Подводное кораблестроение в начале XX века

Начиная с 1900 г. в России стало развиваться профессиональное проектирование подводных кораблей. Период поиска отдельных изобретателей, на свой страх и риск пытавшихся проникнуть в глубины морей, завершился.

19 декабря 1900 г. Председатель Морского технического комитета вице-адмирал И.М. Диков и Главный инспектор кораблестроения Н.Е. Кутейников обратились в Морское министерство с предложением поручить проектирование подводных судов специальной комиссии. В ее состав вошли: старший помощник судостроителя И.Г. Бубнов, взявший на себя работы по кораблестроению, помощник старшего инженер-механика И.С. Горюнов, отвечающий за работы по механике, и лейтенант М.Н. Беклемишев, ответственный за работы по электротехнике.

22 декабря (4 января 1901 г. по новому стилю) комиссия, названная затем «Строительной комиссией», приступила к работе. Она и стала первой профессиональной проектной организацией по созданию подводных лодок в России (сегодня — Центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин»). 3 мая 1901 г. Был представлен проект первой боевой подводной лодки, называвшейся «Миноносец № 113».

Подводное водоизмещение лодки составило 124 т. В районе миделя возвышалась небольшая прочная рубка цилиндрической формы, имевшая на крыше входной люк с крышкой. Через рубку проходил перископ длиной 4,5 м.

В отличие от иностранных подводных лодок, на которых цистерны главного балласта, как правило, размещались внутри прочного корпуса, на «Миноносце № 113» их вынесли в легкие обтекаемые оконечности. Внутри же лодки оставили только среднюю, уравнительную и дифферентные цистерны. Для надводного хода использовался бензиновый двигатель, специально сконструированный для «Миноносца № 113» русским инженером Б.Г. Луцким. Проектом лодки впервые предусматривался механизм вентиляции, позволявший бензиновому мотору работать в позиционном положении при задраенном рубочном люке. По существу, он был прообразом современного устройства для работы дизеля под водой (РДП), или «Шнорхель», как его называли немецкие конструкторы.

В энергоустановку подводного хода входил электродвигатель, питавшийся от аккумуляторной батареи, установленной в носовой части подводной лодки. Гребной электродвигатель использовался и как генератор для зарядки аккумуляторов.

Управление лодкой на глубине осуществлялось носовыми, средними и кормовыми горизонтальными рулями, а по курсу — вертикальным рулем балансирного типа. Вооружение «Миноносца № 113» состояло из двух наружных торпедных аппаратов конструкции С.К. Джевецкого, управлявшихся изнутри лодки с помощью пневмопривода. Позже, в 1904 г., на лодке дополнительно установили пулемет.

Подводная лодка показала вполне хорошие мореходные качества. Она устойчиво держала заданную глубину при движении со скоростью до 5 уз, хорошо ориентировалась под перископом. На одном из переходов «Миноносец № 113», не всплывая, прошел под водой около 60 миль со средней скоростью 5,2 уз. Столь продолжительный переход под электромотором был достигнут тогда впервые в практике подводного плавания [107].

31 мая 1904 г. первая боевая подводная лодка России вступила в состав Балтийского флота. 5 июня ей было присвоено наименование «Дельфин» (рис. 1.13).

В это же время американская фирма «Голланд» строила подводные лодки как для флота США, так и для других стран. В табл. 1.2, для сравнения, приведены тактико-технические элементы русской и американской подводных лодок.

На основании опыта строительства и испытаний «Дельфина» под руководством И.Г. Бубнова была спроектирована и построена подводная лодка «Касатка».

Результатом дальнейшего усовершенствования подводных лодок типа «Касатка» стали проекты подводных лодок «Минога» и «Акула».

В 1901 г. при обсуждении вопроса об энергетической установке для ПЛ «Дельфин» инженер-механик И.С. Горюнов предложил применить на подводной лодке дизель вместо взрывопожароопасного бензинового двигателя, но ни одна из фирм не отважилась взять заказ на создание легкого и компактного дизеля заданной мощности, отвечающего требованиям подводного плавания.

Известно, ЧТО ВО Франции в 1903 г. были построены две подводные лодки, «Эгрете» и «Сигонье», спроектированные под дизель-аккумуляторную установку, но из-за отсутствия надежных дизелей они так и остались электрическими лодками. Идеи кораблестроителей явно опережали технические возможности промышленности,

В России постройку подводной лодки и разработку дизеля для нее начали одновременно, и в результате появилась первая в мире дизель-аккумуляторная подводная лодка «Минога» (рис. 1.14) [78].

К ее созданию И.Г. Бубнов, основатель отечественной школы подводного кораблестроения, приступил в период русско-японской войны. На «Миноге» впервые в практике мирового кораблестроения применили не только дизели, но и сферические концевые переборки прочного корпуса. В отличие от ранее созданных Бубновым лодок, на ней вместо решетчатых аппаратов Джевецкого установили трубчатые носовые торпедные аппараты.

Энергетическая установка лодки состояла из двух дизелей и электродвигателя постоянного тока. Для обеспечения надежного реверсирования хода лодка была оснащена винтом регулируемого шага. Такая схема была применена на всех последующих лодках конструкции И.Г. Бубнова.

Концевые цистерны главного балласта на «Миноге» размещались вне прочного корпуса. Внутри него располагались лишь две: средняя и уравнительная. Дифферентные цистерны, выполненные в виде прочных цилиндров со сферическими днищами, находились в концевых цистернах главного балласта.

11 октября 1908 г. «Минога» была спущена на воду. На ходовых испытаниях дизели сообщали лодке ход в 11 уз. В подводном положении скорость достигала 5 уз. Экономичным ходом 10 уз лодка могла пройти в надводном положении 700 миль, а в подводном положении, при скорости 3,5 узла, дальность плавания достигла 90 миль.

Проект подводной лодки «Акула» был создан И.Г. Бубновым еще в период русско-японской войны, в связи с необходимостью иметь на Дальнем Востоке лодки с большим радиусом действия, способные плавать до берегов Японии и наносить удары противнику в его портах и базах. В конструктивном отношении подводная лодка «Акула» была развитием проекта «Миноги». Она также была однокорпусной и имела то же расположение цистерн главного и вспомогательного балласта. От предыдущих лодок русского типа «Акула» отличалась увеличенным водоизмещением, что обеспечивало ей большую автономность, лучшую мореходность и возможность установки более мощного торпедного вооружения.

В следующем своем проекте — подводной лодке «Барс» (рис. 1.15) [78] Бубнов применил обводы, аналогичные обводам «Акулы», но, в отличие от нее, прочный корпус в носу и в корме оканчивался парными (двойными) сферическими переборками, между которыми посредине имелся прочный горизонтальный настил.

Пространство под настилом использовалось для хранения пресной воды, а над ним располагалась дифферентная цистерна.

Подводные лодки типа «Барс» оказались весьма удачными и составили основное ядро русского подводного флота во время первой мировой войны. Они имели самое сильное вооружение по сравнению с подводными лодками такого же водоизмещения других стран.

Проект подводной лодки «Морж» предусматривал двухкорпусную конструкцию. Главный водяной балласт размещался в шести цистернах: в носовой концевой, четырех бортовых и кормовой концевой. Дифферентные цистерны размещались в оконечностях прочного корпуса, между двумя прочными сферическими переборками, как и на подводных лодках типа «Барс».

Для улучшения мореходных качеств и живучести подводной лодки в районе рубки предусматривались палубные цистерны. Они заполнялись и осушались через шпигаты в легком корпусе выше водонепроницаемого стрингера бортовых балластных цистерн. Лодки типа «Морж» имели коробчатый киль, который использовался как осушительная магистраль для откачивания воды помпами из любой цистерны. Впоследствии это решение применялось на малых подводных лодках, строящихся во время Великой отечественной войны.

На лодках типа «Морж» прочная рубка имела два люка: нижний входной из центрального поста в рубку, и верхний для выхода из рубки на мостик. Крупным недостатком лодок типа «Барс» и «Морж» была длительность заполнения концевых цистерн главного балласта (около 3 минут).

Проект первого в мире подводного минного заградителя «Краб» (рис. 1.16) был разработан техником путей сообщения М.П. Налетовым [66].

Водоизмещение подводного минного заградителя составляло 560 тонн, скорость хода 11,0/7,5 узлов, дальность плавания 1000/22,5 мили при полных скоростях. Вооружение — 60 мин и 2 торпедных аппарата.

Мины располагались в проницаемой надстройке двумя рядами в коридорах, занимающих примерно две трети длины лодки. На боковых стенках каждого коридора находились направляющие рельсы, а в нижней части проходила конвейерная цепь, получавшая движение от приводных электродвигателей. При пуске каждого из электродвигателей конвейерная цепь данного ряда начинала перемещать все мины к кормовому срезу. Дойдя до среза кормы, мины по очереди сбрасывались в воду (рис. 1.17).

Интервал постановки зависел от скорости хода лодки и числа оборотов электродвигателя привода минного устройства. Глубина постановки назначалась с помощью специального механизма перед сбрасыванием мин. «Краб» вступил в строй в 1915 году, уже после начала Первой мировой войны, и успешно действовал на Черном море. Вслед за Россией подводные минзаги стали строить и другие страны.

Необходимо отметить еще один проект подводной лодки, созданной в это время в России. В 1907 г. была построена первая опытная подводная лодка «Почтовый» с единым двигателем. Для надводного и подводного хода использовались дизели. Воздух, необходимый для работы двигателей, хранился в 50 баллонах под давлением 200 атмосфер. Лодка имела ряд серьезных недостатков; плохая обитаемость, шумность и следность при подводном ходе, которые не могли быть преодолены техникой того времени. По этой причине идеи, заложенные в этой подводной лодке, не получили тогда дальнейшего развития.

Подводные лодки типа «АГ» (рис. 1.18), построенные по проекту фирмы «Голланд» (США), имели ряд отличий от лодок русского типа [57].

Основным отличием этих лодок от подводных лодок Бубнова была их повышенная живучесть. Прочный корпус «АГ» был разделен водонепроницаемыми переборками на пять отсеков: 1-й — торпедный; 2-й — носовой аккумуляторный; 3-й — центральный пост; 4-й — кормовой аккумуляторный; 5-й — машинный.

В трех отсеках: 1-м, 4-м и 5-м были установлены спасательные люки с внутренними удлиненными комингсами, вокруг которых можно было создавать воздушную подушку стравливанием воздуха высокого давления в отсек в случае затопления его водой. Это обеспечивало свободное всплытие экипажа с небольших глубин.

Носовые горизонтальные рули были откидными. В рабочее положение они отваливались только при переходе лодки в подводное положение. Кормовые горизонтальные рули расположены за гребным винтом, что увеличивало эффективность их работы в потоке воды, создаваемом винтом.

Всего в России за период с 1900 по 1917 гг. было построено и заложено 95 подводных лодок.

Тактико-технические элементы подводных лодок достигнутые к началу Первой мировой войны, характеризуются следующими данными:

К началу войны обеспечивается более высокая живучесть подводных лодок, возрастает прочность корпуса. Увеличивается запас плавучести, что улучшает мореходные качества в надводном положении и, в комбинации с разделением корпуса водонепроницаемыми переборками, надводную непотопляемость. Получает развитие система сжатого воздуха, давление его доводится до 180...200 атм., устанавливаются компрессоры для пополнения запасов сжатого воздуха.

И все же подводные лодки, построенные до Первой мировой войны, в силу недостатков в конструкции двигателей имели сравнительно малую скорость и дальность плавания, как в надводном, так и в подводном положениях, запас торпед ограничивался тем количеством, которое находилось в аппаратах. Средства наблюдения и связи были весьма несовершенны.

Естественно, низкие тактико-технические характеристики не позволяли использовать подводные лодки в боевых действиях на море совместно с другими силами флота и, тем более, на большом удалении от своих баз.

В связи с этим у ряда военных специалистов сложилось убеждение, что подводные лодки как боевое оружие не представляют особой ценности, в лучшем случае их можно использовать в боевых действиях, связанных с защитой своего побережья. Но от таких взглядов вскоре пришлось отказаться. Подводные лодки, даже такие несовершенные, оказались способными наносить флоту противника ощутимые удары.

20 сентября 1914 г. немецкая подводная лодка в течение часа потопила три английских броненосных крейсера («Хогг», «Абукир» и «Кресси») общим водоизмещением около 33600 т, при этом погибло 1135 человек. В период Первой мировой войны от боевых действий подводных лодок только торговый флот Антанты (союз противников Германии) потерял почти 6 тысяч судов общим водоизмещением около 14 миллионов тонн. Кроме того, всеми подводными лодками было потоплено 87 боевых кораблей, в том числе 10 линкоров, 18 крейсеров и 39 эсминцев. Погибли тысячи моряков, на дно океанов и морей были пущены миллионы тонн различных грузов.

Успешная боевая деятельность подводных лодок существенным образом повлияла на оперативно-тактические принципы морской войны, ограничила свободу действий целых флотов. Создание противолодочных охранений отвлекло для участия в них значительное количество сил, потребовало больших затрат материальных и людских ресурсов на создание противолодочной обороны (ПЛО). Боевые порядки эскадр стали громоздкими, их тактическая маневренность снизилась. Необходимость противолодочного маневрирования уменьшила скорость и дальность плавания кораблей и эскадр.

Мировая война 1914-1918 гг. стала первой войной, в которой широко применялись подводные лодки, своими успешными боевыми действиями доказавшие свое бесспорное право находиться в системе военно-морских сил. И если в начале войны их было в строю незначительное количество, то к концу подводные лодки считали уже сотнями. Только Германия построила 344 лодки, кроме того, в различных стадиях постройки на день капитуляции находилось еще 226. Всего в войне принимали участие 925 подводных лодок (по списочному составу флотов). Общие потери составили 270 подводных лодок, Германия потеряла 178. Следует отметить, что к гибели 69 лодок (26% от общего числа погибших) привели причины, не связанные с боевыми действиями [114].

Развитие сил ПЛО, большой процент потерь подводных лодок способствовали совершенствованию и самих лодок. За годы войны их основные тактико-технические элементы изменились следующим образом:

1) возросла мощность вооружения. Усиливается артиллерийское вооружение, что вызывалось стремлением к экономии торпед при атаках невооруженных торговых судов. Количество торпедных аппаратов почти не изменилось, но количество торпед возросло;

2) увеличились надводная скорость и дальность плавания. В отношении подводных скоростей и дальностей плавания наметилось две тенденции: Франция, Англия и США строили ПЛ с повышенными подводными скоростями V = 10... 11 узлов. Это требовало большого количества аккумуляторов, масса которых доходила до 20% водоизмещения. Немецкие конструкторы считали целесообразным ограничить подводную скорость 9 узлами, а за счет экономии в массе аккумуляторных батарей увеличить запасы топлива и надводную дальность плавания до 8000 миль и скорость свыше 20 узлов;

3) увеличилась до 75 метров глубина погружения;

4) сократилось до 1 минуты время погружения. Для этой цели на лодках производились соответствующие переделки в системе погружения (в частности, увеличивались размеры кингстонов и труб вентиляции цистерн главного балласта). Устанавливается цистерна быстрого погружения, приемом воды в которую можно было создать у лодки отрицательную плавучесть и ускорить ее уход на глубину, после чего вода из цистерны продувалась сжатым воздухом;

5) за все перечисленные улучшения пришлось заплатить увеличением водоизмещения, которое достигло в отдельных проектах 2000 т.

К концу Первой мировой войны определились следующие типы подводных лодок:

Эскадренные подводные лодки, предназначенные для совместных действий в составе эскадр надводных кораблей. Этот тип лодок имел водоизмещение 1100... 1200 т и обладал повышенными скоростями (20 и более узлов) и дальностями плавания экономическими скоростями в надводном положении (до 8000 миль).

Подводные лодки большого водоизмещения для операций на морских и океанских театрах на большом удалении от своих баз, водоизмещением 750...1100 т, надводной скоростью до 18 узлов и дальностью плавания до 7000 миль.

Подводные лодки среднего водоизмещения для действия на морских коммуникациях, водоизмещением 500...700 т, надводной скоростью 13... 16 узлов и дальностью плавания до 5000 миль.

Подводные лодки малого водоизмещения для действия в своих прибрежных районах, водоизмещением до 450 т, надводной скоростью до 14 узлов и дальностью плавания до 3500 миль.

Подводные минные заградители для скрытной постановки минных заграждений у берегов противника, водоизмещением 700... 1000 т, надводной скоростью до 15 узлов и дальностью плавания до 6000 миль. Кроме мин заграждения они несли также торпедное и артиллерийское вооружение. Лишь в Германии и Италии было построено несколько минзагов, имевших только минное вооружение.

Транспортные подводные лодки для доставки стратегического сырья и особо важных грузов, водоизмещением до 2000 т. К этому типу относились всего 2 подводные лодки, построенные немцами в 1916 году [122].