„Showboat”, czyli amerykański pancernik USS „North Carolina” (BB-55). – część. 2
Sławomir J. Lipiecki
Na początku lat 30. XX w., powrócono w US Navy do prac rozwojowych nad niezawodnymi i odpornymi na uszkodzenia siłowniami turboparowymi. Przy projektowaniu nowych urządzeń napędowych wykorzystane zostały doświadczenia z wieloletnich prób z wysokociśnieniowymi kotłami parowymi. Amerykanie systematycznie doskonalili siłownie swoich okrętów pod kątem zwiększenia sprawności energetycznej, a tym samym powiększenia zasięgu operacyjnego przy wyznaczonym zapasie paliwa. Wobec potrzeby uzyskania bardzo dużych mocy, jedynym wyjściem było zastosowanie na nowym pancerniku napędu niby tradycyjnego, a jednak odbiegającego od rozwiązań stosowanych przez inne kraje.
Kluczem do sukcesu było opracowanie przez koncern General Electric CO. helikoidalnych, dwustopniowych przekładni redukcyjnych sprzężonych z wysokoobrotowymi turbinami parowymi. Rozwiązanie to pozwalało utrzymać obroty śrub napędowych w granicach możliwych do przyjęcia, z punktu widzenia hydrodynamiki. Wysokoobrotowe turbiny doskonale nadają się do zasilania parą o wysokich parametrach (ciśnienie, temperatura), co z kolei umożliwia zastosowanie wysokociśnieniowych kotłów parowych. Osiągnięcie doskonałych parametrów pracy siłowni nowych pancerników US Navy umożliwił także postęp w metalurgii. Dzięki nowoczesnej konstrukcji wszystkich elementów układu napędowego, możliwe było znaczne przeciążanie siłowni. Mocną stroną wszystkich budowanych już od początku lat 20. XX wieku pancerników US Navy było zastosowanie do zasilania urządzeń trójfazowego prądu przemiennego o napięciu 450 V.
Siłownia pancernika USS North Carolina była typu „czystego” (system Melville-MacAlpine). Oznacza to, że większość urządzeń, takich jak m.in. turbiny i agregaty umieszczono w kontenerach akustycznych. W ten sposób zwiększono komfort i bezpieczeństwo pracy obsługi oraz, w pewnym stopniu, zmniejszono dokuczliwe na tym okręcie wibracje i hałas. Cały układ napędowy rozlokowano w pięciu przedziałach, oddzielonych od siebie poprzecznymi grodziami typu stałego (bez przepustów). Cztery z nich mieściły po dwa kotły parowe Babcock & Wilcox, sąsiadującą z nimi turbinę parową General Electric (wraz z agregatem trójfazowego prądu przemiennego o mocy 1150 kW i tablicą rozdzielczą) oraz skraplacz. Każdy wodnorurkowy, trójwalczakowy kocioł wytwarzał parę o ciśnieniu 40,43 MPa i temperaturze 454,4 stopni Celsjusza. W piątym przedziale znalazła się siłownia pomocnicza wraz z zapasowymi turboagregatami spalinowymi o mocy 200 kW każdy. Turbiny sprzężone były z czterema, umieszczonymi niesymetrycznie wałami napędowymi, zaopatrzonymi w śruby (ich rodzaj i średnica zmieniały się w trakcie służby okrętu, o czym będzie można przeczytać więcej w trzeciej, ostatniej części mego artykułu). Kierowanie napędem oraz nadzór nad jego prawidłową pracą prowadzono z ulokowanego w maszynowni nr 3 Centrum Sterowania Siłownią (CSS). To wysoce zautomatyzowane pomieszczenie było zarazem główną centralą obrony przeciwawaryjnej OPA.
Przy pełnej mocy siłowni, wynoszącej nominalnie 121 000 SHP, pancernik mógł rozpędzić się do ponad 27 węzłów na głębokiej wodzie. Nowoczesna konstrukcja układu napędowego pozwalała jednak na jej godzinne przeciążenie, aż o 20-25 %. Dawało to moc 145 000 SHP i prędkość maksymalną około 29 węzłów przy wyporności 44 794,7 ts. Niestety, problem wibracji wynikający m.in. z niedopracowania szczegółów odnośnie konstrukcji linii wałów oraz nieodpowiedniego doboru śrub spowodował, że w toku normalnej eksploatacji, jak ognia unikano prędkości większej, niż 27 węzłów (najwyższa zarejestrowana prędkość pancernika North Carolina wynosiła 27,3 węzła przy wyporności bojowej). Bardzo duży był natomiast zasięg operacyjny nowego pancernika. Przy maksymalnym zapasie paliwa wynoszącym 6859,7 ts, USS North Carolina mogła pokonać dystans, aż 17 450 mil morskich z prędkością 15 węzłów, bez konieczności tankowania...
Pełna wersja artykułu w magazynie MSiO 11-12/2015