Читать книгу "Гвардейский крейсер «Красный Кавказ». - Игорь Цветков"

Получить перегретый пар, особенно при нефтяном отоплении котлов, не представляло большого труда. Поэтому инженер-механик Д. А. Голов видит причину слабого внедрения пароперегревателей в другом: «Пользоваться на судах выгодами перегретого пара мешает не трудность его получения, а опасность и затруднительность пользования паром высокой температуры» [51].

Таков был в общих чертах уровень развития корабельной энергетики в период реализации судостроительных программ 1908-1916 гг., нашедший свое отражение в энергетических установках новых линейных кораблей, легких крейсеров и эскадренных миноносцев.

Преимущество турбинных двигателей в обеспечении высокой скорости кораблей могло быть реализовано на практике только при условии достаточно высокой ходкости, которая определяется, как известно, обводами корпуса и большим отношением длины к ширине. Последнее же всегда связано с дополнительными мерами по обеспечению продольной прочности, Поэтому главное внимание при проектировании турбинных крейсеров обращалось на общую продольную прочность корпуса, «Продольная прочность теперь особенно останавливает на себе внимание кораблестроителей,- отмечает корабельный инженер Н. Н. Кутейников,- современные корабли весьма длинны и имеют загруженные тяжелыми орудийными башнями оконечности, что увеличивает изгибающий момент и идет в ущерб их продольной прочности» [52].

Дли обеспечения продольной прочности в тот период применялись дополнительные продольные связи, которые располагались по возможности дальше от нейтральной оси судна, т. е. в районе киля и верхней палубы. Было значительно увеличено количество днищевых стрингеров и утолщены листы днищевой наружной обшивки, а также настил внутреннего дна. На стыках обшивных листов укладывались уширенные продольные планки ридерсы. В верхней части корабля для усиления продольной прочности были утолщены палубный настил, листы обшивки борта позади броневого пояса, продольные бортовые переборки. В отдельных случаях бимсы верхних палуб разворачивали на 90°, т. с. располагали их вдоль корабля, прочно закрепляя к поперечным переборкам. В наиболее напряженных местах – на днище и верхней палубе – листы обшивки и настила на стыках крепились тройным рядом заклепок на планках.

Кроме рационального применения продольных и поперечных связей, не менее важное значение имел материал, из которого строился корабль. До русско-японской войны при постройке кораблей применялась, как правило, обыкновенная мягкая судостроительная сталь е предельным сопротивлением на разрыв 25-30 т/дм2 (40-45 кг/мм2 ) и с пределом упругости, близким к 15 т/дм2 (22 кг/мм2 ). При расчете связей корабля из этой стали допускали предельное напряжение не более 4-5 т/дм2 (6,2-7,7 кг/мм2 ). При такой низкой величине допускаемых напряжений в связях они выходили громоздкими и тяжелыми. «Поэтому инженеры всех стран переходят теперь в своих конструкциях на более прочный материал, – указывает в своем обзоре Н. Н. Кутейников,- на так называемую сталь высокого сопротивления, выдерживающую усилие при испытании на растяжение до 45 т/дм2 (70 кг/мм2 ) при пределе упругости не менее 20 т/дм2 (30 кг/мм2 ) и при удлинении не менее 20% на длине планки 8 дюймов (200 мм), т. е. сталь эта достаточно тягуча, но хорошо сопротивляющаяся разрыву» [53].

Однако применение стали высокого сопротивления имело и свои недостатки. Во-первых, она была в полтора – два раза дороже обыкновенной Сименс-мартеновской стали и, во-вторых, труднее поддавалась обработке, требуя более мощных прессов и станков, а также рабочих высокой квалификации. Кроме того, она плохо выдерживала нагревание и становилась после этого хрупкой. Поэтому применение стали высокого сопротивления было несколько ограниченным. Например, она была непригодна для деталей судна с крутыми изгибами – скуловых поясов наружной обшивки и др, Обычно из нее изготовляли днищевую обшивку, стрингеры и настил верхних палуб, а также вертикальные стойки продольных переборок.

В общем, мнение Н. Н. Кутейникова не расходилось со взглядами на применение сталей повышенного сопротивления, сложившимися у А. Н. Крылова. В то же время А. Н. Крылов разрешил повысить допустимые напряжения в связях, отказавшись от рутинных норм, приводимых Н. Н. Кутейниковым. «Со своей стороны,- пишет А. Н. Крылов,- я сообщил, что для обыкновенной стали при переменной нагрузке (качка корабля) можно допустить рабочее напряжение не свыше 11 кг/мм2 , для стали повышенного сопротивления – 16 кг/мм2 и для стали высокого сопротивления при постановке в док – 23 кг/мм2 » [54].

В этот же период наметился более близкий к реальным условиям расчет продольной прочности, учитывавший отверстия и вырезы в верхней палубе. Если раньше при расчетах продольной прочности обычно делали предположение, что напряжения в какой-либо связи распределяются равномерно, то теперь стали принимать во внимание вырезы для артиллерийских башен, люки, горловины и др. В Морском техническом комитете было известно, что в конструкторских бюро судостроительных заводов Германии, чтобы получить представление о действительном распределении напряжений при изгибах, проводились испытания моделей верхних палуб проектируемых кораблей на специально изготовленных для этой цели разрывных станках. Кривые распределения напряжений служили для определения мест размещения люков, вентиляционных шахт, горловин и других отверстий в палубе. Их стремились размещать там, где не было сильных напряжений, насколько это позволяли другие конструктивные соображения. Эти эксперименты одновременно указывали места, где нужно было применять сталь повышенного сопротивления.

Наконец, большое значение для обеспечения продольной прочности, как уже тогда считали конструкторы кораблей, имело отношение высоты корпуса (от киля до верхней палубы) к ширине его на мидель-шпангоуте. Поскольку корпус корабля представляет собой коробчатую балку, то, естественно, конструкторы стремились увеличить это отношение, что наталкивалось на требования тактики снизить высоту борта, чтобы уменьшить заметность корабля.

Поперечная прочность не вызывала опасений и считалась вполне обеспеченной частыми и прочными поперечными переборками, а также довольно толстым палубным настилом, надежно подпертым рядом продольных и поперечных переборок, игравших роль сплошного ряда пиллерсов, который не позволял палубам прогибаться вниз и тем самым деформировать судно в поперечном направлении. Сплошные бортовые шпангоутные стойки, прочно склепанные с флорами подводных частей шпангоутов, а также специально усиленные шпангоуты, располагавшиеся в местах стыков броневых плит, во многом содействовали увеличению поперечной прочности и вместе с тем обеспечивали достаточную местную прочность борта позади броневого пояса. В результате поперечная прочность оказывалась настолько значительной, что конструкторы зачастую считали возможным часть бимсов верхних палуб поворачивать вдоль корабля, чтобы они принимали участие в обеспечении продольной прочности.

Большую роль для военных кораблей в боевом отношении имела прочность днища. Считалось также не менее важным, чтобы конструкция днища позволяла ставить корабль в док на кильблоки и ряд подстав без предварительного подбора клеток по кривизне подводной части корпуса. Последнее всегда требовало проведения довольно сложных работ и задерживало постановку корабля для докования. Чтобы обеспечить это важное требование, килю всегда придавали повышенную прочность, а в проектах новых кораблей предусматривали устройство двух или трех вертикальных килей, расположенных рядом. Дополнительные продольные стрингеры, служившие для обеспечения продольной прочности, также содействовали увеличению прочности днища и при постановке в док служили местами опоры подстав.