Таким образом, осенью 1916 г. русские конструкторы имели гораздо большую свободу действий, нежели в марте 1914 г., и это исходное условие означало переход вопроса проектирования в новое качество, заключавшееся в свободном ориентировании на наиболее оптимальное решение. Объективно рассуждая, корабельные инженеры «Наваля» во главе с В.П. Костенко были даже заинтересованы в возможно большей осадке, так как при этом увеличивалась общая высота борта судна и уменьшалось отношение к ней ширины корпуса. Это обстоятельство позволяло существенно улучшить работу длинного корпуса на волне как расчетной коробчатой балки, поскольку с развитием сечения этой балки в высоту, то есть в направлении восприятия момента от огромного собственного веса корабля при расчетах постановки его на гребень или подошву волны, можно было значительно уменьшить толщину продольных связей (килевая балка, днищевые стрингеры, продольные переборки и бимсы, ширстреки и скуловые поясья обшивки) и сэкономить значительный вес на конструкции корпуса — до 1,0–1,5 тыс. т, который мог быть использован на усиление вооружения или защиты.
Статистическая зависимость осадки от водоизмещения аппроксимировалась прямой линией по методу наименьших квадратов, дающему минимальную сумму квадратов отклонений заданных точек от искомой прямой. Метод заключается в установлении уравнения осредненной прямой, проходящей через область точек, нанесенных в координатной плоскости в системе «водоизмещение/осадка» и обеспечивает, таким образом, наилучшее приближение. Для составления уравнения были взяты характеристики нормального водоизмещения четырех классов русских дредноутов, а также официального проекта ГУК 1914 г., и величины осадки, соответствующие этим значениям водоизмещения (табл. прил. 2.3). Расчет осадки для водоизмещения 44000 т свелся к нижеприведенным вычислениям:
Значение осадки для расчета водоизмещения («х») определяется следующим уравнением:
у = а1х + а0
а1 = (nΣxy — ExEy)/(nΣx2 — [Σx]2),
а= у — а1х,
у = Σy/n x = Σx/n, где -
х — значения водоизмещения,
у — значения осадки,
а1 — tg угла наклона осредненной прямой.
при этом «х» — безразмерная характеристика водоизмещения в тоннах, умноженная для удобства вычислений на 104, «у» — безразмерная характеристика осадки в метрах, умноженная на 10 -1.
Значения х, у, х2, ху, Σx, Σу. Σx2, Σху помещены в нижеприведенной таблице. Расчет осадки для водоизмещения 44000 т по этому методу свелся к следующим вычислениям:
а1 = (5 х 12,5781 — 14,31 х 4,372)/[5 х 42,1078 — (14,31)2] = 0,05678
у = 4,372/5
х = 14,31/5
а = 0,8744 — 0,05678 х 2,862 = 0,7119
у = 0,05678х + 0,7119
с учетом размерности (х-4) получаем окончательное значение осадки:
Т = 0,0000568 х D(т) + 7,119 = 9,62 м
Табл. прил. 2.3. Значения для расчета по методу наименьших квадратов (русские проекты)
| Наименование корабля (год разработки проекта) | Характеристика водоизмещения х | Характеристика осадки у | х2 | ху |
|---|---|---|---|---|
| «Севастополь» (1909) | 2,330 | 0,840 | 5,4289 | 1.9572 |
| «Екатерина II» (1911) | 2,387 | 0.836 | 5,6978 | 1,9955 |
| «Измаил» (1912) | 3,250 | 0,881 | 10,5625 | 2,8632 |
| «Император Николай I» (1914) | 2,783 | 0,900 | 7,7451 | 2,5047 |
| Проект ГУК (1914) | 3,560 | 0,915 | 12,6736 | 3,2574 |
| 14,310 | 4,372 | 42,1078 | 12,5781 |
Полученное значение осадки (9,62 м), отражающее соотношение размере-ний для русского типа дредноута, было сопоставлено со значением, полученным из уравнения «водоизмещение/осадка» для восьми зарубежных проектов тяжелых артиллерийских кораблей, вооруженных 16" артиллерией:
Табл. прил. 2.4. Значения для расчета по методу наименьших квадратов (зарубежные проекты)
| Наименование корабля (год разработки проекта) | Характеристика водоизмещения х | Характеристика осадки У | х2 | xy |
|---|---|---|---|---|
| «Мериленд» (1916) | 3,43 | 0,93 | 11,7649 | 3,1899 |
| «Саут Дакота» (1919) | 4,32 | 1,01 | 18,6624 | 4,3632 |
| «Лексингтон» (1919) | 4,35 | 0,95 | 18,9225 | 4,1325 |
| «Нагато» (1916) | 3,38 | 0,91 | 11,4244 | 3,0758 |
| «Тоза» (1919) | 4,00 | 0.94 | 16.0000 | 3,7600 |
| «Амаги» (1919) | 4,12 | 0,94 | 16,9744 | 3,8728 |
| «Овари» (1919) | 4,26 | 0,97 | 18,1476 | 4,1322 |
| «Джи-3» (1921) | 4,85 | 0,99 | 23,5225 | 4,7916 |
| 32,700 | 7,64 | 135,4187 | 31,318 |
а1 = (8 х 31,318 — 32,70 х 7,64)/[8 х 135,4187 — (32.70)2]= 0,0509264
у = 0,955
х = 4,0875
а = 0,955 — 0,0509264 х 4,0875 = 0,747
у = 0,0509
х + 0,747
с учетом размерности (х-4) получаем окончательное значение осадки:
Н = 0,0000509 х D(т) + 7,47 = 9,71 м
Таким образом, значение осадки, полученной из уравнения, выведенного по характеристикам водоизмещения и осадки восьми зарубежных проектов 1916–1921 гг., получилось практически таким же. Сопоставление обоих результатов демонстрирует их совпадение (9,62 и 9,71 м, погрешность 0,9 %), что доказывает весьма высокую степень совершенства метода.
Однако для рассматриваемого нами случая с осадкой проекта русского линкора 1917 г. эта величина требует более критической оценки, поскольку необходимо наличие ее допустимого соотношения с другими характеристиками формы. Так, осадка в 9,70 м приводит к весьма значительному коэффициенту полноты корпуса δ (δ = D(V)/L х В х Т = 0,617), слишком большому дли тяжелого артиллерийского корабля быстроходного типа, воплощенному в проекте В.П. Костенко, что подтверждается соответствующими характеристиками его зарубежных аналогов периода 1916–1921 гг. (см. табл. 10.14). Соотнесенное с ними, значение δ для проекта завода «Наваль» не могло превышать 0,590, что дает осадку 10,10 м. Таким образом, пара значений δ и Т, зафиксированная соответственно как 0,590 и 10,10 м, могла дать наиболее оптимальное соотношение всех коэффициентов формы для проекта 1917 г. Требовалась всесторонняя проверка данного значения осадки путем составления обводов корпуса судна и, на их основе, реконструкция основных внутренних объемов (артиллерийских погребов, машинно-котельных отделений) в пределах цитадели корабля, что должно подтвердить как возможность обеспечения компоновки, так и достаточную глубину отсеков конструктивной противоторпедной защиты у бортов в районе цитадели.