Amerikanskt byte

V 80 i Helregionen, under tester med ingenjör Walters turbinmotor 1942. Kamouflaget och proportionerna av den lilla ytan märks.

Under mellankrigstiden fick alla örlogsfartyg en högre utvecklingsbar maxhastighet, med undantag för ubåtar, för vilka gränsen förblev 17 knop på ytan och 9 knop under vattnet - i tid begränsad av batterikapaciteten till cirka en och en halv timme eller mindre om Tidigare var batterierna inte fulladdade vid dykning.

Sedan tidigt 30-tal tysk ingenjör. Helmut Walter. Hans idé var att skapa en sluten (utan tillgång till atmosfärisk luft) värmemotor med dieselbränsle och ånga som roterar en turbin som energikälla. Eftersom tillförsel av syre är en förutsättning för förbränningsprocessen, sörjde Walther för användning av väteperoxid (H2O2) med en koncentration på mer än 80 %, kallad perhydrol, som sin källa i en sluten förbränningskammare. Den nödvändiga katalysatorn för reaktionen måste vara natrium- eller kalciumpermanganat.

Forskningen expanderar snabbt

1 juli 1935 - när de två Kielske varven från Deutsche Werke AG och Krupp byggde 18 enheter av de två första serierna av kustubåtar (typ II A och II B) för den snabbt återkommande U-Bootwaffe - Walter Germaniawerft AG, som för flera år var engagerad i skapandet av en snabb ubåt med oberoende flygtrafik, organiserad i Kiel "Ingenieurbüro Hellmuth Walter GmbH", anställa en anställd. Året därpå grundade han ett nytt företag, "Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft" (HWK), köpte ett gammalt gasverk och förvandlade det till ett testområde med 300 anställda. Vid årsskiftet 1939/40 utvidgades anläggningen till att omfatta området som ligger direkt vid Kaiser Wilhelm-kanalen, som Kielerkanalen (tyska: Nord-Ostsee-Kanal) hette före 1948, sysselsättningen ökade till ca 1000 personer, och forskningen utvidgades till att omfatta flygmotorer och markstyrkor.

Samma år etablerade Walter en fabrik för tillverkning av torpedmotorer i Arensburg nära Hamburg och året därpå, 1941, i Eberswalde nära Berlin - en anläggning för jetmotorer för flyg; Anläggningen flyttades sedan till Bavorov (tidigare Beerberg) nära Lyuban. 1944 grundades en raketmotorfabrik i Hartmannsdorf. 1940 flyttades TVA:s torpedtestcenter (TorpedoVerssuchsanstalt) till Hel och delvis till Bossau vid sjön Grosser Pleener (östra Schleswig-Holstein). Fram till krigets slut sysselsatte Walthers fabriker cirka 5000 300 personer, varav cirka XNUMX ingenjörer. Den här artikeln handlar om ubåtsprojekt.

På den tiden användes lågkoncentrerad väteperoxid, uppgående till några få procent, inom kosmetik-, textil-, kemi- och medicinindustrin, och att få fram en högkoncentrerad (mer än 80%) användbar för Walthers forskning var ett stort problem för dess tillverkare. . Själva den högkoncentrerade väteperoxiden fungerade på den tiden i Tyskland under flera kamouflagenamn: T-Stoff (Treibstoff), Aurol, Auxilin och Ingolin, och som en färglös vätska målades den också gul för kamouflage.

Funktionsprincip för en kall turbin

Nedbrytningen av perhydrol till syre och vattenånga skedde efter kontakt med en katalysator - natrium- eller kalciumpermanganat - i en sönderdelningskammare av rostfritt stål (perhydrol var en farlig, kemiskt aggressiv vätska, orsakade stark oxidation av metaller och visade en speciell reaktivitet). med oljor). I experimentubåtar placerades perhydrol i öppna bunkrar under ett stelt skrov, i påsar gjorda av flexibelt gummiliknande mipolammaterial. Påsarna utsattes för yttre havsvattentryck som tvingade in perhydrolen i tryckpumpen genom en backventil. Tack vare denna lösning skedde inga större olyckor med perhydrol under experimenten. En elektriskt driven pump matade perhydrolen genom en reglerventil in i sönderdelningskammaren. Efter kontakt med katalysatorn sönderdelade perhydrolen till en blandning av syre och vattenånga, vilket åtföljdes av en tryckökning till ett konstant värde på 30 bar och en temperatur på upp till 600°C. Vid detta tryck satte en blandning av vattenånga igång en turbin, och sedan, kondenserande i en kondensor, flydde den till utsidan och smälte samman med havsvatten, medan syre fick vattnet att skumma något. En ökning av nedsänkningsdjupet ökade motståndet mot utflödet av ånga från fartygets sida och minskade därmed den kraft som utvecklades av turbinen.

Funktionsprincip för en varm turbin

Denna enhet var tekniskt mer komplex, inkl. det var nödvändigt att använda en hårt kontrollerad trippelpump för att samtidigt tillföra perhydrol, dieselbränsle och vatten (en syntetisk olja kallad "dekalin" användes istället för vanligt dieselbränsle). Bakom sönderfallskammaren finns en porslinsförbränningskammare. "Decalin" injicerades i en blandning av ånga och syre, vid en temperatur av cirka 600 ° C, som under sitt eget tryck från sönderdelningskammaren in i förbränningskammaren, vilket orsakade en omedelbar temperaturhöjning till 2000-2500 ° C. Uppvärmt vatten injicerades också i den vattenmantelkylda förbränningskammaren, vilket ökade mängden vattenånga och ytterligare sänkte temperaturen på avgaserna (85 % vattenånga och 15 % koldioxid) till 600°C. Denna blandning, under ett tryck på 30 bar, drev turbinen och kastades sedan ut ur det stela huset. Vattenånga kombinerad med havsvatten, och dioxid löst i det redan på ett nedsänkningsdjup av 40 m. Liksom i den "kalla" turbinen ledde en ökning av nedsänkningsdjupet till en minskning av turbineffekten. Propellern drevs av en växellåda med en utväxling på 20:1. Perhydrolförbrukningen för en "het" turbin var tre gånger lägre än för en "kall".

1936 monterade Walter i den öppna hallen på det tyska varvet den första stationära "heta" turbinen, som fungerade oberoende av tillgången till atmosfärisk luft, designad för snabb undervattensrörelse av ubåtar, med en effekt på 4000 hk. (ca 2940 kW).