Великий русский ученый-энциклопедист известен также и как инициатор полярных исследований, и как выдающийся деятель в области судостроения. Будучи консультантом Морского министерства, Дмитрий Иванович принимал деятельное участие в рассмотрении проектов подводных лодок, бронирования кораблей, в создании бездымного пороха для корабельной артиллерии.
С именем Менделеева связана постройка первого в мире линейного ледокола «Ермак». Менделеев подготовил план высокоширотной научной экспедиции, которая намечалась на 1901— 1902 гг. Один из вариантов этого плана предусматривал создание специального экспедиционного ледокола, форма и теоретический чертеж которого были разработаны Дмитрием Ивановичем.
Ученый писал в связи с идеей использования ледокола в исследовании Арктики:
«Сильный корабль и свободные части вод — вот первые средства для победы над препятствиями Ледовитого океана»[16].
Ратуя за исследование арктических морей, освоение Северного морского пути, Менделеев считал, что это будет способствовать появлению «опытных моряков, привыкших взрывать сопротивляющиеся массы, плавать под водой[17] (выделено мной. — В.Р.). Словом, писал он, «в нашем морском деле — для его успешного и верного движения вперед — лучше всего на один из первых планов поставить завоевание Ледовитого океана»[18].
«Плавать под водой!». Призыв ученого не был простым лозунгом. В менделеевском наследии есть прямые указания о том, как идею достижения Северного полюса можно осуществить, плавая под водой. В первом томе его научного архива, изданном под названием «Освоение Крайнего Севера», приведена запись, сделанная ученым в рабочей тетради 30 декабря 1901 г.: «Мысли о подводном судне». И далее даны формулы, расчеты, схемы, связанные с проектом подводной лодки для плавания подо льдом.
По мысли Дмитрия Ивановича, такой корабль, предназначенный для арктической экспедиции, должен иметь в длину 50 и в ширину — 20 м. Его объем будет в этом случае равняться 2100 м3, а, следовательно, подводное водоизмещение — 2100 т.
Напомним, что построенная в России в 1903 г. на Балтийском заводе в Петербурге одна из самых крупных тогда в мире подводная лодка «Дельфин» конструкции И.Г. Бубнова, выступившего в соавторстве с М.Н. Беклемишевым и И.С. Горюновым, имела подводное водоизмещение всего 124 т.
Дмитрий Иванович понимал, что существовавшие в то время источники энергии для работы двигателей подводных лодок не могли обеспечить им длительного подледного плавания.
Аккумуляторная батарея уже названного выше «Дельфина» по проекту была рассчитана на плавание в подводном положении на расстояние всего 28 миль. При испытаниях, правда, выяснилось, что миноносец № 150 (так называлась первоначально эта лодка при постройке) при скорости около 5 узл. все же может преодолеть под водой расстояние до 60 миль[19].
Для движения под водой Менделеев предлагал использовать пневматический двигатель. Сжатый до 800 атм воздух для работы последнего должен был находиться в металлических трубах с внутренним диаметром 2 см и внешним 3 см. Общая длина этих своеобразных резервуаров составила бы около 26 км, а общий внутренний объем — 8,04 м3. Вес сжатого воздуха равнялся бы при этом примерно 2 т. Приблизительный расчет показывает, что лодка при соблюдении строжайшей экономии своего «горючего» вряд ли смогла бы достичь подо льдом полюса. Очевидно, Дмитрий Иванович исходил из того, что во время путешествия для возобновления резерва воздуха ей все же придется всплывать в разводьях. Однако прямых указаний на этот счет в записях ученого нет.
На сохранившемся в архиве эскизе Д.И. Менделеева показано расположение центра тяжести и центра величины подводной лодки, имеющей в поперечнике корпус округлой формы, в сравнении с этими же важными точками надводного корабля. При этом показано действие льда на их корпуса, Дмитрии Иванович Менделеев отдавал себе отчет в том, что грозит лодке после всплытия во льдах при сжатии».
Думая об использовании подводной лодки для исследования полярных широт, ученый вместе с тем трезво смотрел на существо дела, понимая, что подводные корабли еще очень далеки от совершенства и непригодны для транспортировки грузов. Он очень настойчиво занимался изучением роли Северного морского пути в освоении природных богатств Заполярья. Дмитрий Иванович писал: «Подводное плавание, на которое так много стали уповать, обещая немало для удовлетворения любознательности, военных целей, почтового и пассажирского сообщения, ничего само по себе не обещает пока для передачи товаров»[20].