Роль И.Ф. Александровского в истории развития отечественного подводного плавания

Подводная лодка Ивана Федоровича Александровского (1865 г.) вошла в историю кораблестроения как первая лодка с механическим двигателем [121].

Все подводные лодки, построенные до нее, приводились в движение мускульной силой их экипажей. При водоизмещении 355 т эта лодка имела значительные размеры: длину около 33 м, наибольшую ширину 4 м и высоту около 3,6 м. Поперечное сечение корпуса имело форму треугольника с выпуклыми сторонами, обращенного вершиной вверх. Такую форму корпуса изобретатель предложил с целью замедления погружения. Для движения лодки были установлены воздушные машины (двухвальная установка), сжатый воздух для работы которых хранился в 200 баллонах в виде стальных толстостенных труб диаметром 60 мм. В баллоны вмещалось около 6 м3 воздуха при давлении от 60 до 100 атмосфер, запаса которого должно было хватать на 20-30 миль плавания (рис. 1.7).

Отработавший воздух из воздушных машин частично поступал внутрь лодки для дыхания людей, а избыток давления стравливался за борт через трубу с невозвратным клапаном, препятствующим попаданию воды в машины в случае остановки их под водой. Для пополнения запаса сжатого воздуха на лодке имелся специальный компрессор высокого давления, сконструированный впервые в России С.И. Барановским [125].

Для погружения лодки в нижней ее части была устроена балластная цистерна, в которую из-за борта принималась вода в количестве, достаточном для погашения (почти полностью) плавучести лодки. Всплытие лодки на поверхность осуществлялось продуванием балласта сжатым воздухом. Кроме балластной цистерны, на лодке имелся прочный цилиндр с поплавковым указателем уровня воды. Вода в цилиндр принималась после заполнения балластной цистерны и погашала остаточную плавучесть лодки — прообраз уравнительной цистерны на современных подводных лодках.

Александровский впервые в России применил на своей подводной лодке магнитный компас. Чтобы исключить влияние на компас окружающего железа, изобретатель расположил прибор в носовой части корабля, изготовленной из красной меди. Здесь же, в носовой части лодки, была устроена и специальная камера для выхода водолаза в подводном положении; лодка удерживалась в это время на подводных якорях.

Роль И.Ф. Александровского в истории развития отечественного подводного плавания бесспорна. Ему удалось решить задачу постройки большой металлической подводной лодки с механическим двигателем, причем впервые была осуществлена двухвальная установка. На своей лодке Александровский впервые применил продувание водяного балласта сжатым воздухом, как это осуществляется и на современных подводных лодках.

Заслуги И.Ф. Александровского в решении многих вопросов подводного кораблестроения дополняются разработкой неуправляемого подводного снаряда, проект которого был создан им в 1865 г. Это был снаряд веретенообразной формы калибра 60 см, длиной 2 м, который мог двигаться со скоростью более 5 узлов на расстояние 760 м. Движение снаряда обеспечивала поршневая машина, работающая на сжатом воздухе. Различные модификации такого двигателя применяются в торпедах и поныне. Однако, из-за бюрократических проволочек, изготовить опытный образец торпеды И.Ф. Александровскому удалось только в 1874 г.

Поскольку Роберт Уайтхед, английский инженер, работавший в Австро-Венгрии, официально объявил о спроектированной им самодвижущейся мине, получившей название «торпеда» (от лат. torpedo — электрический скат), в 1866 г., он считается пионером создания торпеды [114]. Спустя два года был изготовлен опытный образец. Так в 1868 г. родилось первое в мире действительно подводное оружие. Появление торпеды для поражения кораблей противника на значительном расстоянии явилось крупным событием в развитии военно-морского оружия.

Проблема обеспечения длительного плавания под водой была решена с появлением электрических аккумуляторов. Первую в России подводную лодку с электрическими аккумуляторами в 1881 г. построил выдающийся инженер Степан Карлович Джевецкий, который разработал несколько вариантов подводных лодок [125].

На рис. 1.8 в качестве примера приведена схема четвертого варианта лодки с новым по тем временам источником электрической энергии — аккумулятором и электродвигателем мощностью 1 л.с. для движения как под водой, так и над водой.

Следует отметить, что он впервые в мире применил регенерацию воздуха. Для этой цели был предусмотрен воздушный насос с приводом от гребного вала, засасывавший отработанный воздух и прогонявший его через раствор едкого натрия, поглощавший углекислоту. Для поддержания постоянства состава воздуха в лодку по мере надобности подавали кислород из специального баллона.

На лодках Джевецкого имелся перископ, в конструктивном отношении более совершенный, чем на подводной лодке Шильдера. На прочном корпусе было установлено сальниковое уплотнение, которое позволяло, вращая перископ, обозревать весь горизонт.

Появление лодки Джевецкого означало новый крупный шаг вперед в развитии подводного плавания. На этой лодке вместо гребного винта и рулевого устройства был применен водометный движитель. Скорость лодки оказалась недостаточной (3 узла), и в дальнейшем от применения водометов Джевецкий отказался.

Джевецкий одним из первых оценил возможности применения нового оружия — торпед — для создания мореходных атакующих лодок большого водоизмещения. В эти годы им были изобретены оказавшиеся очень удачными наружные торпедные аппараты. Этими аппаратами Джевецкий предлагал вооружать подводные лодки своих последующих проектов.

В 1892 г. Морской Технический комитет рассматривал очередной, шестой по счету, проект С.К. Джевецкого, разработанный им при участии А.Н. Крылова. Предлагалось построить большую, вооруженную торпедами подводную лодку («надводный и подводный миноносец») водоизмещением до 120-150 т с раздельными двигателями — паровая машина 300 л.с. для надводного хода и электромотор 100 л.с. с аккумуляторами для подводного хода.

Лодка должна была иметь двойной корпус с набором между обшивками, рассчитанный на глубину погружения до 20 м. Этот проект был впоследствии признан лучшим на международном конкурсе, проводившемся во Франции в 1896 г. В дальнейшем С.К. Джевецкий разработал еще два проекта подводных лодок с единым двигателем. Один из этих проектов — лодка под названием «Почтовый».

Кроме исследований и опытов в области строительства подводных лодок, Джевецкий посвятил ряд научных работ аэродинамике. В 1892 г. он выдвинул новую теорию расчета гребного винта, сводившуюся к расчету его по элементам, причем элемент лопасти рассматривался как элемент крыла. Такой метод использован по всех последующих расчетах воздушного винта, в том числе и в вихревой теории Н.Е. Жуковского.

Любое изобретение или техническое усовершенствование может быть оценено по достоинству только при сравнении с подобными и современными ему достижениями в других странах, поэтому рассмотрим развитие подводного кораблестроения за рубежом.

В середине XIX столетия подводные лодки появились не только в России, но и в Германии, Франции и США.

О достижениях немецких изобретателей в области подводного кораблестроения можно судить по лодке баварца Вильгельма Бауэра, построенной им в Киле в 1850 г. (рис. 1.9) [121]

В США к этому времени в области подводного кораблестроения не было отмечено значительных успехов. Большой интерес к подводным лодкам проявился в период войны Севера и Юга (1862-1865). В начале войны южане обратились к изобретателям всех стран с предложением представить свои проекты подводных лодок.

Среди сравнительно удачных конструкций наибольшую известность получили лодки, построенные по проекту американского инженера Джеймса Мак-Клинтока, получившие общее название «Давиды» (рис. 1.10) [121].

17 февраля 1864 г. такая лодка поразила сильнейший корабль противника — «Хаузатоник» водоизмещением 1200 т. Это была первая победа подводной лодки.