Suntuubi-palvelussa käytetään evästeitä. Palvelua käyttämällä hyväksyt evästeiden käytön. Lue lisää. OK

Suomen panssarilaivat

Osa 3:Kulkukoneisto 

Sähköä ja dieseliä   

Panssarilaivojen kulkukoneistoksi oli valittu dieselsähköinen järjestelmä. Tämä tarkoitti sitä, että dieselmoottorit pyörittivät generaattoreita, joiden tuottama sähkö pyöritti potkurimoottoreita. Järjestelmä ei ollut tuohon aikaan yleinen ja varsinkaan sotalaivoissa se ei yleistynyt koskaan. Itse asiassa panssarilaivat olivat ensimmäiset raskaat sota-alukset, joissa järjestelmää kokeiltiin. Ylipäätään dieselmoottorit olivat alkaneet yleistyä laivoissa vasta 1920-luvun puolivälissä, sitä ennen ne olivat lähes sukellusveneiden yksinoikeus. Dieseleiden haittapuolina pidettiin suurta tilantarvetta varsinkin korkeussuunnassa, eikä niiden käytöstä ollut muutenkaan rohkaisevia esimerkkejä. Aiemmin ei myöskään kyetty tekemään tarpeeksi tehokkaita moottoreita suuriin laivoihin. Suuremmissa sotalaivoissa käytettiin lähes poikkeuksetta höyryturbiineja.

Miksi sitten panssarilaivoihin valittiin dieselsähköinen järjestelmä, olihan kyseessä kokeilu ja vielä maassa, jonka merenkulkupiirit olivat hyvin vanhoilliset? Ratkaisulle voitaneen löytää kaksi alkulähdettä. Toinen oli englantilainen vuonna 1923 valmistunut dieselsähköisellä järjestelmällä varustettu miinaristeilijä Adventure. Sen koneistoon ei tosin oltu tyytyväisiä, mutta tätä ei Suomessa tiedetty. Toinen oli merkittävässä asemassa olleen suunnittelutoimisto IvS:n ja sitä kautta saksalaisten kiinnostus dieselmoottoreihin ja voimansiirron kokeiluihin.

Todennäköisesti ratkaisuun päädyttiin saksalaisten asiantuntemukseen ja IvS:n ehdotukseen luottaen. Vaikka alusten yleissuunnittelu olikin ruotsalaisen asiantuntijan johdettavana, saksalaisilla oli merkittävä osuus koneiston suunnittelussa. Puolustusministeriön työryhmässä oli kaksi saksalaista, joista toinen, Wolting, oli sähköinsinööri. Myös Saksassa suunniteltiin dieselkoneilla varustettuja panssarilaivoja samaan aikaan, kuin Suomessa. Saksan Deutchland - luokan taskutaistelulaivoinakin tunnetut panssarilaivat olivat tosin paljon suomalaisia suurempia ja niiden voimansiirto oli mekaaninen.

On hyvin mahdollista, että Saksasta tulleet vaikutteet panssarilaivojen koneistukseen liittyivät pyrkimyksiin kokeilla sellaisia rakenteita ja järjestelmiä, joista voisi olla hyötyä Saksan tulevaa laivastoa rakennettaessa. Saksalaisilla oli mieltymystä dieseleihin nimenomaan polttoainetta säästävinä voimanlähteinä, osittain omien öljykenttien puutteesta johtuen. Saksassa tutkittiin myöhemmin Scharnhorst- ja Bismarck- luokkien aluksien varustamista dieselkonein. Suomen panssarilaivojen toimenkuva huomioiden polttoaineen kulutuksella ei ollut suurta merkitystä. Onkin syytä epäillä, että saksalaisilla oli myöhempiä suunnitelmiaan ajatellen halu nähdä, kuinka dieselsähköinen järjestelmä toimisi raskaassa sotalaivassa.

Dieselit

Panssarilaivojen neljä päädieseliä olivat Krupp-Germanian valmistamia kuusisylinterisiä yksitoimisia nelitahtimoottoreita, joiden kierrosluku oli 500 r/min. Koneiden teho ilman ahdinta oli 850 hv ja ahtimella 1200hv. Ahtimet olivat turboahtimia, joiden pyörimisnopeus oli 8600 r/min. Koneiden nelitahtisuus lienee osoitus siitä kehitys- ja kokeiluvaiheesta, jossa suuret dieselit 1920-luvun puolivälissä olivat. Tulihan panssarilaivojen jälkeen rakennettuihin jäänmurtajiin, samoin kuin saksalaisiin panssarilaivoihin kaksitahtimoottorit.

Alusten polttoaineena käytettiin tuon ajan sanaston mukaan kevyttä naftaa. Polttoainetta ei tarvinnut esilämmittää, mutta sekin mahdollisuus oli. Starttimoottoreita ei ollut, vaan koneet käynnistettiin paineilmalla, joka johdettiin käynnistysventtiilien kautta sylintereihin 15 - 20 kg/cm2 paineella. Mikäli moottori oli pysähtynyt asentoon, jossa yksikään mäntä ei ollut halukas liikkumaan paineilman voimalla, voitiin kampiakselia kääntää sopivampaan asentoon ”baksaustangolla” hammaspyörävälityksen kautta.

Moottoreiden huippukierrosluku oli 500 r/min, mutta ne oli säädetty pyörimään vakionopeudella, joka oli yleensä 485 r/min. Automaattinen säädin huolehti polttoainepumppujen avulla, että kierrosluku pysyi samana generaattorien kuormituksen vaihteluista riippumatta.

Koneiden voiteluöljypumput olivat toiminnassa vain koneen käydessä, joten öljyn painetta oli nostettava käsipumpulla ennen käynnistämistä. Voiteluöljyllä oli myös jäähdyttävä tarkoitus niissä moottorin osissa, joissa vesijäähdytys ei ollut mahdollista. Öljy kiersikin mm. kierokankien ja mäntien sisällä.

Ilmeisesti panssarilaivoilla järjestelmä toimi moitteetta. Tosin Väinämöisen pääkoneiden männät oli uusittava jo kesällä 1932 ja apukoneet kokonaan 1933, mutta näissä tapauksissa kyse lienee ollut lastentaudeista. Muita merkittävimpiä häiriöitä ei tiedetä olleen. Ajon aikana yhden dieselkonehuoneen miehitykseen kuului konemestari, konealiupseeri ja konematruusi.

Generaattorit ja voimansiirto

Generaattorit, potkurimoottorit ja muun sähkölaitteiston toimitti sveitsiläinen Brown Boveri. Dieselgeneraattoriyhdistelmä oli kolmiosainen, Siihen kuului dieselin ja generaattorin lisäksi päägeneraattorille ja potkurimoottorille magnetoimisvirtaa kehittänyt herätingeneraattori. Kaikki kolme oli kytketty samaan akseliin. Päägeneraattorien teho oli 700 kW, jännite 250 V ja virran voimakkuus 2800 A. Takimmaiset päägeneraattorit olivat kaksiankkurisia, jolloin niiden teho oli 2 X 350 kW.

Potkurimoottorit olivat kaksiankkurikoneita ja ne saivat herätevirtansa herätingeneraattorista. Yhden moottorin ja samalla yhden potkurin teho oli 1700 hv. Kierrosluku oli 180 r/min. Potkurimoottorien magnetoimisvirta riippui generaattorien kytkennöistä, mutta saman kytkennän aikana se oli vakio. Jännite oli täydellä teholla 500V, vapaateholla pienempi.

Generaattorien jäähdytys toimi yksinkertaisesti siten, että kone imi sivussa olleiden aukkojen kautta jäähdytysilman konehuoneesta ja puhalsi sen sitten takaisin konehuoneeseen, mikä teki generaattorihuoneista laivan kuumimpia paikkoja. Potkurimoottorin jäähdytys oli monimutkaisempaa ja niitä varten oli konehuoneen ilmanvaihdosta erillinen jäähdytysilman kierto. Järjestelmään kuului moottoreita, ilmatorvia ja muita rakenteita. Kiertävää ilmaa viilennettiin lämmönvaihtimessa kiertävällä jäähdytysvedellä.

Järjestelmän etuna olivat monipuoliset kytkentämahdollisuudet. Hiljaisella, noin 9 solmun nopeudella voitiin ajaa vain yhdellä dieselillä ja kaksoisankkurigeneraattorilla siten, että generaattorin molemmat ankkuripuolikkaat syöttivät eri potkurimoottoreita. Pari solmua kovempaa päästiin, kun kumpaakin potkurimoottoria syötti yksi generaattori, jolloin moottorit saivat enintään 250V jännitteisen virran. Maksimiteholla kumpaakin potkurimoottoria syötti sarjaan kytkettynä yksi yksiankkurigeneraattori ja yksi kaksiankkurigeneraattori, eli kaksi dieseliä, jolloin yhteinen jännite oli 500V. Vaikka käynnissä ei olisi ollut kuin yksi diesel, voitiin kumpaakin potkuria säätää erikseen, mikäli generaattorissa oli kaksoisankkuri.

Sähkötehon siirto generaattoreista potkurimoottoreihin tapahtui ns. Leonard –järjestelmällä. Siinä generaattorin ankkurissa syntyvä virta syötetään suoraan potkurimoottorille ilman säätövastuksia. Virran jännitettä säädettiin muuttamalla generaattorin magnetoimisvirtaa ja potkurin pyörimissuunta käännettiin kääntämällä generaattorin magnetoimisvirran suunta.

Monivaiheisessa voimansiirrossa koituu tehonhävikkiä, näin myös panssarilaivoissa. Panssarilaivojen kokonaisteho (hv) voimansiirron erivaiheissa oli virallisten lukujen mukaan seuraava:

dieselit                                4800

generaattorit                      3800 = 0,792 edellisestä

potkurimoottorit                 3400 = 0,895 edellisestä

Luvuista huomataan dieselien ja generaattorien suuri ero, josta voisi päätellä järjestelmän hyötysuhteen olleen heikko. Ero selittyy samalla akselilla olleella herätingeneraattorilla. Herätingeneraattori huolehti laitteiston magnetoimisvirrasta, mutta syötti suurimman osan tehostaan aluksen yleiseen sähköverkkoon. Sama dieselmoottori pyöritti sitäkin, mutta generaattorin tehoksi luettiin vain potkurimoottorille menevä teho. Usein aluksissa sähköverkon virta tuotettiin pelkästään erillisellä dieselgenerattorilla. Panssarilaivojen voimansiirron hyötysuhdetta voidaan pitää varsin tyydyttävänä.

Panssarilaivoissa oli kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää potkuria. Rakennussopimuksessa potkurien läpimitaksi oli mainittu 3,2 m. Potkurien nousun tuli olla 3,5m. Nousu on teoreettinen käsite, joka tarkoittaa sitä matkaa, jonka potkuri etenee teoriassa yhden kierroksen aikana edellyttäen, että ympäröivä vesi pysyy paikallaan. Kumpaankin alukseen oli tarkoitus hankkia pronssipotkurit ja Väinämöiseen ne tilattiinkin. Rakennusvaiheen aikana alettiin miettiä, kestävätkö pronssipotkurit jäissä ajon rasitukset ja olisiko potkurit tehtävä teräksestä. Teräspotkureista taas epäiltiin, pystyttäisiinkö ne valamaan yhtä tarkasti ja hiomaan yhtä sileiksi, kuin pronssiset ja voitaisiinko niillä siten saavuttaa edellytetty 14,5 solmun nopeus. Ilmariseen kuitenkin tilattiin teräspotkurit Taalintehtaalta. Niiden läpimitaksi ilmoitettiin 3,0 metriä ja nousuksi 3,023 metriä. Aluksen suorituskykyyn potkureiden materiaalilla ei ollut merkitystä, eikä ainakaan vastaanottokokeissa teräspotkureista esitetty valituksia.

HR

©2017 Tourulan Kivääritehtaan Perilliset ry - suntuubi.com