In die laaste artikel het ons die kwessies rakende die installering van Nikloss -ketels op die Varyag ondersoek - die grootste deel van die internetgevegte rondom die kruiser se kragsentrale word aan hierdie eenhede gewy. Maar dit is vreemd dat die oorweldigende meerderheid van diegene wat in hierdie onderwerp geïnteresseerd is, die stoommotors van die kruiser heeltemal oor die hoof sien as die ketels so belangrik is. Intussen word 'n groot aantal probleme wat tydens die werking van die "Varyag" geïdentifiseer is, daarmee gepaard gegaan. Maar om dit alles te verstaan, is dit eers nodig om die geheue van die ontwerp van stoommasjiene aan die einde van die vorige eeu te verfris.
In werklikheid is die werking van 'n stoomenjin redelik eenvoudig. Daar is 'n silinder (gewoonlik vertikaal op skeepsmasjiene), waarbinne 'n suier op en af kan beweeg. Gestel die suier is bo -aan die silinder - dan word stoom onder druk aan die gat tussen dit en die boonste deksel van die silinder toegedien. Die stoom brei uit, druk die suier afwaarts en bereik die onderste punt. Daarna word die proses "presies die teenoorgestelde" herhaal - die boonste gat is toe, en stoom word nou aan die onderste gat toegedien. Terselfdertyd maak die stoomuitlaat aan die ander kant van die silinder oop, en terwyl die stoom die suier van onder na bo stoot, word die gebruikte stoom in die boonste gedeelte van die silinder in die stoomuitlaat verplaas (die beweging van die uitlaatstoom in die diagram word aangedui deur die stippelblou pyltjie).
Die stoomenjin bied dus die heen en weer beweeg van die suier, maar om dit in die draai van die skroefas te omskep, word 'n spesiale toestel genaamd die krukmeganisme gebruik, waarin die krukas 'n belangrike rol speel.
Om die werking van die stoomenjin te verseker, is laers uiters noodsaaklik, waardeur die werking van die krukmeganisme (beweging van die suier na die krukas) en die bevestiging van die roterende krukas uitgevoer word.
Daar moet ook gesê word dat teen die tyd dat die Varyag ontwerp en gebou is, die hele wêreld in die konstruksie van oorlogskepe lankal oorgeskakel het na drievoudige uitbreidingstoomenjins. Die idee van so 'n masjien het ontstaan omdat die stoom wat in die silinder spandeer is (soos in die boonste diagram getoon is) glad nie heeltemal sy energie verloor het nie en hergebruik kon word. Daarom het hulle dit gedoen - eers het vars stoom die hoëdruksilinder (HPC) binnegegaan, maar nadat dit voltooi is, is dit nie weer in die ketels gegooi nie, maar in die volgende silinder (medium druk, of HPC) en weer druk die suier daarin. Die druk van die stoom wat die tweede silinder binnegaan, het natuurlik verminder, daarom moes die silinder self met 'n groter deursnee as die HPC gemaak word. Maar dit was nie al nie - die stoom wat in die tweede silinder (LPC) uitgewerk het, het die derde silinder binnegedring, die laedruksilinder (LPC) genoem, en sy werk reeds daarin voortgesit.
Dit spreek vanself dat die laedruksilinder 'n maksimum deursnee moes hê in vergelyking met die res van die silinders. Die ontwerpers het dit makliker gedoen: die LPC blyk te groot te wees, so in plaas van een LPC het hulle twee gemaak en die masjiene het viersilinder geword. Terselfdertyd is stoom tegelykertyd aan beide laedruksilinders gelewer, dit wil sê, ondanks die teenwoordigheid van vier "uitbreidings" silinders, het drie oorgebly.
Hierdie kort beskrywing is genoeg om te verstaan wat fout was met die stoommasjiene van die Varyag -kruiser. En "verkeerd" met hulle, daar was helaas soveel dat die skrywer van hierdie artikel dit moeilik vind om presies te weet waar om te begin. Hieronder beskryf ons die belangrikste foute wat gemaak is in die ontwerp van die stoommasjiene van die kruiser, en ons sal probeer uitvind wie die skuld daarvoor was.
Probleem nommer 1 was dus dat die ontwerp van die stoomenjin natuurlik nie buigspanning duld nie. Met ander woorde, goeie prestasie kan slegs verwag word as die stoommasjien heeltemal gelyk was. As hierdie basis skielik begin buig, veroorsaak dit 'n ekstra las op die krukas, wat byna oor die hele lengte van die stoommasjien loop - dit begin buig, die laers wat dit vashou, versleg vinnig, die spel verskyn en die krukas word verplaas, daarom ly die kruklagers reeds - koppelstangmeganisme en selfs silinder suiers. Om te voorkom dat dit gebeur, moet die stoomenjin op 'n soliede fondament geïnstalleer word, maar dit is nie op die Varyag gedoen nie. Sy stoomenjins het slegs 'n baie ligte fondament en is eintlik direk aan die romp van die skip geheg. En die liggaam "asem" op die seegolf, dit wil sê, dit buig tydens die rol - en hierdie konstante krommings het gelei tot die kromming van die krukasse en die "losmaak" van die laers van stoommasjiene.
Wie is die skuld vir hierdie ontwerpfout van die Varyag? Die verantwoordelikheid vir hierdie gebrek aan die skip moet ongetwyfeld aan die ingenieurs van die firma C. Crump oorgedra word, maar … daar is sekere nuanses hier.
Die feit is dat so 'n ontwerp van stoomenjins (wanneer diegene sonder 'n stewige fondament op die romp van die skip geïnstalleer is) algemeen aanvaar is - nóg Askold nóg Bogatyr het stewige fondamente gehad, maar die stoommasjiene het foutloos daarop gewerk. Hoekom?
Dit is duidelik dat die vervorming van die krukas hoe groter is, hoe groter die lengte, dit wil sê, hoe langer die lengte van die stoommotor self. Die Varyag het twee stoomenjins, terwyl die Askold drie gehad het. Die ontwerp was laasgenoemde ook viersilinder drie-uitbreiding stoom enjins, maar as gevolg van hul aansienlik laer krag, het hulle 'n aansienlik korter lengte. As gevolg van hierdie effek blyk die liggaam se afwyking op die Askold -masjiene baie swakker te wees - ja, dit was, maar laat ons sê, "binne die rede" en het nie gelei tot vervormings wat die stoomenjins sou deaktiveer nie.
Oorspronklik is aanvaar dat die totale drywing van die Varyag -masjiene onderskeidelik 18 000 pk was, en die krag van een masjien 9 000 pk. Maar later het Ch. Crump 'n baie moeilike verduideliking van die fout gemaak, naamlik dat hy die krag van stoomenjins tot 20.000 pk verhoog het. Bronne verklaar dit gewoonlik deurdat Ch. Crump daarvoor gekies het omdat die MTK geweier het om geforseerde ontploffing te gebruik tydens die toetse van die kruiser. Dit sou logies wees as Ch. Crump, terselfdertyd met die toename in die krag van die masjiene, ook die produktiwiteit van die ketels in die Varyag -projek tot dieselfde 20 000 pk verhoog, maar niks van die aard het gebeur nie. Die enigste rede vir so 'n daad kan die hoop wees dat die ketels van die kruiser die kapasiteit van die projek sal oorskry, maar hoe kan dit gedoen word sonder om dit te dwing?
Hier is reeds een van twee dinge - of Ch. Crump nog steeds gehoop om daarop aan te dring om die ketels te dwing en was bang dat die masjiene hul verhoogde krag nie sou 'rek' nie, of om een of ander onduidelike rede, het hy geglo dat die ketels van die Varyag en sonder om te dwing, word 'n krag van 20 000 pk bereik. Die berekeninge van Ch. Crump het verkeerd geblyk, maar dit het daartoe gelei dat elke kruismasjien 'n krag van 10 000 pk gehad het. Benewens die natuurlike toename in massa, het die afmetings van die stoommasjiene natuurlik ook toegeneem (die lengte bereik 13 m), terwyl die drie Askold -masjiene, wat veronderstel was om 19 000 pk te lewer. nominale drywing, behoort slegs 6 333 pk te hê. elk (helaas, hul lengte is ongelukkig onbekend aan die skrywer).
Maar wat van "Bogatyr"? Dit was immers, net soos die Varyag, twee -as, en elkeen van sy motors het byna dieselfde krag - 9 750 pk. teen 10 000 pk, wat beteken dat dit soortgelyke meetkundige afmetings gehad het. Maar daar moet op gelet word dat die romp van die Bogatyr ietwat wyer was as die van die Varyag, 'n effens laer lengte / breedte verhouding gehad het en in die geheel meer styf en minder geneig tot buiging was as die romp van die Varyag. Daarbenewens is dit moontlik dat die Duitsers die fondament versterk het relatief tot die waarop die stoommasjiene van die Varyag gestaan het, dit wil sê, as dit nie soortgelyk was aan dié wat deur meer moderne skepe ontvang is nie, het dit steeds beter krag gebied as die fondamente van die Varyag. Hierdie vraag kan egter slegs beantwoord word na 'n gedetailleerde studie van die bloudrukke van beide kruisers.
Die ingenieurs van die Crump -onderneming was dus nie die skuld dat hulle 'n swak grondslag vir die Varyag -masjiene gelê het nie (soos die res van die skeepsbouers blykbaar gedoen het), maar dat hulle nie die noodsaaklikheid gesien en besef het nie om die "onbuigsaamheid" te verseker Masjiene met 'n sterker liggaam of 'n oorgang na 'n skroef met drie skroewe. Die feit dat 'n soortgelyke probleem suksesvol in Duitsland opgelos is, en nie net deur die uiters ervare Vulcan, wat die Bogatyr gebou het nie, maar ook deur die tweederangse en sonder ervaring in die bou van groot oorlogskepe volgens sy eie ontwerp deur Duitsland, getuig verreweg nie ten gunste van die Amerikaanse konstrukteurs nie. Om eerlik te wees, moet egter op gelet word dat MTK ook nie hierdie oomblik beheer het nie, maar dit moet verstaan word dat niemand hom die taak gestel het om elke nies van die Amerikaners te monitor nie, en dit was nie moontlik nie.
Maar helaas, dit is slegs die eerste en miskien nie eens die grootste nadeel van die stoommasjiene van die nuutste Russiese kruiser nie.
Probleem nr. 2, wat blykbaar die belangrikste was, was die gebrekkige ontwerp van die Varyag -stoommasjiene, wat geoptimaliseer is vir die hoë spoed van die skip. Met ander woorde, die masjiene werk goed teen die maksimum stoomdruk, anders het probleme ontstaan. Die feit is dat wanneer die stoomdruk onder 15,4 atmosfeer daal, die laedruksilinders opgehou het om hul funksie te verrig - die energie van die stoom wat daarin kom, was nie genoeg om die suier in die silinder aan te dryf nie. Gevolglik het die "karretjie met die perd begin ry" op ekonomiese skuiwe - die laedruksilinders, in plaas daarvan om die krukas te help draai, is self daardeur aan die gang gesit. Dit wil sê, die krukas het energie ontvang uit die silinders met hoë en medium druk, en dit het dit nie net bestee aan die draai van die skroef nie, maar ook om die beweging van die suiers in twee lae druk silinders te verseker. Daar moet verstaan word dat die ontwerp van die krukmeganisme bedoel was omdat die silinder die krukas deur die suier en die skuifbalk sou dryf, maar nie andersom nie: as gevolg van so 'n onverwagte en nie- Deur die krukas te gebruik, het dit addisionele spanning ondervind wat die ontwerp nie voorgehou het nie, wat ook gelei het tot die mislukking van die laers wat dit vasgehou het.
Trouens, daar was moontlik nie 'n spesifieke probleem nie, maar slegs onder een voorwaarde - as die ontwerp van die masjiene voorsiening maak vir 'n meganisme wat die krukas van die laedruksilinders ontkoppel. Dan was dit in alle gevalle met 'n stoomdruk laer as die stel genoeg om 'op die knoppie te druk' - en die LPC het opgehou om die krukas te laai, maar die ontwerp van die 'Varyag' het nie voorsiening gemaak vir sulke meganismes nie masjiene.
Daarna het ingenieur I. I. Gippius, wat toesig gehou het oor die montering en aanpassing van verwoestermeganismes in Port Arthur, het in 1903 'n gedetailleerde ondersoek van die Varyag -masjiene uitgevoer en 'n hele navorsingsdokument geskryf op grond van die resultate daarvan, het die volgende daarin aangedui:
'Hier is die raaiskoot dat die Crump -aanleg, haastig om die kruiser te oorhandig, nie tyd gehad het om die stoomverspreiding aan te pas nie; die masjien het vinnig ontsteld geraak, en op die skip het hulle natuurlik begin om die dele wat meer gely het as die ander, op te los in terme van verhitting, klop, sonder om die oorsaak daarvan uit te skakel. Oor die algemeen is dit ongetwyfeld 'n uiters moeilike taak, indien nie onmoontlik nie, om met die skip reg te maak, 'n voertuig wat aanvanklik gebrekkig was uit die fabriek."
Dit is duidelik dat Ch. Crump die skuld het vir hierdie tekortkoming van die Varyag -kragstasie.
Probleem nommer 3 was op sigself nie besonder ernstig nie, maar het in kombinasie met die bogenoemde foute 'n "kumulatiewe effek" gegee. Die feit is dat ontwerpers vir 'n geruime tyd by die ontwerp van stoommasjiene nie die traagheid van hul meganismes in ag geneem het nie, waardeur laasgenoemde voortdurend aan oormatige spanning blootgestel was. Teen die tyd dat die Varyag geskep is, is die teorie oor die balansering van die traagheidskragte van masjiene egter bestudeer en oral versprei. Natuurlik het die toepassing daarvan addisionele berekeninge van die vervaardiger van die stoommasjien vereis en het dit vir hom sekere probleme veroorsaak, wat beteken dat die koste van die werk as geheel gestyg het. Dus het MTC in sy vereistes ongelukkig nie die verpligte toepassing van hierdie teorie in die ontwerp van stoommasjiene aangedui nie, en Ch. Crump het blykbaar besluit om hierop te bespaar (dit is moeilik om te dink dat hy self en nie een van sy ingenieurs het iets hieroor, maar hulle het nie die teorie geken nie). Oor die algemeen, óf onder die invloed van hebsug, óf as gevolg van banale onbevoegdheid, maar die bepalings van hierdie teorie tydens die skep van die Varyag -masjiene (en, terloops, die Retvizan) is geïgnoreer, waardeur die traagheidskragte gelewer het "baie ongunstige" (volgens I. I. Gippius) werking op die silinders van medium en lae druk, wat bydra tot die ontwrigting van die normale werking van masjiene. Onder normale omstandighede (as die stoommasjien van 'n betroubare fondament voorsien is en daar geen probleme met stoomverspreiding was nie) sou dit nie tot onklaarraking lei nie, en so …
Die skuld vir hierdie gebrek aan stoommasjiene "Varyag" moet heel waarskynlik op sowel Ch. Crump as die MTK geplaas word, wat die vae bewoording van die bevel moontlik gemaak het.
Probleem nr. 4 was die gebruik van 'n baie spesifieke materiaal in laers vir stoommasjiene. Vir hierdie doel is fosfor- en mangaanbrons gebruik, wat, sover die skrywer weet, nie wyd in die skeepsbou gebruik is nie. As gevolg hiervan het die volgende gebeur: weens die bogenoemde redes het die laers van die "Varyag" -masjiene vinnig misluk. Hulle moes herstel of vervang word met wat in Port Arthur byderhand was, en daar was helaas nie sulke lekkernye nie. As gevolg hiervan het 'n situasie ontstaan toe die stoomenjin werk met laers van materiale van heeltemal verskillende eienskappe - voortydige dra van sommige veroorsaak bykomende spanning by ander, en dit alles het ook bygedra tot die onderbreking van die normale werking van die masjiene.
Streng gesproke is dit miskien die enigste probleem waarvan die 'outeurskap' nie vasgestel kan word nie. Die feit dat Ch. Crump se verskaffers sulke materiaal gekies het, kon op geen manier 'n negatiewe reaksie van enigiemand veroorsaak nie - hier was hulle heeltemal in hul eie reg. Dit was duidelik buite menslike vermoëns om die katastrofiese toestand van die Varyag -kragsentrale aan te neem, die oorsake daarvan te voorsien en die nodige materiaal aan Port Arthur te voorsien, en dit was amper nie moontlik om die nodige bronsgraad "net in geval" daar te voorsien nie, gegewe die groot hoeveelheid materiaal vir die eskader, waarvan die behoefte beslis bekend was, maar die behoeftes nie bevredig kon word nie. Blameer die meganiese ingenieurs wat die Varyag -masjiene herstel het? Dit is onwaarskynlik dat hulle die nodige dokumentasie het wat hulle in staat sou stel om die gevolge van hul herstelwerk te voorsien, en wat sou hulle kon verander, selfs al weet hulle daarvan? Hulle het steeds geen ander opsies gehad nie.
As 'n opsomming van ons ontleding van die kragsentrale van die vaartuig "Varyag", moet ons verklaar dat die tekortkominge en ontwerpfoute van stoommasjiene en ketels mekaar "pragtig" aangevul het. 'N Mens kry die indruk dat die ketels en stoommasjiene van Nikloss 'n sabotasie -ooreenkoms aangegaan het teen die kruiser waarop dit geïnstalleer is. Die gevaar van ketelongelukke het die bemanning genoodsaak om 'n verlaagde stoomdruk te bepaal (nie meer as 14 atmosfeer nie), maar dit het toestande geskep waaronder die stoommasjiene van die Varyag vinnig onbruikbaar moes word en die skeepswerktuigkundiges niks daaraan kon doen nie. Ons sal egter later die gevolge van die ontwerpbesluite van die Varyag -masjiene en ketels in meer besonderhede oorweeg wanneer ons die resultate van hul werking ontleed. Dan gee ons die finale beoordeling van die kruiser se kragsentrale.
