در آخرین مقاله ، ما مسائل مربوط به نصب دیگهای بخار Nikloss در واریاگ را بررسی کردیم - بیشتر نبردهای اینترنتی در اطراف نیروگاه رزمناو به این واحدها اختصاص داده شده است. اما عجیب است که با اهمیت دادن به چنین دیگهای بخار ، اکثریت قریب به اتفاق علاقه مندان به این موضوع به طور کامل از موتورهای بخار رزمناو چشم پوشی می کنند. در همین حال ، تعداد زیادی از مشکلات شناسایی شده در طول عملیات "Varyag" با آنها مرتبط است. اما برای درک همه اینها ، لازم است ابتدا حافظه طراحی موتورهای بخار کشتی در پایان قرن گذشته تازه شود.
در واقع ، اصل عملکرد موتور بخار بسیار ساده است. یک استوانه (معمولاً به صورت عمودی روی ماشین های کشتی قرار دارد) وجود دارد که در داخل آن یک پیستون وجود دارد که می تواند بالا و پایین حرکت کند. فرض کنید پیستون در بالای سیلندر قرار دارد - سپس بخار تحت فشار به سوراخ بین آن و پوشش بالای سیلندر وارد می شود. بخار منبسط می شود و پیستون را به سمت پایین هل می دهد و بنابراین به نقطه پایینی می رسد. پس از آن ، این فرآیند "دقیقاً برعکس" تکرار می شود - سوراخ فوقانی بسته شده است ، و بخار به حفره پایینی وارد می شود. در همان زمان ، خروجی بخار در طرف دیگر سیلندر باز می شود و در حالی که بخار پیستون را از پایین به بالا هل می دهد ، بخار مصرف شده در قسمت بالای سیلندر به خروجی بخار جابجا می شود (حرکت بخار خروجی در نمودار با پیکان آبی خال خال نشان داده شده است).
بنابراین ، موتور بخار حرکت رفت و برگشتی پیستون را فراهم می کند ، اما برای تبدیل آن به چرخش محور پیچ ، از دستگاه خاصی به نام مکانیزم میل لنگ استفاده می شود که میل لنگ نقش مهمی در آن دارد.
بدیهی است ، برای اطمینان از عملکرد موتور بخار ، یاتاقان ها بسیار ضروری هستند ، به همین دلیل هم عملکرد مکانیزم میل لنگ (انتقال حرکت از پیستون به میل لنگ) و هم بستن میل لنگ دوار انجام می شود.
همچنین باید گفت که در زمان طراحی و ساخت واریاگ ، کل جهان در ساخت کشتی های جنگی مدتهاست که به موتورهای بخار سه گانه منبسط شده است. ایده چنین ماشینی به این دلیل بوجود آمد که بخار مصرف شده در سیلندر (همانطور که در نمودار بالا نشان داده شده است) به طور کامل انرژی خود را از دست نداده و می تواند مجدداً مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین ، آنها این کار را کردند - ابتدا بخار تازه وارد سیلندر فشار قوی (HPC) شد ، اما پس از اتمام کار ، دوباره به دیگهای بخار "پرتاب" نشد ، بلکه وارد سیلندر بعدی (فشار متوسط یا HPC) شد و دوباره پیستون را در آن فشار داد البته فشار بخار وارد سیلندر دوم کاهش یافت ، به همین دلیل است که خود سیلندر باید با قطر بزرگتر از HPC ساخته می شد. اما این همه ماجرا نبود - بخار وارد شده در سیلندر دوم (LPC) وارد سیلندر سوم موسوم به سیلندر کم فشار (LPC) شد و کار خود را در آن ادامه داد.
ناگفته نماند که سیلندر کم فشار باید در مقایسه با بقیه سیلندرها دارای حداکثر قطر باشد. طراحان این کار را راحت تر انجام دادند: LPC بسیار بزرگ بود ، بنابراین به جای یک LPC آنها دو دستگاه ساختند و ماشین ها چهار سیلندر شدند.در عین حال ، بخار به طور همزمان به هر دو سیلندر فشار پایین عرضه می شد ، یعنی با وجود چهار سیلندر "انبساط" ، سه سیلندر باقی ماند.
این توضیحات کوتاه کاملاً کافی است تا بفهمید موتورهای بخار رزمناو واریاگ چه ایرادی داشتند. و "اشتباه" در مورد آنها ، افسوس ، به حدی بود که نویسنده این مقاله نمی داند دقیقاً از کجا شروع کند. در زیر اشتباهات اصلی ایجاد شده در طراحی موتورهای بخار رزمناو را شرح می دهیم و سعی خواهیم کرد بفهمیم که بالاخره چه کسی مقصر آنها بوده است.
بنابراین مشکل شماره 1 این بود که طراحی موتور بخار بدیهی است که تنش های خمشی را تحمل نمی کند. به عبارت دیگر ، عملکرد خوب تنها زمانی قابل انتظار است که موتور بخار کاملاً یکنواخت باشد. اگر این پایه به طور ناگهانی شروع به خم شدن کند ، این باعث ایجاد بار اضافی در میل لنگ می شود ، که تقریباً در تمام طول موتور بخار حرکت می کند - شروع به خم شدن می کند ، یاطاقان های نگهدارنده آن به سرعت خراب می شوند ، بازی ظاهر می شود و میل لنگ جابجا می شود ، به همین دلیل است که بلبرینگ های میل لنگ در حال حاضر رنج می برند - مکانیسم میله اتصال و حتی پیستون های سیلندر. برای جلوگیری از این اتفاق ، موتور بخار باید روی یک پایه محکم نصب شود ، اما این کار در واریاگ انجام نشد. موتورهای بخار او فقط یک پایه بسیار سبک داشتند و در واقع مستقیماً به بدنه کشتی متصل شده بودند. و بدن ، همانطور که می دانید ، در موج دریا "تنفس" می کند ، یعنی در هنگام نورد خم می شود - و این خم های ثابت منجر به انحنای میل لنگ و "شل شدن" یاتاقان های موتورهای بخار می شود.
چه کسی مقصر این نقص طراحی Varyag است؟ بدون تردید ، مسئولیت کمبود کشتی باید به مهندسان شرکت C. Crump سپرده شود ، اما … تفاوت های ظریف در اینجا وجود دارد.
واقعیت این است که چنین طرحی از موتورهای بخار (هنگامی که موتورهای بدون پایه محکم روی بدنه کشتی نصب شده بودند) به طور کلی پذیرفته شد - نه اسکولد و نه بوگاتیر پایه محکمی نداشتند ، اما موتورهای بخار بر روی آنها بی عیب و نقص کار می کردند. چرا؟
بدیهی است که تغییر شکل میل لنگ مهمتر خواهد بود ، طول آن بیشتر است ، یعنی طول خود موتور بخار بیشتر است. واریاگ دو موتور بخار داشت ، در حالی که اسکولد سه موتور داشت. از نظر طراحی ، دومی نیز موتورهای بخار چهار سیلندر سه انبساطی بودند ، اما به دلیل قدرت کمتر آنها ، طول آنها به طور قابل توجهی کوتاه تر بود. با توجه به این اثر ، انحراف بدن بر روی ماشینهای اسکولد بسیار ضعیف تر شد - بله ، آنها بودند ، اما ، فرض کنید ، "در حد منطق" و منجر به تغییر شکل هایی نشد که موتورهای بخار را از کار بیندازد.
در واقع ، در ابتدا فرض بر این بود که قدرت کل ماشین های Varyag به ترتیب 18000 اسب بخار بود ، به طوری که قدرت یک دستگاه 9000 اسب بخار بود. اما بعداً Ch. Crump توضیح اشتباه را بسیار دشوار کرد ، یعنی قدرت موتورهای بخار را به 20000 اسب بخار افزایش داد. منابع معمولاً این امر را با این واقعیت توضیح می دهند که Ch Crump به دلیل امتناع MTK از استفاده از انفجار اجباری در هنگام آزمایش رزمناو ، به دنبال آن رفت. منطقی خواهد بود اگر Ch Crump همزمان با افزایش قدرت ماشین آلات ، بهره وری دیگهای بخار را در پروژه Varyag به همان 20000 اسب بخار افزایش دهد ، اما چنین چیزی رخ نداد. تنها دلیل چنین اقدامی می تواند این امید باشد که دیگ های رزمناو از ظرفیت تعیین شده توسط پروژه فراتر می رود ، اما چگونه می توان بدون اجبار به آنها این کار را انجام داد؟
در اینجا یکی از دو مورد - یا Ch. Crump هنوز امیدوار بود که هنگام آزمایش دیگهای بخار بر آزمایش اصرار داشته باشد و می ترسید که ماشین ها قدرت خود را افزایش ندهند ، یا به دلایلی نامشخص ، او معتقد بود که دیگهای بخار Varyag و بدون اجبار ، قدرت 20000 اسب بخار به دست می آید. در هر صورت ، محاسبات Ch.معلوم شد که کرامپ اشتباه کرده است ، اما این امر به این واقعیت منجر شد که هر ماشین رزمناو دارای قدرت 10000 اسب بخار است. البته علاوه بر افزایش طبیعی جرم ، ابعاد موتورهای بخار نیز افزایش یافت (طول آنها به 13 متر رسید) ، در حالی که سه ماشین Askold ، که قرار بود 19000 اسب بخار قدرت نشان دهند. قدرت نامی ، باید فقط 6 333 اسب بخار داشته باشد. هر کدام (افسوس ، طول آنها متأسفانه برای نویسنده ناشناخته است).
اما «بوگاتیر» چطور؟ به هر حال ، مانند واریاگ ، دو محوره بود و هر یک از اتومبیل های آن تقریباً قدرت یکسانی داشتند - 9750 اسب بخار. در مقابل 10000 اسب بخار ، به این معنی که ابعاد هندسی مشابهی داشت. اما باید توجه داشت که بدنه بوگاتیر تا حدودی وسیعتر از واریاگ بود ، نسبت طول / عرض کمی پایین تر داشت و در کل ، نسبت به بدنه واریاگ سفت تر و مستعد انحراف کمتر بود. علاوه بر این ، ممکن است آلمانی ها پایه را در مقایسه با موتورهای بخار واریاگ تقویت کنند ، یعنی اگر شبیه کشتی هایی که توسط کشتی های مدرن تر دریافت شده بودند نبود ، باز هم قدرت بهتری نسبت به پایه های واریاگ با این حال ، تنها پس از مطالعه دقیق نقشه های هر دو رزمناو می توان به این سال پاسخ داد.
بنابراین ، تقصیر مهندسان شرکت Crump این نیست که آنها یک پایه ضعیف برای ماشینهای Varyag گذاشته بودند (همانطور که به نظر می رسد ، بقیه سازندگان کشتی) ، بلکه آنها این نیاز را ندیده و متوجه نشده اند. برای اطمینان از "انعطاف ناپذیری" ماشین آلات با بدنه قوی تر یا گذار به طرح سه پیچ. این واقعیت که یک مشکل مشابه در آلمان با موفقیت حل شد ، و نه تنها توسط ولکان بسیار باتجربه ، که بوگاتیر را ساخت ، بلکه توسط درجه دو و بدون تجربه در ساخت کشتی های جنگی بزرگ طبق طراحی خود توسط آلمان ، گواهی می دهد به نفع سازندگان آمریکایی نیست. با این حال ، برای انصاف ، باید توجه داشت که MTK نیز این لحظه را کنترل نکرد ، اما باید درک کرد که هیچ کس وظیفه ای برای او تعیین نکرده است که هر عطسه آمریکایی ها را تحت نظر داشته باشد ، و این امکان پذیر نیست.
اما افسوس که این تنها اولین و شاید حتی مهمترین اشکال موتورهای بخار جدیدترین رزمناو روسی نیست.
مشکل شماره 2 ، که ظاهراً اصلی ترین آن بود ، طراحی ناقص موتورهای بخار Varyag بود که برای سرعت بالای کشتی بهینه سازی شده بود. به عبارت دیگر ، ماشینها در نزدیکترین حداکثر فشار بخار به خوبی کار می کردند ، در غیر این صورت مشکلات شروع شد. واقعیت این است که وقتی فشار بخار به کمتر از 15.4 اتمسفر می رسد ، سیلندرهای کم فشار عملکرد خود را متوقف می کنند - انرژی بخار وارد شده به آنها برای حرکت پیستون در سیلندر کافی نیست. بر این اساس ، در حرکتهای اقتصادی ، "چرخ دستی شروع به رانندگی اسب کرد" - استوانه های کم فشار ، به جای کمک به چرخاندن میل لنگ ، خود توسط آن به حرکت درآمدند. یعنی ، میل لنگ انرژی را از سیلندرهای فشار بالا و متوسط دریافت می کرد و آن را نه تنها برای چرخاندن پیچ ، بلکه برای اطمینان از حرکت پیستون ها در دو سیلندر فشار کم هزینه می کرد. باید درک کرد که طراحی مکانیسم میل لنگ به این دلیل طراحی شده است که این سیلندر بود که میل لنگ را از طریق پیستون و لغزنده عبور می داد ، اما نه برعکس: در نتیجه چنین غیرمنتظره و غیر استفاده بی اهمیت از میل لنگ ، تنش های بیشتری را تجربه می کند که در طراحی آن پیش بینی نشده است ، که منجر به خرابی یاطاقان نگهدارنده آن نیز می شود.
در واقع ، ممکن است مشکل خاصی در این مورد وجود نداشته باشد ، اما فقط تحت یک شرط - اگر طراحی ماشین آلات مکانیزمی را فراهم می کرد که میل لنگ را از سیلندرهای کم فشار جدا می کند.سپس ، در همه موارد کار با فشار بخار کمتر از تنظیم شده ، کافی بود "دکمه را فشار دهید" - و LPC بارگیری میل لنگ را متوقف کرد ، با این حال ، چنین مکانیسم هایی توسط طراحی "Varyag" ارائه نشده است. "ماشین آلات
متعاقباً ، مهندس I. I. گیپیوس ، که بر مونتاژ و تنظیم مکانیسم های ناوشکن در پورت آرتور نظارت داشت ، در سال 1903 یک بررسی دقیق از ماشین آلات واریاگ انجام داد و بر اساس نتایج آن یک مقاله تحقیقاتی کامل نوشت ، موارد زیر را در آن نشان داد:
"در اینجا حدس این است که کارخانه کرامپ ، برای عجله برای تحویل رزمناو ، زمان لازم برای تنظیم توزیع بخار را نداشت. دستگاه به سرعت ناراحت شد و به طور طبیعی ، آنها در کشتی شروع به تعمیر قطعاتی کردند که از نظر گرمایش ، ضربه زدن بیشتر از دیگران آسیب دیده اند ، بدون از بین بردن علت اصلی. به طور کلی ، بدون شک کار بسیار دشواری است ، اگر نگوییم غیرممکن است ، حرکت مستقیم با کشتی به معنای وسیله نقلیه ای است که در ابتدا از کارخانه معیوب بود."
بدیهی است که چ کرامپ به طور کامل در این نقص نیروگاه واریاگ مقصر است.
مشکل شماره 3 ، به خودی خود ، چندان جدی نبود ، اما در ترکیب با خطاهای فوق "اثر تجمعی" ایجاد کرد. واقعیت این است که برای مدتی ، هنگام طراحی موتورهای بخار ، طراحان اینرسی مکانیسم های خود را در نظر نگرفتند ، در نتیجه دومی دائماً در معرض استرس بیش از حد قرار گرفتند. با این حال ، تا زمان ایجاد Varyag ، نظریه متعادل کردن نیروهای اینرسی ماشین ها مورد مطالعه قرار گرفته و در همه جا گسترش یافته است. البته ، کاربرد آن مستلزم محاسبات اضافی از سازنده موتور بخار بود و مشکلات خاصی را برای وی ایجاد کرد ، به این معنی که هزینه کار به طور کلی افزایش یافت. بنابراین ، MTC در الزامات خود ، متأسفانه ، کاربرد اجباری این نظریه را در طراحی موتورهای بخار نشان نداد و ظاهراً Ch. Crump تصمیم گرفت در این مورد صرفه جویی کند (تصور اینکه او خودش ، و هیچکدام مهندسان در این مورد چیزی دارند که نظریه آن را نمی دانند). به طور کلی ، یا تحت تأثیر حرص و طمع ، یا به دلیل بی کفایتی پیش پا افتاده ، اما مفاد این نظریه هنگام ایجاد ماشین های واریاگ (و به هر حال ، Retvizan) نادیده گرفته شد ، در نتیجه نیروهای اینرسی انجام شد "بسیار نامطلوب" (بر اساس I. I. Gippius) عمل بر روی سیلندرهای فشار متوسط و کم ، به اختلال در عملکرد عادی ماشین آلات کمک می کند. در شرایط عادی (اگر موتور بخار دارای پایه قابل اعتماد باشد و مشکلی در توزیع بخار وجود نداشته باشد) این منجر به خرابی نمی شود و بنابراین …
تقصیر این عدم وجود موتورهای بخار "Varyag" ، به احتمال زیاد ، باید بر دو طرف Ch. Crump و MTK باشد ، که اجازه فرمول بندی مبهم دستور را دادند.
مشکل شماره 4 استفاده از یک ماده بسیار خاص در یاتاقانهای موتورهای بخار بود. برای این منظور ، از برنزهای فسفر و منگنز استفاده شد ، که تا آنجا که نویسنده می داند ، در کشتی سازی به طور گسترده استفاده نمی شود. در نتیجه ، موارد زیر اتفاق افتاد: به دلایل فوق ، بلبرینگ ماشین های "واریاگ" به سرعت خراب شد. آنها باید تعمیر شوند یا با آنچه در پورت آرتور وجود داشت جایگزین شوند ، و افسوس ، چنین لذت هایی در آنجا وجود نداشت. در نتیجه ، وضعیتی بوجود آمد که موتور بخار با یاطاقان ساخته شده از مواد با کیفیت کاملاً متفاوت کار می کرد - سایش زودرس برخی از آنها باعث ایجاد فشارهای اضافی در دیگران می شد ، و همه اینها همچنین باعث اختلال در عملکرد عادی ماشین ها می شد.
به بیان دقیق ، شاید این تنها مشکلی باشد که "تألیف" آن قابل اثبات نیست. این واقعیت که تامین کنندگان Ch. Crump چنین موادی را انتخاب کرده اند به هیچ وجه نمی تواند واکنش منفی کسی را ایجاد کند - در اینجا آنها کاملاً به حق خودشان بودند. بدیهی است فرض بر وضعیت فاجعه بار نیروگاه واریاگ ، پیش بینی علل آن و تهیه مواد لازم برای پورت آرتور ، خارج از توانایی های انسانی بود و به سختی می توان درجه های لازم برنز را "در هر صورت" در آنجا تامین کرد ، با توجه به مقدار زیادی از تمام مواد برای اسکادران. نیاز به آن به طور قطع شناخته شده بود ، اما نیازهای آن برآورده نشد.آیا مهندسین مکانیکی که ماشین های واریاگ را تعمیر کردند مقصر هستند؟ بعید است که آنها مدارک لازم را داشته باشند که به آنها اجازه دهد عواقب تعمیرات خود را پیش بینی کنند ، و حتی اگر از آن مطلع باشند ، چه چیزی را می توانند تغییر دهند؟ آنها هنوز گزینه دیگری نداشتند.
با جمع بندی تجزیه و تحلیل ما از نیروگاه رزمناو "واریاگ" ، باید بیان کنیم که کاستی ها و خطاهای طراحی موتورهای بخار و دیگهای بخار "به طرز عالی" مکمل یکدیگر هستند. این تصور به وجود می آید که دیگهای بخار و موتورهای بخار Nikloss یک پیمان خرابکاری در برابر رزمنامی که روی آن نصب شده بود ، بسته اند. خطر تصادفات دیگ بخار ، خدمه را مجبور به ایجاد فشار بخار (بیش از 14 اتمسفر) نکرد ، اما این شرایطی را ایجاد کرد که تحت آن موتورهای بخار واریاگ مجبور شدند به سرعت غیرقابل استفاده شوند ، و مکانیک کشتی نمی تواند در این مورد کاری انجام دهد. به با این حال ، هنگام تجزیه و تحلیل نتایج عملکرد آنها ، عواقب تصمیمات طراحی ماشین آلات و دیگهای بخار Varyag را بعداً در نظر خواهیم گرفت. سپس ارزیابی نهایی نیروگاه رزمناو را ارائه می دهیم.
