Энергетические установки Японии

Корабельная энергетическая установка - комплекс энергетических машин, приводящих корабль (судно) в движение (главная энергетическая установка) и обеспечивающих питание всех потребителей энергии (вспомогательная силовая установка). Корабельные энергетические установки могут быть: паросиловыми, дизельными, газотурбинными, атомными и комбинированными. На кораблях Императорского флота Японии первой половины ХХ века использовались паромашинные, паротурбинные и дизельные установки.

Турбины

При переходе на турбины в 1907 г. японский флот столкнулся с теми же трудностями, что и другие флоты: 1) как совместить высокую скорость вращения турбин с нужной скоростью вращения гребных винтов; 2) как повысить к.п.д. турбин на малых (крейсерских) ходах. До появления в годы мировой войны зубчатых редукторов первую проблему решали уменьшением скорости вращения турбинных роторов (напрямую соединенных с гребными валами) за счет увеличения их диаметра. Использовались турбины двух типов: получаемые от фирм Парсонса или Кертиса или производимые в Японии по их лицензиям. Вторую проблему на турбинах Парсонса решали: а) применением на малых ходах крейсерской турбины, последовательно соединенной с главными турбинами (ТВД или ТНД), пар на которую на высоких скоростях не подавался и она вращалась вхолостую (такие турбины стояли на крейсерах типа Mogami и типа Agano, эсминцах типа Umikaze); б) добавлением на входе главной турбины ВД крейсерской ступени, последовательно подключаемой на малых скоростях и лишаемой пара (обвод) на высоких (Линейные крейсера типа Kongō: IJN Kongō , IJN Hiei, IJN Kirishima). В турбинах Кертиса крейсерские ступени не использовались, а мощность регулировалась за счет изменения числа групп сопел, открытых для прохода пара на 1-й ступени (броненосные крейсера типа Ibuki, додредноут IJN Aki, дредноуты типа Kawachi, типа Fusō, легкие крейсера IJN Hirado, IJN Chikuma, линейный крейсер IJN Haruna).

В начале мировой войны приняли частичное редуцирование: на линкорах типа Ise каждый из двух турбоагрегатов состоял из последовательно соединенных ТСД и ТВД, работающих на один вал, и двух крейсерских турбин (ТНД и ТВД), работающих параллельно через редуктор и последовательно соединенных с ТНД на другой вал. На четырех эсминцах типа Isokaze крейсерская турбина через редуктор соединялась с каждой ТНД, вращавших гребные валы, а на четырех эсминцах типа Momo и шести типа Enoki крейсерская турбина через редуктор соединялась с каждой из двух главных турбин. На всех этих кораблях крейсерские турбины через редуктор соединялись с главной турбиной, которая напрямую соединялась с гребным валом.

Полное редуцирование главных турбин начали применять на кораблях "программы 1916 года". Использование редукторов позволило уменьшить размеры турбин, т.к. теперь число оборотов их роторов можно было увеличить до 2000(ТНД) - 3000(ТВД) об./мин. До разработки проекта 7500-тонных крейсеров типа Furutaka японцы использовали два типа установок крейсерского хода: 1) "крейсерская ступень" и 2) "ответвление". Турбины с крейсерской ступенью повторяли турбины Парсонса: каждый турбоагрегат из одной ТВД и одной ТНД, работающих параллельно и соединенных через редуктор с гребным валом; во входной части ТВД имелась одна или две крейсерских ступени. На малых ходах пар последовательно подавался через крейсерские ступени, ТВД, затем ТНД, а на высоких он, обходя крейсерские ступени, попадал сразу в ТВД. Турбины с одной крейсерской ступенью были установлены на крейсерах типа Tenryū, эсминцах типа Kawakaze, типа Minekaze, типа типа Momi, типа Wakatake. Турбины с двумя крейсерскими ступенями предназначались для линкоров типа Tosa, стояли на крейсерах IJN Yūbari, типа Nagara, типа Sendai, эсминцах типа Kamikaze и типа Mutsuki.

"Разветвленные" турбины разработали в 1916-17 гг. для установки на новые линкоры: каждый агрегат имел по одной ТВД и ТНД, соединенные через редукторы на общий вал (без крейсерских турбин). Такие турбоагрегаты "трехпоточного" типа стояли на линейных кораблях типа Nagato. После прохода через 1-ю ступень ТВД пар с помощью промежуточных клапанов мог протекать по трем параллельным каналам к различным ступеням ТВД и ТНД. На малых ходах два клапана из трех закрывались, пар мог достичь ТНД, только пройдя последовательно через все ступени ТВД, а на высоких ходах пар одновременно шел по трем магистралям (параллельно). Главные турбины "разветвленного" типа в комбинации с ТКХ установили на 12 5500-тонных крейсерах, кроме типа Nagara и типа Sendai(по одной ТВД и ТНД, работающих на один вал через редукторы, и ТКХ, соединенная последовательно с ТНД), а также на линейных крейсерах типа Amagi(по две ТВД и ТНД через редуктор на 1 вал и ТКХ, последовательная с одной из ТНД). И здесь на малых ходах пар последовательно проходил все ступени, а на высоких - поступал в них параллельно.

Котлы

Незадолго до русско-японской войны японский флот перешел на свои котлы типа "Канпон", что обозначало Канзей Хонбю или МТД. В западной литературе использовались оба обозначения "Канзей" и "Канпон", но официальным было последнее. Первый котел - тонкотрубный трехколлекторный экспрессивного типа, очень похожий на котел Ярроу, но с криволинейными трубками, более эластичными, чем прямые, МТД спроектировал в 1902 г. Как и котел Ярроу, он имел цилиндрический паровой коллектор (давление пара 16,2 атм.) и два водяных с плоскими стенками в днище. На кораблях он появился в 1903 г.: миноносец №67, эсминцы типа Harusame, крейсер IJN Otowa и канонерская лодка IJN Uji. На эсминцах типа Umikaze и типа Sakura(1911-12 гг.) давление пара повысили до 17,6 атм., а на крейсерах типа Chikuma и линейном крейсере IJN Hiei - до 19,35 атм.

Плоские водяные коллекторы этих котлов доставляли массу хлопот, особенно на 375-тонных эсминцах постройки 1904-05 гг. В местах соединения плоской верхней плиты и криволинейных нижних регулярно появлялись трещины. После опытов с котлами на "Конго" водяные коллекторы стали делать цилиндрическими, как и паровой. Этот новый тип котлов, известный как "Канпон Ро Го", был принят в июле 1914 г. Их установили на IJN Kirishima , IJN Haruna и эсминцах типа Kaba, а старые котлы с плоскими водяными коллекторами получили обозначение "Канпон 1 Го" (№1).

Котлы "Ро Го" оставались стандартными для японского флота и всю войну на Тихом океане. До 1924-25 гг. давление пара на линкорах было 19,3 атм., на крейсерах и эсминцах 18,3 атм., мог применяться и перегрев пара на 38 С. Котел выпускался в "малой", "средней* и "большой" версиях. В 30-х гг. появились еще две модели котлов "ХА Го" (на линейных кораблях типа Fusō после реконструкции), а в 1938 г. - "ХО Го" (учебные крейсера типа Katori и множество мелких кораблей, построенных в годы второй мировой войны).

Котлы типа "Канпон" обозначались по первым буквам японского алфавита в символах катакана: I-RO-HA-HO с добавлением идеографа "Go" (№ или модель).

Вспомогательные механизмы

Гидроприводы появились во флотах западных стран незадолго до мировой войны и использовались для ГН и ВН орудий, рулевых машин, лебедок и т.д., когда паровые машины в качестве первичных источников энергии заменили электромоторами, дизелями или турбинами.

Гидропривод (рабочая среда масло) преобразует скорость, мощность и направление движения выходного звена первичного источника энергии в различные по скорости, мощности и направлению перемещения своих исполнительных устройств. В основном такой привод состоял из аксиально-поршневого или радиально-плунжерного насоса, который преобразовывал энергию вращения первичного источника (с постоянной скоростью) в энергию различного по величине давления масла. Масло под давлением поступало в гидромотор такого же типа, что и насос, но реверсивный, который преобразовывал энергию давления в энергию вращения с нужной скоростью и направлением, или в гидроцилиндры двустороннего действия, которые обеспечивали поступательное перемещение. Перед мировой войной японский флот принял два основных типа гидропреобразователей энергии: муфты "Уильяма Дженни" и привод "Хеле Шо".

До конца мировой войны на японском флоте орудия калибром 20-см и выше использовали гидропривод как для отката (тормозные цилиндры), так и для наката орудий в положение стрельбы. Для 30-см орудий старого линкора IJN Kashima при установке их на приморские крепости ввели пневмонакатники по германскому образцу. Накатники при отдаче использовали адиабатическое сжатие, а при возврате - расширение воздуха. Пневмонакатники позднее приспособили и для 20-см орудий (одиночные и спаренные установки), а затем заменили гидронакатники в 36-см и 40-см орудиях, когда пришлось увеличить угол их возвышения до 33° и далее до 43°.

До начала 30-х годов вспомогательные механизмы в МО и КО имели электропривод или паровой от расширительных машин прямого действия. Большинство насосов были типов Вейр или Браун Бовери. В конце 20-х годов МТД разработал для привода вспомогательных механизмов паровую турбину, работавшую на том же давлении пара, что и главные. Впервые такие турбины испытали на авианосце IJN Ryūjō программы 1927 г. и приняты для кораблей программы 1931 г. (крейсера типа Mogami, эсминцы типа Hatsuharu и типа Tomozuru). Эти турбины были одноступенчатые с двумя рядами лопаток и стандартизировались по диаметру - модель 120, модель 180 и модель 270. Большинство имело на выходе зубчатый редуктор, а использовались эти турбины для привода роторных насосов, вентиляторов и воздуходувок (осевых и центробежных).

Литература

Сулига С.В. Японские тяжелые крейсера. Том 1: История создания, описание конструкции, предвоенные модернизации. — СПб: АОЗТ"ПФ", 1996. — 119 с. — ISBN 5-7559-0020-5

Это незавершенная статья, вы можете помочь проекту исправив и дополнив её