Густав Лаваль - [56]
Реверсивная турбина Лаваля
Развитию своему в качестве судовых двигателей паровые турбины были всецело обязаны настойчивой, упорной и долголетней деятельности Парсонса. Уже в 1894 году Парсонсу, после долгих и осторожных экспериментов удалось сконструировать турбины, которые с огромным успехом были применены в качестве двигателей на выстроенной им яхте, названной им «Турбиния». Это небольшое опытное судно, после опубликования произведенных профессором Юингом его испытаний, привлекло к себе внимание мирового общественного мнения, благодаря тому, что скорость его хода намного превосходила самые быстроходные суда того времени: она достигала до 33 узлов или до 60 километров в час. Вслед за «Турбинией» Парсонс выстроил для английского адмиралтейства несколько военных судов, а затем установил турбины и на ряде коммерческих пароходов.
«Мавритания» и «Турбиния»
Решительным моментом для внедрения турбин в судостроительство было появление в британском флоте нового броненосца, построенного в Портсмуте в 1906 году, имя которого стало нарицательным для кораблей подобного типа. Это был «Дредноут», что по-английски значит «неустрашимый», корабль, произведший переворот в области военного судостроения. Он послужил образцом для целого ряда таких броненосцев, получивших название «дредноутов», к постройке которых приступили, обгоняя друг друга, решительно все страны мира. От существовавших ранее броненосцев «Дредноут» отличался более мощной и усовершенствованной артиллерией, отсутствием орудий среднего калибра, и главным образом увеличением скорости хода судна, равнявшейся 21½ узлу в час. Мощность его турбин, впервые установленных на крупном судне водоизмещением в 18 тысяч тонн, составляла около 25 тысяч лошадиных сил.
Успех судовых турбин в военном флоте не замедлил сказаться и на коммерческом судостроении. От небольших, почти опытных пароходов коммерческое судостроение перешло очень быстро к установке турбин на больших трансатлантических пароходах. Уже к 1907 году в Англии были спущены на воду два огромных пассажирских парохода: «Мавритания» и «Лузитания», имевших по 40 тысяч тонн водоизмещения и приводившихся в движение турбинами, общей мощностью по 70 тысяч лошадиных сил на каждом. Скорость этих судов достигала до 26 узлов в час.
«Лузитания» была потоплена во время войны германской подводной лодкой, «Мавритания» же в течение двадцати лет оставалась самым быстроходным судном в мире и только в 1929 году уступила пальму первенства германскому гиганту «Бремен».
На этом пути, от маленькой «Турбинии» до огромных океанских пароходов типа «Мавритания», паровые турбины, как судовые двигатели, подверглись ряду конструктивных изменений.
Ротор турбины «Мавритании»
Вначале, как на «Турбинии», так и на военных и коммерческих судах, осуществлялось непосредственное соединение вала турбины с гребным винтом. Число оборотов таких турбин соответствовало наивыгоднейшему числу оборотов гребного винта. Но, как это было установлено дальнейшим опытом, наивыгоднейшее число оборотов гребного винта, даже при самом быстром ходе судна, все-таки далеко уступало числу оборотов обычных стационарных турбин. Для понижения скорости судовой турбины стали прибегать к увеличению турбинных колес, что в свою очередь, конечно, влекло за собой увеличение всех размеров турбины вообще. Так, турбины «Мавритании», делавшие около 200 оборотов в минуту, представляли собой тяжелые машины огромных размеров. Вес ротора первой турбины равнялся 72 тоннам, а второй — 126 тоннам. Такая турбинная установка представляла собой сложное, громоздкое и тяжелое сооружение, тем более, что кроме главных турбин, обслуживавших три гребных винта, нужно было иметь еще турбины для небольшой скорости судна, так как при маневрировании судна необходим тихий ход, которого давать основные турбины не могли.
Наконец, так как для маневрирования судна совершенно необходим еще и обратный ход судна, пароход должен был иметь еще турбину обратного хода. Если для военных судов громоздкость всей установки, искупавшаяся быстроходностью, не имела решающего значения, то в коммерческом судостроении, для которого не менее важна грузоподъемность парохода, тяжеловесность и громоздкость турбинных установок служила основным препятствием для распространения турбин. Для торгового флота гораздо более выгоды представляли дизель моторы, занимавшие мало места.
Эти особенности турбинных установок делали их неприемлемыми для широкого применения на обычных судах, тем более, что вес их зачастую превышал даже вес такой же мощности паровых машин.
Поэтому уже с первых же шагов судового турбостроения все конструкторы начали стремиться к облегчению турбинных установок. Перед ними стояли задачи снижения числа оборотов турбины без увеличения ее размеров, затем задачи осуществления в турбине реверса, т. е. возможности менять направление вращения турбины на обратное и тем самым давать судну передний и задний ход.
При разрешении первой задачи конструкторы воспользовались просто той самой геликоидальной зубчатой передачей, над которой трудился в свое время Лаваль для того, чтобы снизить число оборотов своей турбины.
