Ну а строительный материал? На протяжении веков использовалось дерево. Что же касается проблемы герметичности, то к ней подошли по примеру конопатчиков королевских военных портов, которые заделывали щели с помощью кожи, пакли, животного сала и смолы. Есть основания подозревать, что такие средства передвижения были лишены всяких шансов погрузиться в море глубже чем на несколько метров. Но самое главное — то, что они могли с легкостью очутиться в таинственном Зазеркалье.
Одной из самых серьезных трудностей, встреченных этими отважными пионерами подводного плавания, оказалось дыхание в замкнутом пространстве. О составе воздуха им ничего не было известно до Джозефа Пристли, который в 1774 году ввел в науку понятие кислорода. Роль углекислого газа, выделяемого легкими после каждого вдоха, полностью была объяснена только Лавуазье, несколько позднее. Поэтому подводники захватывали с собой бочки «запасного воздуха». Говорят, что голландец Корнелий Ван Дреббель, живший в начале XVII века, изобрел «химическую жидкость», которую он помещал в свой подводный челнок, движимый гребцами, и что эта чудодейственная микстура была способна восстанавливать «воздушную квинтэссенцию»…
А как же передвигалась лодка? С помощью гребцов! Винты отсутствовали. Они появились в 1776 году на «Черепахе» Бушнелла. Эта «Черепаха», вероятно, и есть праматерь наших подводных лодок. Она, как и снаряд Борна, погружалась за счет увеличения своего веса путем заполнения водой специального резервуара. Для всплытия Бушнелл располагал вертикальным винтом, который он приводил в движение изнутри «Черепахи» с помощью рукоятки. Второй винт, также вращаемый мускульным усилием, обеспечивал горизонтальное движение. Таковы в общих чертах предки подводных лодок.
Лодка Фултона «Наутилус», появившаяся в 1798 году, знаменита принципиально новыми усовершенствованиями. Первое — насосная система для перекачки жидкого балласта, позволявшая «Наутилусу» самостоятельно погружаться и подниматься. Второе — перископ, которому, без всякого сомнения, принадлежало блестящее будущее. «Наутилус» имел еще одну особенность: он мог передвигаться на поверхности — под парусами! Его передвижение под водой по-прежнему обеспечивалось вращением гребного вала вручную. И еще одно новшество — горизонтальное перо, игравшее роль руля глубины.
Небезынтересно отметить, что первое подводное судно для доставки водолазов к месту работ было построено в 1846 году французом доктором Пайерном. На его лодке был установлен паровой двигатель.
Во время Гражданской войны в Соединенных Штатах Америки южане изобрели «Дэвиды», 15-метровые металлические сигары, огромный гребной вал которых вращали вручную несколько человек.
В числе боевых подводных лодок назовем также «Норденфельты», сконструированные шведским инженером. На них были установлены паровые машины.
Наконец мы добрались до «Жимнота» (1888 год). Главной достопримечательностью этой подводной лодки был электродвигатель. «Жимнот» при всем своем несовершенстве оказалась первой «современной» военной подводной лодкой. Ее прямые наследники бороздили воды тридцать и пятьдесят лет спустя, во время первой и второй мировых войн.
Несмотря на то, что кораблестроители последовательно улучшали технические данные этих опасных морских волков, их принципиальное устройство оставалось таким же, каким оно было во времена «Жимнота».
Эти подводные лодки, оснащенные новейшим вооружением, совершали относительно большие переходы с многочисленной командой на борту, но они были слепы и, главное, не могли погружаться на большую глубину. Не могли по двум причинам.
Причина первая: такой необходимости не ощущалось. Военным Морякам достаточно было лишь скрыться от глаз противника. Причина вторая: почти непреодолимые технические препятствия. Чтобы уйти в океан на значительную глубину, требовалось снабдить лодку средствами защиты от огромного давления, то есть очень прочным и надежным корпусом, способным выдержать большое давление, а возможности систем балластной компенсации, рассчитанных на заполнение воздухом и водой, уже были исчерпаны. Тем не менее, ученые (о промышленниках тогда еще не могло быть и речи) с давних пор стремились попасть в самые нижние слои моря.
По крайней мере полвека назад они поняли, что до конца познать подводный мир простым изучением образцов, поднятых на поверхность, нельзя. Они понимали, что находятся в положении наблюдателя, который попал в пещеру Платона. Они рисовали себе искаженный образ таинственного мира, скрытого в морских пучинах.
У. Биб и О. Бартон первыми распахнули ворота в большие глубины. Но не на подводной лодке, а в подвешенной на тросе стальной сфере с иллюминатором и прожектором, позволявшим преодолеть мрак глубин. Биб, будучи биологом, восхищался тем, что он — открыл в сумеречных глубинах. Предельная достигнутая им глубина составляла 1370 метров. Техника погружения не позволяла ему спуститься ниже. С одной стороны, дальнейшее вытравливание троса увеличило бы вес всей системы — а это было опасно. С другой стороны, трос подвергался сильному скручиванию, что также могло привести к его разрыву.
Гениальный швейцарский изобретатель Огюст Пиккар, прославившийся своими подъемами в стратосферу, изыскал средство избавиться от несущего троса. Он сконструировал батискаф.
Батискаф — это подводный дирижабль. Сердцем аппарата является стальная гондола внутренним диаметром 2 метра, где размещается экипаж из трех человек. Гондола батискафа защищает их от давления. В ней находятся также приборы навигации, поиска, контроля, связи. Они занимают приблизительно половину полезного объема. В результате для членов экипажа остается места меньше, чем в космических кораблях. Во время погружения они не имеют возможности выпрямиться, а погружение иногда длится до десяти часов.
Гондола имеет большую отрицательную плавучесть. Для того чтобы гондола не тонула, ей придается «поплавок». Таким поплавком может быть сигарообразный корпус из тонкой листовой стали, в днище которого вделана сферическая гондола. В поплавке содержится 110 тонн бензина, который выполняет роль водорода или гелия в дирижабле или воздушном шаре. Бензин, жидкость более легкая, чем вода, придает поплавку избыточную плавучесть, которая удерживает сферу на поверхности моря.
Чтобы сообщить батискафу отрицательную плавучесть, достаточно непосредственно перед погружением придать ему дополнительный вес. Утяжеление батискафа достигается за счет заполнения водой входной шахты, через которую экипаж попадает в гондолу. Во время погружения объем бензина непрерывно уменьшается за счет сжатия под действием гидростатического давления, а также за счет понижения окружающей температуры. Таким образом, подъемная сила батискафа падает с глубиной. Чтобы замедлить спуск в случае необходимости или полностью его прекратить у самого дна, сбрасывают твердый балласт — чугунную дробь, удерживаемую электромагнитными клапанами в бункерах. Приблизившись к грунту, батискаф после умелой регулировки плавучести, выполняемой пилотом, зависает в толще воды. Зажигаются наружные светильники, позволяющие вести наблюдение через иллюминаторы, и включается двигатель. На батискафе имеются три электродвигателя, установленные корпусе поплавка и не защищенные от внешнего давления; они вращают три винта — горизонтального хода, вертикального подъема и бокового упора. Источником энергии служат батареи, смонтированные под поплавком в контейнере, заполненном специальным маслом, которое уравновешивает внешнее давление. При необходимости всплытия (чаще всего решение всплыть принимается тогда, когда начинают садиться батареи) пилот снова сбрасывает балласт, батискаф делается легче и начинает вертикальный подъем к поверхности. Как только батискаф всплывает, входная шахта, которая перед погружением была заполнена водой, продувается сжатым воздухом, вытесняющим воду, люки отдраиваются и подводники выходят наружу.