Dalam artikel terakhir, kami meneliti masalah yang berkaitan dengan pemasangan dandang Nikloss di Varyag - sebahagian besar pertempuran Internet di sekitar loji janakuasa kapal penjelajah dikhaskan untuk unit-unit ini. Tetapi adalah pelik bahawa, dengan meletakkan kepentingan yang sangat besar pada dandang, sebahagian besar mereka yang berminat dalam topik ini benar-benar mengabaikan enjin wap kapal penjelajah. Sementara itu, sebilangan besar masalah yang dikenal pasti semasa operasi "Varyag" dikaitkan dengan mereka. Tetapi untuk memahami semua ini, pertama sekali perlu menyegarkan ingatan reka bentuk mesin wap kapal pada akhir abad yang lalu.
Sebenarnya, prinsip operasi mesin wap cukup mudah. Terdapat silinder (biasanya terletak secara menegak pada mesin kapal), di dalamnya terdapat piston yang mampu bergerak naik dan turun. Katakan omboh berada di bahagian atas silinder - kemudian stim dibekalkan di bawah tekanan ke lubang di antaranya dan penutup atas silinder. Wap mengembang, menolak omboh ke bawah dan sehingga mencapai titik bawah. Selepas itu, proses diulang "betul-betul sebaliknya" - lubang atas ditutup, dan wap kini dibekalkan ke lubang bawah. Pada masa yang sama, saluran keluar wap terbuka di sisi silinder yang lain, dan semasa stim mendorong omboh dari bawah ke atas, wap yang dihabiskan di bahagian atas silinder dipindahkan ke saluran keluar stim (pergerakan wap ekzos dalam rajah ditunjukkan oleh anak panah biru bertitik).
Oleh itu, mesin stim memberikan pergerakan omboh yang berulang, tetapi untuk mengubahnya menjadi putaran poros skru, digunakan alat khas yang disebut mekanisme engkol, di mana poros engkol memainkan peranan penting.
Jelas sekali, untuk memastikan pengoperasian mesin stim, galas sangat diperlukan, yang mana kedua-dua operasi mekanisme engkol (penghantaran gerakan dari omboh ke poros engkol) dan pengancing poros engkol berputar dilakukan.
Perlu juga dikatakan bahawa pada saat Varyag dirancang dan dibina, seluruh dunia dalam pembinaan kapal perang telah lama beralih ke mesin stim pengembangan tiga kali ganda. Idea mesin seperti itu timbul kerana wap yang dihabiskan di dalam silinder (seperti yang ditunjukkan dalam rajah atas) sama sekali tidak kehilangan tenaganya dan dapat digunakan kembali. Oleh itu, mereka melakukannya - pertama wap segar memasuki silinder tekanan tinggi (HPC), tetapi setelah menyelesaikan kerjanya, ia tidak "dilemparkan" kembali ke dalam dandang, tetapi memasuki silinder seterusnya (tekanan sederhana, atau HPC) dan sekali lagi menolak omboh di dalamnya. Sudah tentu, tekanan wap yang memasuki silinder kedua menurun, sebab itulah silinder itu sendiri harus dibuat dengan diameter lebih besar daripada HPC. Tetapi itu bukan semua - wap yang telah bekerja di silinder kedua (LPC) memasuki silinder ketiga, yang disebut silinder bertekanan rendah (LPC), dan meneruskan kerjanya yang sudah ada di dalamnya.
Tidak perlu dikatakan bahawa silinder bertekanan rendah harus mempunyai diameter maksimum jika dibandingkan dengan silinder selebihnya. Pereka membuatnya lebih mudah: LPC ternyata terlalu besar, jadi bukannya satu LPC, mereka menjadikannya dua dan mesin menjadi empat silinder. Pada waktu yang sama, wap tetap dibekalkan secara bersamaan ke kedua silinder bertekanan rendah, yaitu, walaupun terdapat empat silinder "pengembangan", tiga tetap.
Huraian ringkas ini cukup untuk memahami apa yang salah dengan enjin wap kapal penjelajah Varyag. Dan "salah" dengan mereka, sayangnya, begitu banyak yang membuat penulis artikel ini sukar mengetahui dengan tepat di mana hendak bermula. Di bawah ini kami menerangkan kesilapan utama yang dibuat dalam reka bentuk mesin wap kapal penjelajah, dan kami akan cuba mencari tahu siapa, bagaimanapun, siapa yang harus dipersalahkan untuk mereka.
Jadi masalah # 1 adalah bahawa reka bentuk mesin stim jelas tidak bertolak ansur dengan tegangan lenturan. Dengan kata lain, prestasi yang baik hanya dapat dijangkakan ketika enjin wap benar-benar rata. Sekiranya pangkalan ini tiba-tiba mula membengkok, maka ini akan menimbulkan beban tambahan pada poros engkol, yang bergerak di sepanjang hampir keseluruhan mesin wap - ia mula membengkok, galas yang menahannya cepat merosot, permainan muncul dan poros engkol tergeser, sebab itulah galas engkol sudah menderita - mekanisme batang penghubung dan juga omboh silinder. Untuk mengelakkan ini berlaku, mesin stim mesti dipasang pada asas yang kukuh, tetapi ini tidak dilakukan di Varyag. Enjin wapnya hanya mempunyai landasan yang sangat ringan dan sebenarnya terpasang langsung ke lambung kapal. Dan badan, seperti yang anda ketahui, "bernafas" pada gelombang laut, iaitu, ia membengkok semasa bergolek - dan selekoh berterusan ini menyebabkan kelengkungan poros engkol dan "melonggarkan" galas mesin wap.
Siapa yang harus dipersalahkan atas kekurangan reka bentuk Varyag ini? Tanpa keraguan, tanggungjawab untuk kekurangan kapal ini harus diserahkan kepada jurutera firma C. Crump, tetapi … ada nuansa tertentu di sini.
Faktanya ialah reka bentuk mesin wap seperti itu (ketika mesin tanpa landasan yang kaku dipasang di lambung kapal) diterima umum - baik Askold maupun Bogatyr tidak mempunyai asas yang kaku, tetapi mesin wap berfungsi dengan sempurna. Kenapa?
Jelas, ubah bentuk poros engkol akan menjadi lebih ketara, semakin besar panjangnya, iaitu semakin lama panjang enjin stim itu sendiri. The Varyag mempunyai dua mesin stim, sementara Askold memiliki tiga. Dengan reka bentuk, yang terakhir juga enjin stim tiga silinder pengembangan empat silinder, tetapi kerana kuasa mereka jauh lebih rendah, panjangnya jauh lebih pendek. Oleh kerana kesan ini, pesongan badan pada mesin Askold ternyata jauh lebih lemah - ya, tetapi, katakanlah, "masuk akal" dan tidak menyebabkan ubah bentuk yang akan mematikan mesin wap.
Memang, pada asalnya diandaikan bahawa kekuatan total mesin Varyag seharusnya 18,000 hp, masing-masing, kekuatan satu mesin adalah 9,000 hp. Tetapi kemudian Ch. Crump membuat kesukaran yang sangat sukar untuk dijelaskan, iaitu, dia meningkatkan kuasa mesin stim menjadi 20,000 hp. Sumber biasanya menjelaskannya dengan fakta bahawa Ch. Crump memilihnya kerana keengganan MTK untuk menggunakan ledakan paksa semasa ujian kapal penjelajah. Adalah logik jika Ch. Crump, bersamaan dengan peningkatan kekuatan mesin, juga meningkatkan produktiviti dandang dalam projek Varyag kepada 20,000 hp yang sama, tetapi tidak ada yang terjadi. Satu-satunya alasan untuk tindakan seperti itu adalah harapan bahawa dandang kapal penjelajah akan melebihi kemampuan yang ditentukan oleh projek, tetapi bagaimana ini dapat dilakukan tanpa terpaksa memaksanya?
Di sini sudah ada satu daripada dua perkara - atau Ch. Crump masih berharap untuk terus menguji ketika memaksa dandang dan takut mesin tidak "meregangkan" daya mereka yang meningkat, atau untuk alasan yang tidak jelas, dia percaya bahawa dandang Varyag dan tanpa memaksa, kuasa 20,000 hp akan dicapai. Walau apa pun, pengiraan Ch. Crump ternyata salah, tetapi ini menyebabkan kenyataan bahawa setiap mesin penjelajah mempunyai kekuatan 10,000 hp. Sebagai tambahan kepada peningkatan jisim semula jadi, tentu saja, dimensi mesin stim juga meningkat (panjangnya mencapai 13 m), sementara tiga mesin Askold, yang seharusnya menunjukkan 19.000 hp. kuasa undian, seharusnya hanya mempunyai 6 333 hp. masing-masing (sayangnya, panjangnya, tidak diketahui oleh pengarang).
Tetapi bagaimana dengan "Bogatyr"? Lagipun, seperti Varyag, dua poros, dan masing-masing keretanya mempunyai kuasa yang hampir sama - 9,750 hp. berbanding 10,000 hp, yang bermaksud ia mempunyai dimensi geometri yang serupa. Tetapi harus diperhatikan bahawa lambung Bogatyr agak lebih lebar daripada Varyag, mempunyai nisbah panjang / lebar yang sedikit lebih rendah dan, secara keseluruhan, tampak lebih kaku dan kurang rentan terhadap pesongan daripada lambung Varyag. Di samping itu, ada kemungkinan bahawa Jerman memperkuat landasan relatif dengan yang di atasnya mesin uap Varyag berdiri, iaitu, jika tidak serupa dengan yang diterima oleh kapal yang lebih moden, ia masih memberikan kekuatan yang lebih baik daripada asas-asas Varyag. Walau bagaimanapun, soalan ini dapat dijawab hanya setelah kajian terperinci mengenai rangka tindakan kedua kapal penjelajah tersebut.
Oleh itu, kesalahan jurutera syarikat Crump bukanlah kerana mereka meletakkan asas yang lemah untuk mesin Varyag (seperti yang sepertinya dilakukan oleh para pembuat kapal yang lain), tetapi mereka tidak melihat dan tidak menyedari keperluannya untuk memastikan Mesin "tidak lentur" dengan badan yang lebih kuat atau peralihan ke skema tiga skru. Fakta bahawa masalah serupa berjaya diselesaikan di Jerman, dan bukan hanya oleh Vulcan yang sangat berpengalaman, yang membina Bogatyr, tetapi juga oleh tingkat kedua dan tidak mempunyai pengalaman dalam membina kapal perang besar sesuai dengan rancangannya sendiri oleh Jerman, membuktikan jauh tidak memihak kepada pembangun Amerika. Walau bagaimanapun, secara adil, harus diperhatikan bahawa MTK juga tidak mengawal saat ini, tetapi harus difahami bahawa tidak ada yang menetapkan tugas baginya untuk mengawasi setiap bersin Amerika, dan ini tidak mungkin dilakukan.
Tetapi malangnya, ini hanya yang pertama dan mungkin juga kekurangan enjin wap kapal penjelajah terbaru Rusia.
Masalah No. 2, yang nampaknya yang utama, adalah reka bentuk mesin wap Varyag yang cacat, yang dioptimumkan untuk kelajuan tinggi kapal. Dengan kata lain, mesin berfungsi dengan baik pada tekanan stim maksimum, jika tidak, masalah bermula. Faktanya ialah apabila tekanan stim turun di bawah 15.4 atmosfera, silinder tekanan rendah berhenti menjalankan fungsinya - tenaga wap yang masuk ke dalamnya tidak cukup untuk menggerakkan omboh di dalam silinder. Oleh itu, pada pergerakan ekonomi, "kereta mulai mengendarai kuda" - silinder bertekanan rendah, bukannya membantu memutar poros engkol, sendiri digerakkan olehnya. Maksudnya, poros engkol menerima tenaga dari silinder tekanan tinggi dan sederhana, dan membelanjakannya bukan hanya pada putaran skru, tetapi juga memastikan pergerakan omboh dalam dua silinder tekanan rendah. Perlu difahami bahawa reka bentuk mekanisme engkol dirancang untuk fakta bahawa silinder inilah yang akan menggerakkan poros engkol melalui omboh dan gelangsar, tetapi bukan sebaliknya: sebagai akibat dari yang tidak dijangka dan tidak penggunaan poros engkol sepele, ia mengalami tekanan tambahan yang tidak disediakan oleh reka bentuknya, yang juga menyebabkan kegagalan galas menahannya.
Sebenarnya, mungkin tidak ada masalah tertentu dalam hal ini, tetapi hanya dalam satu syarat - jika reka bentuk mesin menyediakan mekanisme yang memutuskan poros engkol dari silinder tekanan rendah. Kemudian, dalam semua kes operasi pada tekanan uap lebih rendah dari yang ditetapkan, sudah cukup untuk "menekan butang" - dan LPC berhenti memuat poros engkol, namun mekanisme seperti itu tidak diperuntukkan oleh reka bentuk "Varyag" "mesin.
Selepas itu, jurutera I. I. Gippius, yang mengawasi pemasangan dan penyesuaian mekanisme pemusnah di Port Arthur, melakukan pemeriksaan terperinci mengenai mesin Varyag pada tahun 1903 dan menulis keseluruhan makalah penyelidikan berdasarkan hasilnya, menunjukkan yang berikut di dalamnya:
"Di sini dugaan adalah bahawa kilang Crump, tergesa-gesa untuk menyerahkan kapal penjelajah, tidak mempunyai waktu untuk menyesuaikan pengedaran wap; mesin dengan cepat kecewa, dan di kapal, secara semula jadi, mereka mula memperbaiki bahagian yang mengalami lebih banyak daripada yang lain dari segi pemanasan, ketukan, tanpa menghilangkan punca. Secara umum, adalah tugas yang sangat sukar, jika tidak mustahil, untuk meluruskan dengan kapal bermaksud kenderaan yang pada mulanya rosak dari kilang."
Sudah jelas bahawa Ch. Crump sepenuhnya harus disalahkan atas kekurangan loji kuasa Varyag ini.
Masalah nombor 3, dengan sendirinya, tidak begitu serius, tetapi dalam kombinasi dengan kesalahan di atas memberikan "kesan kumulatif". Kenyataannya adalah bahwa selama beberapa waktu, ketika merancang mesin uap, para pereka tidak memperhitungkan inersia mekanisme mereka, akibatnya yang terakhir selalu terdedah kepada tekanan yang berlebihan. Namun, pada saat Varyag diciptakan, teori menyeimbangkan kekuatan inersia mesin telah dipelajari dan tersebar di mana-mana. Sudah tentu, aplikasinya memerlukan pengiraan tambahan dari pengeluar mesin stim dan menimbulkan kesulitan tertentu untuknya, yang bermaksud bahawa kos kerja secara keseluruhan meningkat. Oleh itu, MTC dalam keperluannya, sayangnya, tidak menunjukkan penerapan wajib teori ini dalam reka bentuk mesin wap, dan Ch. Crump, nampaknya, memutuskan untuk menyelamatkan ini (sukar untuk membayangkan bahawa dia sendiri, dan tidak ada jurutera mempunyai apa-apa tentang ini mereka tidak tahu teori). Secara umum, baik di bawah pengaruh keserakahan, atau kerana ketidakcekapan dangkal, tetapi ketetapan teori ini ketika membuat mesin Varyag (dan, by the way, Retvizan) diabaikan, akibatnya kekuatan inersia diberikan Tindakan "sangat tidak baik" (menurut I. I. Gippius) pada silinder tekanan sederhana dan rendah, menyumbang kepada gangguan operasi normal mesin. Dalam keadaan normal (jika mesin stim dilengkapi asas yang boleh dipercayai dan tidak ada masalah dengan pengedaran wap) ini tidak akan menyebabkan kerosakan, dan seterusnya …
Kesalahan kerana kekurangan mesin wap "Varyag" kemungkinan besar harus ditanggung oleh Ch. Crump dan MTK, yang membenarkan kata-kata yang tidak jelas.
Masalah # 4 adalah penggunaan bahan yang sangat spesifik dalam galas untuk mesin wap. Untuk tujuan ini, gangsa fosforus dan mangan digunakan, yang, sejauh yang penulis ketahui, tidak digunakan secara meluas dalam pembuatan kapal. Akibatnya, perkara berikut berlaku: kerana alasan di atas, galas mesin "Varyag" dengan cepat gagal. Mereka mesti diperbaiki atau diganti dengan yang ada di Port Arthur, dan di sana, sayangnya, tidak ada kesenangan seperti itu. Akibatnya, keadaan timbul ketika mesin stim berfungsi dengan galas yang diperbuat daripada bahan dengan kualiti yang sama sekali berbeza - keausan pramatang dari beberapa menyebabkan tekanan tambahan pada yang lain, dan semua ini juga menyumbang kepada gangguan operasi normal mesin.
Tegasnya, ini mungkin satu-satunya masalah yang "kepengarangan" tidak dapat ditentukan. Fakta bahawa pembekal Ch. Crump memilih bahan semacam itu sama sekali tidak boleh menimbulkan reaksi negatif dari sesiapa sahaja - di sini mereka benar-benar berada dalam hak mereka sendiri. Jelas di luar kemampuan manusia untuk menanggung keadaan bencana loji kuasa Varyag, untuk meramalkan penyebabnya dan untuk menyediakan Port Arthur dengan bahan-bahan yang diperlukan, dan hampir mustahil untuk menyediakan gred gangsa yang diperlukan "sekiranya berlaku" di sana, memandangkan sejumlah besar bahan untuk skuadron.keperluan yang diketahui pasti, tetapi keperluannya tidak dapat dipenuhi. Menyalahkan jurutera mekanikal yang membaiki mesin Varyag? Tidak mungkin mereka mempunyai dokumentasi yang diperlukan yang memungkinkan mereka meramalkan akibat dari pembaikan mereka, dan walaupun mereka tahu tentang hal itu, apa yang dapat mereka ubah? Mereka masih tidak mempunyai pilihan lain.
Menyimpulkan analisis kami mengenai loji janakuasa kapal penjelajah "Varyag", kami harus menyatakan bahawa kekurangan dan kesilapan reka bentuk mesin wap dan dandang "dengan baik" saling melengkapi. Seseorang mendapat tanggapan bahawa dandang dan mesin wap Nikloss membuat perjanjian sabotaj terhadap kapal penjelajah tempat mereka dipasang. Bahaya kemalangan dandang memaksa kru membuat tekanan wap yang berkurang (tidak lebih dari 14 atmosfera), tetapi ini mewujudkan keadaan di mana enjin wap Varyag harus cepat tidak dapat digunakan, dan mekanik kapal tidak dapat berbuat apa-apa. Walau bagaimanapun, kami akan mempertimbangkan dengan lebih terperinci akibat keputusan reka bentuk mesin dan dandang Varyag kemudian, apabila kami menganalisis hasil operasi mereka. Kemudian kami akan memberikan penilaian akhir loji janakuasa kapal penjelajah.
