Сергей Виноградов - Последние исполины Российского Императорского флота

Таким образом, осенью 1916 г. русские конструкторы имели гораздо большую свободу действий, нежели в марте 1914 г., и это исходное условие означало переход вопроса проектирования в новое качество, заключавшееся в свободном ориентировании на наиболее оптимальное решение. Объективно рассуждая, корабельные инженеры «Наваля» во главе с В.П. Костенко были даже заинтересованы в возможно большей осадке, так как при этом увеличивалась общая высота борта судна и уменьшалось отношение к ней ширины корпуса. Это обстоятельство позволяло существенно улучшить работу длинного корпуса на волне как расчетной коробчатой балки, поскольку с развитием сечения этой балки в высоту, то есть в направлении восприятия момента от огромного собственного веса корабля при расчетах постановки его на гребень или подошву волны, можно было значительно уменьшить толщину продольных связей (килевая балка, днищевые стрингеры, продольные переборки и бимсы, ширстреки и скуловые поясья обшивки) и сэкономить значительный вес на конструкции корпуса — до 1,0–1,5 тыс. т, который мог быть использован на усиление вооружения или защиты.

Статистическая зависимость осадки от водоизмещения аппроксимировалась прямой линией по методу наименьших квадратов, дающему минимальную сумму квадратов отклонений заданных точек от искомой прямой. Метод заключается в установлении уравнения осредненной прямой, проходящей через область точек, нанесенных в координатной плоскости в системе «водоизмещение/осадка» и обеспечивает, таким образом, наилучшее приближение. Для составления уравнения были взяты характеристики нормального водоизмещения четырех классов русских дредноутов, а также официального проекта ГУК 1914 г., и величины осадки, соответствующие этим значениям водоизмещения (табл. прил. 2.3). Расчет осадки для водоизмещения 44000 т свелся к нижеприведенным вычислениям:

Значение осадки для расчета водоизмещения («х») определяется следующим уравнением:

у = а 1х + а0

а 1= (nΣxy — ExEy)/(nΣx 2— [Σx] 2),

а 0= у — а 1х,

у = Σy/n x = Σx/n, где -

х — значения водоизмещения,

у — значения осадки,

а 1— tg угла наклона осредненной прямой.

при этом «х» — безразмерная характеристика водоизмещения в тоннах, умноженная для удобства вычислений на 104, «у» — безразмерная характеристика осадки в метрах, умноженная на 10 -1.

Значения х, у, х 2, ху, Σx, Σу. Σx 2, Σху помещены в нижеприведенной таблице. Расчет осадки для водоизмещения 44000 т по этому методу свелся к следующим вычислениям:

а 1= (5 х 12,5781 — 14,31 х 4,372)/[5 х 42,1078 — (14,31) 2] = 0,05678

у = 4,372/5

х = 14,31/5

а 0= 0,8744 — 0,05678 х 2,862 = 0,7119

у = 0,05678х + 0,7119

с учетом размерности (х -4) получаем окончательное значение осадки:

Т = 0,0000568 х D(т) + 7,119 = 9,62 м

Табл. прил. 2.3. Значения для расчета по методу наименьших квадратов (русские проекты)

Полученное значение осадки (9,62 м), отражающее соотношение размере-ний для русского типа дредноута, было сопоставлено со значением, полученным из уравнения «водоизмещение/осадка» для восьми зарубежных проектов тяжелых артиллерийских кораблей, вооруженных 16" артиллерией:

Табл. прил. 2.4. Значения для расчета по методу наименьших квадратов (зарубежные проекты)

а 1= (8 х 31,318 — 32,70 х 7,64)/[8 х 135,4187 — (32.70) 2]= 0,0509264

у = 0,955

х = 4,0875

а 0= 0,955 — 0,0509264 х 4,0875 = 0,747

у = 0,0509

х + 0,747

с учетом размерности (х -4) получаем окончательное значение осадки:

Н = 0,0000509 х D(т) + 7,47 = 9,71 м

Таким образом, значение осадки, полученной из уравнения, выведенного по характеристикам водоизмещения и осадки восьми зарубежных проектов 1916–1921 гг., получилось практически таким же. Сопоставление обоих результатов демонстрирует их совпадение (9,62 и 9,71 м, погрешность 0,9 %), что доказывает весьма высокую степень совершенства метода.

Однако для рассматриваемого нами случая с осадкой проекта русского линкора 1917 г. эта величина требует более критической оценки, поскольку необходимо наличие ее допустимого соотношения с другими характеристиками формы. Так, осадка в 9,70 м приводит к весьма значительному коэффициенту полноты корпуса δ (δ = D(V)/L х В х Т = 0,617), слишком большому дли тяжелого артиллерийского корабля быстроходного типа, воплощенному в проекте В.П. Костенко, что подтверждается соответствующими характеристиками его зарубежных аналогов периода 1916–1921 гг. (см. табл. 10.14). Соотнесенное с ними, значение δ для проекта завода «Наваль» не могло превышать 0,590, что дает осадку 10,10 м. Таким образом, пара значений δ и Т, зафиксированная соответственно как 0,590 и 10,10 м, могла дать наиболее оптимальное соотношение всех коэффициентов формы для проекта 1917 г. Требовалась всесторонняя проверка данного значения осадки путем составления обводов корпуса судна и, на их основе, реконструкция основных внутренних объемов (артиллерийских погребов, машинно-котельных отделений) в пределах цитадели корабля, что должно подтвердить как возможность обеспечения компоновки, так и достаточную глубину отсеков конструктивной противоторпедной защиты у бортов в районе цитадели.

Для понимания исходной точки в вопросе выбора характера обводов тяжелого артиллерийского корабля быстроходного типа необходимо принять во внимание следующие рассуждения. Эффективность пропульсивных качеств корабля подобного типа определяло в значительной степени применение особых обводов корпуса, позволявших существенно снижать сопротивление на скоростях свыше 26–27 уз. Эта форма подводной части корпуса характеризовалась острыми ватерлиниями как в носу, так и в корме, что позволяло достигнуть плавного рассечения набегавшего потока и относительно безвихревого (ламинарного) схода его с кормы. В русском флоте к подобной форме ватерлиний в корме впервые обратились в 1908 г., когда при разработке формы корпуса для «Севастополя» были предложены кормовые обводы заостренного типа. Одна из подготовленных и испытанных в бассейне моделей (в пору заведования им создателем проекта «Севастополя» И.Г. Бубновым) имела именно такие обводы, обеспечивавшие при ее буксировке значительное уменьшение сопротивления, эквивалентное увеличению скорости на натуре по меньшей мере на 1 уз. Эта форма не была принята для итогового проекта линкора, поскольку зауженный в корме корпус вызывал большие сложности с размещением погребов боезапаса четвертой 12"/52 башни, отнесенной в компоновке «Севастополя» далеко в корму. В целом, форма напоминала в плане двойной клин, обе половины которого соприкасаются друг с другом их тыльными сторонами, в отличие от очертания ватерлиний относительно тихоходных «эскадренных» линкоров, имевших довольно полные веретенообразные контуры. Использование подобных обводов приводило к необходимости максимальной концентрации цитадели в средней части корпуса, поскольку только там имелись достаточные объемы вдоль бортов для устройства глубокой конструктивной защиты жизненных частей корабля от минно-торпедных ударов.