отсутствия надежного технологического метода качественной нарезки зубьев шестерен крупных размеров.

Что касается расположения элементов ЭУ, то на «Вэнгарде» сохранился блочно-эшелонный принцип, впервые примененный на типе «Кинг Джордж V». Четыре блока механизмов, каждый из которых обслуживал свой вал, были полностью независимыми. Каждый из них включал котельное отделение с 2 котлами, турбинное отделение и отсек вспомогательных механизмов. Подача топлива, котельной воды, смазочного масла и других расходуемых материалов также была независимой для каждого из блоков. Для большей живучести котельные и турбинные отделения обоих бортов чередовались в шахматном порядке — вариант, также впервые примененный на «Кинг Джордж V». Подобное решение требовало более длинных валопроводов для внешних винтов, чего англичане в принципе старались избегать.

Теоретически весьма выгодное, блочное расположение не лучшим образом показало себя при гибели «Принс оф Уэллс». Высокая степень изоляции блоков механизмов вызывала значительные трудности при «крестообразном» переключении, когда пар из КО одного блока подавался в МО другого. В принципе такой режим был возможен, но для переключения требовалось время и полная сохранность сложной системы паро-, топливо- и маслопроводов. На практике выход из строя хотя бы одного из трех главных элементов любого блока (котлов, турбин и вспомогательных механизмов) приводил к невозможности функционирования блока в целом, хотя бы и временного.

Главной заботой инженеров-механиков при создании «Вэнгарда» являлось необходимость повышения мощности энергетической установки. Задачу удалось решить наиболее простым способом — за счет форсирования турбин. Если на «Кинг Джордж V» максимальная проектная скорость вращения валов составляла 236 об/мин, то по первоначальному варианту на «Вэнгарде» она предполагалась равной 245 об/мин, что соответствовало мощности блока в 30000 л.с. Однако в конце 1942 года было принято решение о принятии форсированного режима с 250 об/мин и мощностью 32500 л.с. на вал, что в совокупности давало 130000 л.с. и обеспечивало бы скорость 30 узлов при стандартном водоизмещении (42300 т) и 28,5 — 29 узлов при полном (48500 — 49100 т). Британские машиностроители no-прежнему находились на высоте, и идея форсирования полностью себя оправдала. Хотя, как это обычно водится, линкор превысил проектное водоизмещение почти на 2000 т, на испытаниях удалось без труда достичь требуемых скоростей, и, более того, их заметно превысить. Удачные пропульсивные характеристики корпуса позволили кораблю развить 31,57 узла при 256,7 об/мин и мощности на валах 135650 л.с. при водоизмещении, близком к стандартному (45720 т). При испытаниях на мерной миле у Эррана в июле 1946 г. линкор показал 30,38 узла при 250,6 об/мин и мощности 132950 л.с., но при полном водоизмещении в 51070 т. Интересно, что при мощности, соответствующей мощности «Кинг Джордж V» (120000 л.с.) и значительно большем водоизмещении (51160 т) он развил практически ту же скорость — свыше 28 узлов, что свидетельствует об отличных обводах подводной части. Можно с большой долей уверенности утверждать, что приведенное выше значение достигнутой скорости (31,5 узла) не является предельным. По ставшей с 20-х годов стандартной практике англичане уже не старались выжать из машин и котлов максимум, так что реальные возможности «Вэнгарда» в критических условиях могли быть еще выше.

По-прежнему котельная установка состояла из 8 трехбарабанных котлов «адмиралтейского» типа. Они располагались по два в 4 полностью изолированных отсеках. Максимальное рабочее давление в котлах составляло 32 атм.; в турбины пар подавался при давлении 28 атм.

По своему устройству турбинная установка практически полностью повторяла «Кинг Джордж V» (4 турбины, каждая в своем отделении, при «шахматном» расположении относительно КО). Правда, первоначально предполагалось установить турбины крейсерского хода на каждой из турбин высокого давления с подсоединением через зубчатый редуктор, однако от такого решения в конце 1942 г. отказались, надеясь сэкономить на этом около 100 т веса. Однако эта экономия «рассосалась» по другим статьям машинной установки, и в результате удалось лишь сохранить ее вес на прежнем проектном уровне — 3250 т.

«Вэнгард» имел 4 винта, изготовленных из марганцевой бронзы, диаметр которых составлял 4,5 м — несколько меньше, чем у других боевых судов аналогичного размера. В сочетании с более высокой, чем на «Кинг Джордж V» скоростью вращения валов, они обеспечивали довольно высокий КПД, однако специалисты полагали, что еще большего успеха можно было бы добиться при увеличении скорости вращения турбин, большем диаметре винтов и применении двухступенчатого зубчатого редуктора. По отмеченным выше технологическим и финансовым причинам англичанам пришлось отказаться от этого решения.

Важным усовершенствованием являлось разнесение линий внутренних и внешних валов с 10,2 м до 15,7 м. На «Кинг Джордж V» зоны вращения винтов внутреннего и внешнего валов перекрывались примерно на 0,5 м, что при атаке «Принс оф Уэллс» привело к одновременному выводу из строя двух валов от одного попадания торпеды. Конструкторы надеялись, что принятой меры будет достаточно для обеспечения большей безопасности в случае такого же попадания.

Расположение валов и винтов оказалось довольно удачным, за одним исключением. Внутренние валы испытывали вибрацию при 200 об/мин и более, причем особенно заметную — на 24-уэловой скорости. Но и в этом случае удалось «обмануть природу». При нормальных условиях этой скорости соответствовала частота вращения валов около 200 об/мин, однако тот же ход достигался и при вращении внутренних валов со скоростью 222 об/мин, а внешних — 174 об/мин. В этом случае вибрация ощущалась гораздо меньше. После первых испытаний трехлопастные винты внутренних валов заменили на 5-лопастные, чем удалось достичь еще большего эффекта. Впрочем, окончательно вибрацию одолеть не удалось, и в качестве меры предосторожности при скоростях 24 узлов и более рекомендовалось не класть руль на борт более чем на 10 градусов. Это несколько ограничивало маневренность корабля, особенно если учесть, что при 156 об/мин вообще не рекомендовалось перекладывать руль.

Для улучшения условий работы людей увеличили просвет как в турбинных, так и в котельных отделениях, которые по опыту эксплуатации кораблей серии «Кинг Джордж V» оказались тесноватыми и очень душными в тропических широтах. Средства вентиляции также значительно усилили. Что касается улучшений функционирования самой ЗУ, то следует отметить более тщательное отношение к футеровке топок (которая на предыдущем типе давала трещины при сильных ударах), а также устройства дополнительного охлаждения отработанного пара и конденсата. Улучшилась также конструкция форсунок и передней части топки. В связи с печальным опытом потопления «Принс оф Уэллс» появились предохранительные устройства, «смягчающие» действие сильного взрыва. Большое значение придавалось герметизации турбин и изоляции турбинных отделений. Турбины могли работать в частично или даже полностью затопленных отсеках. Главные вентили паропроводов получили помимо ручного также гидравлический привод с дистанционным управлением. Теперь их можно было, по крайней мере теоретически, переключать из центрального поста и специального пункта управления машинной установкой. Ранее, на типе «Кинг Джордж V», персонал вынужден был хотя бы иногда находиться на площадках с приборами и клапанами, расположенных в верхней части турбинных отсеков, так что при полном их затоплении полностью терялся контроль над главными машинами. Предусматривался также независимый паропровод к каждому из 4 групп машин, предотвращало возможность прекращения подачи пара к турбинам той группы, у которой выходили из строя котлы и соединительный «перекрестный» паропровод. В общем, живучесть ЭУ на «Вэнгарде» значительно возросла, и в тех условиях, в которые попал в 1941 г. «Принс оф Уэллс», он скорее всего сохранил бы достаточно высокую скорость.

По-прежнему критической зоной являлись сальники валопроводов, которые в принципе не могли сохранять герметичность при повреждениях корпуса в районе выхода из него валов. Развороченная сорванным с подшипника и кронштейна вращающимся валом корма «Принс оф Уэллс» послужила одной из главных причин его быстрого затопления. В этом отношении мало что можно было предпринять; как уже отмечалось, конструкторы расставили на большее расстояние валопроводы и улучшили герметизацию сальников — единственное, что позволяла традиционная схема большого боевого корабля. В этом отношении ситуация практически не изменилась за последние 80 лет.

Дальность плавания, ставшая самой большой неприятной неожиданностью на типе «Кинг Джордж V», осталась все же недостаточной. Оптимистичные 14000 миль при 10-узловом ходе по проекту 1941 г. подверглись существенному пересмотру в свете эксплуатации линкоров предыдущей серии. Правда, разработчики предложили пожалуй еще более высокие характеристики: 6000 миль при 20 узлах плюс запас топлива на бой. Поскольку экстенсивный путь увеличения запаса топлива не обещал многого ввиду отсутствия резервов водоизмещения, были предприняты все меры для уменьшения расхода. В результате он упал с 363 г/л.с./час (тип «Кинг Джордж V») до 290 г/л.с./час. Не отказались и от увеличения емкостей цистерн: вместо 4100 т по проекту «Вэнгард» мог принимать до 4425 т нефти и 427 т дизельного топлива. Для этого пришлось расширить на 0,7 м бортовые цистерны в средней части корпуса и оборудовать специальные «экстренные» танки в днище под погребами концевых башен. 300 т топлива загружались в них в крайнем случае и расходовались в первую очередь, поскольку такое соседство представлялось очень опасным при подводном взрыве.

В результате всех мер удалось заметно увеличить дальность по сравнению с «Кинг Джордж V», однако она оставалась все же недостаточной. По данным ходовых испытаний «Вэнгард» мог пройти максимум 7400 миль. Эта средняя величина сильно зависела от состояния днища и от того, в каких водах оперировал корабль — северных и тропических. При чистом днище наиболее экономичная скорость равнялась 14 узлам; дальность составляла 8400 миль. После 6-месячной службы без докования в умеренных широтах экономичный ход падал до 13 узлов, а после такого же срока службы в тропиках, где обрастание происходит значительно быстрее — до 11,5 узлов. Дальность при указанных условиях равнялась 7400 и 6100 миль соответственно.

При повышенных скоростях запас хода после докования выглядел получше: 6950 миль на 20-узловом ходу, 5350 миль при 25 узлах, 3380 миль при 28 узлах (242 об/мин) и 3600 — при 29,5 узлах. Он столь же заметно падал при обрастании: после полугода службы для северных вод дальность снижалась примерно на 17 %, а после такого же срока в тропических водах — на 35 %. (На полной скорости снижение дальности было меньше — на 8 и 19 % соответсвенно.) Приведенные значения показывают, что энергетическая установка последнего британского линкора была явно предназначена для использования высокоскоростных режимов, что в принципе соответствовало тактическим установкам конца второй мировой войны.