Sa huling artikulo, sinuri namin ang mga isyu na nauugnay sa pag-install ng mga boiler ng Nikloss sa Varyag - ang karamihan ng laban sa Internet sa paligid ng planta ng cruiser ay nakatuon sa mga yunit na ito. Ngunit kakaiba na, na nakakabit ng napakahalagang kahalagahan sa mga boiler, ang napakaraming mga interesado sa paksang ito ay ganap na hindi napapansin ang mga steam engine ng cruiser. Samantala, isang malaking bilang ng mga problema na nakilala sa panahon ng pagpapatakbo ng "Varyag" ay nauugnay sa kanila. Ngunit upang maunawaan ang lahat ng ito, kinakailangan munang i-refresh ang memorya ng disenyo ng mga ship steam engine sa pagtatapos ng huling siglo.
Sa katunayan, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang steam engine ay medyo simple. Mayroong isang silindro (karaniwang matatagpuan patayo sa mga machine machine), sa loob nito ay isang piston na may kakayahang ilipat pataas at pababa. Ipagpalagay na ang piston ay nasa tuktok ng silindro - pagkatapos ang singaw ay ibinibigay sa ilalim ng presyon sa butas sa pagitan nito at sa tuktok na takip ng silindro. Lumalawak ang singaw, itulak ang piston pababa at sa gayon umabot ito sa ilalim na punto. Pagkatapos nito, ang proseso ay paulit-ulit na "eksaktong kabaligtaran" - ang itaas na butas ay sarado, at ang singaw ay ibinibigay na ngayon sa ibabang butas. Sa parehong oras, ang outlet ng singaw ay bubukas sa kabilang panig ng silindro, at habang ang singaw ay itinutulak ang piston mula sa ibaba hanggang sa itaas, ang ginugol na singaw sa itaas na bahagi ng silindro ay nawala sa steam outlet (ang paggalaw ng ang tambutso singaw sa diagram ay ipinahiwatig ng may tuldok na asul na arrow).
Samakatuwid, ang steam engine ay nagbibigay ng katumbas na paggalaw ng piston, ngunit upang mai-rotate ito ng shaft ng tornilyo, ginagamit ang isang espesyal na aparato na tinatawag na mekanismo ng crank, kung saan ang crankshaft ay may mahalagang papel.
Malinaw na, upang matiyak ang pagpapatakbo ng steam engine, ang mga bearings ay lubhang kinakailangan, salamat sa kapwa ang pagpapatakbo ng mekanismo ng pihitan (paghahatid ng paggalaw mula sa piston patungo sa crankshaft) at ang pangkabit ng umiikot na crankshaft ay isinasagawa.
Dapat ding sabihin na sa oras na ang Varyag ay dinisenyo at itinayo, ang buong mundo sa paggawa ng mga barkong pandigma ay matagal nang lumipat sa triple na mga makina ng pagpapalawak. Ang ideya ng naturang makina ay lumitaw dahil ang singaw na ginugol sa silindro (tulad ng ipinakita sa itaas na diagram) ay hindi ganap na nawala ang enerhiya nito at maaaring magamit muli. Samakatuwid, ginawa nila ito - ang unang sariwang singaw ay pumasok sa silindro na may presyon (HPC), ngunit pagkatapos makumpleto ang gawain nito, hindi ito "itinapon" pabalik sa mga boiler, ngunit ipinasok ang susunod na silindro (medium pressure, o HPC) at muli tinulak dito ang piston. Siyempre, ang presyon ng singaw na pumapasok sa pangalawang silindro ay nabawasan, na ang dahilan kung bakit ang silindro mismo ay dapat gawin ng isang mas malaking lapad kaysa sa HPC. Ngunit hindi lamang iyon - ang singaw na nagtrabaho sa pangalawang silindro (LPC) ay pumasok sa pangatlong silindro, na tinawag na low-pressure na silindro (LPC), at ipinagpatuloy ang gawain nito.
Ito ay hindi sinasabi na ang low-pressure silindro ay dapat magkaroon ng isang maximum na diameter sa paghahambing sa natitirang mga silindro. Mas madali itong ginawa ng mga taga-disenyo: ang LPC ay naging napakalaki, kaya sa halip na isang LPC gumawa sila ng dalawa at ang mga makina ay naging apat na silindro. Sa parehong oras, ang singaw ay gayunpaman na ibinigay nang sabay-sabay sa parehong mga silindro na may mababang presyon, iyon ay, sa kabila ng pagkakaroon ng apat na "pinalawak" na mga silindro, tatlo ang nanatili.
Ang maikling paglalarawan na ito ay sapat na upang maunawaan kung ano ang mali sa mga steam engine ng Varyag cruiser. At "mali" sa kanila, nagkaroon, aba, napakahirap na ang may-akda ng artikulong ito na malaman nang eksakto kung saan magsisimula. Inilalarawan namin sa ibaba ang pangunahing mga pagkakamali na ginawa sa disenyo ng mga steam engine ng cruiser, at susubukan naming alamin kung sino, pagkatapos ng lahat, ang sisihin para sa kanila.
Kaya ang problema # 1 ay ang disenyo ng steam engine na malinaw na hindi pinahihintulutan ang mga stress sa baluktot. Sa madaling salita, maaasahan lamang ang mahusay na pagganap kapag ang steam engine ay ganap na antas. Kung ang batayang ito ay biglang nagsimulang yumuko, pagkatapos ay lumilikha ito ng isang karagdagang pag-load sa crankshaft, na tumatakbo sa halos buong haba ng steam engine - nagsisimula itong yumuko, ang mga bearings na humahawak dito ay mabilis na lumala, lumilitaw ang pag-play at ang crankshaft ay nawala, na ang dahilan kung bakit naghihirap ang mga bearings ng crank - pagkonekta sa mekanismo ng pamalo at maging ang mga silindro piston. Upang maiwasang mangyari ito, dapat na mai-install ang steam engine sa isang matibay na pundasyon, ngunit hindi ito ginawa sa Varyag. Ang kanyang mga makina ng singaw ay mayroon lamang isang napakagaan na pundasyon at sa katunayan ay direktang nakakabit sa katawan ng barko. At ang katawan, tulad ng alam mo, "humihinga" sa alon ng dagat, iyon ay, ito ay baluktot sa panahon ng pagliligid - at ang mga pare-parehong baluktot na ito ay humantong sa kurbada ng mga crankshafts at "pag-loosening" ng mga gulong ng mga steam engine.
Sino ang may kasalanan sa disenyo na ito ng Varyag? Nang walang pag-aalinlangan, ang responsibilidad para sa kakulangan ng barko na ito ay dapat italaga sa mga inhinyero ng firm ng C. Crump, ngunit … may ilang mga nuances dito.
Ang totoo ay ang naturang disenyo ng mga steam engine (kapag ang mga walang matibay na pundasyon na na-install sa katawan ng barko) ay pangkalahatang tinanggap - alinman kay Askold o Bogatyr ay walang mahihigpit na pundasyon, ngunit ang mga engine ng singaw ay gumana nang walang kamali-mali sa kanila. Bakit?
Malinaw na, ang pagpapapangit ng crankshaft ay magiging mas makabuluhan, mas malaki ang haba nito, iyon ay, mas mahaba ang haba ng steam engine mismo. Ang Varyag ay mayroong dalawang mga steam engine, habang ang Askold ay mayroong tatlong. Sa pamamagitan ng disenyo, ang huli ay apat din na silindro na triple-expansion steam engine, ngunit dahil sa kanilang makabuluhang mas mababang lakas, nagkaroon sila ng isang makabuluhang mas maikli ang haba. Dahil sa epektong ito, ang pagpapalihis ng katawan sa mga Askold machine ay naging mas mahina - oo, sila ay, ngunit, sabihin natin, "sa loob ng dahilan" at hindi humantong sa mga pagpapapangit na hindi magpapagana ng mga steam engine.
Sa katunayan, orihinal na ipinapalagay na ang kabuuang lakas ng mga makina ng Varyag ay dapat na 18,000 hp, ayon sa pagkakabanggit, ang lakas ng isang makina ay 9,000 hp. Ngunit nang maglaon ay gumawa ng napakahirap na ipaliwanag ni Ch. Crump ang pagkakamali, samakatuwid, pinataas niya ang lakas ng mga makina ng singaw sa 20,000 hp. Karaniwang ipinapaliwanag ito ng mga mapagkukunan ng katotohanan na si Ch. Crump ay nagpunta para dito dahil sa pagtanggi ng MTK na gumamit ng sapilitang pagsabog sa mga pagsubok ng cruiser. Lohikal kung ang Ch. Crump, kasabay ng pagtaas ng lakas ng mga makina, ay dinagdagan ang pagiging produktibo ng mga boiler sa proyekto ng Varyag sa parehong 20,000 hp, ngunit wala sa uri ang nangyari. Ang tanging dahilan para sa gayong pagkilos ay maaaring ang pag-asa na ang mga boiler ng cruiser ay lalampas sa kapasidad na itinatag ng proyekto, ngunit paano ito magagawa nang hindi pinipilit na pilitin sila?
Narito na ang isa sa dalawang bagay - o Ch. Crump ay umaasa pa rin na igiit ang pagsubok kapag pinipilit ang mga boiler at natatakot na ang mga makina ay hindi "maiunat" ang kanilang nadagdagan na lakas, o sa hindi malinaw na kadahilanan, naniniwala siya na ang mga boiler ng Varyag at nang hindi pinipilit, isang lakas na 20,000 hp ang maaabot. Sa anumang kaso, ang mga kalkulasyon ng Ch. Mali pala si Crump, ngunit humantong ito sa katotohanan na ang bawat cruiser machine ay may lakas na 10,000 hp. Bilang karagdagan sa natural na pagtaas ng masa, syempre, ang mga sukat ng mga steam engine ay tumaas din (ang haba ay umabot sa 13 m), habang ang tatlong machine ng Askold, na dapat ay magpakita ng 19,000 hp. na-rate na lakas, dapat magkaroon lamang ng 6 333 hp. bawat isa (aba, ang haba nila, sa kasamaang palad, hindi alam ng may-akda).
Ngunit paano ang tungkol sa "Bogatyr"? Pagkatapos ng lahat, ito ay, tulad ng Varyag, two-shaft, at bawat isa sa mga sasakyan nito ay may halos parehong lakas - 9,750 hp. laban sa 10,000 hp, na nangangahulugang mayroon itong katulad na mga sukatang geometriko. Ngunit dapat pansinin na ang katawan ng bote ng Bogatyr ay medyo mas malawak kaysa sa Varyag, ay may bahagyang mas mababang haba / lapad na ratio at, sa kabuuan, ay tila mas matigas at mas madaling kapitan ng paggalaw kaysa sa katawan ng Varyag. Bilang karagdagan, posible na pinalakas ng mga Aleman ang pundasyon na may kaugnayan sa isa kung saan nakatayo ang mga makina ng singaw ng Varyag, iyon ay, kung hindi ito katulad sa mga natanggap ng mas maraming mga modernong barko, nagbigay pa rin ito ng mas mahusay na lakas kaysa sa ang mga pundasyon ng Varyag. Gayunpaman, ang katanungang ito ay masasagot lamang pagkatapos ng isang detalyadong pag-aaral ng mga blueprint ng parehong cruiser.
Kaya, ang kasalanan ng mga inhinyero ng kumpanya ng Crump ay hindi sa paglalagay nila ng isang mahina na pundasyon para sa mga makina ng Varyag (tulad ng, tila, ang natitirang mga gumagawa ng barko), ngunit hindi nila nakita at hindi napagtanto ang pangangailangan upang matiyak ang hindi nababaluktot» Mga Makina na may isang mas malakas na katawan o isang paglipat sa isang tatlong-tornilyo na pamamaraan. Ang katotohanan na ang isang katulad na problema ay matagumpay na nalutas sa Alemanya, at hindi lamang ng labis na karanasan na Vulcan, na nagtayo ng Bogatyr, kundi pati na rin sa pangalawang rate at walang karanasan sa pagbuo ng malalaking mga barkong pandigma alinsunod sa sariling disenyo ng Alemanya, nagpatotoo hindi pa pabor sa mga konstruktor ng Amerika. Gayunpaman, sa pagkamakatarungan, dapat pansinin na ang MTK ay hindi rin kontrolado ang sandaling ito, ngunit dapat na maunawaan na walang nagtakda ng gawain para sa kanya na subaybayan ang bawat pagbahin ng mga Amerikano, at hindi ito posible.
Ngunit aba, ito lamang ang una at marahil ay hindi kahit na ang pinakamahalagang sagabal ng mga steam engine ng pinakabagong cruiser ng Russia.
Ang problema No. Sa madaling salita, ang mga makina ay gumana nang maayos malapit sa pinakamataas na presyon ng singaw, kung hindi man nagsimula ang mga problema. Ang katotohanan ay na kapag ang presyon ng singaw ay bumaba sa ibaba 15.4 na mga atmospheres, ang mga low-pressure na silindro ay tumigil upang maisagawa ang kanilang pag-andar - ang enerhiya ng singaw na pumapasok sa kanila ay hindi sapat upang himukin ang piston sa silindro. Alinsunod dito, sa paglipat ng ekonomiya, ang "cart ay nagsimulang himukin ang kabayo" - ang mga low-pressure pressure na silindro, sa halip na tumulong na paikutin ang crankshaft, ay sila mismo ang gumalaw nito. Iyon ay, ang crankshaft ay nakatanggap ng enerhiya mula sa mataas at katamtamang mga silindro ng presyon, at ginugol ito hindi lamang sa pag-ikot ng tornilyo, kundi pati na rin sa pagtiyak sa paggalaw ng mga piston sa dalawang mababang silindro ng presyon. Dapat itong maunawaan na ang disenyo ng mekanismo ng pihitan ay dinisenyo para sa katotohanan na ito ay silindro na magdadala ng crankshaft sa pamamagitan ng piston at slider, ngunit hindi sa ibang paraan: bilang isang resulta ng hindi inaasahang at hindi walang gaanong paggamit ng crankshaft, nakaranas ito ng karagdagang mga stress na hindi ibinigay para sa disenyo nito, na humantong din sa pagkabigo ng mga gulong na humahawak dito.
Sa katunayan, maaaring hindi nagkaroon ng isang partikular na problema dito, ngunit sa ilalim lamang ng isang kundisyon - kung ang disenyo ng mga makina na ibinigay para sa isang mekanismo na ididiskonekta ang crankshaft mula sa mga low-pressure silindro. Pagkatapos, sa lahat ng mga kaso ng pagpapatakbo sa isang presyon ng singaw na mas mababa kaysa sa itinakdang isa, sapat na upang "pindutin ang pindutan" - at tumigil ang LPC sa pag-load ng crankshaft, gayunpaman, ang mga naturang mekanismo ay hindi ibinigay ng disenyo ng "Varyag "mga makina.
Kasunod, ang inhinyero ng I. I. Si Gippius, na nangangasiwa sa pagpupulong at pagsasaayos ng mga mekanismo ng mananaklag sa Port Arthur, ay nagsagawa ng isang detalyadong pagsusuri sa mga makina ng Varyag noong 1903 at sumulat ng isang buong papel sa pagsasaliksik batay sa mga resulta nito, ay ipinahiwatig ang mga sumusunod dito:
"Narito ang hula ay ang halaman ng Crump, nagmamadali na ibigay ang cruiser, ay walang oras upang ayusin ang pamamahagi ng singaw; ang makina ay mabilis na nagalit, at sa barko, natural, sinimulan nilang ayusin ang mga bahagi na naghihirap higit sa iba sa mga tuntunin ng pag-init, katok, nang hindi tinanggal ang ugat na sanhi. Sa pangkalahatan, walang alinlangan na isang napakahirap na gawain, kung hindi imposible, upang maituwid sa pamamagitan ng barko ay nangangahulugang isang sasakyan na sa una ay mahina mula sa pabrika."
Ito ay malinaw na ang Ch. Crump ay ganap na sisihin para sa pagkulang na ito ng Varyag power plant.
Ang problemang bilang 3, sa kanyang sarili, ay hindi partikular na seryoso, ngunit sa pagsama sa mga error sa itaas ay nagbigay ng isang "pinagsama-samang epekto". Ang katotohanan ay para sa ilang oras, kapag ang pagdidisenyo ng mga makina ng singaw, ang mga taga-disenyo ay hindi isinasaalang-alang ang pagkawalang-kilos ng kanilang mga mekanismo, bilang isang resulta kung saan ang huli ay patuloy na nahantad sa labis na stress. Gayunpaman, sa oras na nilikha ang Varyag, ang teorya ng pagbabalanse ng mga puwersa ng pagkawalang-galaw ng mga makina ay pinag-aralan at kumalat saanman. Siyempre, ang aplikasyon nito ay nangangailangan ng karagdagang mga kalkulasyon mula sa gumagawa ng steam engine at lumikha ng ilang mga paghihirap para sa kanya, na nangangahulugang ang gastos ng trabaho bilang isang buo ay tumaas. Kaya't ang MTC sa mga kinakailangan nito, sa kasamaang palad, ay hindi ipinahiwatig ang sapilitan na paglalapat ng teoryang ito sa disenyo ng mga steam engine, at Ch. Crump, tila, nagpasyang makatipid dito (mahirap isipin na siya mismo, at wala sa kanyang ang mga inhinyero ay may anuman tungkol dito hindi nila alam ang teorya). Sa pangkalahatan, alinman sa ilalim ng impluwensiya ng kasakiman, o dahil sa kawalan ng kakayahan sa banal, ngunit ang mga probisyon ng teoryang ito kapag lumilikha ng mga makina ng Varyag (at, sa pamamagitan ng paraan, ang Retvizan) ay hindi pinansin, bilang isang resulta kung saan ang mga puwersa ng pagkawalang-galaw "napaka-hindi kanais-nais" (ayon sa pagkilos ng I. I. Gippius) sa mga silindro ng daluyan at mababang presyon, na nag-aambag sa pagkagambala ng normal na pagpapatakbo ng mga makina. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon (kung ang steam engine ay binigyan ng isang maaasahang pundasyon at walang mga problema sa pamamahagi ng singaw) hindi ito hahantong sa mga pagkasira, at iba pa …
Ang sisihin para sa kawalan ng mga steam engine na "Varyag" ay dapat, malamang, na mailagay sa parehong Ch. Crump at sa MTK, na pinapayagan ang hindi malinaw na pagbibigay ng utos.
Ang problema # 4 ay ang paggamit ng isang napaka-tukoy na materyal sa mga bearings para sa mga steam engine. Para sa hangaring ito, ginamit ang mga posporus at manganese na mga tanso, na, sa pagkakaalam ng may akda, ay hindi gaanong ginamit sa paggawa ng barko. Bilang isang resulta, nangyari ang sumusunod: dahil sa mga nabanggit na dahilan, mabilis na nabigo ang mga bearings ng "Varyag" machine. Kailangan nilang ayusin o mapalitan ng kung ano ang nasa Port Arthur, at doon, aba, walang ganoong kasiyahan. Bilang isang resulta, lumitaw ang isang sitwasyon kapag ang steam engine ay nagtrabaho kasama ang mga bearings na gawa sa mga materyales ng ganap na magkakaibang mga katangian - wala sa panahon na pagsusuot ng ilang sanhi ng karagdagang stress sa iba, at lahat ng ito ay nag-ambag din sa pagkagambala ng normal na pagpapatakbo ng mga machine.
Mahigpit na pagsasalita, marahil ito ang nag-iisang problema na ang "akda" ay hindi maitatag. Ang katotohanang ang mga tagatustos ni Ch. Crump ay pumili ng gayong materyal ay hindi maaaring maging sanhi ng isang negatibong reaksyon mula sa sinuman - dito sila ay ganap na sa kanilang sariling karapatan. Malinaw na lampas sa mga kakayahan ng tao na ipalagay ang mapinsalang estado ng planta ng kuryente ng Varyag, upang mawari ang mga sanhi nito at upang maibigay sa Port Arthur ang mga kinakailangang materyales, at hindi posible na maibigay ang mga kinakailangang marka ng tanso "kung sakali" doon, binigyan ng malaking halaga ng lahat ng mga materyales para sa squadron. ang pangangailangan na alam na sigurado, ngunit ang mga pangangailangan na hindi nasiyahan. Sinisihin ang mga mechanical engineer na nag-ayos ng mga Varyag machine? Malamang na mayroon silang kinakailangang dokumentasyon na magpapahintulot sa kanila na makita ang mga kahihinatnan ng kanilang pag-aayos, at kahit na alam nila ang tungkol dito, ano ang maaaring mabago nila? Wala pa silang ibang pagpipilian.
Sa kabuuan ng aming pag-aaral ng planta ng kuryente ng cruiser na "Varyag", dapat nating sabihin na ang mga pagkukulang at pagkakamali sa disenyo ng mga steam engine at boiler na "splendidly" ay umakma sa bawat isa. Nakuha ng isa ang impression na ang mga boiler at steam engine ni Nikloss ay gumawa ng sabotage pact laban sa cruiser kung saan sila naka-install. Ang panganib ng mga aksidente sa boiler ay pinilit ang mga tauhan na magtaguyod ng isang pinababang presyon ng singaw (hindi hihigit sa 14 na mga atmospheres), ngunit lumilikha ito ng mga kondisyon kung saan ang mga engine ng singaw ng Varyag ay kailangang mabilis na hindi magamit, at ang mga mekaniko ng barko ay walang magawa tungkol dito. Gayunpaman, isasaalang-alang namin nang mas detalyado ang mga kahihinatnan ng mga desisyon sa disenyo ng mga Varyag machine at boiler sa paglaon, kapag sinuri namin ang mga resulta ng kanilang operasyon. Pagkatapos ay ibibigay namin ang pangwakas na pagtatasa ng planta ng kuryente ng cruiser.
