Американская добыча

V 80 в районе Хель, во время испытаний с двигателем турбины инженера Вальтера в 1942 году. Заметен камуфляж и пропорции небольшой площади поверхности.

В межвоенный период все боевые корабли приобрели более высокую развиваемую максимальную скорость, за исключением подводных лодок, для которых предельным значением в надводном положении оставалось 17 узлов, а под водой 9 узлов – по времени, ограниченному емкостью батареи примерно до часа и наполовину или меньше, если раньше аккумуляторы не заряжались полностью при погружении.

С начала 30-х годов немецкая инж. Хельмут Вальтер. Его идея состояла в том, чтобы создать замкнутую (без доступа атмосферного воздуха) тепловую машину, использующую в качестве источника энергии дизельное топливо и пар, вращающий турбину. Поскольку подача кислорода является обязательным условием процесса горения, Вальтер предусмотрел использование перекиси водорода (H2O2) с концентрацией более 80%, называемой пергидролем, в качестве его источника в закрытой камере сгорания. Необходимым катализатором реакции должен был быть перманганат натрия или кальция.

Исследования быстро расширяются

1 июля 1935 г. – когда на двух кильских верфях Deutsche Werke AG и Krupp шла постройка 18 единиц первых двух серий прибрежных подводных лодок (типов II А и II В) для быстро возрождающейся U-Bootwaffe – Walter Germaniawerft AG, в течение нескольких лет занимавшаяся созданием быстроходной подводной лодки с независимым воздушным движением, организовала в Киле «Ingenieurbüro Hellmuth Walter GmbH», наняв одного сотрудника. В следующем году он основал новую компанию «Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft» (HWK), купил старый газовый завод и превратил его в испытательный полигон, на котором работало 300 человек. На рубеже 1939/40 годов завод был расширен за счет территории, расположенной непосредственно на канале кайзера Вильгельма, как до 1948 года назывался Кильский канал (нем. Nord-Ostsee-Kanal), занятость увеличилась примерно до 1000 человек, а исследования были распространены на авиационные приводы и сухопутные войска.

В том же году Вальтер учредил в Аренсбурге под Гамбургом завод по производству торпедных двигателей, а в следующем, 1941 году, в Эберсвальде под Берлином — завод реактивных двигателей для авиации; Затем завод был переведен в Баворов (бывший Беерберг) недалеко от Любани. В 1944 году в Хартмансдорфе был основан завод ракетных двигателей. В 1940 году испытательный центр торпед TVA ( TorpedoVerssuchsanstalt ) был перемещен в Хель и частично в Босау на озере Гроссер Пленер (восточная часть земли Шлезвиг-Гольштейн). До конца войны на заводах Вальтера работало около 5000 человек, в том числе около 300 инженеров. Эта статья посвящена проектам подводных лодок.

В то время перекись водорода низкой концентрации, составляющая несколько процентов, использовалась в косметической, текстильной, химической и медицинской промышленности, и получение высококонцентрированной (более 80%), полезной для исследований Вальтера, было большой проблемой для ее производителей. Сама высококонцентрированная перекись водорода функционировала в то время в Германии под несколькими камуфляжными названиями: T-Stoff (Трейбштофф), Aurol, Auxilin и Ingolin, а в виде бесцветной жидкости ее также окрашивали в желтый цвет для маскировки.

Принцип работы «холодной» турбины

Разложение пергидроля на кислород и пары воды происходило после контакта с катализатором – перманганатом натрия или кальция – в камере разложения из нержавеющей стали (пергидроль был опасной, химически агрессивной жидкостью, вызывал сильное окисление металлов и проявлял особую реакционную способность). с маслами). В экспериментальных подводных лодках пергидроль размещался в открытых бункерах под жестким корпусом, в мешках из гибкого материала «миполам», напоминающего резину. Мешки подвергались внешнему давлению морской воды, нагнетающей пергидроль в нагнетательный насос через запорный клапан. Благодаря этому решению во время экспериментов не было крупных аварий с пергидролем. Насос с электроприводом подавал пергидроль через регулирующий клапан в камеру разложения. После контакта с катализатором пергидроль разложился на смесь кислорода и паров воды, что сопровождалось повышением давления до постоянного значения 30 бар и температуры до 600°С. При таком давлении смесь водяных паров приводила в движение турбину, а затем, конденсировавшись в конденсаторе, улетучивалась наружу, сливаясь с морской водой, при этом кислород вызывал легкое вспенивание воды. Увеличение глубины погружения увеличивало сопротивление истечению пара от борта корабля и, таким образом, уменьшало мощность, развиваемую турбиной.

Принцип работы «горячей» турбины

Это устройство было технически более сложным, в т.ч. необходимо было использовать жестко регулируемый тройной насос для одновременной подачи пергидроля, дизельного топлива и воды (вместо обычного дизельного топлива использовалось синтетическое масло, называемое «декалин»). За камерой распада расположена фарфоровая камера сгорания. «Декалин» впрыскивался в смесь пара и кислорода, при температуре около 600°С, попадая под собственным давлением из камеры разложения в камеру сгорания, вызывая немедленный подъем температуры до 2000-2500°С. Нагретая вода также впрыскивалась в камеру сгорания, охлаждаемую водяной рубашкой, увеличивая количество водяного пара и дополнительно снижая температуру выхлопных газов (85% водяного пара и 15% углекислого газа) до 600°C. Эта смесь под давлением 30 бар приводила в движение турбину, а затем выбрасывалась за пределы жесткого корпуса. Водяной пар соединился с морской водой, а диоксид растворился в ней уже при глубине погружения 40 м. Как и в «холодной» турбине, увеличение глубины погружения приводило к падению мощности турбины. Винт приводился в движение редуктором с передаточным числом 20:1. Расход пергидроля на «горячую» турбину был в три раза ниже, чем на «холодную».

В 1936 г. Вальтер собрал в открытом зале верфи «Германия» первую стационарную «горячую» турбину, работающую независимо от доступа атмосферного воздуха, предназначенную для быстрого подводного движения подводных лодок, мощностью 4000 л.с. (ок. 2940 кВт).