Германские субмарины Тип XVII Крупным планом

С-99 вышла в море 19 мая 1959 г. с проверяющей комиссией на борту для проверки работы установки Вальтера в подводном положении. При глубине погружения 40-60 м турбина работала безупречно. На глубине 80 м произошел взрыв с проникновением забортной воды в турбинный отсек. Лодка пошла ко дну, но на глубине 115-120 м она выравнялась и затем с боковым креном в 20 гр всплыла. Когда в конце 1958 г. первая советская атомная подводная лодка была принята в боевой состав флота, турбинная установка Вальтера была признана бесперспективной затеей. С-99 после взрыва ремонтировать не стали и в начале 1960 г. её списали со службы.

Схема деструктора (каталитической камеры) и камеры сгорания на подлодке XVII серии.

Установка для генерации пара на испытательном стенде типа XVII в США: на переднем плане видна камера сгорания с сепаратором, далее – каталитическая камера.

Деструктор и камера сгорания на испытательном стенде типа XVII на заводе Вальтера.

Отдельные элементы конструкции и оборудования подводных лодок Вальтера XVII серии

Первой важнейшей частью установки Вальтера был насос тройного действия. Он служил для подачи перекиси водорода, топлива и чистой воды в камеру сгорания. Для его создания техники Барске и Хеншель использовали роторный подпитывающий насос, ротор которого создавал необходимое давление. Они сверх того улучшили герметизацию (необходимость в смазке отпала) как у обычного центробежного насоса. Насос тройного действия приводился в действие электромотором AWT-88 фирмы AEG. расположенным вертикально над шестерёнчатым редуктором. Его мощность была 6,2-20 квт при 1700-2500 оборотах в минуту и напряжении 110 вольт или 14-81 квт при 2250-4000 об/мин и 320 в.

При 4000 об/мин мотор разгонял центробежный насос до 24000 об/мин и подача смеси достигала следующих мощностей:

Топливный насос 1.845 мЗ( 1.69 т декалина)/час

Насос для перекиси водорода 9,5 м³ (2,77 т перекиси)/час

Водяной насос 15,85 мЗ/час

4-х позиционный регулятор подачи смеси фирмы Сименс дозировал три компоненты (топливо, перекись водорода и вода) насосом тройного действия в следующем весовом соотношении: 1:9:10 и регулировал 4-й компонент, который снаружи компенсировал различия веса перекиси водорода и воды в регулирующих камерах поступающей морской водой.

Первоначально па подлодках Wa 201 и WK 202 4-х позиционный регулятор подачи смеси находился перед насосом тройного действия. Четыре счетчика управляли подачей проточных жидкостей с помощью сжатого воздуха и имели регулирующие клапаны для топлива, чистой и морской воды, которые подавались в напорный трубопровод насосом тройного действия. В случае неправильного смешивания и нарушения требуемых пропорций поступающих отдельных компонентов регулирующие клапаны открывались или закрывались.

При первых испытаниях подлодки XVII В возникли проблемы регулировки, что потребовало изменений в конструкции. Поменяли 4-х позиционный регулятор подачи смеси и пасос тройного действия, регуляторы которых стали приводиться в действие электромеханизмом и обеспечивали требуемый расход смеси.

Счетчики текучести обладали вращающимися качающимися шайбами, которые при каждом вращении пропускали только определенную жидкость (например перекись водорода в диапазоне 29- 174 л/мин). После модернизации они были состыкованы с регулирующими клапанами и были установлены прямо над редуктором. Требуемое соотношение компонентов достигалось также крыльчаткой с фильтрующими клапанами. Благодаря соединительному валу, приводимым в действие электромотором 0.5 л.с., она влияла на положение клапанов и тем самым регулировала расход смеси. В каждой камере находился измерительный прибор, который непосредственно показывал состояние текучей массы.

Разделение насосов и регуляторов хотя было конструктивно необходимо, но создало много трудностей при постройке и эксплуатации. Поэтому для этих целей позже был применен продувочный насос, который так же мог дозировать смесь. Он был впервые установлен и испытан на торпеде Вальтера «Штайнвал», которая использовалась после войны на новых подлодках Вальтера.

Деструктор или камера каталитического разложения (фирмы Рурсталь) был камерой высокою давления, на сите которого находился катализатор. Элементы его состояли из керамических кубиков или трубчатых гранул длиной около 1 см, пропитанных раствором перманганата кальция. Перекись водорода поступала через многочисленные отверстия в крышке прибора. Продукт разложения (смесь водяного пара и кислорода) проходил через каменистый слой и нагревался до температуры 485о С. При этом происходил определенный износ элементов катализатора из-за загрязнения газо-паровой смесью, сохранение активности катализатора оставалась главной задачей. I кг элементов катализатора пропускал до 720 кг в час перекиси водорода при давлении 30 атм. После 3-4 часов работы установки требовалась регенерация элементов катализатора.

Камера сгорания (фирмы Рурсталь) состояла из цилиндрической камеры высокого давления из особопрочной закаленной стали. Она имела размеры: высота 80 см, диаметр 35 см. Ежечасно в ней сгорало 35-40 т горючего газа при температуре 550о С и давлении 30 атм. Смесь водяного пара и кислорода поступала через боковые патрубки в кольцевой канал внутри крышки камеры сгорания. Отсюда через 6 отверстий (форсунок) она поступала непосредственно в камеру сгорания. В центре каждой форсунки находилось топливное сопло (жиклёр), через которое в камеру впрыскивалось горючее. Свечи зажигания находились в центре крышки камеры сгорания. Температура в верхней части камеры сгорания достиг ала 2000о С. За счет впрыскивания чистой воды и системы водяного охлаждения температура в нижней части камеры сгорания снижалась до 550-600о С. Вода служила также для охлаждения стенок камеры сгорания и потока горючего газа.

Затем парогазовая смесь поступала на турбину. На подлодках верфи Блом и Фосс была установлена одновальная многоступенчатая турбина производства турбинной фабрики Брюкнер, Капис и Ко (БКС) из Дрездена. На подлодке WK 202 была установлена 4- х ступеначатая турбина с шестерней Кертиса фирмы Крупп-Гсрмания Верфт. Коэффициент полезною действия 14-ступенчатой БКС-турбины был 77%, что было па 14% больше КПД турбины фирмы Крупп-Германия Верфт. Кроме того, она быстрее выходила на полную нагрузку (33 секунды против I минуты).

Ротор турбины мощностью 2500лс. фирмы Брюкнер, Кание и Ко.

Чертёж турбины фирмы Брюкнер, Кание и Ко в разрезе.

Вид на кормовой отсек подлодки U 1409 с демонтированной турбинной установкой. Справа корпус турбины мощностью 2500.л.с., далее редуктор турбины а планетарный редуктор, над ними па потолке механизм маслорадиатора.

Обе турбины имели выходную мощность 2500 л.с. при 14000 об/мин.

Турбина фирмы Крупп-Германия Верфт весила 1200 кг.

Данные БКС-турбины:

Статор:

Первая крыльчатка 104 лопатки размером 17 мм

Последняя крыльчатка 112 лопаток размером 37 мм

Ротор (максимальный диаметр 210 мм):

Первая крыльчатка 104 лопатки размером 19 мм

Последняя крыльчатка 99 лопаток размером 39 мм