Был ли в этом уменьшении веса ПМ смысл. Тяжелые машины работали без потери мощности длительное время без особого ремонта. В тоже время машины японских БрКр во время войны потеряли значительную часть своей мощности. Причем эта потеря была заложена конструктивно ещё на стадии проектирования. Или англичане рассчитывали, что судоремонтные заводы в Японии достаточно мощные, чтобы обеспечить регулярный ремонт машин всего флота.
В тоже время создается впечатление, что МТК при заказе как то ограничивал этот параметр, хотя он и нигде не упоминается.
Машины Аскольда, про которые всегда говорилось как об очень надежных имели скорость поршня на уровне машин эскадренных броненосцев.

У Баяна еще меньше, однако 2 ПМ. Причем короткоходые машины с большим (чем у аналогов) диаметром цилиндров.
Короткоходая машина, это еще и меньшая габаритная высота. В чем же тогда необходимость изготовления среднеоборотных машин с большим ходом.
Если бы это были ДВС, разделение на длинно-, короткоходные двигатели было бы понятно, но в ПМ такой принципиальной зависимости нет.

Good написал:

Оригинальное сообщение #308629
На несколько сантиметров?!

Совсем не так. При увеличении хода еще увеличивается радиус кривошипа и длина шатуна. Так что при увеличении хода на 12 см высота машины увеличиться примерно на 40-50 см. Если длину шатуна уменьшить, нагрузка на параллели резко возрастет. В принципе, чем шатун длиннее относительно хода, тем лучше.

Good написал:

Оригинальное сообщение #308629
почти на 25% больший вес ЭУ при практически равной, по сравнению с японскими КР, общей мощности ПМ, достигнутой на испытаниях.

Это ж сколько весила КМУ Идзумо?
Может быть японцам не стоило соглашаться на слишком легкую машину с малым ресурсом?

Маркс в "Капитале" в главе "Экономия в производстве двигательной силы, на передаче силы и на постройках" рассказывается о снятии ограничения на скорость поршня паровых машин в 220 футов/мин в 1848 году и переходе на уровень 300 футов/мин. Дальше он рассуждает о том как хорошо было бы перейти к 400 футам/мин.
ИМХО, эта величина была базовой, с нее начиналось проектирование машины. Ее верхняя граница определяет работоспособность ПМ по трению (износ, охлаждение при работе). Параметры пара здесь второй ограничитель. А по ним уже комплексно определяются остальные параметры. Причем некоторые габаритные параметры зависят от хода поршня (длина шатуна).
Вероятно в разных странах был разный подход к выбору этой величины. Страны с развитой промышленностью могли позволить себе поднять ее, потому, что это позволяло экономить на весе ПМ.
ИМХО, для крейсера который не отходит от судоремонтной базы далее 3000 миль это не имеет значения. Для русских крейсеров, которые не могут провести нормальный ремонт на дальнем востоке это важнее, поэтому предпочтительно, если будет заложено конструктивно. Ну а на рекордсменах нет другого выхода как ограничивать полный ход.

адм написал:

Оригинальное сообщение #308715
Маркс в "Капитале" в главе "Экономия в производстве двигательной силы, на передаче силы и на постройках" рассказывается о снятии ограничения на скорость поршня паровых машин в 220 футов/мин в 1848 году и переходе на уровень 300 футов/мин. Дальше он рассуждает о том как хорошо было бы перейти к 400 футам/мин.

Простите за моё невежество, Маркс писал о судовых машинах?
Ну, положим о судовых, дело не только в этом. Скорость поршня была величиной не определяющей, но ограничивающей - т. е. если оказывалось, что получившаяся в расчётах замечательная по всем показателем машина имеет скорость поршня явно превышающую разумные (либо установленные некими нормативами пределы), то видимо, приходилось что-то менять.  Это примерно так же как и с частотой вращения турбины - существует некая критическая скорость для каждого конкретного ротора, достижение которой может оказаться фатальным.

yuu2 написал:

Оригинальное сообщение #308780
нормальный пример проектирования кораблей "для индейцев".

Думается, что это именно так...

Отредактированно Salerno (12.10.2010 17:12:53)

Good написал:

Оригинальное сообщение #309113
Не такая уж она и “лёгкая” – удельная мощность ЭУ “Идзумо” составляла 77 кГ/л.с.

Отделите вес котлов от веса КМУ. А у Идзумо - бельвили - самые тяжелые котлы из сравниваемых.

Good написал:

Оригинальное сообщение #309113
И с чего Вы решили, что ПМ “Идзумо” имели “малый ресурс”?

динамическая напряженность ЦПГ пропорциональна квадрату значения vm. Так, при увеличении vm в 3 раза напряжения в деталях возрастут в 9 раз, что потребует соответствующего усиления прочностных характеристик материалов, применяемых для изготовления деталей ЦПГ.

Это механика. Отсюда я и делаю вывод, что ресурс ПМ Идзумо ниже чем у Аскольда. Или России.

Ресурс (техника) — объём работы или срок эксплуатации, на который рассчитывается машина, здание и т. п. После исчерпания ресурса безопасная работа устройства не гарантируется, ему требуется капитальный ремонт или замена.

ЦПГ - цилиндро-поршневая группа, для ПМ - крейцкопфный узел, vm - скорость поршня.
Так как материалы при строительстве машин во всех странах применялись одинаковые, следовательно для поддержания ресурса, при высоком vm, требуется более частый ремонт крейцкопфного узла. Вот и вся логика. Количество ремонтов зависит от суммарного времени работы машины на полную мощность.

Что касается веса котлов. Определение веса котлов через удельную мощность, сравнивая Идзумо и Цесаревич, некорректно, так как на Цесаревиче стояли котлы гораздо больших размеров, чем на Идзумо. Кроме того, в вес КМУ кроме котлов и машин входили паропровод, холодильники, питательные насосы и др вспомогательное оборудование.
Корректное сравнение было бы с КМУ Баяна. Баян - 26 котлов -16500 л.с., Идзумо - 24 котла - 14500 л.с.

Отредактированно адм (13.10.2010 14:01:33)

Приведены данные японских и русских машин. А нельзя ли выложить подобные данные по английским кораблям? Уж больно интересно взглянуть на прародителей японских кораблей.

«Принц Генрих»
диаметры цилиндров: 890, 1330 и 1530 мм,
ход поршня: 950 мм.
125 - 127 об/мин

Посчитайте-ка скорость поршня.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309333
ЦПГ - цилиндро-поршневая группа, для ПМ - крейцкопфный узел, vm - скорость поршня.
Так как материалы при строительстве машин во всех странах применялись одинаковые, следовательно для поддержания ресурса, при высоком vm, требуется более частый ремонт крейцкопфного узла. Вот и вся логика.

Да, логика действительно простовата.
Вы забыли, что в “ЦПГ” кроме крейцкопфов имелись ещё и поршни, которые как раз и нагружали ползуны. 
Рассмотрим конкретные примеры.
Скорость поршней ПМ “Идзумо” по сравнению с “Богатырём” была незначительно выше (~ на 15%), а вот площадь этих поршней, а стало быть их вес и нагрузка на ползуны и штоки, гораздо больше (в 1,4 раза!) на “Богатыре”.
Значительная разница (~ на 40%) в скорости поршней ПМ “Баяна” и “Идзумо” “компенсировалась” ещё более значительным различием в площади поршней (у “Баяна” она в 1,8 раза больше) и более высоким давлением в цилиндрах машин русского крейсера.
Поэтому, для того чтобы однозначно утверждать, что более низкая скорость поршней при большей их площади предпочтительнее с точки зрения наименьшего износа ползунов, чем более высокая скорость поршней при меньшей площади, необходимо привести точный расчёт, а не рассуждения “на пальцах”.   

адм написал:

Оригинальное сообщение #309333
Определение веса котлов через удельную мощность, сравнивая Идзумо и Цесаревич, некорректно...

А где же Вы это углядели, что я “определял веса котлов через удельную мощность”?
Наоборот, исходя именно из веса котлов я вывел вес ПМ, а затем уже рассчитал удельную мощность машин, по которой только и можно судить об их “лёгкости”.   

адм написал:

Оригинальное сообщение #309333
...на Цесаревиче стояли котлы гораздо больших размеров, чем на Идзумо.

На самом деле, котлы Бельвиля, в отличие от котлов других систем, набирались из отдельных стандартных элементов, причём количество таких элементов в одном котле варьировалось в зависимости от требуемой мощности котла и удобства его размещения в КО.
Так, например, котлы “Цесаревича” состояли из 10 элементов в каждом, а котлы “Баяна” имели разное количество этих элементов (4 котла по 10 элементов, 6 по 9 и 16 по 8).

адм написал:

Оригинальное сообщение #309333
Кроме того, в вес КМУ кроме котлов и машин входили паропровод, холодильники, питательные насосы и др вспомогательное оборудование.

Это понятно.
Полный вес котлов Цесаревича, который я привёл выше, включал веса собственно котлов с кладкой и экономайзерами, очистителей, детандеров, цистерн, донок, воздухонагнетателей, дымовых выходов и дымовых труб, площадок и трапов в КО, трубопроводов, вентиляторов, инструмента и запасных частей, питательных цистерн, воды в котлах и в цистернах.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309333
Корректное сравнение было бы с КМУ Баяна.

Не более корректно чем сравнение с ЭУ “Цесаревича”.
Впрочем, можем сравнить и с “Баяном”, если Вы приведёте вес его котельной группы.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309371
Примем вес котлов Баяна таким же (хотя котлы Цесаревича на четверть больше по размерам).

Неверно. См. выше.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309913
В тоже время высота машины Богатыря (5 м), больше высоты машины Якумо (4,7 м). Вроде бы немного, но на самом деле должно быть наоборот. Как изготовитель решил эту проблему - непонятно.
Поэтому у меня и возникла версия об преднамеренном внесении в конструкцию геометрических соотношении уменьшающих ресурс узлов.

Логичнее предположить, что Ваши сведения о высоте машин просто не верны.
Откуда Вы взяли эти данные?

адм написал:

Оригинальное сообщение #309913
Вес двух машин ЭБР типа Бородино - 496 т, а все остальное - гребные винты с валами, насосы, трубопроводы к размерам и весу самой машины отношения не имеют. Причем, как правило, это (остальное) постоянная величина не зависящая от конкретного корабля. Рассчитывать удельную мощность машин вместе с валами и винтами - некорректно

Так нам же необходимо определить не точные цифры удельной мощности машин "Идзумо" и "Богатыря", а только лишь - какие из них легче.
Поэтому, даже если исходить из Вашего, на мой взгляд неверного, предположения, что “это (остальное) постоянная величина не зависящая от конкретного корабля”, то и тогда оказывается, что удельная мощность ПМ  “Богатыря” была меньше.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309913
Площадь колосниковой решетки котла Идзумо - 4,15 кв.м, Пересвет - 4,3 , Диана - 4,5 , Бородино - 5,9. Котел Идзумо по площади колосниковой решетки и площади нагревательной поверхности (137 кв.м) ближе к котлам Пересвета (136 кв.м) и Дианы (139 кв.м)

Ваше ошибка в том, что всё эти параметры определены для виртуального, “усреднённого” котла.
А в реальности, повторяю, котлы Бельвиля включали разное количество элементов.
Поэтому, если Вы будете считать общий вес котельной группы по количеству “средних” котлов, то допустите значительные погрешности.
Скажем по числу котлов (26 против 20) вес КГ "Баяна" будет на 30% больше веса КГ "Цесаревича", а по соотношению площадей нагревательной поверхности или колосниковой решётки - всего лишь на несколько процентов.
Что же касается вопроса - котлы каких русских кораблей были ближе по типу к котлам “Идзумо”, то ответ на него очевиден – разумеется “Баяна” и “Цесаревича”, т. к. только на них были установлены “бельвили” новой, отличной от обр. 1894 года, модели с экономайзерами.
Сравните у этих кораблей значения одной из основных характеристик котлов – площадь нагревательной поверхности (для "Идзумо", "Баяна" и "Цесаревича" с учётом поверхности экономайзеров), приходящейся на 1 и.л.с. (проектной мощности ЭУ):
“Пересвет” – 0,28 кв. м,
“Диана” – 0,29 кв. м,
“Баян” – 0,24 кв. м,
“Цесаревич” – 0,24 кв. м,
“Идзумо” – 0,23 кв. м.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309913
Котлы образца 1894 года имели фронтальный размер 2,8 м. Котлы Бородино - 3,6 м. Котлы Баяна имели размер 2,8 м.

Не верно. Откуда Вы это взяли?
В действительности котлы обр. 1894 года (“Пересветы” и “Дианы”) имели один “фронтальный размер”, а котлы “Баяна” и “Цесаревича” – другой, но одинаковый.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309913
Вес котлов Пересвета, Идзумо и Дианы можно считать одинаковым. Я полагаю, что они все были 8 элементными.

На каком это основании?
На самом деле, например на “Дианах” четвёртая часть котлов состояла из 9 элементов, а остальные из 8.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309913
Вес двух 10 элементных котлов Баяна я принял равным весу двух котлов Цесаревича с большим запасом, хотя очевидно он меньше ввиду меньшего размера (это факт).

Нет, не факт, а только Ваше неверное предположение.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309913
А зачем выделять вес отдельных элементов системы, если предполагается, что веса большинства их элементов одинаковые и системы отличаются только по общему весу и весу одного из элементов (собственно машины).

А затем, что, т. к. “системы отличаются только по общему весу и весу одного из элементов (собственно машины)”, то для определения веса “машин” нужно из известного “общего веса" вычесть вес котельной группы.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
С чертежа.

И можете привести чертёж машин “Якумо”?

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
Не будем сравнивать машины Идзумо и Богатыря, они не так далеки друг от друга.

Так уже сравнили.
Вы утверждали, что машины японских БрКр получились слишком лёгкими и, поэтому, ненадёжными.
Я же показал, что ПМ Кр типа “Богатырь” оказались ещё более легкими (причём значительно) чем “идзумовские”. Однако, как известно, в течение длительной и напряжённой службы всех 4 кораблей этой серии никаких особых проблем с их машинами не было.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
Площадь нагревательной поверхности и мощность машин может быть напрямую между собой не связаны. Дело в давлении перед машиной.

В данном случае это не имеет значения.
Важно то, что площади нагревательной поверхности котлов, приходящиеся на 1 и.л.с., для “Баяна” и “Цесаревича” полностью, а для “Идзумо” практически, равны. А т. к. котлы на этих кораблях одной системы, и даже, весьма вероятно, одной модели, то это значит, что и веса котлов, приходящиеся на 1 и.л.с., тоже примерно равны.
Отсюда вывод – расчёт весов котельных групп “Идзумо” и “Баяна” по известному весу КГ “Цесаревича”, пропорционально “обслуживаемой” мощности ПМ, вполне корректен.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
Что это меняет.

“Это” доказывает, что Ваше утверждение – “вес котлов Пересвета, Идзумо и Дианы можно считать одинаковым” – неверно.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
Я верю чертежу.

Значит не туда посмотрели. Иначе бы не писали - “вес двух 10 элементных котлов Баяна я принял равным весу двух котлов Цесаревича с большим запасом, хотя очевидно он меньше ввиду меньшего размера (это факт)”.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
В графе: вес машины и котлы 1121 т надо полагать включен весь вес КМУ? Я полагаю что да. Тогда здесь должно быть включено: паропровод, трубопроводы, холодильник, насосы и др. Это все неотъемлемые части системы машины-котлы.

Да, конечно.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
Включение в эту систему валов и гребных винтов вопрос открытый.

Нет, закрытый.  
Вес валов и винтов всегда включался в весовую статью “механизмы и котлы”.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
Что касается Баяна. Котлы шириной 3,6 м (4 - 10 элементных)  стояли в 1 КО, Котлы шириной 3,2 м (6 - 9 элементных) - во 2 КО. 16 котлов (8 элементных) шириной 2,8 м стояли в 3 и 4 КО. Можете посмотреть чертежи. Согласен, что все котлы трехтопочные.

Да, котлы с разным количеством элементов, разумеется, имели разную длину. Но вот только их размеры, с точностью до 0,1 м, по репродукции чертежа общего вида, да ещё в “электронном” варианте, определить не возможно.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
На Якумо все котлы были шириной 2,8 м (то есть 8 элементные).

Приведите чертёж, пожалуйста.

адм написал:

Оригинальное сообщение #309999
... котел без экономайзеров выше котла с экономайзером и соответственно тяжелее. Но вес экономайзера надо считать отдельно.

Нет, экономайзеры ставились не в дополнение к обычным водогрейным трубкам, а вместо части из них.
Так, например, 8-элементный котёл обр. 1894 г. (“Диана”) имел поверхность нагрева 135,5 кв. м, а у котла “Баяна” с таким же количеством элементов плюс 7 элементов экономайзера общая нагревательная поверхность составляла 143,1 кв. м, в т. ч. 99,4 кв. м поверхности элементов котла и 43,7 кв. м поверхности элементов экономайзера.