Проектирование и устройство корабля
История крейсера II ранга «Алмаз» началась летом 1899 года. 28 июля временно управляющий Морским министерством начальник Главного морского штаба (ГМШ) вице-адмирал Ф. К. Авелан распорядился запросить начальника Балтийского завода старшего судостроителя С. К. Ратника на предмет предоставления им к 4 августа предварительных соображений по постройке «посыльного судна» для Тихого океана, без палубной брони, с одним только артиллерийским вооружением, состоящим из весьма ограниченного числа 75-мм пушек, со скоростью хода в 20 узлов и возможно большими удобствами для жилья» и водоизмещением не более 2500 т.
В свою очередь С. К. Ратник направил в ГМШ для получения дополнительных сведений будущего строителя нового корабля — корабельного инженера, старшего помощника судостроителя А. И. Моисеева, который в личной беседе с вице-адмиралом Е. И. Алексеевым, для представительских целей которого собственно и предназначалось посыльное судно в связи с предстоящим назначением его (приказ был подписан 9 августа) на должность Главного начальника и командующего войсками Квантунской области и морскими силами Тихого океана, выяснил о желательности увеличения водоизмещения проектируемого корабля (на 500 т) с целью увеличения запасов угля для достижения дальности плавания в 3000 миль со скоростью 15 уз.
К намеченному сроку (4 августа) завод предоставил свои первые выкладки основных кораблестроительных элементов будущего посыльного судна (с двухвальной энергетической установкой с паровыми котлами системы Бельвилля и легким рангоутом) в двух вариантах — с водоизмещением 2500 и 3000 т с дальностью плавания соответственно 2000 и 2500 миль. Предусматривалось достижение и дальности 3000 миль, но за счет приема дополнительных (в перегруз) 120 т угля.
К расчетам прилагались сравнительная таблица элементов обоих вариантов и находившихся в составе флота крейсеров «Светлана» и «Память Меркурия», как наиболее близких по водоизмещению. Причем такой элемент, как углубление, предлагался в двух значениях — на выбор, «в зависимости от местных условий стоянок в бухтах Тихоокеанских портов».
Ознакомившись с предложениями Балтийского завода, управляющий Морским министерством вице-адмирал П. П. Тыртов распорядился «ограничиться наибольшим ходом в 19 узлов и районом действия при 15-узловом ходе не более 2000 миль», осадку предусмотреть в пределах 4,57 — 4,88 м, а вооружение сохранить намеченное предприятием — шесть 75-мм орудий.
К 18 сентября чертежной завода были составлены три первых предварительных чертежа эскизного проекта (водоизмещение 2500 т; длина по грузовой ватерлинии — ГВЛ 92,7, ширина наибольшая 11,6, осадка носом 4,27, кормой 5,49 м; мощность машин 6500 л. с., скорость 19 уз; дальность плавания при нормальном запасе угля (430 т) при 19- и 15-узловом ходе соответственно 1300 и 2000 миль. Всю же разработку проекта намечалось завершить во второй половине октября.
Однако изменения, внесенные в ходе дальнейших работ над проектом Е. И. Алексеевым, во время визита на завод перед отъездом на Дальний Восток, выдвинувшим свои требования относительно удобств размещения штаба, а также рангоута и шлюпочного вооружения; рекомендации Главного инспектора кораблестроения Н. Е. Кутейникова о необходимости придания судну большей остойчивости при качке; замена, по приказанию. Ф. К. Авелана, лично курировавшего разработку, двух средних 75-мм орудий (по одному с борта) на четыре 47-мм пушки (по две с борта), как более удобных для салютования, затянули проектирование до 20 декабря.
В итоге вырисовался проект «небоевого посыльного судна» водоизмещением 2500 т (в действительности, при проверке расчетов 2595 т), с ходом 19 уз, вооружением из четырех 75-мм орудий (по два в оконечностях), такого же числа 47-мм в средней части верхней палубы и дальностью плавания 2000 миль (15 уз).
Умеренная метацентрическая высота (0,85 м) гарантировала, по мнении. С. К. Ратника, достаточную остойчивость и спокойную бортовую качку, а ходкость против зыби обеспечивалась высоким надводным бортом с «соответствующим образованием грузовой ватерлинии и с развитием обводов надводной части», а также значительным развалом шпангоутов в носу.
Представительские и личные помещения Е. И. Алексеева сосредоточили в обширной кормовой рубке, покрытой, как это делалось на океанских пассажирских пароходах, навесной от борта до борта палубой, с развитыми естественной вентиляцией и освещением. Под ней, на жилой палубе, находились штабные и командирское помещения, а офицерские каюты (вопреки традициям, чтобы не стеснять своим соседством адмирала и его свиту) расположили на полубаке перед мостиком (так в документе. — Авт.). Для матросов отводилась вся жилая палуба перед машинным отделением, а кормовая платформа под ней — судовым чиновникам.
Пока отделы Морского технического комитета (МТК) занимались изучением представленного проекта, П. П. Тыртов в начале января 1900 года приказал выдать наряд Балтийскому заводу на постройку на открытом стапеле крейсера — посыльного судна, водоизмещением около 3000 т.
Однако на заключительном заседании по его рассмотрению, состоявшемся 22 февраля 1900 года, со стороны специалистов МТК этот проект подвергся критике, касающейся главным образом мореходных качеств будущего посыльного судна.
Дело в том, что положенные в теоретическом чертеже обводы яхтенного типа привели к сравнительно большому (0,64) коэффициенту продольной полноты и острому образованию мидель-шпангоута, что как бы выжимало наверх крупногабаритное судовое оборудование и в первую очередь главные паровые машины, что в свою очередь сказывалось на увеличении высоты надводного борта. Последнее обстоятельство, особенно при наличии протяженного полубака (34,75 м) и почти такой же кормовой рубки (33,83 м), составляющих около 3/4 длины корпуса, создавало нежелательную парусность, которая при относительно небольшой ширине проектируемого корабля (12,2 м), даже при слабом воздействии ветра, могло привести к постоянному крену. В свою очередь небольшое углубление форштевнем (3,66 м) в сравнении с его надводной частью (9,14 м) грозило неустойчивостью судна на курсе, а неудачное очертание носовых батаксов могло привести к нежелательным ударам волн в эту часть корпуса.
Неприемлемой при килевой качке считали в МТК и предложенную в проекте чрезвычайную величину седловатости верхней палубы и особенно ее подъем в носовой части, так как попадающая на нее во время шторма вода будет более стремительно, чем обычно, стекать с оконечностей и скапливаться в районе миделя, не успевая также быстро стекать за борт. Неблагоприятным для плавности бортовой качки признавался и развал шпангоутов выше ГВЛ. Меньшим (0,99, вместо предположенного 1,52 м) оказался конструктивный дифферент на корму. Имелись опасения и за остойчивость — метацентрическая высота (0,85 м), вычисленная для среднего углубления в 4,57 м, при пересчете на осадку в полном грузу (4,88 м) оказались равной лишь 0,75 м.
Также неприемлемым признавалось и размещение главных и вспомогательных механизмов в одном машинном отделении, лишенном к тому же еще и продольных водонепроницаемых переборок, что при повреждении наружной обшивки привело бы к его затоплению, лишив судно одновременно и хода, и электроэнергии.
В связи с этим, пожалуй впервые в истории российского кораблестроения, МТК предложил разнести по длине корпуса главные паровые машины, поместив в двух смежных отсеках, что позволяло к тому же установить их несколько ниже. В то время, при двухвальной энергетической установке, типовым считалось размещение главных машин в одном отсеке, разделенным продольной переборкой на два машинных отделения. По мнению специалистов комитета, это не только повысило бы живучесть силовой установки, но и позволило бы улучшить непотопляемость судна введением в машинных отделениях бортовых водонепроницаемых переборок. Для этой же цели, в также в противопожарном отношении рекомендовалось разделить поперечной переборкой на два одно большое командное помещение на жилой палубе.
Кроме того, недостаточной, всего 39,68% от водоизмещения, оказалась и масса корпуса, которая, по расчетам МТК, должна была быть не менее 48%, как у императорских яхт «Полярная звезда» и «Штандарт», к которым более всего подходило проектируемое посыльное судно.
В итоге МТК потребовал от завода переработать проект, обратив внимание на изменение обводов корпуса, придания палубам седловатости, присущей судам яхтенного типа, а также понизить центр тяжести машин и котлов, расположив их как можно ниже. Кроме того, рекомендовалось забортные части гребенных валов защитить кожухами, как на яхте «Штандарт», на верхней палубе шмиль заменить брашпилем, приспособив помещение шпилевой машины под умывальник и баню для команды. Орудия, снабдив щитами, надлежало несколько отодвинуть от борта, установив при этом 75-мм пушки на прямые, а 47-мм — на наклонные тумбы. Причем для стрельбы носовыми 75-мм орудиями — прямо на нос, а кормовыми — на корму, для первых следовало «часть леерных стоек сделать откидными», а для вторых «сделать вырезы с откидным фальшбортом, чтобы не портить вид судна». Число холостых выстрелов для 47-мм пушек, необходимых для производства салютов, исходя из назначения судна, надлежало довести, за счет сокращения боевых, с 598 до 2000. Запас боевых 75-мм патронов — 1024 (из них 640 в носовом и 384 в кормовом погребах) признавался достаточным, но при этом носовой погреб требовалось опустить как можно ниже ватерлинии.
Вместе с тем в кораблестроительном отделе МТК пришли к выводу, что обусловленное заданием водоизмещение 2500 т при скорости 19 уз явно недостаточно для выполнения всех требований, а потому при переработке проекта его разрешалось увеличить до 3000 т.
Однако С. К. Ратник далеко не все замечания признал бесспорными. Так он с сомнением отнесся к выводам МТК по поводу остойчивости и мореходных качеств предложенной разработки. Что же касается постоянных ссылок комитета на опыт постройки яхты «Штандарт», то, «являясь в Тихом океане перед флотами всех наций выразителем русского инженерного искусства, — раздраженно писал Савелий Ксавериевин, — проектируемое судно вовсе не нуждается в том, чтобы разные коэффициенты его сходились с коэффициентами яхты "Штандарт”, проектированной и построенной в Дании английскими инженерами...».
К тому же совершенно невыполнимой задачей на судне подобного типа оказался, по его мнению, разнос главных машин по длине корпуса. Удалось лишь на протяжении их размещения выделить с помощью продольных переборок межбортовые пространства шириной до 1,22 м и отвести в корму от машинного отделения отсек под вспомогательные конденсаторы и другие механизмы. Кроме того вынесли наверх одну из динамо-машин, а на носовую платформу, на место помещений сухой и мокрой провизии, перенесли каюты с кормовой с ликвидацией их иллюминаторов.
Жилую палубу относительно ГВЛ удалось понизить на 0,406 м, а глубину трюма уменьшить на 0,1 м. Остальное внутреннее размещение на палубах осталось прежнее.
Но и переработанный к 10 июня проект из-за отступлений от требований МТК при разработке нового теоретического чертежа вновь не получил одобрения. К тому же, при проверке вычислений нашли еще и ошибку, в результате чего метацентрическая высота оказалась равной лишь 0,4 м, что явилось совершенно недопустимым.
В то же время, как докладывал об этом Н. Е. Кутейников П. П. Тыртову 15 ноября, достижение надлежащей остойчивости для судна при заданном водоизмещении 3000 т считалось довольно проблематичным. Тем не менее разработчику теоретического чертежа, старшему судостроителю И. Г. Бубнову решили предоставить последнюю попытку по его переделке. Однако, если она не увенчается успехом, П. П. Тыртов, «не допуская мысли об увеличении водоизмещения», разрешал уменьшить не только массу надстроек, но и даже механизмов, не считаясь с потерей в скорости. Но предоставленным ему шансом И. Г. Бубнов в полной мере так и не смог воспользоваться. В разработанном им к 5 декабря теоретическом чертеже мидель-шпангоута борт при ГВЛ вновь оказался «развалистым», что грозило «неспокойной» качкой, не устраивала МТК и предложенная им ширина корпуса. Оставались сомнения и в метацентрической высоте (0,9 м), так как в своих расчетах Иван Григорьевич исходил из массы корпуса 43% от водоизмещения, а не 48%, как требовалось.
Но МТК все же удалось убедить П. П. Тыртова в необходимости доведения водоизмещения судна до 3300 т. Тогда при среднем углублении 4,87 м масса корпуса достигла бы требуемых 48% от водоизмещения, а метацентрическая высота — 0,99 м, гарантировавших надлежащую остойчивость. Причем Кораблестроительный отдел МТК, не желая затягивать и без того столь долгое проектирование, разработал собственный вариант теоретического чертежа посыльного судна (водоизмещение 3285 т; длина по ватерлинии 99,06, ширина 13,26, углубление носом и кормой 4,42 и 5,33 м, среднее — 4,88 м), который при суммарной мощности паровых машин в 7500 л. с. позволял сохранить заданную скорость 19 уз.
9 января 1901 года МТК одобрил для разбивки на плазе теоретический чертеж Кораблестроительного отдела, сохранив общее расположение судна, выполненное Балтийским заводом еще 10 июня прошлого года. Утверждались, правда с поправками и замечаниями, спецификации главных механизмов и корпуса, но для последнего составленная еще для водоизмещения 3000 т, в связи с чем следовало пересчитать продольную прочность и проверить заложенные толщины стали в продольных связях.
Вместе с тем МТК отказался от своего прежнего решения защитить артиллерию щитами, требуя носовые 75-мм орудия еще далее (на 0,91 м) отодвинуть от борта (в этом случае угол обстрела на нос получался 90°, на корму 68°), оставив на указанном месте кормовые (угол обстрела на корму у обоих 90°, на нос у правого 50°, у левого 54°), установив их все на станки Канэ.
На 0,55 м до центра вращения отодвигались от борта и 47-мм пушки (угол обстрела 57° по обе стороны от траверза), а предназначенные для них наклонные тумбы следовало укомплектовать ртутными накатниками. Далее следовали рекомендации по размещению приводов динамо-машин, а также необходимости наличия двух 75-см прожекторов (один из них разместили на площадке фок-мачты, второй — на площадке на краю кормового подзора) и минной кладовой для хранения различных электропринадлежностей.
Но вопрос остойчивости продолжал волновать МТК, и от завода потребовали с начала формирования корпуса, но до устройства котельных и машинных фундаментов, вычислить возвышение общего центра тяжести, сопоставив его с центром величины утвержденного теоретического чертежа; подсчитать, уже после детальной разработки, массу всех устройств над верхней палубой, но монтаж их на судне (в первую очередь это касалось полубака и кормовой рубки) произвести лишь после спуска его на воду.
Однако перспектива выполнения упомянутых работ на плаву (особенно устройство полубака), шедшая вразрез с устоявшимися технологиями, вынудила С. К. Ратника отказаться от этих требований и всю ответственность за удовлетворительную остойчивость построенного посыльного судна взять на себя.
Но прежде чем приступить к разработке рабочих чертежей и избежать в дальнейшем внесения в них возможных корректив, он, по совету Ф. К. Авелана, в феврале 1901 года отправил комплект общих чертежей судна и раскрашенные акварелью чертежи интерьеров кабинета и спальни адмирала на заключение Е. И. Алексеева. 16 августа они, с замечаниями и схемами изменений расположения кормовой рубки, штабных и офицерских кают (к ним даже прилагалась очень обстоятельная опись мебели и ее размещение), возвратились обратно. Правда, наиболее существенными были пожелания Евгения Ивановича уменьшить подзор (свес) кормы, из-за высоких и коротких волн в Печилийском заливе Китайского моря, и снабдить судно радиостанцией. Парусность признавалась им достаточной в виде одного кливера и бизани, вооружение он просил оставить изначальное (т. е. шесть 75-мм орудий), а крылья мостика сделать откидными. Два последних пожелания П. П. Тыртов приказал не выполнять, а реализация всех остальных особых трудностей не вызывала.
К16 сентября (в этот день управляющий Морским министерством вице-адмирал П. П. Тыртов утвердил на проектном виде сбоку рангоут, паруса и кормовой подзор) корректировка проекта завершилась, а 4 февраля 1902 года МТК одобрил его для руководства при постройке корабля, уже почти как год (приказ от 16 апреля 1901 г.) числящегося в списках флота под наименованием «Алмаз» в классе крейсеров II ранга. К этому времени уже была произведена разбивка корпуса на плазе, изготовлена часть строительных шаблонов, а некоторые части механизмов уже отделывались для сборки. Но при этом следовало учесть и ряд новых требований МТК, как-то: установить два шпиля (один на юте, вместо переносимого на площадку бизань-мачты прожектора, а второй на полубаке); на месте карцера устроить механическую прачечную и сушилку; пару динамо-машин установить на носовой платформе; к шлюпочному вооружению добавить парадную адмиральскую 16-весельную баржу (легкая и узкая шлюпка катерной постройки с эллиптической кормой), а один из паровых катеров снабдить съемной стеклянной рубкой; удлинить порта в фальшборте у кормовых 75-мм орудий для увеличения угла обстрела в нос от траверза до 54° и проч.
Уточнялись также места установки компасов и штурвала (колесом к носу) в ходовой рубке и высота установки над палубой (не менее 1,67 м) по-поход- ному ялов над носовой парой 47-мм пушек. Письменные столы в каютах следовало разместить под иллюминаторами или так, чтобы свет на них падал с левой стороны, длина офицерских коек принималось равной не менее 1,98 м, а ванн — 1,67 м.
Согласно проекту спецификации, одобренной еще 9 января 1901 года, основу продольного набора корпуса составляли вертикальный (высота 0,914 м, собирался из стальных 11,1-мм листов и непосредственно соединялся со стальными коваными штевнями) и горизонтальный (толщина листов в средней части на протяжении около 36,6 м 17,5 мм с уменьшением к оконечностям до 11,1 мм) кили.
Далее от него с каждого борта располагалось по два днищевых (вторые из них на протяжении двойного дна водонепроницаемые) и по одному бортовому (между вторыми стрингерами и жилой палубой) стрингеру. Кроме того, стрингеры шириной 1,52 м предусматривались на верхней и жилой палубах, на сборку которых шли соответственно 15,9 и 8,7-мм стальные листы.
Поперечный набор в днищевой части состоял из сплошных и непроницаемых флор. Выше второго стрингера и до верхней палубы и палубы полубака шпангоуты (шпация в пределах 18 — 64 шп. 1,22 м, в оконечностях — 1,07 м) собирались из сортовой стали швеллерного профиля (203,2 х 76,2 х 76,2). Для палубных бимсов (их погибь на верхней палубе составляла 228,6 мм, на нижней — 152,4 мм) и голубимсов, а также бимсов полубака, мостиков, платформ и на карлингсы применялись стальные коробчатые профили (152,4 х 63,5 х 4,8 х 7,9 мм). Между палубами устанавливались трубчатые пиллерсы диаметром 63,5 мм.
Толщина листов наружной обшивки, состоявшей из девяти поясьев и соединявшихся край на край, составляла 10,3 — 15,1 мм при ширине в средней части судна 1,22 — 1,52 м.
Для придания подводной части наружной обшивки большей жесткости, к ней между каждыми двумя смежными шпангоутами приклепывались полосы угловой (101,6 х 63,5 х 9,5 мм) стали. Таким же образом подкреплялся и настил второго дна.
Снаружи, для уменьшения бортовой качки, в средней части корпуса на протяжении около 30,5 м предусматривались скуловые кили высотой около 0,61 м.
Верхняя палуба на протяжении 45,7 м в районе котельных отделений настилалась 8,7-мм стальными листами (далее к оконечностям их толщина уменьшалась), жилая — по всей площади — 6,3 мм, платформы — 5,5 мм. Из них первая, а также палуба полубака и мостики покрывалась сверху квадратными в сечении (76,2 х 76,2 мм) сосновыми брусками, а вторая — линолеумом. Под основания станков 75-мм орудий, якорные цепи и везде, где это требовала крайняя необходимость, предусматривались тиковые подушки.
Непотопляемость судна обеспечивалась: двойным дном (толщина настилки 7,9 мм) в пределах 18 — 64 шп. и вторых стрингеров, продолжением которого в районе машинного и котельного отделений являлись продольные бортовые переборки; девятью главными поперечными водонепроницаемыми переборками, из которых установленные на 6,12,21,50,64 и 71 шп. располагались от киля до верхней палубы, а между 36 — 37, 60 — 61 и на 80 шп. — до жилой палубы и переборкой на 18 шп., доходившей до носовой платформы, которая, как и кормовая, исполнялась водонепроницаемой; местными полупереборками на 29,33,37,42,46 и 55 шп. в угольных ямах от их продольных переборок до наружной обшивки, а также переборок в коридорах гребных валов.
Всего же на судне насчитывалось 44 водонепроницаемых отделения.
Энергетическая установка включала в себя 16 водотрубных паровых котлов (рабочее давление пара 18,3 кг/см2) Бельвилля без экономайзеров, расположенных в двух котельных отделениях и двух главных паровых трехцилиндровых (диаметры цилиндров высокого, среднего и низкого давления соответственно 755,6, 1168,4 и 1752,6 мм, ход поршней 914,4 мм) машин тройного расширения, мощностью по 3750 л. с. каждая (общая 7500 л. с.) при 125 об/мин, вращавших два трехлопастных латунных гребных винта диаметром 4,27 м.
Для подачи воздуха в топки котлов предусматривались компрессоры Териона. Расход питательной воды (ее основной запас в 75 т хранился в междудонном пространстве) восполнялся двумя испарителями (по 2,1 т/ч каждый), а питьевой — тем же числом опреснителей (по 246 л/ч каждый) системы Круга.
Топливо хранилось в бортовых угольных ямах. Его нормальный запас составлял 476 т, полный — 560 т, из которых 60 т размещались в носовой поперечной угольной яме.
Электроэнергия для всех судовых потребителей вырабатывалась тремя динамо-машинами (105В, 320А каждая) фирмы «Вольта» с приводом от паровых двигателей завода Лесснера.
Управление судном осуществлялось полубалансирным рулем с приводом от паровой рулевой машины, чьи золотники имели как электрическое, так и ручное управление. Для определения положения пера руля служили специальные электрические указатели.
В якорно-швартовное устройство входили два шпиля (кормовой с электроприводом, носовой — с паровым), паровой брашпиль, два становых и один запасной якоря Холла со штоком (масса каждого 2,62 т), три якорных цепных каната (два становых длиной по 276 м, третий, запасной, — 184 м, калибр 47,6 мм), один стопанкер (737 кг) и два верпа (459 и 197 кг).
Шлюпочное вооружение состояло из двух паровых катеров длиной 13,36 и 10,36 м (скорость 9 уз), постройки завода Крейтона в Або и С.-Петербургско- го порта, 16-весельных адмиральской парадной баржи и барказа, 12-весельных легкого и рабочего катеров и 6-весельных вельботов и ялов (по два каждого).
Основу водоотливной системы, в разработку конструкции которой была положена аналогичная система минных транспортов «Амур» и «Енисей», составляли семь водоотливных турбин (центробежных насосов) с электроприводом, заказывавшихся Акционерному обществу электромеханических сооружений. Пять из них имели производительность по 350 т/ч и две — по 250 т/ч воды каждая. Ее дополняли три помпы Стона с ручным приводом (не более четырех человек на каждую).
Судно оборудовалось нагнетательной и вытяжной вентиляцией, водопроводом и паровым отоплением. Внутрикорабельная связь обеспечивалась 14 телефонами Колбасьева, переговорными трубами, звонками и колоколами громкого боя, а внешняя — беспроволочным телеграфом (радиостанцией), сигнальными фонарями.
Облегченный рангоут включал в себя три стальные мачты с деревянными стеньгами, реями, гафелями и бушпритом. На фок- и бизань-мачте имелись площадки для 75-см прожекторов.
Приготовление пищи осуществлялось на командном камбузе на 300 порций, двух плитах — командирской и офицерской и адмиральской со штабом соответственно на 20 и 50 порций. Для кипячения воды для чая имелось три самовара по 61,5 л каждый.
Все представительские помещения и личные апартаменты адмирала, как уже говорилось, были сосредоточены в обширной (длина около 36,58 м) кормовой рубке, где лишь в одном обеденном зале могло одновременно разместиться 72 человека.
По предварительным подсчетам общая стоимость постройки посыльного судна на конец декабря 1901 года составляла 2 062 600 руб., из которых 956 800 руб. приходилось на корпус,
1 005 800 руб. — на механизмы и 100 тыс. руб. — на вооружение.