Описание конструкции

Трехорудийная башенная установка состояла из неподвижной и вращающейся частей. Неподвижная часть включала в себя жесткий барабан и центрующий штырь. Вращающаяся – стол башни с подачной трубой.

Корпус установки имел одно основное отличие от предыдущих установок. Горизонтальные балки вращающегося стола располагались в его конической части, то есть находились ниже, чем обычно, что позволило значительно уменьшить высоту башни. Передняя наклонная и боковые плиты имели толщину 203 мм. Задняя для обеспечения уравновешенности – 305 мм. По новому осуществлялось соединение броневых плит между собой. Крыша башни толщиной 76 мм состояла из пяти отдельных частей, каждая из которых могла быть при необходимости снята.

Вместо традиционных горизонтальных катков под вращающимся столом Металлический завод предложил использовать шары. Впервые эту идею предложили инженеры Общества Франко‑Русских заводов в конкурсном проекте 305‑мм башенных установок для броненосца «Три Святителя». В 1907 году Металлический завод успешно применил шары в башенных установках речных мониторов типа «Шквал». Но теперь уже максимальная нагрузка на шар достигла 15 т. В Европе уже делались попытки применить шары при таких нагрузках, но завод «Шкода» потерпел неудачу. По мнению Металлического завода это произошло из‑за несоответствия стали шаров и погона. После непродолжительных поисков в Германии нашли завод «Фриз и Гепфлингер». Ему и заказали шары, а погоны – заводу «Шкода». Испытания шаров и погонов производились нагрузкой 30 т. Шар при этом пружинил, но остаточных деформаций не наблюдалось, не оставалось отпечатков и на погоне. Эти шары (144 шт.) расположили внутри разборного обода, который для облегчения вращения перемещался вместе с шарами на добавочных подшипниках.

В устройство вертикальных катков боевого штыря вводились отвергнутые когда‑то МТК пружины. Они были рассчитаны на крен до 8°. При выстреле пружины сдавали и усилие передавалось наружному погону через внутренний. Оси катков снабжались дополнительными шариками и вся конструкция обеспечивала осмотр и замену катков без использования винтовых домкратов.

Как уже упоминалось станки для 305/52 орудий конструировались на базе таких же станков для орудий длиной 40 калибров (линкор «Андрей Первозванный»), но с дополнительными требованиями:

– штоки компрессоров должны быть выдвижными (чтобы их рабочие поверхности лишь во время отката подвергались опасности попадания осколков).

– возможность замены орудия с обоймой, не вынимая всей качающейся части.

Сборка нижней части боевого стола

Эти требования были выполнены, причем во втором пункте использовали технические решения, лежавшие в основе конструкции английских станков крейсера «Рюрик».

В результате новый станок рассчитывался на силу отдачи при начальной скорости снаряда (массой 471 кгс, заряда – 154 кгс) 810 м/с и давление пороховых газов – 3000 атм. В положении наката ось цапф орудий располагалась в общем центре массы всей качающейся системы, что значительно облегчало вертикальное наведение. При откате цилиндры тормозов, приемника и шток накатника оставались неподвижными, в то время как шток тормоза отката, шток приемника и цилиндр накатника перемещались с орудием. При этом сжимался воздух в цилиндре накатника, а рабочая жидкость перегонялась из задней полости цилиндров тормозов отката в переднюю через кольцевое отверстие переменного сечения, образуемое контрштоком тормоза отката. Тем самым поглощалась энергия отката. При этом станок обладал большей, чем у предшествующих конструкций, скоростью наката, что повышало скорострельность. Кроме того, неоспоримым преимуществом нового станка была простота разборки, как отдельных его частей, так и станка в целом.

Вертикальное и горизонтальное наведение производились с помощью электродвигателей. В первом случае вращение передавалось на зубчатый обод, связанный с качающейся частью станка, а во втором – на цевочный обод, установленный снаружи подачной трубы. Характерной особенностью новых установок было применение универсальных регуляторов скорости вращения, так называемых «муфт Джени». Они получили свое название по фамилии американского изобретателя, представитель которого в 1908 году совершал поездки по европейским заводам демонстрируя образцы и предлагая купить патент. В России патент приобрел Путиловский завод, но первая же муфта, изготовленная по чертежам Джени, себя не оправдала. Лишь проведя некоторые усовершенствования удалось добиться хороших результатов. До 1917 года этот завод изготавливал муфты Джени для приводов всех башенных установок.

Центральные подачные трубы трехорудийной установки

Муфта Джени позволяла не только плавно менять скорость вращения исполнительного механизма при постоянной скорости вращения электродвигателя, но также останавливать исполнительный механизм и менять направление его вращения. Конструктивно она представляла собой гидравлический механизм, состоящий из двух частей, разделенных распределительным диском. Одна из частей, соединенная с электродвигателем, служила насосом, а другая, соединенная с исполнительным механизмом, – гидромотором. Распределительный диск был устроен таким образом, что от его наклона зависели скорость и направление вращения выходного вала при постоянной скорости и направлении вращения входного вала. Кроме того, муфта Джени действовала еще как эластичный и, вместе с тем, надежный тормоз, что позволяло почти моментально, без удара менять направление вращения выходного вала, идущее с большой скоростью. В трехорудийных башенных установках муфты Джени располагались рядом с наводчиками и все управление горизонтальным и вертикальным наведением сводилось, в сущности, к повороту рукоятки, связанной с распределительным диском.

Зарядный погреб располагался в верхней части подбашенного отделения, снарядный – в нижней. Объем погребов позволял иметь боезапас по 100 выстрелов на каждый ствол. Размеры трехорудийной башенной установки не позволили использовать удачное круговое расположение стеллажей снарядного погреба, примененное в 305‑мм башенных установках линкоров типа «Андрей Первозванный». Поэтому в данном случае пришлось разделить снарядный погреб на две части, убрав стеллажи от бортов. Причем снарядные погреба носовой и кормовой башен не смогли вместить полный боекомплект, поэтому часть снарядов пришлось разместить в трюмах в запасном погребе, из которого в главный погреб они передавались ручными талями. На случай пожара в погребах имелась система орошения и затопления.

Для подачи в башню снаряды в погребах кранами грузились в подвесные тележки, доставлявшие их на подготовительный стол. Оттуда они скатывались в питатели снарядной платформы и загружались в нижние зарядники, поднимавшие снаряды в перегрузочное отделение. Полузаряды вручную загружались в свои питатели и затем в зарядники и также подавались в перегрузочное отделение, где и те и другие при помощи цепных досылателей перегружались в верхние зарядники, доставлявшие их непосредственно в башню к орудиям. Подобное разделение подачи на два этапа позволяло в процессе стрельбы иметь запас снарядов и полузарядов в перегрузочном отделении, откуда их доставка к орудиям требовала меньшего времени (соответственно возрастала скорострельность), то есть при начале цикла заряжания боеприпасы уже находились в непосредственной близости от боевого отделения. Для обеспечения последовательности процесса заряжания использовалась так называемая система «взаимной замкнутости» – электромеханическая блокировка операций. Так подача боеприпасов в башню верхними зарядниками могла осуществляться лишь при полностью открытом затворе, закрыть который можно было только после досылки боеприпасов и спуска верхнего зарядника.

Заряжание производилось в пределах ‑5°…+15°. В этом диапазоне только верхний зарядник, связанный с приводом вертикального наведения, отслеживал движение орудия, а цепной досылатель входил в состав качающейся части установки. При превышении предельного угла заряжания (+15°) происходила блокировка зарядника, для снятия которой требовалось вернуть орудие в диапазон угла заряжания. В основе конструкции досылателя лежала идея инженера О. Креля, впервые реализованная в 305мм барбетных установках броненосца «Двенадцать Апостолов».

На случай выхода из строя основных механизмов подачи предусматривалась независимая подача боеприпасов, которая могла производиться как из погребов в перегрузочное отделение, так и из последнего в башню. Приспособления, используемые для этого, позволяли поднимать каждый снаряд усилием четырех человек.

Управление заряжанием и подачей боеприпасов производилось автоматически от зарядного поста и сводилось к взведению пружины и нажатию кнопки. Принцип действия заимствовался из 305мм башенной установки линкоров типа «Андрей Первозванный». Однако и конструкция зарядного поста и вся система взаимной замкнутости были значительным образом усовершенствованы.

Первоначально в 1911 году МТК предполагал для управления артиллерийской стрельбой использовать приборы управления огнем фирмы «Эриксон». Но в мае 1912 года ввиду их неготовности решили установить систему фирмы «Гейслер» образца 1910 года. Она включала в себя прибор высоты прицела, линии электрической синхронной передачи, состоявшие из дающих и принимающих приборов прицела и целика. Дальность до цели определялась с помощью оптического дальномера с шестиметровой базой. Два таких дальномера располагались над носовой и кормовой боевыми рубками. Координаты цели в виде пеленга и дальности с заданной периодичностью передавались старшему штурману, который рассчитывал курс и скорость цели. Все эти данные вводились в систему приборов управления стрельбой (ПУС) Гейслера, давая на выходе углы горизонтального и вертикального наведения, которые по линии синхронной передачи транслировались в орудийные башни на принимающие приборы.

Каждая башня могла наводиться и самостоятельно с помощью башенных прицельных приспособлений. При этом данные для стрельбы вычислялись с помощью таблиц командиром башни и по его команде вводились в прицельные устройства. По предложению МТК прицельные приспособления разрабатывались Металлическим заводом на основе английских башенных прицельных приспособлений крейсера «Рюрик». Новые прицелы получились более надежными и удобными и завод изготовил их для всех балтийских линкоров. Каждая башня имела три поста вертикальной наводки с правой стороны каждого орудия и один пост горизонтальной наводки с левой стороны крайнего левого орудия. Прицельные приспособления снабжались перископическими трубами: дневными с переменным увеличением 7‑21х и ночными с увеличением 4‑12х. Ось окуляра располагалась перпендикулярно плоскости вертикального наведения, то есть наводчик сидел лицом к орудию.

Для защиты расчета и механизмов установки от осколков, которые могли попасть через амбразуры, предусматривались качающиеся шиты толщиной 76 мм.

Для обучения наводчиков на крышах башни располагались два 75‑мм орудия на станках системы А. П. Меллера. Их качающиеся части были связаны с приводами вертикального наведения крайнего левого и среднего орудий. Таким образом при вертикальной наводке последних стволы 75‑мм орудий всегда были им параллельны. Учебная стрельба производилась 75‑мм снарядами вместо 305мм, что было значительно дешевле. Кроме того, эти орудия использовались при салюте и имели для этой цели возможность независимого вертикального и горизонтального наведения.

Сборка 305‑мм трехорудийной установки на «яме» Металлического завода

Из цеха на линкор

Договор на изготовление первых трехорудийных башен для линкора «Севастополь» был заключен с Металлическим заводом в августе 1910 года. Срок сдачи на заводе назначался не позднее 1 сентября 1913 года. Сборку на корабле требовалось закончить не позднее 1 мая 1914 года. В договоре особо оговаривалась очередность изготовления узлов. Раньше этому не придавали значения. В данном случае именно это условие помогло при сборке установок на линкорах, так как узлы изготавливались в той последовательности, в которой требовались на сборке.

Изготовление установок встретило ряд объективных трудностей технического и технологического характера. Поэтому Металлический завод (как и Обуховский и Путиловский) не смог выдержать сроки, установленные договором. В ожидании начала войны Морское Министерство предложило Металлическому заводу принять все меры, чтобы закончить сборку башен на «Севастополе» не позднее 15 августа, а на «Полтаве» – 1 сентября 1914 года. Для ускорения работ разрешалось оставить лишь ту часть системы блокировок, которая исключала несчастные случаи с личным составом или крупные поломки, которые могли привести к выходу башни из строя. Однако Металлический завод в отличие от Обуховского и Путиловского успел установить и отрегулировать всю систему взаимной замкнутости.

В сентябре 1914 года установки «Севастополя» прошли испытания стрельбой по сокращенной программе. Из каждой башни выполнялось по два залпа (один – 3/4 заряда, другой – боевой) за исключением третьей, которая в силу конструктивных особенностей корабля имела самые слабые подкрепления и потому испытывалась наиболее тщательно. Первый выстрел – одиночный (3/4 заряда), два одиночных боевых из двух оставшихся орудий и четыре залпа на разных углах вертикального наведения, причем особое значение придавалось залпам при 0°, так как в этом случае на задние шары и подкрепления передавались наибольшие усилия. Башенные установки «Полтавы» испытали стрельбой в начале ноября 1914 года. Вскоре прошли испытания башенные установки «Гангута» и «Петропавловска», а в декабре все линкоры собрались в Гельсингфорсе, где заводы и завершили все работы на трехорудийных башенных установках.

Погрузка башенных конструкций на баржу

Для черноморских линкоров типа «Императрица Мария» ГУК предполагало использовать башенные установки главного калибра аналогичные установкам линейных кораблей типа «Севастополь». Тем не менее в конце 1911 года был проведен еще один конкурс проектов. Путиловский завод в это время изготавливал по чертежам Металлического завода установки для линкора «Гангут». Взяв эти чертежи за основу, конструкторы Путиловского завода усилили бронирование: толщина лобовых и боковых плит стала 250 мм, а крыши – 125 мм. Кроме того эти башни имели несколько более удобную компоновку механизмов. Для обеспечения автономной стрельбы каждая башня оборудовалась оптическим дальномером в бронированных трубах с объективами, вынесенными за пределы боевого отделения. Этот проект был признан лучшим. Заказы на изготовление башенных установок для линкоров «Императрица Мария» и «Императрица Екатерина II» по чертежам Путиловского завода получило ОНЗиВ, а для линкора «Император Александр III» башни заказали Путиловскому заводу.

Изготовление частей башенных установок и их сборка проводились без особых задержек. С началом военных действий на Черном море встал вопрос о скорейшей сдаче флоту линкора «Императрица Мария». С этой целью на корабль передавались 305‑мм станки и все электромеханическое оборудование башен, изготовленное Путиловским заводом для линкора «Император Александр III». Одновременно ОНЗиВ передало на линкор «Императрица Мария» оборудование для башен линкора «Императрица Екатерина II». Монтаж башен на «Императрице Марии» производился Путиловским заводом и в течение зимы 1914‑1915 годов сборка установок была закончена. А в конце июня 1915 года прошли успешные испытания стрельбой.

Линкор «Императрица Екатерина II» заложили одновременно с «Императрицей Марией», но в связи со срочным вводом в строй последнего, спустили на воду лишь 24 мая 1914 года. После этого все силы и средства направились на достройку второго черноморского дредноута. В распоряжение ОНЗиВ передали броню вращающихся частей башенных установок, предназначавшуюся для линкора «Император Александр III», а также в начале 1915 года из Петербурга срочно отправили два запасных станка Металлического завода, изготовленных для линкоров «Севастополь» и «Полтава». Испытания башенных установок на линкоре «Императрица Екатерина II» провели в ноябре 1915 года. Третий дредноут «Император Александр III» вступил в строй лишь в 1917 году. А четвертый – «Император Николай I» – так и не был достроен.

Монтаж башенной установки

Гибель линкора «Императрица Мария» явилась тяжелым ударом не только для русского флота, но и для всей России. 152 человека погибли вместе с кораблем, умерло от ран и ожогов 64, ранено и обожжено – 232. Трагедия произошла 7 октября 1916 года. В 6 часов 20 минут в зарядных погребах носовой башни был замечен пожар, а через две минуты в районе носовых артиллерийских погребов произошел взрыв огромной силы. Столб пламени и газов поднялся на высоту 200 метров, носовую башню сдвинуло с места, а палубу вскрыло от форштевня до второй башни. На воздух взлетели боевая рубка, передняя труба, фок‑мачта. Пожар, который возник на месте взрыва, потушить не удавалось, так как из‑за разрушения паропровода все корабельные механизмы пожаротушения вышли из строя. Вслед за первым взрывом последовало еще 19, а самый последний с правого борта открыл доступ воды в носовые отсеки. В результате корабль стал быстро садиться носом и крениться на правый (юрт. Вскоре он потерял остойчивость, стал медленно опрокидываться и, перевернувшись вверх килем, затонул на глубине 20 м.

Следственной комиссией, занимавшейся выявлением причин гибели линкора, была проведена экспертиза электромеханической и артиллерийской частей. При этом обнаружили целый ряд конструктивных недостатков башенных установок:

– недостаточная изоляция погребов от влияния высокой температуры проходивших в непосредственной близости магистралей горячей воды,

– просачивание солярового масла в подбашенное помещение,

– ошибки в расчете и устройстве системы орошения в снарядных погребах (в зарядных погребах она отсутствовала вовсе).

Опытным путем установили, что пуск в действие магистрали орошения происходил через 15 минут после отдачи приказания. Все это вместе взятое не исключало возможности возникновения пожара, повлекшего за собой взрыв. То же самое можно было сказать и о башенных установках других черноморских линкоров, поэтому комиссия высказала некоторые пожелания по их устранению. В частности, это касалось дополнительной изоляции цементом и асбестовыми листами тех участков, где наблюдалось повышение температуры от проходящих рядом трубопроводов.

Не обошлось без опасных происшествий и на балтийских дредноутах. 30 октября 1915 года в Кронштадте на «Севастополе» при перегрузке полузарядов в нижний погреб носовой 12‑дюймовой башни один из них, сорвавшись со стропа, упал в вертикальном положении вниз и, ударившись о палубу, воспламенился. Моментально пламя охватило и полузаряды, лежавшие в ближайших стеллажах. Благодаря грамотным и быстрым действиям личного состава, своевременно включившего систему орошения, пожар удалось ликвидировать в течение нескольких минут. Тем не менее один комендор погиб, а несколько человек получили ожоги и отравления газами. Ввиду того, что использовавшийся отечественным флотом порох не содержал в себе нитроглицерина, его возгорание не было столь чревато опасностью детонации, как, например, английского кордита (нитроглицеринового бездымного пороха).

Сборка установки на линкоре «Гангут»