Покинув оба цилиндра низкого давления диаметром по 2,46 м, пар имел давление лишь 6,33 т/м>2 (87 °С), т. е. почти в два раза ниже нормального атмосферного давления (около 10,33 т/м>2). Это происходило из-за необычайно сильного вакуума, порождаемого на выходе из цилиндра охлаждением пара, уходившего в конденсаторы. Казалось, что уже на этом этапе энергия пара исчерпана полностью, но на самом деле он содержал скрытый ее запас, который можно было «выжать» с помощью турбины низкого давления.
В отличие от поршневой машины турбина могла вырабатывать мощность, продолжая расширять пар вплоть до глубокого вакуума, свойственного конденсаторам. Вращавшая напрямую центральный четырехлопастной монолитный винт «Титаника» (из марганцовистой бронзы, как и два бортовых) диаметром 5,032 м, многоступенчатая реактивная нереверсивная турбина низкого давления потребляла обильный «мятый» пар от поршневых машин, расширяя его до выходного давления в 0,7 т/м>2. В этой точке пар, превратившийся в теплый туман (около 21 °С), выводился в главные конденсаторы.
Принцип действия паровой турбины схож с принципом ветряной мельницы. На основе этой аналогии легко представить ветряную мельницу с сотнями очень маленьких лопастей вместо шести или восьми больших. Собрав много колец с такими лопастями (словно объединив несколько ветряных мельниц общим валом) и поместив их внутрь большого цилиндра (оборудованного неподвижными лопастями), можно получить реактивный турбинный двигатель.
По сегодняшним меркам, турбина, установленная на «Олимпике» и «Титанике», имела самую примитивную конструкцию. Но даже такую турбину в начале века изготовить было непросто. Например, в рабочем колесе (цилиндрический ротор диаметром 3,7 м; вес около 130 т) нужно было нарезать канавки для установки в них тысяч полированных лопаток переменной длины, способных выдерживать относительно высокие ротационные давления.
Работая на паре с давлением лишь 6,33 т/м>2, турбина производила значительную мощность в 16 000 л.с. с частотой 165 об/мин (максимальное число оборотов составляло 190). В отличие от поршневых машин турбина не имела реверса, поэтому для ее обхода паром в системе имелся особый трубопровод. Когда поршневые машины пускали на реверс или скорость движения падала ниже средней (частота вращения коленчатого вала паровой машины снижалась до 50 об/мин), два больших распределительных клапана направляли пар от поршневых машин в конденсаторы напрямую, полностью минуя турбину. Также имелся специальный регулятор для аварийного обхода турбины паром в случае угрозы повышения частоты вращения ротора (при поломке вала ходового винта или по иным причинам).
Как только пар закончил свою работу в машинах, его нужно было вновь вернуть в котлы в виде питательной воды, которую снова можно было нагреть до парообразного состояния. Кроме того, для снижения затрат топлива в процессе производства пара из возвращенной питательной воды ее температуру требовалось повысить перед повторной подачей в котлы.
Хотя отработанный пар из машин имел давление ниже атмосферного (только 0,7 т/м>2) и был намного холоднее пара на выходе из котлов, он все еще оставался паром и нуждался в конденсации до жидкого состояния. Эту задачу выполняли конденсаторы, но при этом они имели две функции. Первая и очевидная состояла в сжатии полученного от машин истощенного пара в питательную воду для ее возвращения в котлы. Вторая и не менее важная их функция заключалась в повышении до предела КПД машин путем снижения давления, до которого можно было расширять пар. Это достигалось созданием и поддержанием вакуума, в который выбрасывался отработанный пар.
Вакуум создавался путем охлаждения пара, поступавшего в конденсатор. По мере конденсации температура пара падала, и он уменьшался в объеме. В свою очередь, это приводило к снижению давления в самом конденсаторе. Расширяясь, вакуум затягивался внутрь турбины и в выпускные трубы поршневых машин, подключенных к их цилиндрам низкого давления. Все эти трубопроводы объединялись в одну магистраль, по которой отработанный пар попадал в конденсаторы.
