О большом боевом корабле

Инж. И. СЕРГЕЕВ

Боевая мощь, большая живучесть, способность противостоять ударам противника, отличная мореходность — вот качества, которые делают большой боевой корабль важнейшим средством морской войны.

Боевая мощь — это значит, что корабль должен быть снабжен современными средствами военной техники для нанесения противнику смертельного и сокрушительного удара. А для этого, прежде всего, он должен обладать мощной тяжелой артиллерией, но и не только ею одной: ведь бессмысленно применять одно и то же оружие и против линейного бронированного колосса, который только и проймешь разве что снарядом весом в тонну, и против торпедного катера, для борьбы с которым иногда достаточно удачно пущенного снаряда весом в килограмм, и против бомбовоза, который нужно обстреливать зенитной артиллерией. Много врагов в современном морском бою у большого корабля, и против каждого из них должно быть приготовлено соответствующее оружие.

Не требует пояснений совершенно очевидное обстоятельство, что большой боевой корабль, представляющий собой огромную материальную и боевую ценность, должен быть неприступной крепостью против ударов противника, — он должен, как говорят, обладать большой живучестью. Его мореходные качества должны быть настолько высоки, чтобы даже при получении не одной, а нескольких пробоин в бою, он не терял бы окончательно своей плавучести, сохранял необходимую «остойчивость», не давая опасных кренов, которые мешают меткости его артиллерии и грозят гибелью.

Быстроходность корабля также является важнейшим его качеством. Использовать большую, чем у противника, скорость хода, заставить его по своему желанию принять бой, преследовать противника, а при неудачной обстановке уметь выйти из боя — все это можно осуществить лишь в том случае, если корабль быстроходен.

Как видите, боевой корабль должен обладать целым рядом качеств, совместить которые нелегко.

*

Наблюдая современный бронированный гигант — линейный корабль, — трудно себе представить, что не прошло еще и восьмидесяти лет с тех пор, когда морское могущество Англии обеспечивалось пятьюдесятью... деревянными боевыми линкорами. Не под ударами противника, а от морских штормов погибали тогда целые эскадры деревянных парусных военных кораблей.

Однако простота использования ветра, независимость зоны действия корабля от запасов топлива явились причинами того, что еще долго после начала применения американцем Фультоном паровой машины на колесном военном корабле парусное военное судно занимало прочное и признанное место во флоте. Да и в дальнейшем парус и паровая машина долго уживались вместе. Это происходило потому, что первые конструкции паровых машин были несовершенны и потребляли для своей работы много пара. Машина тогда выполняла роль вспомогательного двигателя, к которому прибегали лишь для маневренных операций и боевого хода корабля, парус же был основным движителем для длительных морских переходов.

И какими могучими казались тогда парусные военные корабли! Их деревянные борта толщиной до трех четвертей метра казались неуязвимыми. Действительно, при ограниченности боевых средств и скромной морской артиллерии трудно было справиться даже и с деревянными бортами. Однако пришло время, когда в соревновании нападения и защиты наступило торжество артиллерии. Призрачность могущества деревянного корабли стала очевидной в середине прошлого столетия в Синопском бою. В этом большом морском сражении русские боевые корабли, применив разрывные гранаты, изобретенные французским генералом Пексаном, буквально сожгли гордые деревянные турецкие фрегаты.

Гордые фрегаты со всей мощью своих пушек были игрушкой ветра. Призрачность стойкости их деревянных бортов стала очевидной при первых успехах судовой артиллерии.

Кораблям нужно было защищаться, и военная техника не замедлила сделать необходимые выводы из синопской морской трагедии. Тот же Пексан, изобретатель разрывных гранат, предлагает бронировать деревянные борта кораблей железными плитами. Уже в Крымскую кампанию три французских корабля, имея броню из стомиллиметрового прокатанного железа, оставались неуязвимыми среди рвущихся гранат, ставших вдруг бессильными. Эти корабли хладнокровно разгромили русские укрепления.

Соревнование силы удара и стойкости продолжается. Англия и Франция, убежденные опытом Крымской кампании, приступают к постройке бронированных военных кораблей. Но и артиллерия в последней четверти прошлого столетия делает значительные успехи, обогатившись... орудиями почти полуметрового калибра. Снаряды таких орудий пробивают железную броню, превышающую толщиной полметра. Техника того времена не могла противопоставить артиллерии броню улучшенного качества. Сопротивляться можно, лишь увеличивая толщину брони. Но это приводило к значительному увеличению веса, а потому нужно было повышать подъемную силу корабля — водоизмещение, что не всегда было выгодно для морских держав, не желавших вкладывать все более крупные средства в боевую единицу.

Тем временем артиллерия продолжает совершенствоваться. Введение медленно горящего и бездымного пороха еще больше повышает силу удара. Медленно горящий порох потребовал для лучшего своего использования удлинения жерла орудия, что вынудило отказаться от зарядки его с дула и перейти к зарядке с казенной части. Так осуществился переход к современным орудиям.

Успехи металлургии сказались на повышении качества брони: вводится стальная броня, твердость которой заставляет разбиваться снаряды, и комбинированная: из прокатанного железа с наваренными стальными плитами; она в верхнем слое обладает необходимой твердостью, но имеет еще и то преимущество, что внутренний слой — железо — эластичен и более вязок.

Конец прошлого столетия ознаменовался также и отказом от ограничения водоизмещения.

*

Итак, в итоге длительного и упорного соревнования нападения и защиты современные большие боевые корабли снабжены мощной артиллерией и покрыты стойкой броней. Но ни высокое качество брони, ни самая хитроумная система бронирования не могут полностью гарантировать живучесть корабля при современном состоянии тяжелой артиллерии. Судите сами, вот один из результатов пробной стрельбы германского флота: снаряд диаметром 38 см пробил насквозь крупповскую цементированную броню толщиной почти полметра. Сам же снаряд, совершивший столь значительную «работу», был найден неповрежденным на расстоянии свыше 2,5 км от пробитой им брони. В бою такое попадание вызывает катастрофу. Вот один из случаев попадания снаряда диаметром 38 см в башню корабля. Пущенный с расстояния около 10 км, снаряд этот пробил броню башни толщиной свыше четверти метра и разорвался в башне между орудиями. В результате — разрушение установок башни, сильный пожар и гибель 70 человек персонала. Конечно, снаряд может быть и отражен броней, разлететься на осколки при ударе о броню, но может и пробить ее, причинив страшные разрушения. Теперь ясно, что одна только броня не обеспечивает еще живучести корабля. А раз так, раз нужно быть готовым к пробоине, а может быть и не одной, то нужно всемерно стремиться к тому, чтобы вода, врывающаяся через пробоину, не заполняла большого объема, ибо это ведет к потере плавучести, вызывает крен корабля и в конце концов его потопление. Поэтому стремятся так располагать все оборудование корабля, чтобы была возможность разделить его корпус водонепроницаемыми переборками на отдельные, возможно меньшие, помещения —  отсеки. Для выравнивания крена на кораблях имеется еще и целая система, с помощью которой можно затопить тот или иной отсек, когда в противоположную ему часть корабля через пробоину ворвалась вода.

Боевая рубка одного из английских больших боевых кораблей.

Снабженный всеми этими средствами для сохранения живучести, специальными противоминными утолщениями, горизонтальной палубной броней от аэробомб противника, современный большой военный корабль несет на себе артиллерию разного калибра. Многотонные бронированные орудийные башни легко поворачиваются мощными электромоторами. Электрифицированные и гидравлические элеваторы подают из защищенных, расположенных глубоко в трюмах артиллерийских погребов снаряды к орудиям. Применение физической силы сведено к минимуму. Вот вооружение одного из английских линейных кораблей: 9 орудий по 406 мм диаметром, 12 стопятидесятимиллиметровых, 6 зенитных орудий по 120 мм, 4 орудия по 47 мм, 2 сорокамиллиметровых восьмиствольных зенитных орудия, 8 сорокамиллиметровых зенитных, наконец, 15 зенитных пулеметов и 1 десантное орудие. Интересно, что этот корабль построен уже по условиям Вашингтонского договора, который ограничил калибр орудий и водоизмещение боевых кораблей. Водоизмещение этого корабля равно 33 500 г, экипаж его состоит из 1314 человек. Легко представить себе силу удара тяжелых орудий этого корабля, длина ствола которых немногим меньше 20 м. Один снаряд такого орудия весит тонну и попадает в броню со скоростью, раз в пять превышающей скорость самого быстроходного современного самолета. Вообразите себе, что один только залп тяжелых орудий такого корабля — это по весу не менее полувагона стального всесокрушающего урагана, настигающего противника за десятки километров.

Одна из двух орудийных башен линкора «Дейчланд» с тремя 28-сантиметровыми орудиями. Корабль вооружен значительной зенитной артиллерией. Ход корабля обеспечивается восемью дизелями по 7100 л. с., работающими на два гребных вала.

Наиболее целесообразно установить тяжелые орудия в башнях. По данным одних флотов, наиболее выгодным является помещение в одну башню трех орудий, по другим же, — четырехорудийные башни дают наиболее удовлетворительные конструкции. Вот данные по одной трехорудийной башне, калибр орудий которой равен 38 см: общий вес установки свыше 1200 т; диаметр бронированной шахты, защищающей вращающуюся нижнюю часть башни, так называемого барбета, около 11 м; сила отдачи на одно орудие 455 т (соответствует грузу, размещающемуся почти в 30 товарных вагонах!).

Некоторое представление о том, сколько сложных операций необходимо проделать для обеспечения выстрела орудия корабля, дает настоящий рисунок.

Средняя артиллерия размещается различно, — либо также в башнях (как часто это бывает на легких крейсерах), либо в специальных казематах (на линкорах), либо просто за щитами.

Размеры боевого корабля, о котором мы говорили выше, легко себе представить, если сказать, что его длина превышает 200 м, а ширина равна 30 м. Все важнейшие центры корабля связаны системой сигнализации, телефоном. Мощные водоотливные средства обеспечивают откачку воды из трюмов гиганта. Большие вентиляторы нагнетают воздух в машинные и котельные отделения. Достаточно сказать, что мощность электрических установок для механизмов корабля достигает нескольких тысяч киловатт, т. е. мощности, потребляемой небольшим городом.

*

Как же движется такой бронированный гигант?

Ход подавляющего большинства современных больших военных кораблей обеспечивается мощной паротурбинной установкой. Вы недавно читали, что «в Средиземное море послан английский военный корабль «Худ» («Hord»). Этот корабль обладает четырьмя главными турбинами общей мощностью 157 тыс. л. с. 157 тыс.! Это значит, что турбины такого корабля могли бы обеспечить крупный современный город, дав энергию его промышленности, покрыв потребности коммунальные и бытовые.

Недавно направлен в Бискайский залип английский линейный крейсер «Худ». Этот боевой корабль выпущен в 1920 г. и прошел модернизацию в 1930 г. При своих 42 тыс. т водоизмещения он имеет благодаря мощной турбинной установке в 157 тыс. л. с. скорость хода в 32 узла.

24 паровых котла снабжают паром турбины, которые вращают гребные винты. Мощность турбин обеспечивает скорость хода корабля водоизмещением в 42 тыс. т в 32 узла (почти 60 км в час). 4 тыс. т нефти (несколько составов нефтяных цистерн) являются запасом топлива корабля и дают ему возможность на экономической скорости пройти длинный путь в 12 тыс. км.

К таким мощным паротурбинным установкам пришли не сразу. Читатель помнит, что еще не так давно ход корабля определялся парусами. Долгая упорная борьба происходила между парусом и еще несовершенной паровой машиной. Победила паровая машина. Но как еще она была несовершенна! Большой вес, громоздкость при большом расходе пара, что требовало больших запасов топлива, обременяли корабль и уменьшали зону его действия. Тихоходность машин определяла малую скорость хода самого корабля и малую его маневренность. А как важна скорость! В Цусимском бою русские корабли после длительного морского перехода могли развивать боевую скорость только в 10 узлов, в то время как японские корабли имели скорость 15 узлов. Это превосходство скорости японских кораблей было одной из причин их победы в Цусимском бою. Тихоходность военного корабля как чрезвычайно отрицательное его свойство сказалось сразу же после введения нового оружия — торпеды. Появление торпеды даже при той ограниченной скорости и меткости, которые характерны для первых образцов этого оружия, вызвало к жизни новый тип корабля — миноносец. Требования, предъявленные к этому кораблю, — быстроходность, маневренность — заставили машиностроение сделать резкий шаг вперед. Появляются быстроходные паровые машины. На смену тяжелым и малопроизводительным цилиндрическим котлам приходят тонкотрубные котлы, обладающие меньшим весом и большей паропроизводительностью. Вводится жидкое топливо — нефть. Будучи более теплоценным, чем уголь, оно требует меньших запасов. Еще один элемент способствовал увеличению производительности котлов без увеличения их размеров — это искусственная тяга. Принудительная подача воздуха в топку котла с помощью вентилятора и удаление продуктов сгорания дымососом дали возможность сжигать в котле с большим эффектом больше топлива, чем при естественной тяге, осуществлявшейся дымовой трубой.

Все эти мероприятия по усовершенствованию механизмов на миноносцах были применены и на больших кораблях, что способствовало повышению их быстроходности.

Однако решительный перелом обозначился только тогда, когда во флоте стали применять паровую турбину. Паровая турбина быстро завоевывает исключительное положение как главный двигатель большого корабля. Это и понятно: увеличение его быстроходности и водоизмещения потребовало чрезвычайно мощных установок. Концентрация больших мощностей в одном агрегате затруднена для поршневых двигателей. Судовые же турбины строятся мощностью до 75 тыс. л. с. в одном агрегате, и это еще не предел.

Судовая паровая турбина — этот основной двигатель современного большого боевого корабля — при всем стремлении придать ей минимальные размеры и вес, представляет собой многотонный агрегат большой мощности (см. нижний снимок).

Как же приводят паровые турбины в движение корабль?

Ход корабля обеспечивается гребными винтами. Вращают же винты главные машины корабля. Мы говорим — винты, ибо один корабль может иметь не один гребной винт, а несколько. Количество винтов определяется по целому ряду соображений. Размер винта не может быть очень большим. Важно, чтобы лопасти винта близко не подходили к поверхности воды во избежание присоса воздуха. Важно также, чтобы они близко не подходили и к грунту, ибо легко понять, насколько опасно соприкосновение быстро вращающегося винта с грунтом. Но ограниченный размер винта ведет к уменьшению его работоспособности, и если необходимо получить большую работу для движения корабля, то нужно делать несколько винтов. Это имеет еще и то преимущество, что машинная установка корабля может быть раздроблена при этом на отдельные устройства по числу винтов, и каждое такое устройство может быть размещено в отдельном, сравнительно небольшом помещении, что для живучести корабля, как мы уже знаем, имеет большое значение. Кроме того, если турбин несколько, то уменьшается и опасность выхода их из строя. Допустим, что снаряд противника попал в одно из машинных отделений и вывел его из строя, — в действии остаются другие турбины, работающие на свои гребные винты.

До установки на корабле, перед выпуском с завода, паровая турбина проходит испытания на заводском стенде. Здесь ее проверяют, тщательно выслушивают, нет ли где посторонних шумов, задеваний, грозящих аварией при тех больших оборотах, на которых ей придется работать. Верхняя крышка корпуса снята, и видны колеса, через лопатки которых будет проходить пар, приводящий турбину в действие.

Вал турбины приводится во вращение паром, проходящим через лопатки ее колес, сидящих на валу. Если соединить вал турбины с валом, на который насажен гребной винт, — гребным валом, то при вращении турбинного вала будет вращаться и винт, приводя в движение корабль. Так первое время и делали: соединяли непосредственно эти два вала.

Однако этот простой способ непосредственной передачи энергии с вала турбины на винт страдает большим дефектом. Дело в том, что скорость на окружности колес турбины должна для экономичной ее работы находиться в определенной зависимости от скорости пара, проходящего через лопатки этих колес. Скорость пара очень велика, скорость на окружности колес также должна быть значительной. Этого можно достигнуть двумя путями: либо увеличивать диаметр колес, либо увеличивать число оборотов вала. Но увеличивать диаметр колес, это значит идти на увеличение, а следовательно, и утяжеление всей турбины.

Конечно, при борьбе за экономию места на корабле, при стремлении уменьшить вес всего оборудования до минимума становиться на путь утяжеления турбины нерационально, и никто этого делать не хочет. Стремятся к быстроходным турбинам с большим числом оборотов —  порядка 2000—4000 оборотов в минуту. Но гребной винт как раз и не должен работать при столь высоких числах оборотов. Выгодное для гребного винта число оборотов раз в десять меньше, чем для турбины. Отсюда ясно, что, желая достигнуть экономичной работы и турбины и винта при благоприятных размерах и весах установки, нельзя непосредственно соединять вал турбины с гребным валом. Как же поступить в таком случае? Где же выход? В настоящее время вопрос этот разрешен двояко. На большинстве современных линейных кораблей устраиваются специальные зубчатые передачи. Энергия с вала турбины передается на гребной вал через пару зубчатых колес, находящихся в зацеплении. Одно из таких колес, малого диаметра, сидит на валу турбины, а большое зубчатое колесо, приводимое во вращение малым, насажено на гребной вал. Во сколько раз нужно уменьшить число оборотов гребного вала против турбинного, во столько же раз диаметр большого колеса должен превышать диаметр малого. Как вы уже знаете, число оборотов винта, примерно, в десять раз меньше числа оборотов турбины, поэтому и диаметр сидящего на гребном валу колеса раз в десять больше насаженного на турбинный вал. Представьте, что малое колесо имеет диаметр равный, например, 40 см, тогда диаметр большого зубчатого колеса достигает величины порядка 4 м. Если вспомнить еще, что эти колеса должны передавать очень большие мощности, то станет понятна сложность задачи построения таких передач. Такая задача могла быть разрешена только лишь при высоком развитии машиностроения.

Зубчатые колеса передают энергию с турбины на винт корабля. Изображенные на переднем плане малые зубчатки принадлежат валу турбины; число их оборотов велико. Большое зубчатое колесо насажено на гребной вал и вращается во столько раз медленнее, во сколько его диаметр больше диаметра малого колеса. Винтовые зубья колес способны передавать огромные мощности.

*

Мощные турбинные установки корабля потребляют такое огромное количество пара, каким можно было бы отопить много десятков больших многоэтажных домов, целые районы большого современного города. Понятно, что для производства пара нужно и большое количество паровых котлов. В настоящее время большие военные корабли оборудуются исключительно водотрубными котлами, т. е. такими, в которых образование пара из воды происходит в целой системе тонких труб, обогреваемых горячими газами. Эти котлы по сравнению с ранее употреблявшимися цилиндрическими, так называемыми шотландскими, котлами имеют огромные преимущества. Вес и размеры у них меньше, а производительность и экономичность больше. При конструировании судовых паровых котлов особое внимание обращается на их компактность и надежность действия. Котлы питаются водой, полученной путем охлаждения отработавшего в турбинах пара. Добавочная вода, взамен неизбежно теряемой при сложном прохождении пара и воды из котла в турбину, холодильник и обратно в котел, восполняется за счет дистиллированной воды, которая получается в специальных аппаратах — опреснителях — из морской, или, как ее называют, забортной воды. Топливом для котлов обычно является нефть, достоинства которой уже указывались. Мощные вентиляторы подают воздух, необходимый для горения топлива, в топки паровых котлов, а дымососы —  специальные вентиляторы — выбрасывают дымовые газы наружу через дымовые трубы корабля.

Этот, на первый взгляд, странный по форме предмет — судовой паровой котел. Имея три барабана, соединенных большим количеством тонких труб, в которых испаряется вода, он принадлежит к водотрубным котлам. Спереди видны восемь форсунок, с помощью которых распыляется нефть, сжигаемая в топке котла.

Вот перспектива одной из кочегарок корабля. По обе стороны расположены котлы «Ярроу», снабженные необходимыми приборами, показывающими давление пара, его температуру, уровень воды в котле и пр.

Известно, что особый вид военных кораблей — подводные лодки — в качестве двигателей для надводного хода, когда лодка не погружена, имеют дизели — двигатели внутреннего сгорания. Эти двигатели применяются и на других военных кораблях, главным образом быстроходных крейсерах. Применение их для кораблей, требующих очень больших мощностей, затруднено, ибо мощность каждого такого двигателя не может быть больше, примерно, 10 тыс. л. с. Тогда пришлось бы их ставить по 15 и более штук на один корабль. Поэтому, несмотря на большую их экономичность —  малый расход топлива, — на линейных кораблях их можно иногда встретить только в качестве двигателей крейсерского хода, т. е. для длительных переходов, когда значительно сказывается меньший расход ими топлива; главные же машины большинства линкоров паровые турбины.

Интересен такой вопрос: ставит ли современное состояние техники предел увеличению водоизмещения корабля? Нет, такого предела современная техника не ставит ни в отношении корпуса корабля, ни в отношении машинных установок. Предел ставится другим — прежде всего шириной и глубиной имеющихся портов, доков. Кроме того, считаются с ростом и без того большой стоимости боевого корабля с увеличением его размеров и оборудования. Развитие морской авиации требует, с одной стороны, наличия на корабле посадочных площадок и приспособления для выпуска его самолетов. С другой же стороны, наличие нового противника — бомбовоза — требует уменьшения размеров корабля, чтобы по возможности сделать его меньшей мишенью для аэробомб противника.

Орудийная башня советского линкора «Марат».

В настоящее время наблюдается тенденция не столько к увеличению водоизмещения корабля, сколько к усилению его артиллерии, увеличению быстроходности и живучести. Во всяком случае, строительством больших военных кораблей занимаются все морские державы, так как такой корабль представляет собой грозную силу, решающую часто исход морских сражений, парализующую водные коммуникации противника и содействующую успехам сухопутных боев в приморских местностях.