במאמר האחרון בחנו את הנושאים הקשורים להתקנת דודי ניקלוס על הוואריאג - עיקר קרבות האינטרנט סביב תחנת הכוח של הסיירת מוקדשים ליחידות אלה. אך מוזר הוא שמייחסים חשיבות כה גדולה לדודים, הרוב המכריע של המתעניינים בנושא זה מתעלמים לחלוטין ממנועי הקיטור של הסיירת. בינתיים, קשורים אליהם מספר עצום של בעיות שזוהו במהלך הפעולה של ה"ווריאג ". אך על מנת להבין את כל זה, יש צורך קודם כל לרענן את זיכרון העיצוב של מנועי קיטור של ספינות בסוף המאה שעברה.
למעשה, עקרון הפעולה של מנוע קיטור פשוט למדי. יש גליל (הממוקם בדרך כלל אנכית במכונות ספינות), שבתוכו בוכנה המסוגלת לנוע למעלה ולמטה. נניח שהבוכנה נמצאת בחלק העליון של הגליל - ואז אדים מסופקים בלחץ לחור בינו לבין המכסה העליון של הגליל. הקיטור מתרחב, דוחף את הבוכנה כלפי מטה וכך הוא מגיע לנקודה התחתונה. לאחר מכן, התהליך חוזר על עצמו "בדיוק ההפך" - החור העליון סגור, וכעת מועבר אדים לחור התחתון. במקביל, יציאת הקיטור נפתחת בצד השני של הגליל, ובעוד הקיטור דוחף את הבוכנה מלמטה למעלה, הקיטור המושקע בחלקו העליון של הצילינדר נעקר לשקע הקיטור (תנועת קיטור פליטה בתרשים מסומן על ידי החץ הכחול המנוקד).
לפיכך, מנוע הקיטור מספק את התנועה ההדדית של הבוכנה, אך על מנת להפוך אותו לסיבוב של פיר הבורג, נעשה שימוש במכשיר מיוחד הנקרא מנגנון הארכובה, בו גל הארכובה ממלא תפקיד חשוב.
מן הסתם, בכדי להבטיח את פעולת מנוע הקיטור, המיסבים הכרחיים ביותר, שבזכותם מתבצעות הן פעולת מנגנון הארכובה (העברת תנועה מהבוכנה אל גל הארכובה) והן הידוק גל הארכובה המסתובב.
כמו כן, יש לומר כי עד שתוכנן ונבנה הווריאג, העולם כולו בבניית ספינות מלחמה עבר מזמן למנועי קיטור משולבים. הרעיון של מכונה כזו עלה מכיוון שהקיטור שהושקע בצילינדר (כפי שמוצג בתרשים העליון) כלל לא איבד לחלוטין את האנרגיה שלו וניתן היה לעשות בו שימוש חוזר. לכן הם עשו זאת - תחילה נכנס אדים טריים לגליל הלחץ הגבוה (HPC), אך לאחר סיום עבודתו הוא לא "נזרק" חזרה לדודים, אלא נכנס לגליל הבא (לחץ בינוני, או HPC) ושוב דחף לתוכו את הבוכנה. כמובן, לחץ הקיטור שנכנס לגליל השני ירד, ולכן הגליל עצמו היה צריך להיעשות בקוטר גדול יותר מה- HPC. אבל זה לא היה הכל - הקיטור שהתפקד בצילינדר השני (LPC) נכנס לצילינדר השלישי, נקרא צילינדר בלחץ נמוך (LPC), והמשיך את עבודתו כבר בתוכו.
אין צורך לומר כי הצילינדר בלחץ נמוך צריך להיות בעל קוטר מרבי בהשוואה לשאר הצילינדרים. המעצבים עשו את זה יותר קל: ה- LPC התברר כגדול מדי, כך שבמקום LPC אחד הם יצרו שניים והמכונות הפכו לארבעה צילינדרים.יחד עם זאת, קיטור בכל זאת סופק בו זמנית לשני צילינדרים בלחץ נמוך, כלומר, למרות הימצאותם של ארבעה גלילי "הרחבה", נותרו שלושה.
תיאור קצר זה מספיק כדי להבין מה לא בסדר במנועי הקיטור של סיירת הוואריאג. ו"טעות "בהם, היה, למרבה הצער, עד כדי כך שמחבר המאמר מתקשה לדעת מאיפה להתחיל. להלן נתאר את הטעויות העיקריות שנעשו בעיצוב מנועי הקיטור של הסיירת, וננסה להבין מי בכל זאת אשם בהן.
אז בעיה מס '1 הייתה שעיצוב מנוע הקיטור כמובן אינו סובל מתיחות כיפוף. במילים אחרות, ניתן היה לצפות לביצועים טובים רק כאשר מנוע הקיטור היה ברמה מלאה. אם הבסיס הזה מתחיל לפתע להתכופף, אז הדבר יוצר עומס נוסף על גל הארכובה, שעובר לכל אורך מנוע הקיטור - הוא מתחיל להתכופף, המסבים המחזיקים בו מתדרדרים במהירות, משחק מופיע וגל הארכובה נעקר, וזו הסיבה שמסבי הארכובה כבר סובלים - מנגנון מוט חיבור ואפילו בוכנות גליל. כדי למנוע זאת, יש להתקין את מנוע הקיטור על בסיס יציב, אך הדבר לא בוצע ב- Varyag. למנועי הקיטור שלו היה רק בסיס קל מאוד ולמעשה הוצמדו ישירות לגוף הספינה. והגוף, כידוע, "נושם" על גל הים, כלומר הוא מתכופף במהלך הגלגול - והכפיפות הקבועות הללו הובילו להתעקמות גל הארכובה ול"התרופפות "של מיסבי מנועי הקיטור.
מי אשם בפגם העיצובי הזה של הווריאג? ללא ספק, האחריות לחוסר הספינה הזו צריכה להיות מופנית למהנדסים של חברת C. Crump, אבל … יש כאן ניואנסים מסוימים.
העובדה היא שתכנון כזה של מנועי קיטור (כאשר אלה ללא בסיס קשיח הותקנו על גוף הספינה) התקבל בדרך כלל - לא לאסקולד ולא לבגאטיר היו יסודות קשיחים, אך מנועי הקיטור עבדו עליהם ללא רבב. למה?
ברור שהעיוות של גל הארכובה יהיה משמעותי יותר, ככל שאורכו יהיה גדול יותר, כלומר אורכו של מנוע הקיטור עצמו יהיה ארוך יותר. לווריאג היו שני מנועי קיטור ואילו לאסקולד שלושה. לפי התכנון, האחרונים היו גם מנועי קיטור משולבים בהרחבה משולשת, אך בשל כוחם הנמוך משמעותית היה להם אורך קצר משמעותית. בשל השפעה זו התברר כי סטיית הגוף במכונות אסקולד חלשה בהרבה - כן, הם היו, אבל, נניח, "בתוך ההיגיון" ולא הובילו לעיוותים שישביתו את מנועי הקיטור.
אכן, ההנחה הייתה במקור שהספק הכולל של מכונות Varyag אמור להיות 18,000 כ"ס, בהתאמה, הספק של מכונה אחת היה 9,000 כ"ס. אבל מאוחר יותר צ 'קראמפ עשה טעות קשה מאוד להסביר, כלומר, הוא הגדיל את כוחם של מנועי קיטור ל -20,000 כ"ס. מקורות מסבירים זאת בדרך כלל בכך שצ 'קראמפ הלך על זה בגלל סירובו של ה- MTK להשתמש בפיצוץ מאולץ במהלך מבחני הסיירת. זה יהיה הגיוני אם צ'.קראמפ, במקביל לעלייה בהספק של המכונות, יגדיל גם את תפוקת הדודים בפרויקט Varyag לאותם 20,000 כ"ס, אך דבר מהסוג לא קרה. הסיבה היחידה לפעולה כזו יכולה להיות התקווה שדודי הסיירת יעלו על הקיבולת שקבע הפרויקט, אך כיצד ניתן לעשות זאת מבלי להיאלץ לאלץ אותם?
כאן כבר אחד משני הדברים - או צ'.קראמפ עדיין קיווה להתעקש לבדוק בעת כפיית הדודים וחשש שהמכונות לא "ימתחו" את כוחן המוגדל, או מסיבה לא ברורה, הוא האמין כי דוודי הוואריאג ו ללא כפייה יגיע הספק של 20,000 כ"ס. בכל מקרה, החישובים של צ'.התברר כי קראמפ טעה, אך הדבר הוביל לכך שלכל מכונת קרוזר הספק של 10,000 כ"ס. בנוסף לגידול הטבעי במסה, כמובן, גם גדלו ממדי מנועי הקיטור (האורך הגיע ל -13 מ '), ואילו שלוש מכונות האסקולד, שהיו אמורות להראות 19,000 כ"ס. הספק מדורג, צריך להיות בעל 6 333 כ"ס בלבד. כל אחת (למרבה הצער, אורכן איננו ידוע למחבר).
אבל מה עם "בוגטיר"? אחרי הכל, הוא היה, כמו הוואריאג, דו -פיר, ולכל אחת ממכוניותיו היה הספק זהה כמעט - 9,750 כ"ס. מול 10,000 כ"ס, כלומר היו לו ממדים גיאומטריים דומים. אך יש לציין כי גוף הבוגאטיר היה רחב מעט מזה של הווריאג, היה ביחס אורך / רוחב מעט נמוך יותר ובסך הכל נראה שהוא נוקשה יותר ופחות נוטה להסיסה מאשר גוף הוואריאג. בנוסף, ייתכן שהגרמנים חיזקו את הבסיס ביחס לזה שעליו עמדו מנועי הקיטור של הוואריאג, כלומר, אם הוא לא היה דומה לאלה שהתקבלו על ידי ספינות מודרניות יותר, הוא עדיין סיפק כוח טוב יותר מאשר יסודות הווריאג. עם זאת, ניתן להשיב על שאלה זו רק לאחר מחקר מפורט של שרטוטים של שתי הסיירות.
לפיכך, אשמתם של מהנדסי חברת Crump לא הייתה בכך שהם הניחו בסיס חלש למכונות Varyag (כפי שנראה כמו שאר בוני הספינות), אלא שהם לא ראו ולא הבינו את הצורך כדי להבטיח את "חוסר הגמישות" מכונות בעלות גוף חזק יותר או מעבר לתוכנית שלוש בורג. העובדה שבעיה דומה נפתרה בהצלחה בגרמניה, ולא רק על ידי וולקן המנוסה ביותר, שבנה את הבוגאטיר, אלא גם על ידי המדרגה השנייה וללא ניסיון בבניית ספינות מלחמה גדולות לפי עיצוב משלה על ידי גרמניה. לא לטובת הבנאים האמריקאים. עם זאת, למען ההגינות, יש לציין שגם MTK לא שלט ברגע הזה, אך צריך להבין שאף אחד לא הטיל עליו את המשימה לפקח על כל התעטשות של האמריקאים, וזה לא היה אפשרי.
אך למרבה הצער, זהו רק החיסרון הראשון ואולי אפילו לא המשמעותי ביותר של מנועי הקיטור של הסיירת הרוסית החדשה ביותר.
בעיה מס '2, שככל הנראה הייתה העיקרית, הייתה העיצוב הפגום של מנועי הקיטור Varyag, שהותאמו במיוחד למהירות הגבוהה של הספינה. במילים אחרות, המכונות עבדו היטב בלחץ הקיטור המרבי, אחרת התחילו בעיות. העובדה היא שכאשר לחץ הקיטור יורד מתחת ל -15.4 אטמוספרות, גלילי הלחץ הנמוך חדלו לבצע את תפקידם - אנרגיית הקיטור שנכנס אליהם לא הספיקה להנעת הבוכנה בצילינדר. בהתאם למהלכים כלכליים, "העגלה החלה להניע את הסוס" - גלילי הלחץ הנמוך, במקום לסייע בסיבוב גל הארכובה, הונעו בעצמם על ידה. כלומר, גל הארכובה קיבל אנרגיה מגלילי הלחץ הגבוה והבינוני, והוציא אותו לא רק על סיבוב הבורג, אלא גם על הבטחת תנועת הבוכנות בשני גלילי לחץ נמוך. יש להבין כי עיצוב מנגנון הארכובה נועד לכך שהגליל היה זה שיניע את גל הארכובה דרך הבוכנה והמחוון, אך לא להפך: כתוצאה מבלתי צפויה ולא כל כך שימוש טריוויאלי בגל הארכובה, הוא חווה לחצים נוספים שלא נקבעו בעיצובו, מה שהוביל גם לכשל של המסבים המחזיקים אותו.
למעשה, אולי לא הייתה בעיה מיוחדת בכך, אלא רק בתנאי אחד - אם תכנון המכונות ייתן מנגנון המנתק את גל הארכובה מגלילי הלחץ הנמוך.לאחר מכן, בכל מקרי הפעולה בלחץ אדים נמוך מזה שהוגדר, די היה "ללחוץ על הכפתור" - וה- LPC הפסיק להעמיס את גל הארכובה, אולם מנגנונים כאלה לא נקבעו בעיצוב ה"ווריאג ". "מכונות.
לאחר מכן, המהנדס I. I. גיפיוס, שפיקח על הרכבה והתאמת מנגנוני ההורסים בפורט ארתור, ביצע בדיקה מפורטת של מכונות Varyag בשנת 1903 וכתב מאמר מחקר שלם על סמך תוצאותיו, ציין בו את הדברים הבאים:
“כאן הניחוש הוא שמפעל קראמפ, שממהר למסור את הסיירת, לא הספיק להתאים את חלוקת הקיטור; המכונה התעצבנה במהירות, ובאוניה, באופן טבעי, הם החלו לתקן את החלקים שסבלו יותר מאחרים מבחינת חימום, דפיקות, מבלי לחסל את הסיבה השורשית. באופן כללי, אין ספק שמדובר במשימה קשה ביותר, אם לא בלתי אפשרית, להתיישר באוניה, כלומר רכב שהיה פגום בתחילה מהמפעל.
ניכר כי צ'.קראמפ אשם כולו בחסרון זה של תחנת הכוח וריאג.
הבעיה מספר 3, כשלעצמה, לא הייתה חמורה במיוחד, אך בשילוב עם הטעויות הנ"ל נתנה "אפקט מצטבר". העובדה היא שבמשך זמן מה, בעת תכנון מנועי קיטור, המעצבים לא לקחו בחשבון את האינרציה של המנגנונים שלהם, וכתוצאה מכך האחרונים נחשפו כל הזמן ללחץ מופרז. עם זאת, כאשר נוצר הוואריאג, התיאוריה של איזון כוחות האינרציה של המכונות נחקרה והתפשטה לכל עבר. כמובן שיישומה דרש חישובים נוספים מיצרן מנועי הקיטור ויצר עבורו קשיים מסוימים, מה שאומר שעלות העבודה כולה עלתה. אז MTC בדרישותיו, למרבה הצער, לא הצביע על יישום חובה של תיאוריה זו בעיצוב מנועי קיטור, וצ 'קראמפ, ככל הנראה, החליט לחסוך בכך (קשה לדמיין שהוא עצמו, ואף אחד שלו למהנדסים יש משהו בנושא זה הם לא הכירו את התיאוריה). באופן כללי, או בהשפעת תאוות בצע, או בגלל חוסר כשירות בנאלי, אך התעלמו מהוראות תיאוריה זו בעת יצירת מכונות הוואריאג (ואגב הרטוויזן), וכתוצאה מכך הופנו כוחות האינרציה. פעולה "שלילית מאוד" (על פי I. I. Gippius) על צילינדרים של לחץ בינוני ונמוך, התורמת להפרעה בפעולה הרגילה של המכונות. בתנאים רגילים (אם מנוע הקיטור היה מסופק עם בסיס אמין ולא היו בעיות בהפצת אדים) זה לא יוביל לתקלות, וכך …
האשמה בחוסר זה במנועי הקיטור "Varyag" צריכה, ככל הנראה, להיות מוטלת הן על צ'רמפ והן על ה- MTK, שאיפשרו את הניסוח המעורפל של הצו.
בעיה מס '4 הייתה השימוש בחומר ספציפי מאוד במסבים למנועי קיטור. למטרה זו נעשה שימוש ברונזה זרחנית ומנגן, שלפי הידוע למחבר לא היו בהם שימוש נרחב בבניית ספינות. כתוצאה מכך קרה הדברים הבאים: בשל הסיבות הנ"ל, מיסבי מכונות ה"ווריאג "נכשלו במהירות. היה עליהם לתקן או להחליף אותם במה שיש בפורט ארתור, ושם, אבוי, לא היו תענוגים כאלה. כתוצאה מכך נוצר מצב כאשר מנוע הקיטור עבד עם מסבים העשויים מחומרים באיכויות שונות לחלוטין - שחיקה מוקדמת של חלקם גרמה ללחצים נוספים באחרים, וכל זה תרם גם לשיבוש בפעילותם התקינה של המכונות.
למען האמת, זו אולי הבעיה היחידה שלא ניתן לקבוע את "מחברתה". העובדה שהספקים של צ'. קראמפ בחרו בחומר כזה לא עלולה לגרום לתגובה שלילית מצד אף אחד - כאן הם לגמרי בזכות עצמם. היה ברור מעבר ליכולות האנושיות להניח את המצב האסון של תחנת הכוח וריאג, לחזות את הסיבות שלה ולספק לפורט ארתור את החומרים הדרושים, ובקושי היה ניתן לספק את דרגות הברונזה הדרושות "במקרה", בהתחשב בכמות העצומה של כל החומרים לטייסת.צורך אשר היה ידוע בוודאות, אך לא ניתן היה לספק את צרכיו.להאשים את מהנדסי המכונות שתיקנו את מכונות הוואריאג? אין זה סביר שיש בידיהם את המסמכים הדרושים שיאפשרו להם לחזות את תוצאות התיקון שלהם, וגם אם ידעו על כך, מה הם יכולים לשנות? עדיין לא היו להם אופציות אחרות.
לסיכום ניתוחינו של תחנת הכוח של הסיירת "וריאג", עלינו לקבוע כי החסרונות ושגיאות התכנון של מנועי קיטור ודודים "השלימו בצורה מופלאה" זה את זה. מתקבל הרושם כי הדוודים ומנועי הקיטור של ניקלוס כרתו הסכם חבלה נגד הסיירת שעליה הותקנו. סכנת תאונות הדוד אילצה את הצוות ליצור לחץ אדים מופחת (לא יותר מ -14 אטמוספרות), אך הדבר יצר תנאים שבהם מנועי הקיטור של הוואריאג היו צריכים להפוך במהירות ללא שימוש, ומכונאי הספינות לא יכלו לעשות דבר בנידון.. עם זאת, נשקול בפירוט רב יותר את ההשלכות של החלטות התכנון של מכונות ודודי Varyag מאוחר יותר, כאשר ננתח את תוצאות פעולתן. לאחר מכן ניתן את ההערכה הסופית של תחנת הכוח של הסיירת.
