Корабли Подводные лодки Морская авиация Вооружение История Статьи и заметки Новости Разное

В. В. Арбузов. Броненосец «Петр Великий»

Как был устроен «Петр Великий»

1. Мореходные и маневренные качества

Весь комплекс проведенных в 1876 году испытаний выявил следующие мореходные качества. Безопасность океанского плавания "Петра Великого" не внушала опасений, а его причисление к классу мониторов следует отнести лишь к консерватизму Морского министерства в вопросах классификации. Но все же меньшая, по сравнению с рангоутными броненосцами, высота борта "Петра Великого" при плавании в штормовых условиях делала невозможным нахождение людей на верхней палубе из-за постоянного заливания ее водой, а также приводила к повышенной сырости в помещениях при попадании воды через неплотно закрытые люки и гласисы башен.

Испытание, проведенное при семибалльном шторме, определило наибольшую амплитуду бортовой качки до J1-13°, килевой до 1,5°. При ходе против ветра скорость корабля в этих условиях уменьшалась на 2 уз. Испытания маневренных качеств на спокойной воде показали следующее: полную циркуляцию при максимальной перекладке руля на борт 36,5° броненосец совершал за 6 мин. 45 сек., а диаметр ее составил 1,5 кабельтовых. С самого полного хода при остановке машин через 30 сек. после команды "стоп" корабль продолжал движение до полной остановки еще 7,5 минут. После этого механизм с момента подачи команды "полный назад" начинал работу через 2 мин., а движение корабля начиналось через 2 минуты.

2. Корпус

Боевой корабль соответствующего водоизмещения в начале семидесятых годов XIX века представлял собой интерес из-за сложности конструкции корпуса, построенного по вводимой тогда в судостроении так называемой бракетной (клетчатой) системе набора. Впервые это новшество ввел в Англии Э. Рид, построив в 1864 году знаменитый "Беллерофон". Фактически по этому принципу строят корпуса кораблей и судов и в настоящее время. Новшество заключалось в том, что шпангоуты и стрингеры делали не из сплошных железных полос, как на первых броненосцах, а из отдельных частей углового и листового железа, скрепленных между собой в виде рамы по форме шпангоута для поперечного набора и соответственно по форме стрингера для продольного. Благодаря этому все междудонное пространство образовывало своеобразную систему клеток, составлявших двойное дно. Такой способ постройки несомненно усложнял строительство корабля и не имел преимущества в весе, но при этом достигалась большая прочность всей конструкции.

Размерения корпуса „Петра Великого"

  фут дюйм м
Длина по верхней палубе

Длина по грузовой ватерлинии

333 ф.

329 ф.

8 д. 101,5

100,5

 

Длина между перпендикулярами 321 ф. 10 д. 98
Наибольшая ширина:    
без обшивки 58 ф. 17,7
с обшивкой 59 ф. 18
с броней 63 ф. 21,9
Углубление (проектное):    
форштевнем 22 ф. 9 д. 6,9
ахтерштевнем 24 ф. 9 д. 7,5
среднее 23 ф. 9 д. 7,2
Изменение водоизмещения на один дюйм (25,4 мм) углубления 29,25 т.  
Высота борта от ватерлинии:    
в носу 10 ф. 3
у миделя 11 ф. 3,4
в корме 3 ф. 0,91
Верхняя кромка бортовой брони от грузовой ватерлинии:  
в носу 3 ф. 0,91
у миделя 2 ф. 0,6
в корме 2 ф. 6 д. 0,8
Нижняя кромка бортовой брони ниже ватерлинии:    
в носу 4 ф. 1,2
у миделя 5 ф. 1,5
в корме 3 ф. 0,91
Площадь мидель-шпангоута 1234 ф.2 114,6
Площадь грузовой ватерлинии 17 550 ф.2 1630,9

Основу корпуса, как известно, составляет киль. На "Петре Великом" в сечении он напоминал перевернутую букву "Т", то есть набирался из горизонтальных и вертикальных полос железа. Горизонтальные листы киля, кроме того, составляли килевой пояс наружной обшивки и располагались в два ряда. Нижний ряд имел толщину 25,4 мм, верхний - 19 мм. Вертикальный киль набирался из одного ряда листов толщиной 15,9 мм. Киль переходил в образующие носовые и кормовые очертания корпуса форштевень и ахтерштевень, которые были отлиты из бронзы.

Форму корпуса броненосца и его поперечную прочность обеспечивали 80 шпангоутов, имевших шпацию 1,22 м. Наборной частью шпангоута являлась часть от киля до нижней палубы. Она состояла из отдельных рам, расположенных между стрингерами - основы продольной прочности корпуса. Эти части шпангоутов, называемые в судостроении флортимберсами, и являлись водонепроницаемыми. Остальные части шпангоутов от нижней до верхней палубы состояли из полос углового железа с размерами сторон 127 х 127 мм. Продольные стрингеры, по шесть на каждом борту, состояли из непрерывного ряда листов, ширина которых равнялась ширине шпангоута. Первые пять стрингеров набирались из железа толщиной 11 мм; последний, шестой, являвшийся одновременно и шельфом под броню, имел толщину 19 мм. Над килем по всей длине корабля в диаметральной плоскости находилась продольная водонепроницаемая переборка, пролегавшая под бруствером до верхней палубы, а вне его - только до нижней. Переборка состояла из железных листов толщиной 9,5 мм. Между 15 и 65 шпангоутами с каждого борта от третьего стрингера до нижней палубы находились еще две продольные переборки. Эти переборки, кроме обеспечения продольной прочности и непотопляемости, образовывали у бортов пространство для угольных ям. Но основными в конструктивной системе непотопляемости корабля являлись девять поперечных водонепроницаемых переборок. Переборки набирались из 9,5-мм листов железа. Кроме того, для придания надлежащей прочности все они с одной стороны укреплялись вертикальными полосами углового железа, а с другой - горизонтальными. Для сообщения между отсеками в переборках имелись специальные самозакрывающиеся при поступлении в помещение воды двери, число которых равнялось 44. В нижних частях всех без исключения переборок находились клинкеты для перепускания воды, управление которыми осуществлялось ручными приводами с нижней палубы. Для доступа в междудонные отсеки во втором дне имелись водонепроницаемые горловины. Общее же число всех водонепроницаемых отсеков в корпусе составляло 87.

Для удаления воды, попавшей внутрь корпуса, все отделения соединялись с главной осушительной магистралью (внутренний диаметр 305 мм, в носу и корме - 203 мм), проходившей у киля в междудонном отделении. Сама магистраль состояла из множества удобных для замены частей и соединялась со всеми отсеками междудонного пространства ответвлениями (свинцовые трубы с внутренним диаметром 100 мм), имевшими общую длину около 260 м. Откачивание воды осуществлялось паровыми помпами. Развитая система кингстонов и клинкетов позволяла руководить осушением или же наполнением водой любого отсека.

Обшивка корпуса состояла из двух слоев: наружного основного и внутреннего, обеспечивающего герметичность в случае повреждения первого. Наружная обшивка с каждого борта состояла из двенадцати поясов, последний из которых проходил под бортовым броневым поясом.

Толщина листов обшивки корпуса, наложенных внакрой, в зависимости от места крепления колебалась от 19 до 15,9 мм, ширина - от 0,8 до 1,2 м, а длина - от 2,5 до 3 м. Двенадцатый, последний, ряд обшивки состоял из двух слоев 15,9-мм листов железа. В местах прохождения гребных валов обшивка имела толщину 25,4 мм.

Обшивка позади броневых плит состояла из двух рядов 25,4-мм листов. На нижней палубе у броневого пояса проходил узкий коридор шириной 0,76 м для осмотра, окраски и замены броневых болтов и плит в случае их боевого повреждения.

Обшивка второго дна состояла из листов толщиной 9,5 мм, за исключением листов под машинным и котельным отделениями, где ее толщина уменьшалась до 6,4 мм. Все стыки листов междудонного пространства чеканились для большей герметичности, а затем заливались тонким слоем специального цемента.

Палубы и платформы броненосца поддерживались бимсами. Бимсы проходили от борта до борта по всей длине корабля на расстоянии 0,6 м друг от друга и соединялись со шпангоутами и бортами кницами. Высота бимсов верхней палубы внутри бруствера составляла 406 мм, в остальных частях - 305 мм. Бимсы нижней палубы имели высоту 280 мм в средней части и 229 в оконечностях. Снизу они поддерживались пиллерсами, которые между палубами были трубчатые, а в трюме состояли из полос углового железа.

Настилка верхней палубы состояла из двух слоев стальных листов: верхнего (32 мм) и нижнего (19 мм), имевших длину 3,65 м, ширину 1,05 м. Нижняя палуба набиралась также из двух слоев стальных листов по 6,4 мм каждый.

Бруствер, имевший в плане форму прямоугольника со сглаженными углами, длиной 46 м образовывался вертикальными угольниками, расположенными на расстоянии 0,6 м друг от друга. Обшивка бруствера набиралась из двух рядов листов, толщина которых по внешней стороне стоек была 25,4 мм, по внутренней -9,5 мм, для защиты помещений от осколков брони и тиковой подкладки. Палуба над бруствером состояла из двух слоев стальных 12,7-мм листов.

Носовая надстройка от бруствера до форштевня имела весьма легкую конструкцию. Она предназначалась для улучшения мореходных качеств и более удобного размещения экипажа. Палуба надстройки, бывшая у бруствера на одном с ним уровне, к форштевню понижалась, имея высоту от ватерлинии всего 3 м. Понижение палубы было предусмотрено для обеспечения безопасности стрельбы из 305-мм орудий в носовом направлении на близких расстояниях.

Огромное число деталей в конструкции корпуса крепилось между собой только заклепками, число которых достигало 750 тыс. штук.

Для защиты от обрастания в длительном океанском плавании вся подводная часть до свесов брони покрывалась листами меди на деревянной прокладке. Способ крепления меди заключался в следующем. Вдоль всей подводной части корабля поверх наружной обшивки на расстоянии 1,2 м друг от друга крепились полосы Z-образного железа. Между ними вбивались чаки - брусья из лиственницы шириной 229 мм и толщиной 102 мм, которые заполняли собой все пространство между этими полосами, образуя первый слой деревянной обшивки. Борт и чаки пропитывались суриком, разведенным на олифе. Затем поперек чак при помощи железных винтов (по 2 шт. в чак) крепились вдоль корпуса лиственничные доски внешней деревянной обшивки. Доски имели в сечении 180 х 60 мм, а их длина колебалась от 2,5 до 3 м. Между чаками и досками внешней обшивки помещалась прокладочная бумага из двух слоев, пропитанная смесью смолы, говяжьего сала, гарпиуса и

конопляного масла. Кроме того, по выступающим между чаками полосам Z-образного железа и по внешней деревянной обшивке прокладывалась парусина, пропитанная тем же составом. Медные листы (12 680 шт.) размером 1,2 х 0,356 м и толщиной 2 мм крепились к деревянной обшивке медными гвоздями . Вся система надежно обеспечивала изоляцию меди от внешней обшивки корпуса для предотвращения образования гальванических элементов из этих металлов в морской воде. Общая толщина такой обшивки равнялась 250 мм, а вес приблизительно равнялся весу воды в вытесненном ею объеме. Кроме того, вдоль корпуса для устойчивости на курсе на протяжении 60 % длины имелось с каждого борта по три боковых деревянных киля, также обшитых медью. Наружные кожухи гребных валов, кронштейны, винты и руль изготовили из латуни. Таким образом подводная часть "Петра Великого" полностью была защищена от обрастания водорослями.

"Петр Великий" имел две непрерывные палубы: главную, которая в корме за бруствером являлась верхней, и жилую, расположенную ниже. Первоначально верхняя палуба не покрывалась деревом и ее прокатали с насечками . Расстояние между палубами на "Петре Великом" было несколько больше, чем на других броненосных кораблях русского флота. Но все же небольшой объем внутренних помещений в носовой надстройке, бруствере и на платформах в носу и корме создавал трудности в размещении экипажа, бытовых помещений и различного рода кладовых. Кают-компания и каюты офицеров внутри бруствера не имели бортовых иллюминаторов. Отсутствовали они и в адмиральском салоне, который находился в носовой части. Свет в эти помещения проникал только через палубные светлые люки. Не удалось полностью разместить все снаряды 305-мм орудий в единственном бомбовом погребе, из-за чего большая их часть хранилась в кранцах вдоль брони бруствера и в проходах у угольных ям. Стесненные бруствером башни устанавливались над котельными и машинными отделениями.

Большое значение при постройке корабля уделили отделочным работам во внутренних помещениях. Эти работы выполнялись с особой тщательностью, так как 305-мм орудия при стрельбах подвергали корпус большому сотрясению, что плохо сказывалось на огромном количестве искусно выполненной деревянной мебели и внутренней обшивке. Все это, создававшее в мирное время комфорт, в бою могло являться причиной больших пожаров и разрушений.

Из красного дерева изготовили мебель и двери всех офицерских кают, кают-компании, адмиральского салона, а также пять штурвальных колес, имевших диаметр около 2 м, и нактоузы компасов. Тиковыми и частично из красного дерева были все трапы, отделка машинных люков, люков на палубах и платформах. Из ценных пород дерева сделали и съемные бортовые каютные щиты, оформлявшие декоративно стены кают у бортов и убиравшиеся в бою и при осмотре брони; светлые люки над адмиральским салоном; отделку крюйт-камеры и погребов; рубку на грибовидном мостике; разборную церковь, рундуки, ящики для сигнальных флагов и другое оборудование внутренних помещений.

И все же роскошная внутренняя отделка лишь немного сглаживала трудности, переносимые моряками в плавании. Даже при хорошей вентиляции недостаточный объем жилых помещений и постоянная сырость из-за попадания воды через гласисы башен и пара при работе вспомогательных механизмов вызывали большую влажность на корабле, следствием которой были постоянные простудные заболевания команды. При сравнительно небольшом волнении приходилось закрывать все люки и ограничивать нахождение людей на верхней палубе, что при длительном плавании было весьма утомительно. Вентиляция корабля в этих случаях осуществлялась только через грибовидный мостик. В целом жилые условия на "Петре Великом" были заметно хуже, чем на рангоутных броненосцах тех лет.

"Все листы, угловое железо, заклепки, кованные вещи и железо всякого рода, потребное для постройки корпуса судна, должны быть сделаны в России," - написано в спецификации корпуса, утвержденной 14.01.1869 г. в МТК. Множество хлопот строителям доставлял контроль веса огромного числа деталей, поступавших на стапель, для предотвращения перегрузки. В результате этой кропотливой работы спусковой вес корпуса даже был несколько ниже проектного - случай очень редкий в судостроительной практике.

Проектный вес корпуса "Петра Великого", вычисленный М. М. Окуневым, составлял 3679 т, а с утвержденной чуть позже надстройкой - 3879 т.

В итоге полный вес корпуса без брони, башен, артиллерии, дельных вещей и запасов равнялся 3753,5 т.

3. Бронирование

Бронировался "Петр Великий" с учетом боевого опыта гражданской войны в САСШ. Подобно американским мониторам, броневой пояс по ватерлинии крепился к борту, образуя свес толщиной 0,6 м для частичной защиты корабля от таранных ударов. Прямой угол, образованный свесом и бортом корабля, заполнялся деревом для смягчения ударов волн при качке.

Наиболее толстые, 356-мм плиты бортового пояса находились в середине корабля по длине 48,8 м. К оконечностям толщина брони постепенно уменьшалась до 203 мм в носу и 229 мм в корме. Верхняя и нижняя кромки пояса 356-мм плит в средней части были параллельны ватерлинии. В систему бортовой защиты входило и "коробчатое железо" с толщиной стенок 19 мм. Вес "коробчатого железа" с заполнявшим его ячейки тиком равнялся весу 50-мм броневых плит, но сопротивление ударам снарядов соответствовало 76-мм броне.

Весовые характеристики корпуса

Наружная обшивка. 338,7 т

Стыковые планки наружной обшивки. 39,4 т

Листы под поперечные переборки. 29,4 т

Внутренняя обшивка. 127,2 т

Трюмные стрингеры. 121,9 т

Наружные стрингеры. 102,9 т

Нижние части шпангоутов (флортимберсы). 101,5 т

Верхние части шпангоутов. 75,4 т

Стрингеры по верхним шпангоутам. 45,5 т

Железная обшивка под броню. 203,9 т

Железная настилка верхней палубы. 537,2 т

Железная настилка нижней палубы. 200,3 т

Палубный стрингер под броневым поясом. 26,6 т

Бимсы верхней палубы. 187,0 т

Бимсы нижней палубы. 69,5 т

Продольные переборки (средняя и две боковые). 155,5 т

Поперечные переборки. 122,7 т

Стем, старнпост и руль. 38,3 т

Полный вес металла в составе корпуса с медными штевнями 2522,9 т

Носовая надстройка. 159,7 т

Вес железа в составе бруствера. 209,1 т

Цемент. 15,0 т

Итого. 2906,7 т

 

Деревянная отделка кают, настилка палубы в бруствере и под башнями. 56,1 т

Деревянная обшивка днища. 259,5 т

Тиковая подкладка борта под броню пояса и бруствера. 204,5 т

Деревянная палуба мостика, рубки и отделка трюма. 106,4 т

Вес всего дерева в корпусе. 626,5 т

Вес заклепок, креплений, скоб в составе корпуса. 45,1 т

Окраска, конопатка, медная обшивка корпуса и запас в 5 % . . 175,2 т

Итого. 3753,5 т

Снаружи "коробчатого железа" проходила подкладка из тиковых брусьев, имевших размеры 9 х 0,45 х 0,356 м. На тиковую подкладку крепились сами броневые плиты, состоящие из двух поясов -верхнего 356-мм на 254-мм тиковой подкладке и нижнего 305-мм на 356-мм подкладке. Броня башен и закруглений бруствера состояла из двух слоев выгнутых 178-мм плит, так как пригонка четырнадцатидюймовой брони по лекалам в то время не выполнялась.

Броневые плиты крепились болтами длиной около 1 м, диаметром 100 мм, проходившими сквозь саму плиту, подкладку, коробчатое железо и обшивку борта. С внутренней стороны на болт наворачивались массивные гайки с железными шайбами. Всего на крепление вертикальной брони "Петра Великого" ушло 1720 таких болтов общим весом 100,2 т. Для лучшей герметичности между обшивкой борта и шайбами прокладывались резиновые кольца.

Внутри бруствера и вдоль пояса проходил узкий коридор, защищавший команду (по опыту гражданской войны в САСШ) от осколков, отлетающих от плит при ударе снарядов.

Каждая плита борта или бруствера имела свой порядковый номер от 1 до 54 с указанием при этом борта. Номера от 1 до 34 принадлежали плитам по ватерлинии. Плиты бруствера имели номера от 35 до 54. По девять 178-мм плит в два слоя защищали башни, а всего корабль нес на себе 126 вертикальных броневых плит общим весом 1262,3 т.

Для защиты от навесных выстрелов верхняя палуба корабля вне бруствера и палуба бруствера состояла из трех слоев 25,4-мм железных листов, расположенных в шахматном порядке общим весом 537,2т.

4. Главные и вспомогательные механизмы

"Петр Великий" являлся на флоте самым насыщенным различными механизмами кораблем. Его ход обеспечивали две трехцилиндровые машины "системы Моделея с обратной ногой" с горизонтальным расположением цилиндров. По проекту обе машины должны были развивать мощность в 10 000 л. с. Но фактически из-за недостаточной паропроизводительности котлов эта мощность не достигалась.

Все шесть горизонтальных цилиндров находились в специально устроенной "деревянной рубашке", а их работа рассчитывалась на давление пара 2,45 атм., подававшегося к цилиндрам по медным трубам. Сами механизмы работали по принципу "обыкновенного действия", то есть пар поочередно подавался в цилиндры и совершал лишь один цикл расширения, вызывавший движение поршня. Поочередное впускание пара в цилиндры осуществлялось специальным золотниковым устройством. Сами золотники приводились в движение отдельными валами, вращавшимися от главного коленчатого вала через зубчатую передачу. Отработанный (прошедший через цилиндры) пар конденсировался в двух холодильниках с огромным количеством трубок общей длиной 24 км. В межтрубное пространство для их охлаждения пропускалась холодная забортная вода, нагнетавшаяся в каждый холодильник двумя паровыми циркуляционными центробежными насосами.

Естественно, КПД таких механизмов был невысок. На появившихся в этот период механизмах двойного, а затем и тройного расширения с вертикальным расположением цилиндров этот недостаток одноразового использования пара был устранен. Пар совершал работу дважды или трижды в зависимости от конструкции механизма. Морское министерство, заключив 4 марта 1870 года контракт с заводом Д. Ф. Берда на изготовление механизмов "обыкновенного действия", не желало рисковать в тот период, когда более совершенные, но не испытанные на практике вертикальные машины двойного расширения только начинали входить в кораблестроение. Тем не менее отказ от них на "Петре Великом" являлся ошибкой Механического отделения МТК, повлекшей за собой в дальнейшем много трудностей в эксплуатации машин.

Число главных машин шт. 2
Суммарная мощность л. с. 10000
Число паровых цилиндров в машине шт. 3
Диаметр каждого цилиндра мм 1879
Площадь каждого поршня ма 2,77
Ход поршня . м 1,22
Объем всех (шести) цилиндров м3 3,37
Наибольшее рабочее давление пара атм 2,45
Число оборотов при полном ходе об./мин. 64
Время остановки машины с полного хода сек. 30
Время начала вращения на задний ход с момента остановки с полного хода сек. 60

Главные и вспомогательные механизмы во время плавания снабжались паром из 12-ти огнетрубных котлов, имевших прямоугольную форму и рассчитанных на рабочее давление пара в 2,45 атм. Котлы размещались в двух котельных отделениях топками к бортам, соединяясь попарно своей тыльной стороной в диаметральной плоскости. Каждый котел снабжался пароперегревателем. Питание котлов водой осуществлялось по двум независимым трубопроводам от главной машины и от двух донок. Единственная дымовая труба для всех котлов, имевшая в сечении площадь 11,1 кв. м, обеспечивала им естественную тягу в топках, которая могла быть усилена четырьмя вентиляторными машинами мощностью по 6 л. с. каждая. Общее время разведения пара из холодного состояния до рабочего давления составляло 1 час.

ТТХ котлов

Число паровых котлов шт. 12 (6 двойных)
Размеры одного котла м 4,36 х 4,4 х 3
Число топок в котле шт. 4
Общее число топок шт. 48
Размер топок м 9,14x9,37
Длина колосниковых решеток м 1,83
Площадь колосниковых решеток м2 40,1
Общая нагревательная поверхность м2 1278,2
Общая нагревательная поверхность на 1 л.с . м2 0,35
Охлаждающая поверхность холодильников м2 744
Рабочее давление пара атм. 2,45
Пробное гидравлическое давление на испытаниях атм. 4,9
Расход угля в 1 час на 1 л.с. кг 0.9

Уголь для котлов размещался в 25 угольных ямах вместимостью 1213 т, из которых двадцать четыре располагались по бортам в два яруса, закрывая все 12 котлов и дополняя собой броневую защиту. Одна угольная яма находилась в носу между 21 и 26 шпангоутами, занимая весь отсек, и защищала вместе с бруствером котлы от продольных выстрелов с носа. Каждая угольная яма представляла собой водонепроницаемое помещение, снабженное круглыми люками диаметром 254 мм для погрузки угля с палубы и диаметром 610 мм - для его доставки в котельные отделения.

Механизмы вращали два винта системы Гриффитса, изготовленные из бронзы. Винт, имевший диаметр 5,74 м, состоял из ступицы весом 3,4 т и четырех лопастей общим весом 8,4 т, крепившихся к ступице винтами. Система крепления предусматривала изменение шага винта в пределах от 7,3 м до 8,5 м. Шаг выбирался опытным путем при испытаниях и устанавливался при доковании. На "Петре Великом" винт имел шаг 8 м. Вес одного винта равнялся 12,77 т.

Кроме двух главных машин, на корабле находилось множество вспомогательных механизмов. Они предназначались для осушения трюма и помещений, нагнетания воды в пожарную магистраль, вращения башен и наведения орудий, обеспечения вентиляции главных котлов и внутренних помещений, спуска и подъема шлюпок, катеров и якорей, вращения шпилей и единственной динамомашины. Все они приводились в действие небольшими одноцилиндровыми паровыми машинами. При стоянке корабля, когда не действовали главные котлы, пар к машинам подавался от вспомогательных котлов, имевших рабочее давление 2,1 атм. Общий вес всех вспомогательных механизмов и котлов составлял 543,7 т.