Энергетическая установка

Энергетическая установка

История создания в Германии специальных «быстроходных» моторов для боевых кораблей восходит примерно к середине 1926 года, когда ведущий производитель дизелей — фирма MAN (Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg) приступила к проектированию облегченного двухтактного дизель-мотора двойного действия. Двигатель еще не вышел из стадии опытов, когда фирма получила заказ на моторную установку экономического хода для крейсера «Лейпциг», мощность которой должна была значительно превышать параметры маломощных дизелей легких крейсеров типа «К». Результат не заставил себя ждать — многочисленные мелкие поломки преследовали «Лейпциг» до марта 1935 года, когда завершилась почти полная переборка моторов. Но эти печальные события имели место много позже октября 1928 года, когда последовал заказ на разработку машинной установки для "броненосца А", где дизели являлись главными и единственными механизмами, приводящими корабль в движение. Теперь фирма не имела права на ошибку. Инженеры, опираясь на накопленный опыт, на всякий случай понизили число оборотов двигателя, что уменьшило проблемы при смене хода с экономического на полный и обратно. Несмотря на принятые меры, те или иные затруднения с дизелями имели место на всех трех кораблях, в особенности на головном «Дойчланде», служившем своего рода полигоном для доработки. Проблемы были связаны преимущественно с крейцкопфами и штоками поршней. Только после того, как удалось понять причины аварий и поломок, инженеры фирмы и корабельные механики смогли полностью овладеть ситуацией и обеспечить стабильную работу энергетики.

Между тем причины первоначальных проблем с дизелями заключались не только в отсутствии опыта в создании мощных моторов, но также в требованиях флота иметь как можно большую удельную мощность. В результате установки создавались слишком легкими для своей мощности, что приводило к повышенной вибрации и поломке отдельных частей. Один из немецких историков справедливо указывает, что вместо использования балласта было бы предпочтительнее выделить больше пространства и веса для энергетической установки, которая ввиду своего низкого расположения прекрасно сыграла бы ту же роль, что и чугунные болванки. Одновременно моторы стали бы более надежными, да и изготовление их оказалось бы менее трудоемким и дорогостоящим. Возможно, в этом случае не пришлось бы заниматься заменой поршней и даже довольно существенным переоборудованием моторных отсеков с дополнительными подкреплениями станин дизелей и участков платформы в зоне ЭУ. Работы такого рода проводились на «Дойчланде» с конца 1937 до середины 1939 года.

В итоге все усилия дали удовлетворительные результаты, и к началу войны энергетика "карманных линкоров" работала хорошо, ярким доказательством чему может служить первый рейд "Адмирала Шеера", который практически без остановок за 161 день прошел 46 419 миль без каких-либо неприятностей с моторами.

Последний корабль серии, "Адмирал граф Шпее", едва не лишился дизельной установки. Отмеченные выше неудачи на «Лейпциге» привели к обсуждению проблемы в техническом отделе министерства, итогом которого стал доклад, попавший 13 августа 1932 года на стол к командующему флотом адмиралу Редеру. В нем, в частности, указывалось, что дефекты дизелей будут рано или поздно устранены, но необходимое на это время нельзя точно предсказать. Предлагалось оставить моторную установку только в качестве крейсерской и оборудовать корабль паровыми котлами и турбинами. Адмирал стоял перед трудным выбором, но в конце концов восторжествовало требование единства энергетики на всех единицах серии. Главным фактором здесь стала неприемлемость сокращения дальности плавания как минимум наполовину, поскольку "карманные линкоры" по-прежнему рассматривались в качестве единственного козыря Германии в борьбе с британским торговым судоходством.

Все три корабля имели одинаковые дизели — по 8 главных, М-9Zu42/58, 9-цилиндровых максимальной мощностью по 7100 л.с. при 450 об/мин (максимальная продолжительная мощность 6655 л.с.) и 4 вспомогательных 5-цилиндровых, модели М-5Z42/58 (максимальная мощность 1450 л.с. при 425 об/мин). Вес в расчете на лошадиную силу составлял 11,5 кг — весьма неплохой результат для дизельной установки, традиционно считавшейся довольно тяжелой.

В корпусе корабля ЭУ занимала 6 отсеков, с VI по XI. Общая длина машинных отделений составляла 61,5 м, то есть свыше трети длины судна. 8 моторов группировались в 4 отсеках попарно причем двигатели, находившиеся в двух ближайших к носу отсеках, вращали правый вал, а в ближайших к корме — левый, всего по 4 мотора на вал. Соединялись они при помощи зубчатых передач фирмы «Вулкан» и муфт, размещавшихся в отсеках VII и IX соответственно у левого и правого бортов (остальную часть этих отсеков по ширине корабля занимали погреба боезапаса 150-мм орудий).

При сохранении общей длины ЭУ размер отсеков с трансмиссией на головном корабле и двух остальных отличался. Если на «Дойчланде» зубчатые передачи располагались вместе с муфтами в отсеках VII и IX, то на «Шеере» и «Шпее» они переместились в моторные отсеки, в результате чего длина последних увеличилась, а длина отделений трансмиссий соответственно уменьшилась.

Вспомогательные дизели устанавливались по одному в тех же моторных отсеках, что и главные. Кроме того, в каждом моторном отсеке имелось по 2 дизель-генератора мощностью по 270 кВт. В двух из 4 отделений находились еще и главные пожарные насосы. Для вспомогательных нужд (обслуживание корабля на стоянке) использовались два паровых котла, для которых места под броневой палубой уже не нашлось. Их разместили на средней палубе над главной ЭУ, хотя пар требовался не только для кухонь и прачечных, но и в бою — скажем, для тушения пожаров. Отдельные моторы приводили в действие рулевой привод.

Общий вес механической установки неуклонно возрастал от «Дойчланда» к «Шееру» и к «Шпее», хотя мощность главной ЭУ не менялась. На головном корабле он составил 1316 т и 559 т по главным и вспомогательным механизмам соответственно; на второй единице — 1413 и 663 т, а на последней — 1483 и 762 т. Если рост веса вспомогательных машин можно оправдать увеличением мощности электрогенераторов (на «Шеере» суммарно до 2800 кВт и на «Шпее» до 3360 кВт), то незапланированное увеличение аналогичного показателя для главных моторов обусловлено "латанием дыр", образовавшихся в результате чрезмерного их облегчения, и плохой весовой дисциплиной при проектировании.

Главным достоинством дизельной установки являлась огромная дальность плавания, достигавшая при полном запасе топлива 20 000 миль, причем при значительной крейсерской скорости. Испытания «Шпее» показали, что он способен пройти 16 300 миль при средней скорости 18,6 узла. Даже при максимальном ходе без форсировки (26 узлов) дальность составляла 7900 миль — больше, чем у многих линкоров конца 1930-х годов при экономическом ходе! Еще одно важное достоинство этих установок — возможность быстрого набора скорости. Для этого требовались считанные минуты, тогда как традиционные турбинные механизмы могли дать полную мощность только при разведении полных паров в котлах, что могло потребовать и полчаса, и час — в зависимости от режима. Поэтому "карманный линкор" мог, во всяком случае в теории, быстро набрать свои 27–28 узлов и скрыться (или наоборот, сблизиться) до того, как противник сумеет развить полный ход.

Однако нельзя забывать и об отрицательных сторонах "военных теплоходов". Их высокооборотные двигатели производили неимоверный шум, настолько сильный, что при полном ходе у механиков неоднократно текла кровь из ушей, а офицерам в кают-компании приходилось общаться между собой при помощи записок — слов соседа невозможно было разобрать в чудовищном гуле. Но если шум можно отнести к «бытовым» недостаткам, то значительная вибрация, обусловленная, в частности, облегченными станинами и креплением моторов, отрицательно сказывалась на боевых качествах — от тряски выходили из строя точные устройства систем управления огнем и связи. Хотя в ходе эксплуатации большинство «неудобств» удалось в той или иной степени устранить или ослабить, точная стрельба на полном ходу оставалась сложной задачей.