Материалы по истории эскадренного миноносца проекта 45 «Опытный» уже помещались на страницах нашего сборника. Тем не менее, редакция сочла возможным познакомить своих читателей с рядом документов
на эту тему из фондов Государственного архива Российский Федерации (ГАФР).
Приведенные в них сведения, связанные с постройкой этого корабля
и дополняющие прежние публикации, позволяют в определенной степени понять причины, по которым его строительство, ввиду заложенных
в проект новых для того времени инженерных решений, прежде всего связанных с установкой паровых котлов профессора Л. К. Рамзина,
так и не удалось довести до логического завершения.
Надо сказать, что подобное фиаско потерпели и за рубежом, где также не сумели создать работоспособные прямоточные котлы для эксплуатации
в корабельных условиях.
Причем если сделать краткий экскурс в историю, то решение
об использовании таких котлов на боевых кораблях возникло
не внезапно. Эта идея вызрела в связи с возникшим в 1930-е годы техническим кризисом военного судостроения, суть которого заключалась в том, что достигнуть явного превосходства над кораблями возможных противников при схожих размерениях стало крайне сложно.
Наиболее часто преимущество в одних элементах достигалось за счет ухудшения других. Яркий пример — концепция линейного крейсера,
при реализации которой ради скорости пожертвовали защищенностью. Все подобные попытки оказались ущербными — корабль должен быть сбалансирован по своим тактико-техническим элементам (ТТЭ).
Выход виделся только в прорывных технологиях, которые позволяли, сохранив требуемое качество, существенно снизить массу и объемы одних элементов, чтобы нарастить другие. Очевидно, что усилить хотели, прежде всего, вооружение, и сделать это можно было, в основном, за счет снижения таких статей нагрузки, как корпус и главная энергетическая установка. Именно в этом направлении и сосредоточили свои изыскания кораблестроители ведущих морских держав.
Генеральная линия в реализации задачи облегчения корпуса выявилась сравнительно быстро: сварка и применение легких сплавов при формировании надстроек. А вот с главной энергетической установкой, которая обеспечивала два важнейших элемента — скорость хода
и дальность плавания, все оказалось гораздо сложнее.
Особенно это касалось эскадренных миноносцев. Прежде всего потому, что им требовалась одновременно и высокая скорость (порядка 40 уз) для выхода в торпедную атаку, и большая дальность плавания (порядка 5500 миль), соизмеримая с таковой у линкоров.
Ни установка дизелей, ни применение комбинированный силовой установки эту задачу не решали.
Оставался один путь — совершенствование котлотурбинной установки.
И если в развитии турбин никаких прорывных технологий в 1930-е годы не наблюдалось: шел эволюционный процесс их совершенствования,
то в отношении паровых котлов имелись некоторые идеи…
Еще в первые десятилетия XX века немецкий инженер М. Бенсон сконструировал прямоточный котел. К его идее изобретатель пришел
в процессе поиска способов снижения массы и габаритов паровых котлов, быстро возраставших по мере увеличения давления пара, в основном из-за увеличения толщины коллекторов — наиболее массивных деталей водотрубного котла. Он решил вовсе отказаться от них.
В отличие от котла с естественной циркуляцией, в котором каждый килограмм воды, прежде чем превратиться в пар, должен сделать несколько ходов по испарительному контуру, в прямоточном вода испаряется в течение одного прохода.
В своем котле М. Бенсон не ограничился применением прямоточного принципа, он иначе решал процесс парообразования, осуществляя его при давлении в котле выше критического (224,2 кгс/см2 ). Примерно
с таким давлением вода поступала в котел и нагревалась в змеевиках
до температуры 374° С, при которой такие показатели воды и пара, как температура, теплосодержание и объем, становятся равными.
В результате вода, минуя режим вскипания, сразу превращается в пар. Таким образом, резко возрастала экономичность при снижении массы
и габаритов.
Именно за счет установки на корабль, соизмеримый по размерам
с эсминцем проекта 7, отечественных прямоточных котлов профессора
Л. К. Рамзина и хотели получить выигрыш в виде увеличения на 50% количества стволов главного калибра. При этом советские конструкторы знали, что морские испытания котла такого типа выявили две проблемы.
Первая заключалась в том, что для котлов с высокими параметрами пара требуется исключительно чистая вода, приготовление которой
в корабельных условиях оказалось делом чрезвычайно сложным.
Но тогда это казалось делом второстепенным.
Вторая же проблема была связана с управлением котлоагрегатом.
С учетом того, что в прямоточном котле водяной объем, а значит
и аккумулирующая способность, очень малы, при изменении режима работы требуется мгновенное изменение количества поступающих
в котел питательной воды, сжигаемого топлива и воздуха для горения,
с восстановлением равновесия между ними.
В противном случае возникает дисбаланс, нарушается принцип прямоточности, и котел начнет генерировать влажный или слишком перегретый пар, а в худшем случае вообще выйдет из строя. Поддержание указанного соотношения возможно лишь с помощью автоматики, появление которой, собственно, и дало жизнь прямоточным котлам. Подобную систему Советский Союз закупил в Германии, и тут выявилось то, о чем немцы не предупредили.
Дело в том, что она успешно справлялась со своей задачей в береговых энергетических установках с прямоточными котлами, работающими
в режиме постоянной нагрузки, но в условиях корабля, когда нагрузка часто изменяется в широком диапазоне, система автоматического регулирования давала сбои. В конечном итоге это и поставило крест
и на котлотурбинной установке корабля проекта 45 в целом,
и на корабельных прямоточных котлах в частности. Причем не только
в СССР.
Автоматику, способную надежно регулировать процесс парообразования в котле М. Бенсона, не смогли создать и в Германии. Поэтому немцам пришлось отказаться от принципа прямоточности, установив вертикальный сепаратор, представлявший собой тот же пароводяной коллектор, куда и переместилась точка окончания испарения воды.
В итоге через котел пришлось прокачивать больше воды, чем отбиралось пара, соответственно, кратность циркуляции воды стала больше единицы — непременного условия для прямоточного котла. При этом, естественно, существенно ухудшились его массогабаритные показатели. Так получился квазипрямоточный котел, который стали устанавливать на германские корабли. В целом идея оказалась не очень удачной, котлотурбинные установки с этими котлами оказались малонадежными. Иным путем пошли французы и американцы.
Они создали так называемые высоконапорные котлы. В корабельных котлах рассматриваемой поры скорость дымовых газов не превышала
15–20 м/с, но увеличить ее можно было только теснее расположив трубки, с целью уменьшить «живое сечение» на пути газов из топки в дымоход. Однако при этом пришлось бы существенно увеличить напор воздуха, создаваемый котельным вентилятором, в результате чего его мощность,
а следовательно, и расход пара на привод возрастают. А ведь даже при указанной умеренной скорости дымовых газов расход пара
на турбовентилятор достигал 4–5 % от паропроизводительности котла.
А вот в американском котле типа «Велокс» скорость дымовых газов довели до 200–300 м/с. Но не с помощью турбовентилятора, а за счет использования компрессора, вращаемого газовой турбиной, работающей на энергии уходящих из котла газов, что позволило резко поднять давление воздуха, подаваемого в топку. Отсюда и название, данное котлу, — высоконапорный. Высокая интенсификация процесса сжигания топлива позволяла получить котлоагрегат, по компактности и удельной массе значительно меньший обычных паровых котлов.
Что это дало на практике, хорошо видно на примере французского эсминца «Le Hardi», головного в серии, который вступил в строй в конце 1939 года и по своим ТТЭ очень близко подходил к проекту 45.
Эти корабли, при стандартном водоизмещении 1772 т, легко развивали запроектированные 37 уз и имели дальность плавания 6000 миль
15-узловым ходом. Их главный калибр состоял из трех 130-мм двухорудийных башен. Эсминцы имели один трех- и два двухтрубных
533-мм торпедных аппарата. Но здесь возникает один интересный вопрос: как французы смогли в корпус, меньший чем у советской «семерки», втиснуть три двухорудийные башни? Фактически это вооружение соответствовало лидеру «Ташкент» или уже строившимся в то время кораблям такого класса типа «Киев». Но у последних стандартное водоизмещение достигало 2350 т при длине на 25 м большей, чем
у эсминца.
Чудес на свете не бывает, и все дело здесь в главной энергетической установке, а точнее — в высоконапорных паровых котлах типа «Sural». Французы оказались первыми, кто обратил на них внимание, и к началу Второй мировой войны их устанавливали на линкорах, а также новейших эскадренных миноносцах. Они вырабатывали пар давлением 27 кгс/см2 при температуре 350° и имели заметно меньшие габариты по сравнению
с обычными водотрубными котлами с естественной циркуляцией такой же производительности.
Отчасти это объясняется и конфигурацией котла — вместо привычного треугольника в сечении, все три коллектора находились один над другим. Все это позволило уменьшить объем котельных отделений почти на треть. Другое дело, как можно было распорядиться этим освободившимся дополнительным объемом — французы решили усилить артиллерию главного калибра.
Первые два из публикуемых документов подписаны, соответственно, народным комиссаром Госконтроля СССР Л. З. Мехлисом и народным комиссаром ВМФ СССР адмиралом Н. Г. Кузнецовым.
Указанные материалы дополнены приложением, из трех документов, хранящихся в фондах ГАРФ и РГАВМФ. Кроме того, для иллюстрации публикации и в примечаниях использованы материалы из фондов филиала ЦА МО РФ (Архив ВМФ) в г. Гатчина.
Доклад народного комиссара Государственного контроля Союза ССР
Л. З. Мехлиса секретарю Центрального комитета ВКП(б) товарищу
И. В. Сталину и председателю Совета народных комиссаров СССР товарищу В. М. Молотову о ходе постройки экспериментального эскадренного миноносца № 500 на заводе № 190
№ 1308 сс. от 5 марта 1941 г
В дополнение к докладу Наркомата Госконтроля от 1 марта с.г.
«О строительстве и сдаче военно-морскому флоту боевых кораблей» сообщаю о результатах проверки постройки экспериментального эскадренного миноносца № 500 на Ленинградском заводе № 1902 НКСП. Проверкой установлено, что эсминец № 500, заложенный 26 апреля 1935 года и спущенный на воду 8 декабря 1935 года, до настоящего времени постройкой не закончен.
Совет Труда и Обороны постановлением от 29 декабря 1934 г. № К-203сс утвердил следующие тактико-технические требования для эсминца:
Вооружение Водоизмещение
6 — 130-мм орудий Стандартное — 1437 тонн
в трех парных башнях Нормальное, с 6-часовым запасом
5 — 45-мм автоматов топлива — 1572 тонны
2 — 21-дюймовых четырехтрубных Полное, с 12-часовым запасом торпедных аппарата топлива — 1707 тонн
Скорость хода при нормальном водоизмещении — 42 узла
Мощность главных механизмов — 70.000 л.с.
Район плавания: полным ходом — 250 миль; экономическим (21 узл.) ходом при полном запасе топлива — 3200 миль.
Этим же постановлением Совет Труда и Обороны указал «считать постройку экспериментального эсминца особо важной» и предложил Наркомтяжпрому испытания корабля начать в III квартале 1936 г.
Постройка опытного эсминца должна решить следующие задачи военного судостроения:
1. Увеличение вооружения кораблей за счет снижения веса механизмов при установке прямоточных котлов с высокими параметрами пара (давление 70 — 75 атм., перегрев пара 450 °Ц).
Автоматическое управление машинно-котельной установкой. Применение электросварки при постройке корпусов кораблей.
Несмотря на то, что корабль строится уже 6 лет, ни одна из поставленных задач до сих пор Наркомсудпромом не решена. Больше того, применение на кораблях новейшей техники по существу дискредитировано.
Вопреки утвержденному тактико-техническому заданию, на эсминце
№ 500 установлены три открытых орудия (Б-13), вместо 6 — 130-мм орудий в трех парных башнях. Корабль № 500 имеет на одну пушку меньше, чем эсминцы серийного производства.
От установки башенной артиллерии, как это предусмотрено заданием, строители отказались по причине недостаточной остойчивости миноносца № 500. Между тем, основания для установки башен на корабле сделаны, и вес заложенного металла составляет около 40 тонн, являющихся мертвым грузом для миноносца.
Центральный Научно-Исследовательский Институт № 45 НКСП в 1939 году произвел расчет общей продольной прочности корабля и установил, что:
«Общая прочность корабля по проекту № 45, в соответствии
с действующими в настоящее время нормами прочности, не обеспечена в надлежащей степени, ввиду превышения заданных напряжений
в палубе против норм на 10%.
Такой вывод в данном случае оправдывается также тем, что качество корпусных работ на построенном по этому проекту корабле, характеризуемое наличием большого количества вмятин, бухтин
и коробления, не способствует сохранению устойчивости основных связей корпуса.
Имея в виду экспериментальный характер корабля, а также то, что
по данному проекту построен только один корабль, ЦНИИ-45 считает возможным не настаивать на подкреплении корпуса, при условии плавания его в пределах Балтийского моря».
Несмотря на эти серьезные недостатки корпуса корабля, Наркомат судостроительной промышленности не принял необходимых мер
к укреплению его прочности...
Продолжение читайте позднее на нашем канале или в журнале "Гангут №100" (2017 г.)
Перед Вами фрагмент статьи из сборника "Гангут №100"/2017
Ещё больше интересной информации и сами книги у нас в группе https://vk.com/ipkgangut
Друзья, если статья вам понравилась - поддержите нас лайком и/или репостом, напишите комментарий. Наш канал - молодой, нам очень важно ваше мнение и поддержка!
