US-Booty

V 80 w rejonie Helu, w trakcie prob z napedem turbina inz. Waltera w 1942 r. Widoczny kamuflaz i proporcje niewielkiej czesci nawodnej.

V 80 w rejo­nie Helu, w trak­cie prob z nape­dem tur­bina inz. Waltera w 1942 r. Widoczny kamu­flaz i pro­por­cje nie­wiel­kiej cze­sci nawod­nej.

W okre­sie mię­dzy­wo­jen­nym wszyst­kie okręty wojenne zyskały więk­szą roz­wi­janą pręd­kość mak­sy­malną, z wyjąt­kiem okrę­tów pod­wod­nych, dla któ­rych war­to­ścią gra­niczną na powierzchni pozo­sta­wało 17 w. oraz 9 w. pod wodą – w cza­sie ogra­ni­czo­nym pojem­no­ścią bate­rii aku­mu­la­to­rów do około pół­to­rej godziny, lub mniej, jeśli przed zanu­rze­niem bate­rie nie były w pełni nała­do­wane.

Od początku lat 30. XX wieku nad uczy­nie­niem zanu­rzo­nego okrętu pod­wod­nego jed­nostką szybką pra­co­wał nie­miecki inż. Hellmuth Walter. Jego ideą było stwo­rze­nie dzia­ła­ją­cego w obiegu zamknię­tym (bez dostępu powie­trza atmos­fe­rycz­nego) sil­nika ciepl­nego, z wyko­rzy­sta­niem spa­la­nia oleju napę­do­wego jako źró­dła ener­gii i pary wod­nej obra­ca­ją­cej tur­binę. Ponieważ warun­kiem pro­cesu spa­la­nia jest dostar­cza­nie tlenu, jako jego źró­dło w zamknię­tej komo­rze spa­la­nia Walter prze­wi­dy­wał wyko­rzy­sta­nie nad­tlenku wodoru (H2O2) o stę­że­niu powy­żej 80%, zwa­nego per­hy­dro­lem. Potrzebnym kata­li­za­to­rem reak­cji miał być nad­man­ga­nian sodu lub wap­nia.

Błyskawiczny roz­wój badań

1 lipca 1935 r. – kiedy w dwóch kiloń­skich stocz­niach Deutsche Werke AG i Krupp Germaniawerft AG trwała budowa 18 jed­no­stek pierw­szych dwóch serii przy­brzeż­nych U-Bootów (typów II A i II B) dla szybko odra­dza­ją­cej się U-Bootwaffe – Walter, od kilku lat zaj­mu­jący się stwo­rze­niem szyb­kiego okrętu pod­wod­nego o napę­dzie nie­za­leż­nym od dostępu powie­trza, zor­ga­ni­zo­wał w Kilonii „Ingenieurbüro Hellmuth Walter GmbH”, zatrud­nia­jące jed­nego współ­pra­cow­nika. W następ­nym roku utwo­rzył nową firmę „Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft” (HWK), wyku­pił starą gazow­nię i prze­kształ­cił ją w poli­gon doświad­czalny, na któ­rym zatrud­nił 300 osób. Na prze­ło­mie lat 193940 zakład został powięk­szony o teren poło­żony bez­po­śred­nio nad Kanałem Cesarza Wilhelma, jak do 1948 r. zwano Kanał Kiloński (niem. Nord-Ostsee-Kanal), zatrud­nie­nie wzro­sło do około 1000 osób, a bada­nia roz­sze­rzono o napędy dla lot­nic­twa i wojsk lądo­wych.
W tym samym roku Walter utwo­rzył w Ahrensburgu koło Hamburga zakład wytwór­czy napędu dla tor­ped, a w kolej­nym, 1941 r. w Eberswalde koło Berlina zakład sil­ni­ków odrzu­to­wych dla lot­nic­twa; zakład ten został następ­nie prze­nie­siony do Baworowa (daw­niej Beerberg) koło Lubania. W 1944 r. powstał zakład sil­ni­ków rakie­to­wych w Hartmannsdorf. Jeszcze w 1940 r. zakład doświad­czalny tor­ped TVA (TorpedoVersuchsanstalt) prze­miesz­czono na Hel i czę­ściowo do Bosau nad jezio­rem Großer Plöner (wsch. Szlezwik-Holsztyn). Do końca wojny łącz­nie w zakła­dach Waltera pra­co­wało około 5000 ludzi, w tym ok. 300 inży­nie­rów. Niniejszy arty­kuł sku­pia się na pro­jek­tach okrę­tów pod­wod­nych.
Ówcześnie nisko­stę­żony, kil­ku­pro­cen­towy nad­tle­nek wodoru sto­so­wany był w prze­my­śle kosme­tycz­nym, włó­kien­ni­czym, che­micz­nym i medy­cy­nie, a uzy­ska­nie wyso­ko­stę­żo­nego (powy­żej 80%), przy­dat­nego dla badań Waltera było dużym wyzwa­niem dla jego pro­du­cen­tów. Sam wyso­ko­stę­żony nad­tle­nek wodoru funk­cjo­no­wał w ówcze­snych Niemczech pod kil­koma kamu­flu­ją­cymi nazwami: T-Stoff (Treibstoff), Aurol, Auxilin oraz Ingolin, a jako bez­barwny płyn rów­nież dla kamu­flażu far­bo­wany był na żółto.

Zasada dzia­ła­nia „zim­nej” tur­biny

Rozkład per­hy­drolu na tlen i parę wodną nastę­po­wał po zetknię­ciu się z kata­li­za­to­rem – nad­man­ga­nia­nem sodu lub wap­nia – w wyko­na­nej ze stali nie­rdzew­nej komo­rze roz­padu (per­hy­drol był nie­bez­piecz­nym, che­micz­nie agre­syw­nym pły­nem, powo­do­wał silne utle­nia­nie metali i szcze­gól­nie reagu­ją­cym z ole­jami). W eks­pe­ry­men­tal­nych okrę­tach pod­wod­nych per­hy­drol umiesz­czony był w otwar­tych bun­krach poni­żej kadłuba sztyw­nego, w wor­kach z ela­stycz­nego two­rzywa „mipo­lam”, przy­po­mi­na­ją­cego gumę. Worki pod­le­gały ciśnie­niu zewnętrz­nemu wody mor­skiej, wtła­cza­ją­cemu per­hy­drol do pompy wtry­sko­wej poprzez zawór odci­na­jący. Dzięki takiemu roz­wią­za­niu w trak­cie eks­pe­ry­men­tów nie było poważ­niej­szych wypad­ków z per­hy­dro­lem. Napędzana elek­trycz­nie pompa poda­wała per­hy­drol poprzez zawór regu­la­cyjny do komory roz­padu. Po zetknię­ciu z kata­li­za­to­rem nastę­po­wał roz­pad per­hy­drolu na mie­sza­ninę tlenu i pary wod­nej, czemu towa­rzy­szył wzrost ciśnie­nia do sta­łej war­to­ści 30 bar i tem­pe­ra­tury do 600oC. Pod tym ciśnie­niem mie­sza­nina pary wod­nej poru­szała tur­binę, po czym – po skon­den­so­wa­niu w skra­pla­czu – ucho­dziła na zewnątrz, łącząc się z wodą zabur­tową, przy czym tlen powo­do­wał nie­wiel­kie spie­nia­nie wody. Zwiększanie głę­bo­ko­ści zanu­rze­nia powo­do­wało wzrost oporu wyda­la­nia pary poza burtę i tym samym zmniej­sze­nie mocy osią­ga­nej przez tur­binę.

Zasada dzia­ła­nia „gorą­cej” tur­biny

To urzą­dze­nie było bar­dziej skom­pli­ko­wane tech­nicz­nie, m.in. konieczne było zasto­so­wa­nie ści­śle wyre­gu­lo­wa­nej, potrój­nej pompy do jed­no­cze­snego poda­wa­nia per­hy­drolu, oleju napę­do­wego i wody (w miej­sce zwy­czaj­nego oleju napę­do­wego sto­so­wany był olej syn­te­tyczny, zwany „deka­li­nem”). Za komorą roz­padu umiesz­czono por­ce­la­nową komorę spa­la­nia. Do mie­sza­niny pary i tlenu, o tem­pe­ra­tu­rze około 600oC, dosta­ją­cej się pod wła­snym ciśnie­niem z komory roz­padu do komory spa­la­nia wtry­ski­wany był „deka­lin”, powo­du­jąc natych­mia­stowy wzrost temp. do 2000- -2500oC. Do komory spa­la­nia chło­dzo­nej płasz­czem wod­nym wstrzy­ki­wana była też pod­grzana woda, zwięk­sza­jąc ilość pary wod­nej i dodat­kowo obni­ża­jąc tem­pe­ra­turę spa­lin (skła­da­ją­cych się w 85% z pary wod­nej i 15% dwu­tlenku węgla) z powro­tem do 600oC. Mieszanina ta o ciśnie­niu 30 bar napę­dzała tur­binę, po czym wyda­lana była na zewnątrz kadłuba sztyw­nego. Para wodna łączyła się z wodą zabur­tową, a dwu­tle­nek roz­pusz­czał się w niej już przy głę­bo­ko­ści zanu­rze­nia 40 m. Podobnie, jak przy „zim­nej” tur­bi­nie wzrost głę­bo­ko­ści zanu­rze­nia powo­do­wał spa­dek uzy­ski­wa­nej mocy tur­biny. Napęd na śrubę prze­ka­zy­wany był poprzez prze­kład­nię redu­ku­jącą obroty, o prze­ło­że­niu 20:1. Zużycie per­hy­drolu dla „gorą­cej” tur­biny było trzy­krot­nie mniej­sze niż dla tur­biny „zim­nej”.
W 1936 r. Walter zmon­to­wał w otwar­tej hali stoczni Germania pierw­szą sta­cjo­narną „gorącą” tur­binę, pra­cu­jącą nie­za­leż­nie od dostępu powie­trza atmos­fe­rycz­nego, prze­zna­czoną do szyb­kiego napędu pod­wod­nego U-Bootów, o mocy 4000 KM (ok. 2940 kW).

  • Mieczysław Jastrzębski

To jest skrócona wersja artykułu.

CZYTAJ E-WYDANIE KUP WYDANIE PAPIEROWE