Informasjonsdump

Fra TiS nr 4 1979

Motorerna i våra nya patrullbåtar är av en typ som räknar sina anor från början av 1930-talet. Motortypen framtogs först för användning i luftskepp, men fick senare sitt huvudsakliga användningsområde som marinmotor.

Luftskeppets utvecklingsepok sträckte sig fram till ungefär mitten av 1930·talet. Den bars upp huvudsakligen av greve Zeppelin och hans efterträdare Hugo Eckener i Friedrichhafen, vid Bodensjön i Tyskland, även om de fick efterföljare i andra länder, främst Italien, Storbritannien och USA. Som drivkraft i luftskeppen användes till en början bensinmotorer, men med hänsyn till deras lättantändliga bränsle och elektriska tändsystem var det ett starkt önskemål att kunna ersätta dem med dieselmotorer.

Problemet var svårlöst eftersom motorerna inte fick vara alltför tunga, även om kravet på låg vikt inte var fullt så starkt som för flygplan.

I Storbritannien försökte bl a firman Beardmore på 1920-talet utveckla en lätt dieselmotor avsedd för luftskeppet R-100 som byggdes i statlig regi. Systerskeppet R-101 som var ett privatbygge fick däremot bensinmotorer. Beardmoremotorn visade sig bli både betydligt tyngre och mindre driftsäker än man räknat med, och viktökningen kom att bidra till att R-100 förolyckades på sin jungfrufärd, varvid bl a chefen för Air Ministry omkom.

I Tyskland fick Daimler-Benz i sluttet av år 1932 i uppdrag att söka utveckla en dieselmotortyp för det projekterade luftskeppet LZ 129 "Hindenburg". Den första motorn kunde provköras 1934 och år 1935 genomgick de fem motorerna (fyra att monteras ombord, en reservmotor) luftfartsministeriets fastställda 60-timmars-prov med 900 hk kontinuerlig effekt vid 1400 r/m och 6 timmars max effekt med 1200 hk vid 1630 r/m.

Motortypen, som fick beteckningen MB 602 (intern firmabeteckning LOF 6), var en 16-cylindrig V-motor med separata stålcylindrar monterade på ett vevhus av gjuten lättmetall. (Bild l) Konstruktionen, och särskilt. utförandet av cylindrarna med deras kylmantlar av tunn, svetsad stålplåt, var grundad på erfarenheterna från firmans racerbilmotorer fr o m 1914 och från de flygmotorer som tillverkats under första världskriget. En nyhet var dieselförbränningssystemet och arrangemanget av de fyra stötstångsmanövrerade ventilerna samt förkammaren och spridaren. En annan nyhet var rullagren för både ram- och vevstakslagren, med delade lagerringar och tandkoppling i tvärskarvarna. Rullarna löpte direkt mot lagertapparna som därför måste vara ythärdade, vilket givetvis komplicerade vevaxeltillverkningen. Tidigare flygmotorer hade mestadels haft vanliga glidlager. Förutom LZ 129 "Hindenburg" för sågs även systerskeppet LZ 130 "Graf Zeppelin II" med motorer av samma typ. "Hindenburg" förolyckades 1937 vid en landning i Lakehurst, USA medan "Graf Zeppelin II" förblev i drift fram till krigsutbrottet. Luftskeppsutvecklingen avstannade likväl, dels som följd av en rad olyckshändelser, dels genom att den tyska ledningen ansåg att resurserna bättre ·behövdes för flygplanindustriens ändamål. De motorer som Daimler-Benz framtagit fick emellertid ett nytt användningsområde som kraftkälla i de torpedbåtar ("Schnellboote") som utvecklades av Lurssen-varvet under 1930- talet för tyska marinens räkning.

Benämningen "Schnellboote" hade valts därför att man med hänsyn till Versaiiie-fördragets bestämmelser önskade hemlighålla båtarnas verkliga uppgift som torpedbärare. Fram till andra världskrigets slut hade de flesta mariners motortorpedbåtar drivits av bensinmotorer vilket möjliggjorde låg maskinvikt och goda fartegenskaper. Tyska marinen utgjorde ett markant undantag. Där hade man tidigt inriktat utvecklingen mot större, sjödugligare båttyper med måttligare fartkrav. Maskinanläggningen behövde därför inte vara så extremt lätt, och man kunde därför utnyttja diesel- i stället för bensinmotorer. Intill dess att luftskepps-dieselmotorn blev tillgänglig år 1934 måste dock de tyska "Schnellboote" utrustas med bensinmotorer. Andra alternativ hade ·också prövats: Ar 1928 försågs på försök två 55 tons tullkryssare, "Brummer" och "Bremse" med Wagner högtryckspannor {60 kg/ cm2) och ångturbiner på l 600 hk. Båtarna gjorde sina projekterade 29 knop men bränsleåtgången blev hög och maskineriet alltför tungt (9 kg/ hk) för att mana till någon e fterföljd. Motorfirman MAN h'.lde alltsedan dieselmotorns födelse i slutet av ,1800- talet varit en av världens ledande tillverkare av stora skeppsdieslar. MAN hade flitigt anlitats av tyska marinen, bl a för det sensationella motormaskineriet i "Deutschland" -pansarskeppen, som med sina 54 000 hk länge utgjorde världens kraftigaste marinmotoranläggning (fram till Broströmslinjens "Nihon" fyrtio år senare).

År 1933 fick MAN i uppdrag att konstruera och bygga en torpedbåtsmotor. Den blev i princip en miniatyr av firmans stora, långsamgående motortyper, sålunda dubbelverkande 2-takts - tvärstycksmotorer, mycket höga i förhållande till bredden. Tre 7-cylindriga sådana motorer monterades år 1934 i de fyra torpedbåtarna S 6-9 (S 1-5 hade fått bensinmotorer). Drifterfarenheterna blev dock nedslående. Sprickor och haverier inträffade i de lätt byggda stativen och· motorbäddarna. Först genom marinupplagan MB 502 av Daimler Benz' luftskeppsmotor MB 602 fick det tyska torpedbåtsvapnet en tillräckligt pålitlig lätt dieselmotor. Det är intressant att jämföra MAN's och Damler Benz' motortyper. De representerar två helt skilda skolor och var framvuxna ur två skilda teknologiska världar. A ena sidan en "nedskalad" stor skeppsdiesel, å andra sidan en "förstorad bilmotor" som möttes i ett effektområde omkring 1000 hk. Daimler Benz' motor försågs med en lamellkoppling och en reduktionsväxel av Farman-typ med koniska drev, framtagen av Zahnradsfabrik - Friedrichhafen {ZF) som sedan länge gjort alla kuggväxlar åt Zeppelin-verken.

Den minsta modellen av DaimlerBenz' marindieselmotor, MB 500, fick 12 cylindrar i V-form och gav 900 hk. (Bild 2) Den utnyttjades i en serie båtar byggda för Bulgarien (varav dock en beslagtogs före leveransen). Den 16- cylindriga modellen MB 502 anslöt direkt till luftskeppsdieseln och gav 1320 hk. ~Luftfartsministeriet hade för flyg- ·bruk endast medgivit max 1200 hk). Tre sådana monterades i vardera av de fyra båtarna S 10-13. MB 502 försågs sedermera med mekaniskt driven förkompressor, benämndes därvid MB 512 och gav l 650 hk. Varefter kraven på beväpning och därmed båtstorleken ökade måste även motoreffekten höjas för att inte båtarnas fart (ca 37-39 knop) skulle nedgå. ·För att möta detta krav utökades cylinderantalet till .-20 och cylinderdimensionerna ökades från 175 X 230 mm till 185 X 250 mm diam resp slaglängd. Denna nya förstorade version fick beteckningen MB 501, gav 2 000 hk och infördes år ·1938 fr o m båtserien S 18-25. (Bild 3) I likhet med den mindre 16-cylindriga modellen MB 502 blev även den 20-cylindriga MB 501 kompletterad med en mekaniskt driven förkompressor och mellankylare.

I detta utförande gav den 2 500 hk vid 1630 r/m och benämndes MB 511. Den blev i princip standardmotor för de tyska torpedbåtarna under kriget och tillverkades i mycket stora antal. Motorproduktionen visade sig bli den svåra flaskhalsen vid torpedbåtsbyggnad i stora serier. Åtskilliga komponenter i motorn var synnerligen speciella och komplicerade att framställa, t ex den härdade och slipade vevaxeln, de stora rullagren, de stora och besvärliga lättmetallgöten till vevhuset m m. För dessa och liknande delar var det svårt eller omöjligt att finna alternativa tillverkare utöver dem som specialiserat sig på dem, skaffat specialmaskiner och lärt upp en kunnig arbetarstam. 186 Daimler-Benz-verken i Stuttgart blev därför ett begärligt bombmål, vilket firman sökte kompensera genom att förlägga vitala delar av tillverkningen i bergtunnlar. Verkstäderna kunde dock förbli i stort sett intakta ända till september 1944 då ett bombanfall förstörde nästan alla fabriksbyggnaderna. Totalt byggdes ca 240 "Schnellboote", men ytterligare 350 båtar som var under byggnad resp beställts kunde ej färdigställas till följd av brist på motorer. Stora ansträngningar gjordes att genom konstruktiv "Entfeinerung" förenkla motorns utförande för att underlätta produktionen. Som resultat här·av framkom versionen MB 518 där man t ex ersatt vevstakarnas rullager med vanliga glidlager. Varje ramlager hade dittills haft en separat smörjoljepump för att tillförsäkra lagrets oljetillförsel så snart motorn startades. Dessa ersattes nu av en central pump vilket medförde att det tog en stund innan oljetrycket byggts upp i hela det omfattande smörjoljesystemet. Ett tiotal motorer, benämnda MB 518/3, togs försöksvis upp i högre effekt, 3 000 hk, vid l 720 r/m. Typen provades i en båt, S 170. Det är inget tvivel om att tillgången till denna välutvecklade dieselmotor och den stora, sjödugliga båttypen gav det tyska torpedbåtsvapnet ett klart övertag i det "Kleinkrieg" som kom att föras längs Atlantkusten och i Engelska Kanalen. Genom krigets slutliga förlopp gick de flesta "Schnellboote" förlorade. Några hamnade i Norge och Danmark där tyska marinen byggt upp baser. Några övertogs av brittiska, sovjetiska och amerikanska marinerna, där båtar och motorer underkastades studier, prov och utvärdering liksom annan beslagtagen krigsmateriel. Den första öppna beskrivningen av MB 518-motorn publicerades i tidskriften "Motor Ship" 1946.

Här kunde motorns utvecklingshistoria ha tagit slut om det inte varit för ett antal samverkande omständigheter, danska marinens övertagande av ett antal f d tyska "Schnellboote", svenska marinens behov av motorer för "Perseus - Plejad"-serien, Marshallhjälpen till tyska industriens återuppbyggnad och återskapandet av en västtysk marin. Till motortypens införande i svenska marinen får förf., jämte ing Ferdinand Grumme och dåvarande t. f. marinöverdirektören Birger Swenzen, erkänna sig skyldiga.

Det medförde visserligen att vi definitivt gjorde oss impopulära hos AB Götaverken, som sedan länge sökt få fram en lätt dieselmotor för torpedbåtar, men å andra sidan utgjorde den tyska motorn då (1950) den enda möjligheten att inom överskådlig tid realisera planerna på seriebyggnad av den planerade större torpedbåtstypen. Till prototypen T 1101 Perseus anskaffades först två begagnade 2 500 hk MB 511 som renoverades och provkördes hos firman. När det blev uppenbart att den för mitt-propelleraxeln avsedda Götaverken-motorn ej skulle bli klar i tid beställdes en tredje MB 51l. Egentligen borde även två reservmotorer ha köpts men det uppsköts eftersom den tyska motorn tillsvidare ansågs böra bli en parentes tills den svenska Götaverken-motorn blev klar. Sommaren 1951 inträffade ett vevaxelbrott på mittmotorn i T 101 Perseus till följd av torsionssvängningar i axelsystemet Det var i och för sig beklagligt men hade det goda med sig att behovet av reservmotorer blev uppenbart. Likaså behovet av skruvade montageluckor i däcket. Som ersättning för den havererade motorn utlånade Daimler-Benz en motor av den senaste modellen MB 518/3 som nominellt var på 3 000 hk, ehuru den inreglerades för 2 500 hk för att motsvara den befintliga propellern och sidomotorerna. Den nya motorn var försedd med en svängningsdämpare av hylsfjädertyp i vevaxelns framända för att minska risken för torsionssvängningar. För den efterföljande serien av elva "Plejad"-båtar gick marinen helt in för 3 000 hk MB 518/3. Både införandet och driften av den tyska motorn blev som väntat förknippat med en lång rad problem av både organisatorisk och teknisk art, bland vilka några kan vara värda att nämnas. Från underhållet av våra dittillsvarande torpedbåtar med Isotta Fraschini-motorer var vi vana vid en strikt standardisering både emellan motorerna och deras komponenter och delar. Alla motorer passade i alla båtar och alla delar passade i alla motorer. översynssystemet var också strikt baserat på utbyte av motorer och komponenter efter viss gångtid. Till vår förvåning fann vi att detta system var ganska främmande för Daimler-Benz. Under kriget hade man sällan haft tid att byta motorer, utan de hade underhållits nästan helt ombord. Detta hade möjliggjorts dels genom att motorn hade demonterbara cylindrar, så att hela överdelen kunde tas i sär ombord, dels genom att ett stort antal erfarna Daimler-Benz-montörer var fördelade till baserna där de tog hand om motorerna mellan uppdragen. Hos oss fastställde vi tillsvidare en gångtid av 600 timmar mellan cylinderoch kolvöversyn ombord och 1200 timmar mellan motorbyten. Även cylinderöversynerna föredrog vi att göra genom utbytessystem - vid tyska marinens baser hade man tydligen haft gott om arbetskraft som t ex under stark tidspress översåg ventiler och cylindrar och återmonterade delarna på motorn medan båten låg stilla mellan expeditionerna. Hos oss hade en verkstad för Isottamotorerna organiserats i ett bergrum hos AB Bolinder-Munktell. Verkstaden utrustades nu även för den tyska motorn och provutrustning, bromsbänkar m m installerades. Specialverktyg, mätutrustning, översynsföreskrifter, ritningar, och reservdelar anskaffades och ny personal fick läras upp, bl a genom kurser hos Daimler-Benz i Stuttgart. Åtskilliga delar och komponenter i motorn uppvisade i praktiken lägre tillförlitlighet och högre haverifrekvens än vad leverantören ställt i utsikt. Delvis berodde kanske detta på det tyska underhållssystemet som medfört att en mängd svagheter som visat sig under driften och vid basverkstäderna aldrig kommit till tillverkarens kännedom. Delvis berodde den skenbara ovetskapen på den enastående firmatrohet och det självförtroende som alltid varit utmärkande för den traditionsrika och berömda Daimler-Benz-firman, och som medförde en tendens att omedvetet "förtränga" de egna problemen. Endast Rolls Royce {som också blivit vår motorleverantör) har kunnat uppvisa en liknande tilltro till sina produkter. Den tidigare nämnda hylsfjäderdämparen förhindrade visserligen vevaxelbrott i fortsättningen, men själva dämparen och dess detaljer blev däremot snabbt förslitna och sönderhamrade. Någon radikal förbättring inträdde ej förrän tillverkaren efter vår idoga påtryckning övergick till s k viskös dämpare. Denna var en brittisk konstruktion av Holset, och Daimler-Benz accepterade den först sedan en licenstillverkning {i metriskt mått- och gängsystem) startats hos firman Hasse & Wrede i Berlin. Ett antal vevstaksbrott föranledde grundliga hållfasthetsstudier och en återgång till polering av stakarnas påkända partier. Poleringen hade slopats vid den "Entfeinerung" som skett mellan MB 511 och 518. Kraftöverföringen och uppväxlingen från motorn l 720 r/m till kompressorns 18 000 r/m vållade många haverier (samma problem hade förut funnits och lösts på Isotta-motorn) innan man efter flera år införde fjädrande 190 och dämpande element i transmissionen. En påfallande hög frekvens av kolvskärningar tillskrevs till en början snedbelastningar av motorerna vid girar, men problemet krävde ingående studier av cylinderbearbetning och kontroll av inspänningen av de tunna stålcylindrarna i vevhuset innan det kunde anses löst. De tunna svetsade kylmantlarna visade en tendens att spricka med vattenläckage till följd. Orsaken var värmespänningar vid ojämn uppvärmning, vilket under en tid föranledde hårda krav på långsam varmkörning och försiktig effektupptagning efter start. Genom övergång till en ny cylinderkonstruktion och att vi införde varmhållning av kylvattnet kunde kraven minskas. Den kvarstående bestämmelsen om fartupptagning innebar att det tog 14 min från start av värmd motor tills full fart kunde utnyttjas. Trots att problemet eliminerades är det inget tvivel om att dessa restriktioner blev ett tungt argument mot motortypen (och t o m dieselmotorer i allmänhet) när sedermera gasturbinen uppträdde som konkurrent. De driftproblem vi stötte på ville Daimler-Benz till en början tillskriva dålig skötsel, ovarsam drift och vårt kyliga klimat. Man hänvisade till de positiva krigsel"farenheterna och det stora antalet motorer som varit i drift. Sedan den västtyska Bundesmarine grundats, började torpedbåtar nybyggas för den egna marinen omkring 1954. Exakt samma motorstörningar började uppträda även "på hemmaplan" och därmed inträdde en påtaglig förbättring av tillverkarens intresse och troligen även resurser för att bemästra problemen. Bl a framtogs den nya cylindertypen av lättmetall med foder av gjutjärn, som visade sig fullt tillförlitlig. Så snart denna fanns på ritbordet tappade dock firman allt intresse för förbättringar av den gamla stålcylindern, men det tog nära sju år innan den nya konstruktionen hade hunnit införas på alla våra motorer. MB 511 och MB 518 infördes även i danska marinen, som övertagit ett antal krigsbyggda f d tyska båtar och ett stort, men rätt kaotiskt förråd av motorer och delar.

Vår uppbyggnad av service i Sverige skedde ungefär samtidigt med motsvarande i Danmark och under denna tid förekom ett intimt samarbete och utbyte av erfarenheter mellan specialister på bägge håll. Våra respektive motoranskaffningar skilde sig i princip däri att vi uteslutande köpte direkt från Daimler-Benz, medan danska marinen, som redan från början hade många begagnade motorer av varierande typer, hade en viss förkärlek för att spåra upp krigsbyggda motorer som såldes billigt i befintligt skick genom olika försäljare. I samband med att MB 518 infördes i stor skala i de tyska Jaguar- och Zobel-klasserna av nya "Schnellboote" ((fyra i varje båt) utvecklades nya system för fjärrmanövrering av motorerna. Tidigare var alla reglage och instrument placerade direkt på motorn. Framför varje motor satt en motorskötare som sålunda hade mycket intim kontakt med sin motor. Han kundr. se hela motorn, lägga märke till eventuella olje- eller vattenläckage, observera rökbildning från vevhuset, känna vibrationerna och höra motorljudet, (som dessvärre fortsatte ringa i öronen långt efter det man lämnat maskinrummet!). Manövreringen skedde på signal ,från maskintelegraf och innebar bl a att motorn omkastades vid back genom att den först stoppades, varpå kamaxlarna försköts med tryckluftservo så att en sats backnockar kom i funktion, varpå motorn återstartades med luft för backgång. Hela denna process återspeglade 1930-talets principställning till maskindrift på fartyg, men den rimmade dåligt med de krav på komfort och frihet från buller och vibrationer som började göra sig gällande mot slutet av 1950- talet. All denna intima kontakt med maskineriet började ersättas av anordningar för fjärrmanövrering och fjärrövervakning med givare, instrument och varningslampor sammanförda till en ljudisolerad manöverkabin. På de tyska torpedbåtarna utvecklades sådana system, baserade på pneumatisk och elektrisk överföring av signaler och rörelser. I detta utförande, benämnt MB 518 C, får motortypen och dess manöversystem anses ha blivit väl etablerat även om vi på våra Plejadbåtar av kostnadsskäl aldrig införde det tyska .fjärrmanöversystemet. Gångtiden mellan stora översyner kunde succesivt höjas till 3 600 timmar, och med den nya cylinderkonstruktionen blev de mindre översynerna onödiga och kunde slopas. Motorns servicebehov hade sålunda minskat väsentligt jämfört med krigsårens nivå. Långt innan dess, under motortypens kanske mest "plågsamma" period i slutet av 1950-talet, blev den dock, vad svenska marinens torpedbåtar beträffar, utkonkurrerad av den brittiska Bristol {sedermera Rolls Royce) Proteos-gasturbinen som infördes på våra attackfartyg typ Spica. Motorn tycktes åter vara dödsdömd. Det kan synas egendomligt att den likväl har pånyttfötts som kraftkälla i våra nya patrullbåtar. Anledningarna är flera: Patrullbåten är utvecklad ur de motsvarande norska båtarna, som är försedda med Maybachs dieselmotorer. Att rita om båten för gasturbindrift skulle ha medfört ett omfattande och tidsödande merarbete. Det norska byggnadsvarvet saknade erfarenhet av gasturbiner. Fartkravet var också måttligt och motiverade knappast dyra gasturbiner. Båttypens uppgifter förutsågs omfatta bl a patrulleringsuppdrag med låg och medelhög fart, varvid gasturbinens höga bränsleförbrukning vid dellast skulle varit oacceptabel. Eftersom Plejad-serien planerades komma att utrangeras ungefär samtidigt med patrullbåtarnas tillkomst låg det nära till hands att nyttja deras befintliga MB 518-motorer, som underhållits på sådant sätt att de efter varje grundöversyn var i skick som nya. MB 518 var också betydligt lättare än Maybachmotorn. I samband härmed beslöts emellertid att dra nytta av ytterligare ett utvecklingssteg som utprovats i Tyskland, nämligen införande av turboöverladdning. Detta hade provats redan under de sista krigsåren, men på den tiden var inte turboladdningsaggregaten tillräckligt långt utvecklade för att modifieringen skulle bli lönsam. (Bild 5) Dessa problem ansågs nu, i mitten av 1970-talet, vara lösta. Sedan den mekaniska överladdningen ersatts med avgasturboöverladdning kunde effekten ökas till 3 500 hk utan ökning av den termiska och mekaniska belastningen. En svårighet var att avgasrördragningen blev något mer komplicerad och att åkomligheten till aktra insprutningspumparna blev sämre. Vidare är en turboöverladdad motor mer känslig för mottryck i avgasröret vilket vållade en del bekymmer med utformningen av avgasrörmynningarna under vattnet i fartygssidan. En annan nyhet som nu infördes var elastisk montering av motorerna på fundamenten ombord, varigenom man önskade uppnå en viss reducering av vibrationer och buller i fartyget. I detta utförande benämndes motorn hos oss MB 518 D (firmabeteckning MB 20 V 672). Den hade tidigare varit under utprovning i en tysk "Schnellboot" för att eventuellt senare införas seriemässigt vid nybyggnad för tyska marinen. Där har man dock senare beslutat övergå till en helt ny, robustare och tyngre motortyp, utvecklad av MTU, och det ser däl"för ut som om svenska marinen skulle bli nästan den enda användaren av motortypen. Patrullbåtsmotorerna beräknas komma att vara i drift ända till sekelskiftet, vilket innebär att man då kommer att ha en motor som i sina grunddrag skapats ca 70 år tidigare, som som under denna långa period successivt utvecklats från 900 hk till 3500 hk effekt, säkert något av ett rekord inom motortekniken. Det är f ö inte säkert att ens denna 3500 hk-version representerar motortypens sista utvecklingsstadium. På de senaste försvarsutställningarna i Paris har MTU tillsammans med det franska företaget Amiot-S.A.M.T. utställt en motor kallad MT 40 H 672 med två ovanför varandra liggande vevaxlar och 40 horisontellt anordnade cylindrar i fyra rader, sålunda i princip en fördubbling av den 20-cylindriga MB 518. Med turboöverladdning i två steg och mellankylning uppges denna ge den imponerande effekten 10 000 hk, vilket sålunda innebär över tio gånger den ursprungliga motorns effekt. Denna veritabla "fullriggare" har dock ännu inte funnit några kunder och det återstår att se om den kommer att provas i praktisk drift. (Bild 6)