Достаточно интересно сравнивать параметры разных морских кораблей, вопрос лишь в том, насколько достоверны эти параметры. К примеру, есть такой параметр: водоизмещение. А. вот какое оно? Даже у военных кораблей оно может существенно различаться: водоизмещение порожнем, 10% запасов, полное водоизмещение. С длиной тоже не совсем понятно: какая длина указана (наибольшая. Между перпендикулярами и.т.д. И, все же общие тенденции можно выделить даже используя неточные цифры. Ну, к примеру: Легкий крейсер «Ворошилов» имел водоизмещение…
Стоп! А, кто сказал, что он «легкий»? «Вашингтонцы» считают, что он «тяжелый». Кто такие «вашингтонцы»? А, это есть такая категория историков, что молится на западные стандарты, которая считает, что Вашингтонское соглашение по крейсерам относится и к нам.
Все дело в том, что пять держав 6 февраля 1922 года по результатам Вашингтонской конференции, проводившейся в ноябре 1921 — феврале 1922 года подписали итоговый документ, который именовался: «Treaty Between the United States of America, the British Empire, France, Italy, and Japan, Signed at Washington, February 6, 1922». Документ сей действовал до 1936 года, т.е. до даты выхода Японии из этого соглашения. Исходя из той классификации, наши крейсера – тяжелые. Наивный вопрос: а, мы здесь при чем? Нас туда даже не пригласили. К открытию конференции в Вашингтон прибыла делегация Дальневосточной республики, требуя участия в обсуждении дальневосточных вопросов. Получив отказ, делегация опубликовала в открытой печати секретные документы, касающиеся интервенции капиталистических стран на Советском Дальнем Востоке. Эти публикации наделали много шума, но по сути ничего не изменили, американцы не сочли нужным договариваться более ни с кем. Так, что мы здесь не при чем. А, потому, раз у нас принято считать крейсера легкими, то пусть так и будет, ибо по водоизмещению они были близки к легкому крейсеру «Красный Кавказ», и чуть тяжелее, крейсера «Черсона Украина» и «Красный Крым» («Светлана»-II), с коими (ради интереса) мы и попробуем сравнить.
Итак, водоизмещение «Ворошилова» (об истории постройки которого мы уже немного рассказывали) составило 7990 порожнем и 9550 (полное). «Красный Кавказ» имел водоизмещение на 500 тонн меньше (порожнем 7550, полное 9050 тонн). Не сильно большая разница, менее 10%. «Красный Крым» и «Червона Украина» были легче на 10-12%. При этом, «Красный Кавказ» нес 4 шт. 180-мм орудия (вес залпа главного калибра почти 400 кг, а с учетом 100-мм орудий 600 кг), «Червона Украина» и «Красный Крым» имели вес залпа ГК 540 кг (15х36кг), а, с учетом 100-мм орудий 700 кг. Крейсер «Ворошилов» имел 9 орудий с весом бортового залпа 850 кг, плюс 150 кг за счет 100-мм орудий Б-34. Прирост солидный. Да, они размещены в башнях по три орудия, без индивидуальной наводки каждого орудия, но… (к этой теме мы еще вернемся).
Смотрим главные размерения. «Ворошилов» длиннее: 191 метр (против 163 у Червоной Украины), ширина 17,8 против 15,7, осадка у «Ворошилова» 7,2 метров против 5,5 и 6,4 метров у старых «черноморцев». Если произвести пересчет, то, выяснится, что несмотря на большее водоизмещение, «итальянец» по сравнению с «черноморцами» очень «худой». Коэффициенты полноты у него меньше, а обводы изящнее. Что это дает бедному крестьянину?
Скорость «Кавказа» 26 узлов, при этом, пишут, что мощность его машин 55 тыс. «лошадей». «Червона Украина» имела 29 узлов, но мощность ее указана меньше (50 лошадей), хотя турбины абсолютно те же, причем, у «Кавказа» еще и недобор по пару, у него котлов меньше. Ситуация с энергетикой та же, что и с остальными параметрами: цифры «скачут». «Новаторы» сняли пломбы с турбин, заставили работать их в форсированном режиме (за счет ресурса) появляются «новые» параметры старой турбины. Но, это не принципиально. Четыре турбины «черноморцев» с их многочисленными котлами «Ярроу» выдавали вдвое меньше, чем две паротурбинных установки «Ворошилова» которые работали от 6 высоконапорных котлов. При этом, вес энергетической установки «Ворошилова» оказался меньше. Почему?
А, это уже совсем другие котлы, другие турбины, работающие на других параметрах (по турбинам и котлам мы поговорим отдельно). Казалось бы, мощность возросла в 2 раза (до 122,5 тысяч лошадей), а скорость возросла всего на 7 узлов. В реальности, соотношение мощность/скорость для одного и того же корпуса это не прямая пропорциональность. Мощность для этого диапазона скоростей растет в кубе. Чтобы увеличить скорость вдвое, мощность должна возрасти в 8 раз. Простой пересчет показывает, что если «Червоной Украине» можно было бы поставить турбины в 122 тыс. л.с., то ее скорость возросла бы (теоретически) до 36 узлов (но это не точно).
Но это для одного и того же корпуса. У нас корпуса разные, «Ворошилов» больше (минимум на 10%). Грубо говоря, это и есть наш «выигрыш» за счет формы корпуса (в реальности он чуть больше, но пока не хочется влезать в дебри). В упрощенном виде (если рассматривать сопротивление воды движению судна на тихой воде), то сопротивление зависит от скорости судна, формы, размеров и состояния наружной поверхности корпуса, от количества, формы и расположения на ней выступающих деталей и вырезов. В идеале нужно еще рассматривать ряд факторов (продолжительности плавания судна после постройки и докования, наличия волнения моря, ограниченности фарватера и др.), но это уже тонкости.
При расчете сопротивления воды движению судна, традиционно выделяют две составляющие:
- сопротивление трения (где почти все зависит от площади смачиваемой поверхности и ее состояния «шероховатости») Для того чтобы определить смоченную поверхность судна Ω, используют теоретический чертеж. Можно воспользоваться приближенными формулами, но, в общем случае, если мы сравним «Ворошилова» и «Червону Украину», то у «Ворошилова» эта составляющая сопротивления будет больше, с другой стороны, клепаный корпус не сделаешь гладким (как сварной). Есть и другие составляющие.
-Сопротивление давления, которое может состоять из сопротивления формы и волнового сопротивления. А, вот здесь-то есть возможность «поиграть» с помощью обводов.
Водоизмещающий корабль при движении генерирует свою систему волн. На это тоже тратится энергия. Изменив форму ватерлинии (если она есть), можно снизить волновое сопротивление, т.е. расход энергии, затрачиваемый на собственное волнообразование. У подводной лодки в подводном положении ватерлинии нет, а, следовательно, нет и этой составляющей.
Сопротивление формы является результирующей всех давлений, воздействующих на корпус корабля при его движении. Меняя форму подводной части, можно снизить сопротивление. Чем «худее» корпус, тем (как правило) меньше эта составляющая. Как правило, чем меньше поперечное сечение корпуса и плавнее обводы, тем меньше эта составляющая (но не всегда). Можно убрать большую часть этой составляющей, создав корабль с динамическим поддержанием (на там расход энергии пойдет на другие «нужды», в виде самого динамического поддержания).
Несмотря на кажущуюся ничтожность, аэродинамическое сопротивление тоже оказывает влияние, его тоже нужно учитывать (но это отдельная история). Таким образом, полное сопротивление движению судна суммируется из следующих составляющих:
R=Rтрения+Rформы+ Rволнового+Rвыступающих частей+Rвоздуха+Rвнешних волн
Определение всех составляющих сопротивления воды движению судна теоретическим путем представляет большие трудности, главным образом из-за сложности обводов корпуса. Поэтому широко используется экспериментальная оценка сопротивления по результатам испытаний моделей судов. Собственно для этого и созданы опытовые бассейны.
Корабли очень редко ходят в условиях полного штиля, а потому, есть волновые бассейны, где моделируются разные виды волнения. Суда ледового класса обкатывают в ледовом бассейне…
В мемуарах есть достаточно много информации о том, как модель нашего крейсера испытывалась в опытовом бассейне в Риме. Подробно описывается, что итальянская модель была не из парафина, как у англичан, а, самая настоящая деревянная. И крейсер наш имеет главные размерения не совпадающие ни с одним из итальянских крейсеров.
В принципе, если взять итальянский прототип, он, действительно, окажется чуть меньше крейсера 26-го проекта, но пересчет показывает, что он пропорционально меньше. Модель в опытовом бассейне испытывалась та же самая. Итальянцы сэкономили, и просто пересчитали модель в масштабе.
В истории проектирования и постройки наших крейсеров 26-го проекта достаточно много «загадок». Например, откуда взялись наши турбины (но это отдельная история).
