«ТУРБИНИЯ» — ПЕРВЕНЕЦ НОВОЙ ЭРЫ

В Великобритании сохраняется немало исторических кораблей и судов, в разное время отличившихся в сражениях, совершивших научные открытия или заслуживших признание в качестве выдающихся образцов техники. К числу последних относится и небольшая экспериментальная яхта, хранящаяся в отдельном зале Музея Дискавери в Ньюкасл-апон-Тайне. Интерес к этому судну далеко не случаен: оно упоминается в любой мало-мальски серьезной работе по истории кораблестроения.

Появление «нарушителя»

В 1897 году в Британии отмечалось 60-летие пребывания на троне королевы Виктории. Одним из главных элементов праздничных торжеств должен был стать масштабный морской парад — так называемое «Бриллиантовое ревю». И действительно, Адмиралтейство собрало на обширном Спитхедском рейде (между Портсмутом и островом Уайт) огромный флот из 165 кораблей. В это число входили 24 броненосца, четыре броненосных и 47 бронепалубных крейсеров и корветов.

Они были построены в шесть линий, седьмую сформировали иностранные гости — полтора десятка кораблей под флагами разных стран. Не остались в стороне и «гражданские»: в акватории собралось множество всевозможных судов и суденышек, включая парусные и паровые яхты. Портсмут в то время превратился едва ли не в «столицу мира», по утверждениям прессы туда съехалось около миллиона гостей.

26 июня вся огромная «армада», украшенная флагами расцвечивания, готовилась к главному действу — королевскому смотру. Все подчинялись строгому регламенту, установленным нормам и жесткому распорядку. Неожиданно торжественный и размеренный ход событий нарушило суденышко, шедшее с огромной скоростью. На «незваного гостя» обратили внимание и наследник престола Принц Уэльский, и лорды Адмиралтейства, и многочисленные иностранные гости, и (естественно) британские моряки. В том числе и те, кто был призван обеспечивать порядок во время проведения парада.

Пока нарушитель — однотрубный, извергающий густые клубы дыма, с носом, почти полностью вышедшим из воды, -обходил строй броненосцев, в погоню за ним устремился быстроходный паровой катер. Но погоня оказалась неудачной, катер не только не смог приблизиться к «объекту охоты», но и был захлестнут его волной. Так в самой убедительной форме были продемонстрированы достоинства нового «сердца» корабля — паровой турбины Парсонса. Именно турбины вращали винты сверхбыстроходной яхты, носившей символическое название «Турбиния» («Turbinia»).

Создание турбины

Если заглянуть вглубь веков, то согласно дошедшим до нас описаниям первые прообразы паровой турбины были созданы еще в античные времена выдающимся ученым и механиком Героном Александрийским. Этот невероятный и загадочный человек (даже даты его жизни установить пока что не удалось) совершил множество открытий и сделал немало изобретений, настолько опередивших свое время, что большинство из них не удавалось повторить в течение столетий.

Вновь разработкой паровых турбин занялись во второй половине XIX века. Первый патент на такую разработку был выдан в начале 1880-х годов шведу Карлу Густаву Патрику де Лавалю. Он, безусловно, был чрезвычайно талантливым изобретателем (за свою жизнь получил 93 патента; еще несколько сотен «задумок» остались нереализованными или незавершенными), но турбина Лаваля широкого распространения не получила. В отличие, кстати, от ряда других изобретений, в частности, запатентованного им в 1890 году и получившего его имя сопла, предназначенного для подачи пара в турбину.

Куда более успешной оказалась деятельность британца Чарльза Элджернона Парсонса. Об этом незаурядном человеке стоит сказать особо.

Чарльз Элджернон Парсонс (1854 -1931) был младшим сыном английского аристократа и известного астронома Уильяма Парсонса, носившего титул граф Росс. Чарльз с юности проявлял отменные способности к математике (имел ученую степень), а позднее занялся изобретательской деятельностью. Сконструированная и запатентованная им реактивная паровая турбина оказалась очень удачной. Получив патент на применение турбин в морском деле, Парсонс смог построить удивившую мир «Турбинию», после чего прошло совсем немного времени, и новые механизмы получили широкое распространение в военном и торговом флоте. За достижения в развитии науки и техники он был в 1911 году удостоен рыцарского звания, имел множество почетных наград и званий. В СССР также отметили его вклад в развитие науки и техники — незадолго до смерти Парсонса избрали иностранным членом-корреспондентом Академии Наук.

Парсонс обладал неплохими организаторскими способностями и деловой хваткой. Получив в 1884 году свой первый патент на паровую турбину, он вскоре вместе с друзьями и единомышленниками создал коммерчески успешную фирму «С. A. Parsons and Company». Ее основной продукцией были турбины, турбоэлектрические агрегаты, динамо-машины и т.д.

В 1893 году Парсонс вместе с пятью партнерами основал новую фирму, которую назвал «Компания морской паровой турбины Парсонса» («Parsons Marine Steam Turbine Company»). В следующем году был получен патент на применение турбины в морском деле и в том же 1894-м году началась постройка небольшой экспериментальной яхты. Ей присвоили название, призванное подчеркнуть главную особенность судна — «Турбиния».

«Турбиния»: проблемы и успехи

Постройке судна предшествовала довольно долгая подготовительная работа, целый комплекс исследований. Немало времени и усилий потребовалось для того, чтобы выбрать наиболее подходящую форму корпуса. Согласно литературе, первоначально все решения отрабатывали на модели — сначала на буксируемой по реке Райтон 2-футовой, затем на 6-футовой самоходной модели (с резиновым моторчиком). Интересно, что несмотря на всю примитивность оборудования при проведении испытаний моделей, полученные результаты дали весьма точные результаты. Когда спустя несколько лет новые эксперименты с моделью «Турбинии» провели в настоящем опытовом бассейне в Хаслере, оказалось, что разница с данными «речных и прудовых» испытаний не превышает 3%.

Оценивая выбранные Парсонсом и его помощниками формы корпуса будущей скоростной яхты, современные исследователи прежде всего обращают внимание на очень значительное отношение длины к ширине — более 11,5 (104 фута 9 дюймов к 9 футам). Также отмечается, что «Килевая линия получила плавный подъем к оконечностям, начинающийся едва ли не у самого миделя. Ватерлинии были сделаны острыми в носу и приполненными для устранения чрезмерного дифферента — в корме; по существу, днищевые ветви шпангоутов в кормовой части этого круглоскулого водоизмещающего корпуса оказались горизонтальными, …рассчитанными уже на режим, переходный к глиссированию».

Постройку яхты Парсонс и Ко доверили верфи «Браун энд Худ», расположенной на северо-востоке Англии в Уолсенде-на-Тайне (пригород промышленного центра Ньюкасл-апон-Тайн); заказ был выдан в первой половине 1894 года. Работы велись быстро, и уже 2 августа судно спустили на воду. Первоначально оно было одновинтовым. Турбинная установка работала непосредственно на винт, поскольку турбины с редукторами появились только в XX веке. Остается лишь добавить, что Адмиралтейство имело достаточно полную информацию о ходе работ. Но в тот момент сколько-нибудь серьезного интереса к оснащению кораблей Королевского флота турбинами вместо привычных паровых машин никто не продемонстрировал.

Испытания начались в ноябре, и тут создатели «Турбинии» столкнулись с непредвиденными трудностями. По расчетам создателей судна, его скорость должна была достигнуть 30 узлов или даже превысить этот показатель. Однако несмотря на то, что мощность турбины оправдывала ожидания, «гонка за скоростью» оказалась на первом этапе испытаний проиграна с неутешительным результатом. Яхту выводили на мерную милю 31 раз, но даже показателя в 20 узлов достичь так и не удалось.

Из-за слишком большой скорости вращения винта возникло крайне неприятное явление, известное как кавитация. Это своеобразное «закипание» воды и образование пузырьков газа не только снижало КПД винтов, но приводило к их повреждению. Стоит отметить, что с кавитацией британские моряки и кораблестроители впервые столкнулись в начале все того же 1894 года при испытаниях дестройера (эскадренного миноносца) «Дэринг». Испытания нового быстроходного корабля в результате надолго затянулись, а подобрать ему подходящие винты удалось только с шестой попытки. В результате эсминец все-таки смог превысить контрактную скорость.

Парсонсу и его команде тоже пришлось приложить немало стараний, чтобы найти нужное техническое решение.

Первоначально была надежда решить проблему по такому же принципу, как это сделали во время испытаний «Дэринга», то есть путем подбора винта. В соответствии с этим на «Турбинии» несколько раз меняли винты, но целая серия выходов на испытания оказалась неудачной. В итоге конструкторы признали порочность самого подхода, после чего было принято решение полностью изменить энергетическую установку и переделать всю кормовую часть судна. Добиться удовлетворительного результата удалось только к весне 1896 года.

В окончательном варианте «Турбиния» получила трехвальную установку, причем на каждом валу устанавливалось по три винта диаметром 18 дюймов (456 мм) и шагом 24 дюйма (610 мм). Средний вал проходил по оси корпуса (те. в диаметральной плоскости), поэтому полубалансирный руль был смещен влево. В такой конфигурации механизмы, несмотря на не слишком высокий КПД, продемонстрировали свои достоинства — на очередных испытаниях девятивинтовому «чуду» удалось достичь небывалой доселе скорости в 34,5 узла. Пройдет немного времени, и «Турбинию» прозовут «борзой Северного моря» («North Sea greyhound»).

Во время Всемирной выставки в Париже в 1900 году «Турбиния» считалась одним из наиболее интересных экспонатов британской экспозиции и привлекла к себе всеобщее внимание -и французских официальных лиц, и «пишущей братии», и посетителей. Несмотря на очевидный успех, Парсонс на лаврах не почивал и продолжал опытноконструкторские работы. В начале XX века экспериментальная яхта получила новую турбину увеличенной мощности. В 1904 году девять винтов заменили тремя — измененной формы, широколопостными и увеличенного диаметра.

Турбина «покоряет» моря

Выводя «Турбинию» на «Бриллиантовое ревю», Парсонс не сомневался в успехе. И расчет конструктора оказался верным: продемонстрированные яхтой скоростные качества произвели сильное впечатление и на моряков-профессионалов, и на досужих зрителей смотра. Большое внимание «Турбинии» уделила и пресса. Когда же Парсонс заверил лордов Адмиралтейства, что оснащенные турбинами корабли смогут развивать ход до 37 узлов, все сомнения отпали. Адмиралтейство решило всерьез заняться турбоходами, и в 1898 году выдало заказ на постройку «революционных» эсминцев.

Увы, но судьба первых турбинных кораблей Королевского флота, дестрой-еров «Вайлер» и «Кобра», оказалась печальной. Первый из них, показав на испытаниях выдающиеся результаты, вскоре после вступления в строй потерпел катастрофу — выскочил на камни во время учений. Судьба второго оказалась еще более печальной: он даже не успел вступить в строй, погибнув на переходе от верфи-строителя к заводу, где должен был получить вооружение. Судя по опубликованным материалам расследования, чрезвычайно облегченный корпус «Кобры» переломился на волнении; в результате погибли 65 военных моряков и сотрудников компании Парсонса.

Хотя к особенностям силовых установок эсминцев эти катастрофы не имели никакого отношения, однако вызвали у моряков определенное недоверие к турбинам. Преодолеть его удалось в 1904 году, когда турбинный крейсер «Аметист» продемонстрировал убедительное превосходство над однотипным, но имевшим традиционную паровую машину «Топазом». А уж после вступления в строй знаменитого «Дредноута» все сомнения относительно полезности турбин для военного флота отпали окончательно — и не только в Британии.

Первый турбоход для торгового флота — предназначенное для работы в нижнем течении реки Клайд и заливе Фёрт-оф-Клайд судно «Кинг Эдвард», -было построено в 1901 году. Вслед за этим интерес к новым механизмам проявили представители одной из крупнейших судоходных компаний мира, «Кунард Лайн». «Кунардовцы» решили не рисковать и на пробу заказали лайнеры «Карония» и «Кармания» — одинаковые по корпусу, но имевшие различающиеся главные механизмы, пароход и турбоход соответственно. Убедившись в преимуществах «Кармании», руководство «Кунарда» выдало заказ на два лайнера-рекордсмена, «Мавританию» и печально знаменитую «Лузитанию».

Осенью 1907 года «Турбинии» довелось провожать «Мавританию» в первый рейс. К сожалению, несколькими месяцами ранее, в январе того же года, маленькая яхта едва не погибла: 11-го числа во время спуска на воду торгового судна «Кросби» оно пересекло Тайн и протаранило «Турбинию», едва не «развалив» ее на две части.

Экспериментальную яхту достаточно быстро отремонтировали, и в «фото-сессии» с «Мавританией» она действительно смогла поучаствовать. А вот от совместного выхода в море сочли за лучшее отказаться. Вскоре после этого «Турбинию» фактически вывели из эксплуатации, а затем и вовсе подняли на берег…

Музейный экспонат

В 1926 году руководство компании «Parsons Marine Steam Turbine Company» предложило судно Лондонскому научному музею. «Турбинию» решили превратить в музейный экспонат, но к делу подошли по-варварски. Из-за ограниченных размеров музейных залов места для размещения исторической яхты в «полный рост» не нашлось, а потому «Турбинию» разрезали на две части. В музей попала только кормовая, причем в «девятивинтовом» варианте. Носовая же часть спустя некоторое время была выставлена в парке в Ньюкасле.

Вновь «Турбинией» занялись в конце 1950-х годов, и в 1961 году, после завершения реставрационных работ, судно вновь стало «единым», заняв место в экспозиции Муниципального музея науки и промышленности Ньюкасла. В 1983 году была проведена основательная реконструкция яхты.

В 1994 году, через 100 лет после спуска на воду, «Турбиния» была перевезена в Музей науки и техники Ньюкасла (позже переименованный в Музей открытий — Discovery Museum) и с марта 1996 года выставлена на всеобщее обозрение. Сохранилась и турбина судна -в настоящее время она экспонируется в лондонском Музее науки.

Борис СОЛОМОНОВ