По замыслу изобретателя, подводные минные шлюпки следовало доставлять в район боевых действий на борту быстроходных боевых кораблей (аналогично катерам Макарова в 1877-78 гг.). После спуска на воду они должны были ночью (либо в условиях плохой видимости) незаметно подходить к вражеским кораблям, стоящим на якоре (либо идущим малым ходом) и атаковать их торпедами. После этого можно было возвращаться к кораблю-носителю или же самостоятельно двигаться к ближайшему берегу.
К сожалению, все это выглядело хорошо только на бумаге. Субмарина с «человеческим мотором» могла представлять реальную угрозу для противника разве что во времена Крымской войны 1853-56 гг., максимум — в период войны с турками 1877-78 гг.
В 1904 году такой проект уже являлся анахронизмом. В этой книге он упоминается лишь как забавный курьез, свидетельствующий об извилистых путях человеческого мышления.
Девятнадцатый век вполне справедливо вошел в историю как век паровых машин. Поэтому попытки создания паровых машин, пригодных для движения судов под водой, были закономерными и неизбежными.
Глава 2. Подводные лодки с паровым двигателем
Как известно, Джеймс Уатт (James Watt; 1736–1819), механик из Глазго, создал эффективную паровую машину еще в 1774-84 гг. И уже в марте 1795 г. французский гражданин Арман Мэзьер (Armand Maiziere) обратился в якобинский Комитет Общественного Спасения с весьма необычным проектом подводной лодки. «Изюминка» заключалась в том, что он предполагал снабдить субмарину паровой машиной!
Эта машина состояла из цилиндра с поршнем, на который действовал водяной пар, получавшийся в крепко стянутом железными обручами деревянном котле, подогревавшемся от кирпичного очага. С помощью особых приводов движение поршня передавалось нескольким веслам, снабженным складывающимися лопатками (как в проекте С. де Вальмера). Эти лопатки Мэзьер сравнивал с крыльями птицы. Они должны были двигаться не по кругу, а вперед-назад.
Однако реальное применение паровой машины на подводных лодках долго откладывалось из-за ряда проблем. Главной среди них являлась проблема подачи воздуха под водой для сжигания топлива в топке парового котла. Кроме того, процесс горения сопровождался выделением тепла и токсичного угарного газа, что затрудняло пребывание экипажа в лодке. Наконец, расход топлива изменял массу подводной лодки и, соответственно, запас ее плавучести.
В связи с данными проблемами некоторые изобретатели пошли по пути создания так называемых «полупогружаемых» аппаратов, занимающих промежуточное место между подводными и надводными судами. Такое судно имело герметически закрытый корпус с возвышавшейся над ним трубой, в которой располагались каналы для поступления атмосферного воздуха к топке котла и для дыхания экипажа, а также для удаления продуктов горения. Глубина погружения ограничивалась высотой этой трубы.
Первая «настоящая» подводная лодка с паровым двигателем появилась лишь через 60 лет после предложения Мэзьера («Пирогидростат» Пайерна); немного позже было создано первое полуподводное паровое судно. Будет логичным рассмотреть эти две линии конструкторской мысли по отдельности.
«Pyrohydrostate» Пайерна (1854 г.)
Впервые оснастить подводное судно паровым двигателем удалось в 1854 году. Французский инженер Проспер Пайерн, который восемью годами раньше построил свой «Гидростат» с мускульным приводом винта, теперь создал на его основе аппарат с паровым двигателем.
Вот как сообщал об этом судне один английский журнал того времени:
«Изобретатель доктор Пайерн не только открыл средство для опускания на дно моря и работы там в течение желаемого времени, заменяя химическими реагентами поглощенный кислород. Он открыл также способ управления лодкой с помощью пара с такой же легкостью, как если бы это было на поверхности. Он может начать рейс на своей лодке из любого порта во Франции и достичь берегов Англии, идя все время в подводном положении».
Цилиндрический корпус «Пирогидростата» с овальными оконечностями был построен из железа. Он имел четыре поперечные переборки, платформы в двух отсеках и шлюзовую камеру для выхода и возвращения водолазов. Паровая машина размещалась в корме, она приводила в движение двухлопастный гребной винт. Пар для нее вырабатывали два котла. Один был обычным, он использовался для плавания на поверхности воды. Другой котел работал в подводном положении. В его герметичной топке сжигалось специальное топливо (спрессованные брикеты смеси селитры с углем), при горении выделявшее кислород. Одновременно в топку подавалась пресная вода.
Водяной пар и продукты сгорания топлива направлялись в паровую машину. Оттуда, завершив работу, они отводились за борт через невозвратный клапан, не позволявший морской воде заливать топку.
Для управления по курсу использовался вертикальный руль, а маневрирование по глубине производилось приемом воды во внутренние балластные цистерны, либо ее откачкой.
В ходе испытаний быстро выяснились недостатки конструкции. Селитра (т. е. окисел азота), соединяясь при подогреве с водой, давала азотную кислоту — чрезвычайно агрессивное вещество, разрушавшее металлические части котла и машины. Кроме того, управление процессом горения при одновременной подаче воды прямо в топку оказалось очень сложным. Отвод парогазовой смеси за борт на глубине представлял большую трудность. Ко всему прочему, пузырьки смеси не растворялись в забортной воде и демаскировали лодку на поверхности воды.
После нескольких аварий силовой установки изобретатель больше не пытался плавать под водой с помощью паровой машины, сохранив ее только для надводного хода. Далее он использовал свой «Пирогидростат» в качестве самоходного водолазного колокола. Тем не менее, в истории подводного судостроения была открыта новая страница. Впервые удалось практически применить на подводной лодке двигатель с механическим, а не ручным приводом.
Подводная мортира Нэсмита (1856 г.)
Британский инженер Джеймс Нэсмит (James Nasmyth; 1808–1890) спроектировал в 1855 г., а в следующем году построил большое деревянное подводное судно[70]. В движение его приводил гребной винт, работавший от паровой машины.
Якобы оно развило на испытаниях скорость 10 узлов (что, вообще говоря, представляется весьма сомнительным). Длина судна составляла 70 футов (21,3 м), ширина 12 футов (3,6 м), высота около 20 футов (6 м). Экипаж включал четырех человек.
На поверхность воды выступали лишь труба парового котла и верхняя часть корпуса. Чтобы обеспечить неуязвимость от вражеской артиллерии, стенки судна были сделаны очень толстыми (из тополя, который плохо горит и отличается упругостью). Сбоку и сверху их толщина составляла по 4 фута (1,22 м). Внутреннее пространство представляло собой один отсек шириной 146 см, где размещались паровой котел с машиной и три члена экипажа из четырех. Четвертый был рулевым. Он находился в рубке, устроенной в толще верхней палубы и снабженной зеркалами в куполе (с помощью которых он наблюдал за поверхностью моря), а также приспособлениями для подачи сигналов машинной команде.
70
Д. Нэсмит был шотландец, окончил Эдинбургский университет, с 1839 г. постоянно проживал в Манчестере. Он прославился как талантливый инженер-изобретатель. В 1839 г. Нэсмит создал паровой молот, получивший широчайшее применение на заводах всего мира. Позже он изобрел машину для нарезания гаек, гибкий вал для вращения малых сверл и многое другое. С 1860 г. он увлекся астрономией, в которой сделал ряд открытий.