巡洋舰“瓦良格”。 打造Chemulpo 27年度1904。 4的一部分。 蒸汽机
在上一篇文章中，我们讨论了与Varyag上安装Nicloss锅炉相关的问题 - 巡洋舰发电厂周围的主要互联网战斗都集中在这些单元上。 但奇怪的是，对锅炉非常重视，绝大多数对这个主题感兴趣的人完全忽略了巡洋舰蒸汽机。 与此同时，“瓦良格”运作期间发现的大量问题与它们有关。 但为了理解这一切，有必要首先在上个世纪末刷新船舶蒸汽机的记忆。
实际上，蒸汽机的运行原理非常简单。 有一个气缸（通常位于船上的机器上），其内部有一个可以上下移动的活塞。 假设活塞位于气缸顶部 - 然后将蒸汽泵入其与气缸顶盖之间的孔中。 蒸汽膨胀，向下推动活塞，使其达到最低点。 在此之后，该过程“完全相反”地重复 - 上部开口关闭，并且现在将蒸汽供应到下部开口。 同时，蒸汽排放在气缸的另一侧打开，并且当蒸汽上下推动活塞时，气缸上部的排气蒸汽被置换为蒸汽排放（排气蒸汽的运动由图中的虚线蓝色箭头表示）。
因此，蒸汽发动机提供活塞的往复运动，并且为了将其转换成螺旋桨轴的旋转，称为曲柄机构的特殊装置，其中曲轴起重要作用。
显然，为了确保蒸汽机的运行，迫切需要轴承，由此曲柄机构工作（从活塞到曲轴的运动传递）和旋转曲轴的紧固。
还应该指出的是，到瓦里亚格的设计和建造时，整个世界的军舰建造早已转向三重膨胀的蒸汽机。 出现这种机器的想法是因为在汽缸中工作的蒸汽（如上图所示）根本没有完全失去能量并且可以重复使用。 因此，他们这样做 - 首先，新鲜蒸汽进入高压缸（CVP），但在完成工作后，它没有被“抛出”回锅炉，而是进入下一个气缸（中压或CCD）并再次将活塞推入其中。 当然，进入第二气缸的蒸汽压力降低，这就是为什么气缸本身必须由比HPC更大的直径制成的原因。 但即使这还不是全部 - 在第二缸（CSD）中运行的蒸汽进入第三缸，称为低压缸（LPD），并继续其中的工作。
不言而喻，与其他气缸相比，低压气缸应具有最大直径。 设计师们做得更容易：低压缸太大了，所以不是一个低压轴，而是制造两个，汽车变成了四个汽缸。 同时，蒸汽仍然同时供给两个低压气缸，也就是说，尽管存在四个“膨胀”气缸，但仍保留三个。
这个简短的描述足以让人了解巡洋舰Varyag的蒸汽机有什么问题。 和他们“不那么”，唉，这篇文章的作者发现很难从一开始就很难开始。 下面我们描述在设计巡洋舰蒸汽机时所犯的主要错误估计，并试图弄清楚谁应该为他们负责。
因此，问题编号XXUMX显然是蒸汽机的设计不能承受弯曲应力。 换句话说，只有当蒸汽机站在绝对水平的基础上时，才能期待好的工作。 如果这个底座突然开始弯曲，那么这会在曲轴上产生额外的负荷，几乎在蒸汽机的整个长度上通过 - 它开始弯曲，轴承保持快速变得无法使用，有反冲和曲轴移动，这就是曲轴轴承受损的原因 - 曲柄机构和气缸的活塞。 为了防止这种情况发生，蒸汽机必须安装在坚固的基础上，但这不是在Varyag完成的。 他的蒸汽机只有很轻的基础，实际上直接固定在船体上。 众所周知，车身在海浪上“呼吸”，也就是说，它在滚动过程中弯曲，这些恒定的弯曲导致曲轴的弯曲和蒸汽机轴承的“咔哒”声。
对于“瓦良格”这种结构性缺陷，应该归咎于谁？ 毫无疑问，这种船舶缺陷的责任应该由C. Crump公司的工程师负责，但......有一些细微差别。
事实上，这种蒸汽机的设计（当没有刚性基础的那些设计安装在船体上时）被普遍接受 - 刚性的“Askold”和“Bogatyr”没有坚硬的基础，但蒸汽机在它们上运行完美无缺。 为什么呢？
显然，曲轴的变形将越显着，其长度越大，也就是说，蒸汽机本身的长度越大。 瓦良格有两个蒸汽机，但Askold有三个。 按照设计，后者也是三膨胀四缸蒸汽机，但是由于功率显着降低，它们的长度明显更小。 由于这个原因，船体偏转对“Askold”机器的影响变得更弱 - 是的，它们是，但是，让我们说，“在合理范围内”并且没有导致变形使蒸汽机停止运转。
事实上 - 最初假设Varyag机器的总功率应分别为18 000 hp，一台机器的功率 - 9 000 hp 但后来Charles Crump犯了一个很难解释的错误，即他将蒸汽机的功率增加到20 000 hp。 消息来源通常解释这一点，因为Charles Crump这样做是因为MTC拒绝在巡洋舰测试中使用强制爆炸。 如果C. Crump同时将Varyag项目中锅炉的性能提高到相同的20 000 hp同时增加了机器的功率，那将是合乎逻辑的，但事情并非如此。 这样一个行动的唯一原因可能是希望巡洋舰的锅炉超过项目设定的容量，但如果不强迫它们怎么办呢？
在这里，已经有两件事了 - 或者查尔斯克鲁普仍然希望在强迫锅炉时坚持进行测试，并担心机器不会“拉伸”他们增加的动力，或者由于某些不明原因他相信瓦良格锅炉没有力量达到20 000马力 在任何情况下，查尔斯克鲁姆的计算结果都是错误的，但这导致每台巡洋舰机的功率为10 000 hp。 除了质量的自然增长之外，蒸汽机的尺寸（长度达到13 m）当然增加了三辆Askold汽车，它们应该显示19 000 hp。 额定功率，应该只适用于6 333 hp 每个（唉，他们的长度遗憾的是作者不知道）。
但是“Bogatyr”呢？ 毕竟，他像Varyag一样，是一个双轴，他的每辆车几乎都有相同的动力 - 9 750 hp 针对10 000 hp，因此具有相似的几何尺寸。 但应该指出的是，Bogatyr的外壳比Varyag的外壳略宽，它的长/宽比略小，并且通常看起来比Varyag的外壳更加坚硬且不易偏转。 此外，德国人有可能加强了Varyag蒸汽机所在地的基础，也就是说，如果它与更现代化的船舶不相似，它仍然提供比瓦良格基础更好的力量。 但是，只有在仔细研究两艘巡洋舰的图纸后才能回答这个问题。
因此，Kramp工程师的错误并不是他们为Varyag汽车设置了一个薄弱的基础（其他造船厂似乎也做了同样的事情），但他们没有看到也没有意识到需要确保“不灵活” “加工更坚固的外壳或过渡到三螺杆方案。 在德国成功解决类似问题的事实，不仅是建造了Bogatyr的经验丰富的Vulcan，而且也是二流而且没有按照自己的项目建造大型战舰的经验，德国，不赞成美国设计师。 然而，公平地说，应该注意到MTC并没有控制时刻，但应该理解的是，在他面前没有人设定监控美国人每次打喷嚏的任务，这是不可能的。
但是，这只是最新的俄罗斯巡洋舰的第一次，也许甚至不是最重要的蒸汽机缺乏。
问题＃2，显然是主要的，是Varyag蒸汽机的有缺陷的设计，它针对船的高速进行了优化。 换句话说，机器在蒸汽压力接近最大值的情况下运行良好，否则问题就开始了。 事实是，当蒸汽压力降至15,4大气压以下时，低压气瓶不再发挥作用 - 进入它们的蒸汽的能量不足以驱动气缸中的活塞。 因此，在经济运动中，“推车开始驱动马” - 低压气缸，而不是帮助旋转曲轴，由它们自己驱动。 也就是说，曲轴从高压缸和中压缸接收能量，并且不仅将其用于螺杆的旋转，而且还确保活塞在两个低压缸中的运动。 应该理解的是，曲柄机构的设计被设计成确保通过活塞和滑块使曲轴运动的汽缸，但反之亦然：由于曲轴的这种意外和非常重要的使用，他经历了他的设计未提供的额外应力，这也导致轴承失效。
实际上，可能没有特别的问题，但只有在一种情况下 - 如果机器的设计提供了将曲轴从低压缸分离的机构。 然后，在蒸汽压力低于设定值的所有操作情况下，足以“按下按钮” - 并且低压汽缸停止加载曲轴，但是这种机构不是由瓦良格机器的设计提供的。
随后，工程师I.I. 领导亚瑟港驱逐舰机制装配和调整的吉皮斯对1903中的瓦良格汽车进行了详细调查，并根据其结果撰写了一份完整的研究论文，指出如下：
显然，C。Crump完全应该归咎于Varyag发电厂的缺乏。
问题#3本身并不是特别严重，但结合上述错误，它产生了“累积效应”。 事实上，在设计蒸汽机的一段时间内，设计者没有考虑其机构的惯性，因此后者经常承受过大的压力。 然而，到瓦里亚格创建时，平衡机器惯性力的理论被研究并传播到各处。 当然，其使用需要来自蒸汽机制造商的额外计算并且给他带来某些困难，这意味着通常的工作更昂贵。 因此，不幸的是，MTK在其要求中没有表明在蒸汽机的设计中强制使用这一理论，显然，Charles Crump决定挽救这一点（很难想象他自己，他的工程师都没有任何关于理论不知道）。 一般来说，无论是在利益的影响下，还是由于平庸的无能，但这种理论在创造机器时的规定“瓦里亚格”（顺便说一下，“后卫”）都被忽略了，导致惯性力量提供“非常不利” （根据I.I.Gippius的说法）对中低压气缸的影响，有助于破坏机器的正常运行。 在正常情况下（如果蒸汽机具有可靠的底座并且蒸汽分配没有问题），这不会导致故障，因此......
对于这种缺乏Varyag蒸汽机的责任应该放在Charles C. Krump和MTC上，这样就可以得到一个未指明的订单措辞。
问题＃4是在蒸汽机轴承制造中使用非常特殊的材料。 为此目的，使用磷和锰青铜，据作者所知，这种青铜并未广泛用于造船业。 结果发生了以下情况：由于上述原因，Varyag机器的轴承很快就失效了。 他们不得不修理或改变亚瑟港的手头，唉，没有这样的乐趣。 结果，当蒸汽机与由完全不同质量的材料制成的轴承一起工作时出现这种情况 - 一些的过早磨损在另一些中引起额外的应力，并且所有这些也导致机器的正常操作的中断。
严格地说，这可能是唯一无法建立“作者身份”的问题。 查尔斯克鲁普的供应商选择这种材料的事实不会引起任何人的任何负面反应 - 在这里他们完全是他们自己的权利。 假设瓦良格发电厂的灾难性状况，预见其原因并为亚瑟港提供必要的材料显然超出了人的能力，并且鉴于中队的大量任何材料，几乎不可能提供必要的青铜等级“以防万一”确切知道其必要性，但无法满足其需求。 责怪机械工程师谁修理机器“瓦良格”？ 他们不太可能拥有必要的文件，可以让他们预见到他们正在进行修理的后果，即使他们知道修理，他们会改变什么呢？ 无论如何，他们没有其他选择。
总结我们对瓦良格巡洋舰发电厂的分析，我们不得不承认，蒸汽机和锅炉的缺点和建设性误差相得益彰。 似乎Nikloss和蒸汽机的锅炉对安装它们的巡洋舰造成了害虫。 锅炉事故的危险迫使船员建立降低的蒸汽压力（不超过14大气压），但这造成了瓦良格蒸汽机必须迅速变得无法使用的条件，船舶机械师无法做任何事情。 然而，更详细地说，我们将在后面分析其运行结果时考虑瓦里亚格机器和锅炉的建设性解决方案的后果。 然后我们将对巡洋舰发电厂进行最终评估。
Продолжениеследует...
实际上，蒸汽机的运行原理非常简单。 有一个气缸（通常位于船上的机器上），其内部有一个可以上下移动的活塞。 假设活塞位于气缸顶部 - 然后将蒸汽泵入其与气缸顶盖之间的孔中。 蒸汽膨胀，向下推动活塞，使其达到最低点。 在此之后，该过程“完全相反”地重复 - 上部开口关闭，并且现在将蒸汽供应到下部开口。 同时，蒸汽排放在气缸的另一侧打开，并且当蒸汽上下推动活塞时，气缸上部的排气蒸汽被置换为蒸汽排放（排气蒸汽的运动由图中的虚线蓝色箭头表示）。
因此，蒸汽发动机提供活塞的往复运动，并且为了将其转换成螺旋桨轴的旋转，称为曲柄机构的特殊装置，其中曲轴起重要作用。
显然，为了确保蒸汽机的运行，迫切需要轴承，由此曲柄机构工作（从活塞到曲轴的运动传递）和旋转曲轴的紧固。
还应该指出的是，到瓦里亚格的设计和建造时，整个世界的军舰建造早已转向三重膨胀的蒸汽机。 出现这种机器的想法是因为在汽缸中工作的蒸汽（如上图所示）根本没有完全失去能量并且可以重复使用。 因此，他们这样做 - 首先，新鲜蒸汽进入高压缸（CVP），但在完成工作后，它没有被“抛出”回锅炉，而是进入下一个气缸（中压或CCD）并再次将活塞推入其中。 当然，进入第二气缸的蒸汽压力降低，这就是为什么气缸本身必须由比HPC更大的直径制成的原因。 但即使这还不是全部 - 在第二缸（CSD）中运行的蒸汽进入第三缸，称为低压缸（LPD），并继续其中的工作。
不言而喻，与其他气缸相比，低压气缸应具有最大直径。 设计师们做得更容易：低压缸太大了，所以不是一个低压轴，而是制造两个，汽车变成了四个汽缸。 同时，蒸汽仍然同时供给两个低压气缸，也就是说，尽管存在四个“膨胀”气缸，但仍保留三个。
这个简短的描述足以让人了解巡洋舰Varyag的蒸汽机有什么问题。 和他们“不那么”，唉，这篇文章的作者发现很难从一开始就很难开始。 下面我们描述在设计巡洋舰蒸汽机时所犯的主要错误估计，并试图弄清楚谁应该为他们负责。
因此，问题编号XXUMX显然是蒸汽机的设计不能承受弯曲应力。 换句话说，只有当蒸汽机站在绝对水平的基础上时，才能期待好的工作。 如果这个底座突然开始弯曲，那么这会在曲轴上产生额外的负荷，几乎在蒸汽机的整个长度上通过 - 它开始弯曲，轴承保持快速变得无法使用，有反冲和曲轴移动，这就是曲轴轴承受损的原因 - 曲柄机构和气缸的活塞。 为了防止这种情况发生，蒸汽机必须安装在坚固的基础上，但这不是在Varyag完成的。 他的蒸汽机只有很轻的基础，实际上直接固定在船体上。 众所周知，车身在海浪上“呼吸”，也就是说，它在滚动过程中弯曲，这些恒定的弯曲导致曲轴的弯曲和蒸汽机轴承的“咔哒”声。
对于“瓦良格”这种结构性缺陷，应该归咎于谁？ 毫无疑问，这种船舶缺陷的责任应该由C. Crump公司的工程师负责，但......有一些细微差别。
事实上，这种蒸汽机的设计（当没有刚性基础的那些设计安装在船体上时）被普遍接受 - 刚性的“Askold”和“Bogatyr”没有坚硬的基础，但蒸汽机在它们上运行完美无缺。 为什么呢？
显然，曲轴的变形将越显着，其长度越大，也就是说，蒸汽机本身的长度越大。 瓦良格有两个蒸汽机，但Askold有三个。 按照设计，后者也是三膨胀四缸蒸汽机，但是由于功率显着降低，它们的长度明显更小。 由于这个原因，船体偏转对“Askold”机器的影响变得更弱 - 是的，它们是，但是，让我们说，“在合理范围内”并且没有导致变形使蒸汽机停止运转。
事实上 - 最初假设Varyag机器的总功率应分别为18 000 hp，一台机器的功率 - 9 000 hp 但后来Charles Crump犯了一个很难解释的错误，即他将蒸汽机的功率增加到20 000 hp。 消息来源通常解释这一点，因为Charles Crump这样做是因为MTC拒绝在巡洋舰测试中使用强制爆炸。 如果C. Crump同时将Varyag项目中锅炉的性能提高到相同的20 000 hp同时增加了机器的功率，那将是合乎逻辑的，但事情并非如此。 这样一个行动的唯一原因可能是希望巡洋舰的锅炉超过项目设定的容量，但如果不强迫它们怎么办呢？
在这里，已经有两件事了 - 或者查尔斯克鲁普仍然希望在强迫锅炉时坚持进行测试，并担心机器不会“拉伸”他们增加的动力，或者由于某些不明原因他相信瓦良格锅炉没有力量达到20 000马力 在任何情况下，查尔斯克鲁姆的计算结果都是错误的，但这导致每台巡洋舰机的功率为10 000 hp。 除了质量的自然增长之外，蒸汽机的尺寸（长度达到13 m）当然增加了三辆Askold汽车，它们应该显示19 000 hp。 额定功率，应该只适用于6 333 hp 每个（唉，他们的长度遗憾的是作者不知道）。
但是“Bogatyr”呢？ 毕竟，他像Varyag一样，是一个双轴，他的每辆车几乎都有相同的动力 - 9 750 hp 针对10 000 hp，因此具有相似的几何尺寸。 但应该指出的是，Bogatyr的外壳比Varyag的外壳略宽，它的长/宽比略小，并且通常看起来比Varyag的外壳更加坚硬且不易偏转。 此外，德国人有可能加强了Varyag蒸汽机所在地的基础，也就是说，如果它与更现代化的船舶不相似，它仍然提供比瓦良格基础更好的力量。 但是，只有在仔细研究两艘巡洋舰的图纸后才能回答这个问题。
因此，Kramp工程师的错误并不是他们为Varyag汽车设置了一个薄弱的基础（其他造船厂似乎也做了同样的事情），但他们没有看到也没有意识到需要确保“不灵活” “加工更坚固的外壳或过渡到三螺杆方案。 在德国成功解决类似问题的事实，不仅是建造了Bogatyr的经验丰富的Vulcan，而且也是二流而且没有按照自己的项目建造大型战舰的经验，德国，不赞成美国设计师。 然而，公平地说，应该注意到MTC并没有控制时刻，但应该理解的是，在他面前没有人设定监控美国人每次打喷嚏的任务，这是不可能的。
但是，这只是最新的俄罗斯巡洋舰的第一次，也许甚至不是最重要的蒸汽机缺乏。
问题＃2，显然是主要的，是Varyag蒸汽机的有缺陷的设计，它针对船的高速进行了优化。 换句话说，机器在蒸汽压力接近最大值的情况下运行良好，否则问题就开始了。 事实是，当蒸汽压力降至15,4大气压以下时，低压气瓶不再发挥作用 - 进入它们的蒸汽的能量不足以驱动气缸中的活塞。 因此，在经济运动中，“推车开始驱动马” - 低压气缸，而不是帮助旋转曲轴，由它们自己驱动。 也就是说，曲轴从高压缸和中压缸接收能量，并且不仅将其用于螺杆的旋转，而且还确保活塞在两个低压缸中的运动。 应该理解的是，曲柄机构的设计被设计成确保通过活塞和滑块使曲轴运动的汽缸，但反之亦然：由于曲轴的这种意外和非常重要的使用，他经历了他的设计未提供的额外应力，这也导致轴承失效。
实际上，可能没有特别的问题，但只有在一种情况下 - 如果机器的设计提供了将曲轴从低压缸分离的机构。 然后，在蒸汽压力低于设定值的所有操作情况下，足以“按下按钮” - 并且低压汽缸停止加载曲轴，但是这种机构不是由瓦良格机器的设计提供的。
随后，工程师I.I. 领导亚瑟港驱逐舰机制装配和调整的吉皮斯对1903中的瓦良格汽车进行了详细调查，并根据其结果撰写了一份完整的研究论文，指出如下：
“在这里，一个自我建议表明，Crump工厂急于交出巡洋舰，没有时间核实蒸汽分布; 汽车很快就感到不安，而且在船上，他们自然地开始修理那些在加热，敲击意义上比其他部件更多的部件，而不会消除根本原因。 一般来说，最初用工具从工厂放出的车辆矫直，无疑是一项非常困难的，甚至是不可能完成的任务。“
显然，C。Crump完全应该归咎于Varyag发电厂的缺乏。
问题#3本身并不是特别严重，但结合上述错误，它产生了“累积效应”。 事实上，在设计蒸汽机的一段时间内，设计者没有考虑其机构的惯性，因此后者经常承受过大的压力。 然而，到瓦里亚格创建时，平衡机器惯性力的理论被研究并传播到各处。 当然，其使用需要来自蒸汽机制造商的额外计算并且给他带来某些困难，这意味着通常的工作更昂贵。 因此，不幸的是，MTK在其要求中没有表明在蒸汽机的设计中强制使用这一理论，显然，Charles Crump决定挽救这一点（很难想象他自己，他的工程师都没有任何关于理论不知道）。 一般来说，无论是在利益的影响下，还是由于平庸的无能，但这种理论在创造机器时的规定“瓦里亚格”（顺便说一下，“后卫”）都被忽略了，导致惯性力量提供“非常不利” （根据I.I.Gippius的说法）对中低压气缸的影响，有助于破坏机器的正常运行。 在正常情况下（如果蒸汽机具有可靠的底座并且蒸汽分配没有问题），这不会导致故障，因此......
对于这种缺乏Varyag蒸汽机的责任应该放在Charles C. Krump和MTC上，这样就可以得到一个未指明的订单措辞。
问题＃4是在蒸汽机轴承制造中使用非常特殊的材料。 为此目的，使用磷和锰青铜，据作者所知，这种青铜并未广泛用于造船业。 结果发生了以下情况：由于上述原因，Varyag机器的轴承很快就失效了。 他们不得不修理或改变亚瑟港的手头，唉，没有这样的乐趣。 结果，当蒸汽机与由完全不同质量的材料制成的轴承一起工作时出现这种情况 - 一些的过早磨损在另一些中引起额外的应力，并且所有这些也导致机器的正常操作的中断。
严格地说，这可能是唯一无法建立“作者身份”的问题。 查尔斯克鲁普的供应商选择这种材料的事实不会引起任何人的任何负面反应 - 在这里他们完全是他们自己的权利。 假设瓦良格发电厂的灾难性状况，预见其原因并为亚瑟港提供必要的材料显然超出了人的能力，并且鉴于中队的大量任何材料，几乎不可能提供必要的青铜等级“以防万一”确切知道其必要性，但无法满足其需求。 责怪机械工程师谁修理机器“瓦良格”？ 他们不太可能拥有必要的文件，可以让他们预见到他们正在进行修理的后果，即使他们知道修理，他们会改变什么呢？ 无论如何，他们没有其他选择。
总结我们对瓦良格巡洋舰发电厂的分析，我们不得不承认，蒸汽机和锅炉的缺点和建设性误差相得益彰。 似乎Nikloss和蒸汽机的锅炉对安装它们的巡洋舰造成了害虫。 锅炉事故的危险迫使船员建立降低的蒸汽压力（不超过14大气压），但这造成了瓦良格蒸汽机必须迅速变得无法使用的条件，船舶机械师无法做任何事情。 然而，更详细地说，我们将在后面分析其运行结果时考虑瓦里亚格机器和锅炉的建设性解决方案的后果。 然后我们将对巡洋舰发电厂进行最终评估。
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