История подводного кораблестроения. Начальный этап развития подводных лодок

Идея подводного плавания так же стара, как и идея полета. Хотя в истории развития подводных лодок нет ничего подобного легенде об Икаре, обращаясь взором на четыре века назад, мы найдем в прошлом столько же попыток плавания под водой, сколько и попыток летать.

Первой принципиальной идеей подводного судна считается эскиз Леонардо да Винчи, сделанный им в начале XVI века в блокноте «Codex Atlantikus». Как видно по рис. 1.1, подводная лодка имела заостренные оконечности, а в средней части корпуса — невысокую рубку с входным люком [121].

Первенство в разработке основ подводного плавания принадлежит англичанину Уильяму Берну. В 1578 году он опубликовал труд «Изобретения или устройства», в котором подробно изложил главное: погружение судна в глубину происходит благодаря изменению положительной плавучести на отрицательную, а всплытие на поверхность — путем превращения отрицательной плавучести в положительную. Обе эти процедуры обеспечиваются балластными цистернами, размещаемыми в корпусе судна. Сам корпус должен быть водонепроницаемым, а людям, находящимся под водой внутри судна, необходимо постоянно подавать свежий воздух для дыхания. В своем труде Берн дал также описание конструкции балластных цистерн и устройства подачи воздуха для дыхания [121].

Первые подводные лодки обладали весьма посредственными качествами, но они представляют известный интерес, так как с самого начала перед их создателями были поставлены на разрешение те же вопросы, с которыми мы встречаемся и в настоящее время.

Считается, что первая подводная лодка была построена в 1620 г. голландским механиком Корнелием Ван-Дреббелем в Англии и испытана на Темзе [121]. Она могла в течение нескольких часов находиться под водой на глубине до 5 м. Ее деревянный корпус был обтянут снаружи промасленной кожей. Вооружение отсутствовало (рис. 1.2).

Погружение и всплытие лодки осуществлялись заполнением и осушением кожаных мешков. В качестве движителей служили 12 обычных вальковых весел, каждым из которых управлял один гребец. Чтобы внутрь судна не попадала вода, отверстия в корпусе для прохода весел были уплотнены кожаными манжетами.

Первой русской подводной лодкой, о которой сохранились достоверные сведения, стала лодка «Потаенное судно», проект которой был предложен в 1718 г., в период войны России со Швецией, крестьянином Ефимом Никоновым [125]. Впервые в мировой практике он предложил и изготовил модель первой боевой подводной лодки со шлюзовым отсеком для выхода подводных диверсантов. Она имела на вооружении зажигательные трубы (ракеты), начиненные порохом и селитрой (рис. 1.3).

Была предложена также конструкция снаряжения, в котором водолаз получал возможность выходить из «Потаенного судна» на глубине и производить нападение из-под воды на вражеские корабли. И хотя эти первые в данной области и наукоемкие по своей природе замыслы в полной мере воплотились в практику лишь в трудах последующих поколений, имя этого человека занимает особое место в истории нашего флота.

Более чем через 50 лет после «Потаенного судна» Ефима Никонова, в 1775 г. в США была построена подводная лодка для военных целей Давида Бушнелля, которого в Америке называют «отцом подводного плавания» [121]. Его маленькая подводная лодка (рис. 1.4), строившаяся четыре года, имела форму черепахи в диаметральной плоскости и поэтому получила название «Turtle» («Черепаха»). Такие обводы не способствовали большой скорости, но были удачны для обеспечения остойчивости лодки.

«Черепаха» была построена из меди; корпус ее составляли две половины, соединявшиеся при помощи болтов на фланцах с кожаной прокладкой.

Экипаж лодки состоял из одного человека. Запаса воздуха для дыхания хватало лишь на полчаса подводного плавания. Под корпусом лодки помещался свинцовый сбрасываемый балласт: в случае аварии его можно было отделить от корпуса для всплытия лодки на поверхность. В кормовой части была закреплена простейшая мина с запалом, приводящимся в действие часовым механизмом. В 1777 г. по инициативе генерала Джорджа Вашингтона подводная лодка Бушнелля была впервые использована во время войны за независимость Америки для атаки кораблей английского флота, блокировавшего Нью-Йорк, однако атака оказалась неудачной.

Спустя двадцать с лишним лет появилась подводная лодка «Наутилус» американца Р. Фултона [125]. Лодка была построена во Франции в 1798-1801 гг. и предназначалась для использования против английского флота.

С точки зрения развития техники подводного кораблестроения лодка Фултона (рис. 1.5) представляет определенный интерес.

Корпус лодки, склепанный из медных листов, имел эллипсовидное сечение. Длина корпуса составляла 6,5 м, а наибольшая ширина — около 2 м. В носовой части лодки имелась небольшая рубка. В нижней части размещена балластная цистерна. Лодка была вооружена двумя минами (медные бочонки с порохом) с контактным или часовым взрывателями.

Подводная лодка Фултона имела для надводного хода паруса, а для подводного — гребной винт, вращаемый вручную при помощи вала и рукояток. Управление лодкой в горизонтальной плоскости осуществлялось вертикальным рулем, а для удержания лодки на за данной глубине Фултон впервые применил горизонтальные рули. Однако они не давали желаемого эффекта, так как скорость лодки под водой была слишком мала (эффект действия рулей, как известно, пропорционален квадрату скорости движения). Поэтому для той же цели был применен и вертикальный гребной винт, установленный в верхней части корпуса лодки рядом с комингсом входного люка. Вращением этого винта можно было изменять глубину погружения лодки при подводном ходе.

После постройки подводной лодки «Наутилус» в течение нескольких десятилетий в странах Европы и в США не было достигнуто сколько-нибудь значительных успехов в области подводного плавания.

Наиболее выдающимся событием в области подводного кораблестроения стала постройка в России подводной лодки по проекту военного инженера генерал-адъютанта Карла Андреевича Шильдера [121].

Будучи выдающимся инженером, К.А. Шильдер много работал в области применения мин на суше и на море. В 1831 году членом-корреспондентом Петербургской академии наук Павлом Львовичем Шиллингом был изобретен способ электровоспламенения пороха, и К.А. Шильдер вместе с ученым-физиком Б.С. Якоби сконструировал запал для воспламенения минных зарядов. Его опыты с сухопутными и подводными минами создали ему большую известность как опытному инженеру-фортификатору. В 1832 г. К.А. Шильдер производил исследования подводного действия гальванических мин с целью защиты портов от неприятельского флота. В этот период у него и зародилась мысль о постройке подводной лодки, которая, двигаясь под водой, могла бы скрытно подойти к неприятельскому кораблю и взорвать его миной.

Подводная лодка Шильдера (1834 г.) является наиболее оригинальной из всех построенных в этот период лодок (рис. 1.6) [125].

На этой лодке впервые появились подводные якоря, позволявшие удерживать лодку на глубине без хода, а также впервые был применен оптический прибор для наблюдения в подводном положении — прообраз нынешнего перископа, который мог подниматься и опускаться, применен новый вид движителя — гребки. Гребки были устроены по принципу утиных лапок: при движении вперед они складывались, а в рабочем движении, т.е. к корме, раскрывались, создавая упор, благодаря чему лодка двигалась вперед. Важно отметить, что можно было изменять угол качания гребков и, таким образом, заставлять лодку не только двигаться прямолинейно, но и всплывать или погружаться. Использование таких гребков исключало необходимость применения горизонтальных рулей. Для заднего хода гребки разворачивались на 180°.

Подводная лодка была построена из котельного железа толщиной около 5 мм. Корпус, слегка сплющенный с боков, имел продолговатую яйцевидную форму. Обшивка корпуса крепилась к пяти шпангоутам. Лодка имела длину около 6 м, ширину около 2,25 м и высоту 1,85 м.

Для входа в лодку в верхней части корпуса имелись две башни (рубки), которые закрывались сверху прочными металлическими крышками на шарнирах.

В крышке передней башни была установлена выдвижная труба для вентиляции лодки на «перископной глубине». Кроме применявшейся до того времени другими изобретателями мины с гальваническим взрывателем, на лодке Шильдера были применены и ракеты, что особенно примечательно, так как лишь в наше время удалось разрешить проблему применения подобного оружия на подводных лодках.

Для запуска ракет вдоль лодки побортно были установлены два трехтрубных станка. Чтобы предохранить уложенные в трубы ракеты от соприкосновения с водой, в передние концы труб вставлялись пробки, прикрытые резиновыми колпаками. При воспламенении ракет с помощью гальванического тока они выбивали пробки и вылетали из труб.