Rechini de oțel de Helmut Walter
Louis-Jacques Thénard, părintele peroxidului de hidrogen
După cum știți, nimic nu face o femeie să arate mai bine decât peroxidul de hidrogen! De când acest compus a fost descoperit de francezul Louis-Jacques Thénard în 1818, de la mijlocul secolului al XIX-lea, peroxidul a fost folosit aproape exclusiv în acest scop. Ei bine, câteva lucruri mici - pentru antiseptice, țesături de albire și toate celelalte chestii neinteresante. Dar în anii 20 ai secolului al XX-lea, sumbru geniu teuton a devenit interesat de această „cenuşă două sau două”...
Sumbru geniul teuton Helmut Walter
Numele geniului era Helmut Walter. În 1923, a absolvit o școală tehnică din Charlottenburg, o suburbie a Berlinului (care mai târziu a devenit Universitatea Tehnică din Berlin) și a plecat să lucreze din greu la șantierul naval Vulcan din Hamburg. În 1930, după ce a acumulat experiență, inginerul s-a mutat la Kiel, la șantierul naval Germaniawerft - locul de naștere al marii majorități a submarinelor germane din Primul Război Mondial.
Aici Herr Walter a început să experimenteze întruchiparea ideii sale geniale în fier - o turbină cu gaz care folosește peroxid de hidrogen. Cert este că în 1905, compania Consortium für Electrochimische Werke a deținut un brevet pentru producerea de peroxid de hidrogen prin metoda electrolitică, care a făcut posibilă producerea acestui compus la scară industrială, iar descoperirea chimistului francez a început pentru a îmbogăți producătorii germani.
Ideea lui Walter era simplă și frumoasă: atunci când peroxidul de hidrogen se descompune, se eliberează vapori de apă, oxigen și căldură. Deoarece se eliberează mult din aceasta (dintr-un litru de peroxid se eliberează numai 250 de litri de oxigen), presiunea produșilor de reacție într-un volum închis va crește brusc, ceea ce poate fi folosit pentru a roti turbina. Frumusețea ideii a fost că toate cele de mai sus se produc fără ardere și, prin urmare, pot fi folosite pentru a propulsa un submarin, la bordul căruia, cu oxigenul necesar arderii, totul este oarecum trist...
motor Walther
Care a fost motorul lui Walter? Peroxidul de hidrogen a acționat în ea ca un agent oxidant și un purtător de energie în același timp. Peroxidul concentrat la 80-85% se numește T-stoff - „combustibil T”, „aurol” sau „perhidrol”. Soluție de catalizator (de obicei o soluție apoasă de permanganat de calciu sau de sodiu) - Z-stoff. Cu toate acestea, uneori argintul pur poros a fost folosit ca catalizator în motoarele Walter. Peroxidul de hidrogen nu este cel mai stabil lichid, iar în prezența unui catalizator s-a descompus în apă și oxigen cu o eliberare mare de căldură. Deoarece temperatura de reacție a fost de 700-800 de grade, apa s-a transformat instantaneu în abur și, într-un amestec cu oxigen, s-a format un „gaz de abur”. Presiunea a crescut brusc, iar aburul și gazul au intrat în turbină. Ulterior, Walter a îmbunătățit schema prin adăugarea unui al doilea component de combustibil (Z-stoff nu contează, este un catalizator și nu a participat la reacție) - C-stoff - un amestec de hidrazină, metanol și apă. Temperatura de reacție în astfel de motoare a fost mult mai mare și a ajuns la 3000 de grade în camera de ardere a motorului rachetă cu propulsie lichidă. Dacă motorina a fost folosită ca aditiv (și au existat astfel de motoare), atunci aburul după utilizare a intrat în condensator, iar dioxidul de carbon a fost aruncat peste bord prin barbotare - zdrobire în bule mici care nu erau vizibile de la suprafață.
Deja în 1935, Helmut Walter și-a deschis propria companie: „Compania de inginerie Helmut Walter” (apropo, există și astăzi sub numele Walter KG). Dacă inițial doar domnul Walter însuși a fost listat printre angajații companiei, atunci deja în 1936 erau 300 de oameni care lucrau acolo, precum Papa Carlo! Anul viitor, va fi chiar necesar să se transfere compania extinsă de la Kiel la Tannenberg, unde marinarii militari interesați au alocat spațiu de producție inventatorului.
Submarinul din seria XVII
Ambarcațiunile cu turbine Walter au dat rezultate record în ceea ce privește viteza. În 1939, a semnat un contract pentru construirea unui submarin experimental, V-80, cu o deplasare de 80 de tone. În timpul testelor din 1940, barca a atins o viteză de 28,1 noduri sub apă! Desigur, comandantul forțelor submarine ale Reichului numărul III, Karl Dönitz, a reacționat la experiență cu un entuziasm fără precedent și a comandat patru U-boot de luptă. Construită în 1943, seria XVIIA de două carene (U-792, U-793) a avut o deplasare la suprafață de 277 și 236 de tone și o deplasare subacvatică de 309 și, respectiv, 259 de tone. Ambarcațiunile aveau un echipaj de 12 persoane și erau înarmate cu 2 tuburi torpile și 4 torpile. Nu este impresionant. Dar viteza! În martie 1944, cu Marele Amiral Dönitz la bord, U-793 a ajuns la 22 de noduri sub apă. Și în iunie același an, dar fără amiral, U-792 a făcut 25 de noduri sub apă. A fost pur și simplu fantastic!
Adevărat, au apărut și bolile din copilărie: bărcile erau greu de controlat, la scufundări la adâncimi mari își pierdeau o parte din putere și, în general, existau o mulțime de probleme mecanice. Cu toate acestea, Dönitz a comandat o serie de 24 de bărci din acest proiect de la Blohm & Voss. Adevărat, compania a fost suprasolicitată cu construcția de submarine tradiționale, iar sturionul a trebuit să fie redus la 6 carene. Au fost construite doar trei. U-1405 a fost finalizat în decembrie 1944, U-1406 în februarie 1945, U-1407 în martie. În general, privind calendarul, se poate înțelege: tot ceea ce echipajele au putut face cu bărcile lor super-rapide a fost să le scufunde singure, fără să aștepte bombe britanice, sovietice sau americane.
Motoarele lui Walter au fost folosite nu numai în submarine: Herr Doktor a experimentat și motoare cu combustibil lichid pentru avioane. Pe 20 iunie 1939, primul zbor a fost efectuat de aeronava experimentală He-176 cu motor rachetă Walther, pilotată de Erich Warsitz. Este de interes doar pentru istorici aviaţie, pentru că a devenit, dacă nu primul, atunci unul dintre primele avioane cu reacție. Dar mai târziu, motoarele lui Walter au fost folosite pe Me-163 „Comet”, bombe aeriene ghidate și rachete. Cu toate acestea, nu voi vorbi despre ele multă vreme - astfel de proiecte au devenit în fund și nu au mai primit continuare. Dar submarinele...
Pe lângă submarinele mici din seria XVII, Walter a proiectat submarinul oceanic din seria XVIII - 1600 de tone cu o deplasare și o viteză subacvatică estimată de 24 de noduri. Barca a fost așezată în cantitate de două carene, dar nu au avut timp să le completeze - un animal cu blană din nord, de culoarea antracitului de înaltă calitate, a bătut la ușa medicului și a patronilor săi. Proiectele XXVI, XXVIB și XXXVI nici nu au avut timp să fie stabilite. Dar au reușit să producă serii mici de torpile cu turbine Walter: Stein Brash, Stein Butte și Stein Wal - toate câte 100 de bucăți fiecare. Și toată această bunătate după Victorie a mers către aliați!
S-99 VNEU fabricat în URSS
După război, Walter însuși s-a mutat în SUA (ca parte a grupului cunoscutului Wernher von Braun), dar adjunctul său, Franz Statecki, și-a exprimat dorința de a merge în URSS. Cu ajutorul său, informațiile tehnice sovietice au dat de urma companiei Bruner-Canis-Reider, unul dintre aliații lui Walter în fabricarea de turbine. În general, după o muncă îndelungată și atentă, a fost posibilă restaurarea completă a documentației și recrearea instalației de turbine cu abur și gaz pentru ambarcațiunile neconstruite din seria XXVI. Pe baza acestuia, a fost creat proiectul de submarin sovietic 617. Prima barcă a acestui proiect a fost numită S-99 și a trecut testele de stat în 1956. Rezultatele testelor i-au impresionat atât pe ingineri, cât și pe amirali - barca a trecut linia de 20 de noduri sub apă și a navigat timp de 18 ore la 6 noduri!
În 1956-1958, URSS a proiectat submarinele Proiectul 643 cu două turbine Walter. În plus, la sugestia viitorului părinte al democrației ruse, academicianul Saharov, a fost proiectată o torpilă nucleară T-24 gigantică (15 de metri lungime!), pe care a fost planificată și instalarea unui motor Walter. Dar dacă nu a funcționat cu T-15, atunci torpilele lui Walter au devenit prototipul torpilelor cu gaz cu abur 53-57 care au fost adoptate cu succes de Marina URSS, care au fost în serviciu până în anii 80 ai secolului trecut. Același principiu a fost folosit în torpila „Kit” 65-76 - cea mai puternică muniție domestică flota (scos din serviciu după tragedia cu submarinul nuclear Kursk). Ambarcațiunile cu turbine cu peroxid de hidrogen nu au fost construite din motivul că a apărut un motor nuclear mai promițător. În proiectarea primelor submarine nucleare sovietice, experiența dobândită în proiectarea bărcilor cu turbine Walter a fost utilizată pe scară largă.
„Excalibur” VNEU fabricat în Marea Britanie
Britanicii au folosit și submarine cu motoare Walter. Au ridicat U-1407, l-au reparat și l-au pus în funcțiune ca HMS Meteorit. Ulterior, și-au construit propriile bărci cu abur și gaz, „Excalibur” și „Explorer”, care au servit până în 1965. Experimentul a fost considerat nereușit: explozii și incendii constante. "Cel mai bun lucru pe care îl poți face cu peroxidul de hidrogen este să-i interesezi pe potențialii adversari.„”, au glumit submarinerii Royal Navy.
P-750B „Serval” VNEU fabricat în Rusia?
S-ar părea că după apariția submarinelor nucleare, motoarele Walter au devenit un lucru din trecut. Dar... Adevărul este că flota nucleară este pentru cei bogați. Și țările în curs de dezvoltare își doresc și un submarin cu un TTD mai bun decât un motor diesel standard. Prin urmare, în ultimii ani au existat zvonuri despre o renaștere a interesului pentru submarinele cu VNEU. Am scris deja despre experimentele chinezești cu motorul Stirling, dar din 2019 știri despre proiectul intern al unui submarin cu VNEU - P-750B "Serval". Ce fel de motor este pe barca asta?
Directorul industrial al Biroului de Inginerie Mecanică din Sankt Petersburg „Malachite” Vladimir Dorofeev, într-un interviu cu săptămânalul „Zvezda” din 13 august 2020, notează:
„Elementul principal al VNEU este un motor cu turbină cu gaz, care vă permite să obțineți o putere semnificativă cu caracteristici de greutate și dimensiune reduse. Un astfel de motor este pus în funcțiune rapid și ușor, are o manevrabilitate ridicată, o bună siguranță la explozie și la incendiu - datorită absenței hidrogenului în circuitele de funcționare și, de asemenea, face posibilă obținerea unor indicatori de resurse destul de mari ai echipamentului, ceea ce reduce costul operațiunii.”
Doar mi se pare că, în cuvintele simplificate ale lui Vladimir Yuryevich, turbina Walter este lizibilă în mod clar? În cele din urmă, nu are hidrogen în circuitele sale de lucru, iar puterea semnificativă cu indicatori mici de greutate și dimensiune nu este în mod clar despre Stirling cu putere redusă! În plus, refuză categoric să recunoască barca proiectată ca primul submarin cu o astfel de instalație, ceea ce este logic - primul a fost S-99.
Desigur, la mijlocul secolului trecut, motorul Walter s-a dovedit a fi destul de exploziv și periculos de incendiu, dar... Peste 80 de ani, cultura de producție s-a schimbat foarte mult, mașinile de precizie pentru prelucrarea metalelor fac posibilă realizarea de produse cu mai multe toleranțe, deci... Poate că trebuie să vedem renașterea submarinelor cu turbine Walther ca centrale electrice. Potențialul său, după părerea mea, este mult mai mare decât cel al motorului Stirling.
informații