Снизу к аппарату прикреплялся балласт. Для всплытия его отделяли изнутри корпуса. Передвижение под водой происходило на веслах. На поверхности сверху корпуса можно было установить складную мачту и поднять на ней парус. Вентиляция воздуха внутри аппарата осуществлялась посредством изобретенного Папеном в 1689 г. центрифужного насоса.
Таким образом, хотя аппарат Папена был очень мал (рассчитан на одного человека), а также имел форму параллелепипеда, крайне неудобную для подводного плавания, он стал первой металлической подводной лодкой (первым металлическим судном вообще!) в истории.
Стараясь сделать свой аппарат пригодным для практического военного применения, Папен вскоре построил новый образец аппарата, рассчитанный на двух человек. Изобретатель описал его в той же книге следующим образом:
«Он представлял собой деревянный овальный чан с плоским дном и верхом, имевшим 6 футов (1,82 м) в высоту при диаметрах овала 6 и 3 фута (0,91 м). Из боковой стенки чана в плоскости большого диаметра выступала медная горизонтальная труба в 3 фута длиной, 1 фут с четвертью диаметром (38 см), поддерживаемая подпоркой, причем как эта труба, так и входное отверстие в верхней стенке закрывались герметическими крышками с винтом. В верхнюю стенку вделаны были также две трубки для обмена воздуха внутри чана посредством особого вентилятора» (упомянутый выше центрифужный насос — AT.).
На дне чана был положен балласт, поддерживавший чан в вертикальном положении и облегчавший его погружение, которое производилось впусканием воды через особую трубку с краном. Кроме того, чан был снабжен насосом, которым (по объяснению Папена) следовало нагнетать давление воздуха внутри его, чтобы туда не могла вливаться вода через два отверстия с манжетами, в которые один из двоих людей, находившихся внутри аппарата, просовывал руки, чтобы производить различные манипуляции. Медная горизонтальная труба предназначалась для размещения бурава, либо пороховой мины.
Изобретатель специально подчеркнул военное назначение своего судна, указывая, что оно «сможет проникать во вражеские порты, отыскивать там корабли и разрушать их различными способами».
Новый проект оказался более удачным. Папен вместе с одним добровольцем совершил несколько погружений в присутствии своего покровителя. Однако скорость движения аппарата оставалась недопустимо низкой. Тогда, как пишет Папен в упомянутой книге, он задумал «новое устройство весел, которое должно быть исключительно эффективным» (по типу гребков со складывающимися лопастями). Однако ландграф вскоре уехал на войну и Папену пришлось искать себе другого покровителя. К опытам с подводными лодками он больше не возвращался[8].
Правда, в 1690 г. Папен первым в мире изобрел паровую поршневую машину, у которой вода кипятилась и охлаждалась в рабочем цилиндре. А в 1708 г. он спроектировал первый в мире пароход, где 4 цилиндра с поршнями работали на два гребных колеса. Но к подводному судостроению эти замечательные изобретения не имеют никакого отношения.
«Морель» Никонова (1724 г.)
Русский плотник Ефим Никонов из подмосковного села Покровское в 1718 г. подал прошение царю Петру I (1682–1725), в котором утверждал, что «сделает он к военному случаю на неприятелей угодное судно, которым на море в тихую погоду будет из снаряду разбивать корабли хотя б десять или двадцать, и для пробы тому судну учинить образец… под потерянней живота, ежели будет неугодно».
Этот любопытный документ сохранился в архиве, но государь на него ответа не дал.
Тогда неграмотный изобретатель-самоучка в 1719 году продиктовал писцу новое прошение на имя царя-батюшки, в котором, жалуясь на притеснения и обиды «людей чиновних, дьяков и старост», вновь заявил, что может построить судно, способное идти в воде «потаенно и подбити под военный корабль под самое дно». Получив второе письмо, Петр приказал направить Никонова в Санкт-Петербург «для пробы потаенного судна Морель для хождения под водой»[9]. Царь лично беседовал с изобретателем, после чего приказал ему, «таясь от чужого глазу», построить сначала действующую модель подводного судна: «не в такую меру, которым бы в море подойтить под корабль, но ради показания и в реке испытания».
31 января 1720 г. в соответствии с распоряжением царя, Адмиралтейств-коллегия приняла решение:
«Крестьянина Ефима Никонова отослать в контору генерал-майора Головина и велеть образцовое судно делать, а что к тому надобно лесов и мастеровых людей по требованию оного крестьянина Никонова отправлять из упомянутой конторы».
Модель строили на площадке Обер-Сарваерской верфи в Санкт-Петербурге.
Работы начались в феврале 1720 г. Спустя 13 месяцев, в марте 1721 г., модель была готова. Ее испытания состоялись летом того же года, в присутствии царя Петра. Хотя они прошли далеко не удовлетворительно, Никонову было велено начать строительство «потаенного огненного судна большого корпуса» на стапеле Галерного двора (верфи) в Санкт-Петербурге.
Детального описания его проекта, равно как и чертежей, не осталось (вряд ли они вообще существовали). Известно лишь, что это было деревянное судно длиной примерно 6 метров, напоминавшее обычный морской бот, но снабженное выпуклой крышей и обитое медными обручами («для крепости»).
Подводная лодка «Морель» именовалась «огненным судном» потому, что ее вооружение состояло из нескольких «зажигательных труб», т. е. устройств, похожих по принципу действия на огнемет разового действия (типа пресловутого «греческого огня»). Сохранился документ Адмиралтейств-коллегий, в котором сказано: «В Главную артиллерию послать преморию и требовать, дабы к потаенному судну десять труб медных повелено было порохом начинить и селитрою вымазать от артиллерии…»[10]
Видимо, такую трубу (или несколько труб) предполагалось установить вдоль палубы субмарины и снабдить механизмом для подъема под углом возвышения к горизонту. Лодка скрытно подойдет к вражескому кораблю, выдвинет конец трубы на поверхность воды и подожжет его «огненным составом».
К осени 1724 г. «потаенное судно» было построено. Его испытания, проведенные в присутствии царя Петра, закончились неудачно. Оно камнем пошло на дно, ударилось о грунт и проломило днище. Петр велел изобретателю исправить повреждение и укрепить корпус судна, а также объявил, чтобы Никонову «никто конфуза в вину не ставил».
Никонов исправил повреждения, однако 25 января 1725 г. царь-новатор умер. Изобретатель лишился своего покровителя. Все же, несмотря на различные препятствия, он довел ремонт до конца. Весной 1725 года лодка вторично была спущена на воду. Но в ее корпусе опять обнаружилась течь и ее снова вытащили на берег.
8
Забегая вперед, отметим, что подводная лодка Д. Бушнелла «Черепаха», построенная спустя 84 года, в принципиальном отношении повторяла и развивала конструкцию аппаратов Д. Папена. Это не случайность. Будучи студентом Йэльского колледжа, Бушнелл изучал упомянутую выше книгу французского ученого.
10
«Материалы для истории русского флота». СПб, 1867, часть IV, с. 401.
В конце 50-х гг. XX века в Севастопольской морской библиотеке была обнаружена инструкция, составленная лично Петром Великим, о способе применения на русских фрегатах медных зажигательных труб.