Алекс Кун - Броненосцы Петра Великого -ч.3 Петербург (СИ)
Корабль ограничен размерами эллинга в Вавчуге, значит, делаю его в размерениях фрегата. Следующее ограничение — нужны 100 мм орудия, так как 75 мм против линейных кораблей оказались слабоваты. Что еще? Осадка. Вспоминая глубины Маркизовой лужи, и Невы, ограничиваю осадку тремя метрами.
Вот и первая отправная точка. При сорока метрах длины, шести метрах ширины и трех метрах осадки имеем теоретическое водоизмещение около трехсот тонн. Будем считать этот пробный блин — канонеркой. Но канонерка мне нужна мореходная. И высоту надводного борта менее трех метров в носу — позволить себе просто не могу. В результате, площадь корпуса по бортам выходит не меньше 500 квадратных метров, плюс еще метров 150 на палубу и примерно столько же на переборки.
Вес обшивки будем считать четвертью общего веса. В результате на один квадратный метр приходится около 150 килограмм веса, из чего легко находим толщину обшивки — 20 мм.
Посмотрел на цифры еще раз. Подумал, что и этому листочку самое место на баке.
Очевидно, что пара сантиметров стали, даже цементированной, ядро линейного корабля не удержат. Хотя, от ядер легких торговцев может и защитит.
А с другой стороны, для отработки технологий постройки железного корабля лучше рискнуть тремя сотнями тонн железа, чем тысячью. А еще лучше, построить мореходный железный катер для начала. Кстати, катер мне нужен для морпехов, так что штурмовой катер на один экипаж будет первым нашим творением.
Но вернемся к канонерке.
Отсутствие надежной брони можно компенсировать только маневром. Однако, опыт прошедшей кампании недвусмысленно указал на уязвимость развитого парусного вооружения, и как следствие, потеря скорости и потеря всех преимуществ.
Как это не печально, но канонерке не помешает двигатель, из расчета минимум одна лошадь на тонну. Вообще, мои познания о катерах и лодочных моторах, говорят, что для выхода катера на глиссирование, нужно иметь одну лошадиную силу на каждые 25 килограмм веса. Для уверенного хождения в водоизмещающем режиме уже хватит одной лошадиной силы на 100 килограмм, или десять лошадей на тонну. Но это все речь о катерах. Судно длиннее, динамика его движения несколько иная, чем у катера и винты существенно больше в диаметре. В результате, большие суда обходятся одной-двумя лошадьми на тонну водоизмещения. Причем, если совсем грубо считать, то одна лошадь на тонну обеспечит ход до 10 узлов, а две — до 15. Три лошади на тонну могут попытаться разогнать большой корабль и более чем на 20 узлов, но тут уже все строго индивидуально.
Теоретически, мне бы эти 20 узлов были бы как нельзя кстати. Но, при весе канонерки в три сотни тонн мне придется сделать пару двигателей по пять сотен лошадей. Много это или мало? В мое время пять сотен лошадей вполне помещались под капотом машины, но до этих шедевров мне ужасно далеко. В моем распоряжении может быть только пар невысокого давления, навскидку — атмосфер десять, больше технология не позволит.
Как теперь соотнести это с лошадями? А просто. Все автомобилисты моего времени знают, что одна лошадиная сила это 735 Вт. Кто не знает, тот может заглянуть в техпаспорт на автомобиль, в котором мощность двигателя записана и в лошадиных силах и в киловаттах. А уже отталкиваясь от этих 735 Вт, можно утверждать, что работу в одну лошадиную силу произведет груз весом в 75 килограмм опущенный на 1 метр за одну секунду. Почему 75 килограмм, а не 73,5? Нас физик в школе на этом часто ловил. Мы систематически облегчали себе жизнь и округляли земное ускорение свободного падения до 10. А оно, на самом деле, немножко поменьше — 9,8. Вот и набирается разница в 1,5 килограмма. Зато теперь такие задачки щелкаю легко.
Ну, хорошо, с одной лошадью понятно. Теперь пять сотен лошадей. Это простое умножение. Теперь надо опускать груз в 37,5 тонн на один метр за одну секунду. А причем тут пар? Да мы просто заменяем груз в 37,5 тонн на давление пара в 10 атмосфер. И получаем потребную площадь цилиндра — в 3750 квадратных сантиметров. Переводим его в диаметр поршня и получаем 69 сантиметров.
Вот такой несложный расчет. Теперь, обеспечив метровый ход поршня диаметром в 69 сантиметров под давлением пара в 10 атмосфер за 1 секунду — будем иметь машину мощностью в 500 лошадиных сил. Разумеется, машина идеальная, не учитывающая потери на трение и прочее. И, кстати, для ее работы надо почти 3.7 куба пара, при нормальном давлении, в секунду, который получается примерно из 2х литров воды.
Вот и добрались до расхода топлива. Надо накипятить 2 литра воды. Тут уже стоит вспомнить туристические навыки. На кипячение одного литра воды на керосинке требуется примерно 25 грамм керосина. Газа для этих же целей нужно около 20 грамм. Про уголь сказать нечего, но, думаю — расход сопоставим. Зачем это знать походнику? Да просто надо ориентироваться, сколько топлива брать с собой в поход.
Еще стоит отметить, что походные горелки далеки от совершенства — так что, цифру расхода можно смело уменьшить вдвое.
В результате, нам надо сжигать примерно 20 грамм топлива в секунду, или 72 килограмма топлива в час. Округлим до 150 килограмм в час на две машины и получим 3,6 тонн расхода топлива в сутки при максимальной мощности. Если тешить себя надеждой идти все это время со скоростью около 20 узлов — то пройдем около 900 километров. А топлива можно позволить себе взять около десятой части водоизмещения — то есть примерно 30 тонн, чего может хватить на 8 дней этой сумасшедшей гонки. За время которой, мы покроем примерно 7 тысяч километров.
Но это, безусловно, мечты. То, что двигатели, за неделю максимальной тяги, разваляться — ничуть не сомневаюсь. Но пока это все не важно. Пока мой паровик — чистая игра ума. Дорога впереди еще длинная.
Характерный удар по днищу в носовой части прервал меня на концепции винтов. Прислушался к голосам команды. Гомон на палубе стоял веселый, значит не на мель сели, а причалили на очередную стоянку. Так как иллюминаторами на струге никто не озаботился, время для меня стало понятием относительным, но желудок подсказывал — уже поздно.
Посмотрел с сожалением на неоконченные расчеты. В принципе, еще минимум час у меня есть, быстрее с приготовлением ужина не справятся.
Винт у меня считался уже второй раз. По упрощенной методике, которую, в свое время, скачали из интернета, и использовали для создания гребных винтов к обычным мототриммерам. Кстати, прекрасные получались лодочные моторы, точнее, мотовесла. Легкие и дешевые — то, что и надо катамарану или небольшой надувной лодке. А основа всего — гребной винт, и методика его расчета. Десяток раз по ней посчитаешь, и в памяти откладывается.
Первый раз получился шикарный винт, полутораметрового диаметра, с дисковым отношением 0,5 шагом 2,2 метра — способный дать упор около 2,7 тонны при 300 оборотах в минуту и на скорости в 36 км/час. КПД такого винта оценил в 0.76, что можно считать пределом мечтаний. Только вот расчет хода на волне и хода под парусом поставил под сомнение это чудо — слишком скромное выходит заглубление и очень большое сопротивление застопоренного винта. Осетра придется урезать.
Второй вариант уже ажиотажа не вызвал — метровый винт с тем же дисковым соотношением, шагом 1,2 метра и упором в 2.4 тонны на 600 оборотах в минуту при той же скорости. КПД этого винта не дотянул даже до 0,67. Зато заглубление винта вполне достаточное, и сопротивление застопоренного винта более чем в два раза меньше, по сравнению с полутораметровым винтом — что немаловажно, для хода под парусами.
Вот за этим сравнительным анализом меня и застукал царевич, так и не дождавшийся князя на берегу, но торопящийся поделиться распирающими его мыслями. Отложил винты до лучших времен. Сейчас меня будут пугать идеями летучего корабля на конной тяге, и подкармливать ужином.
На эскадру опустилась очередная ночь. Мелкая волна тихо плескала в борт. Огни затухающих костров на берегу подмигивали огням небесным, переливающимся над головой, и заглядывающим в свое отражение в воде под ногами. Ночь одуряюще пахла весенним лугом, с легким привкусом костра и крепкого табака, из раскуренной трубки. Но оценить это мог только эстет, устроившийся с наветренной стороны нашей эскадры. Подветренная сторона портила ароматы ночи излишне крепкой приправой из сохнущих портянок.
А еще ночь отпугивала любую живность, начиная от комаров и заканчивая микробами, богатырским храпом, даже скорее рыком, целого полка уставших за день мужиков, вповалку устроившихся на стругах.
Одним словом, обычная ночь, каких уже множество прошло, с момента нашего выхода в поход. Особенным в ней было только то, что, по словам нашего кормчего, она будет последней перед Холмогорами. Завтра будем в Вавчуге.
Вот и не спалось. Пробегал мысленно по пачкам листов, ставших выжимкой из этого похода. Вспоминал даже те листы, которые порезал на бумажки и раздал на баки практически всем стругам эскадры. Вроде ничего не упустил. Красивая получается канонерка. И штурмовой катер мне нравится. Но начнем мы в Вавчуге не с этого.
