Для наблюдения за внешней обстановкой из-под поверхности воды Шильдер установил в кормовой башне лодки выдвижную коленчатую медную трубу с зеркалами, расположенными в ее верхнем и нижнем коленах под углом 45 градусов к продольной оси (прообраз современного перископа). Как отмечал изобретатель, зрительная труба «дает возможность управляющему делать по временам обозрение на поверхности воды, оставляя лодку под водою, …из выдвинутой трубы, выставляя предмет меньше величины обыкновенных бананов».
В крыше носовой башни была устроена выдвижная вентиляционная труба, которой можно было пользоваться на «перископной» глубине. По расчетам, запаса воздуха в лодке должно было хватать экипажу в количестве 10 человек на 10 часов. Но испытания показали, что даже 8 человек поглотили весь кислород менее чем за 6 часов. Именно поэтому Шильдер для освежения воздуха установил воздухозаборник. Достаточно было выдвинуть эту трубу на поверхность всего лишь на 3 минуты и привести в действие центробежный вентилятор конструкции генерал-майора А. А. Саблукова (1783–1857).
Поначалу Шильдер предполагал сделать башни выдвижными, но затем отказался от этой идеи. Он убедился, что не сможет обеспечить герметичность скользящих цилиндрических поверхностей. В середине верхней части корпуса размещался еще один люк для погрузки свинцового балласта и других крупногабаритных грузов.
Для погружения и удержания лодки на заданной глубине Шильдер применил комплексную систему. Во-первых, в нижней части корпуса находились конусные ниши в виде двух воронок, обращенных раструбами к килю. В верхней части этих воронок имелись отверстия, через которые проходили канаты из сыромятной кожи. На канатах внутри воронок висели грузы, отлитые из свинца по форме воронок и полностью убирающиеся в них. Другие концы канатов были соединены внутри лодки с ручными воротами, с помощью которых можно было стравливать грузы до грунта подобно тому, как отдаются якоря на надводных судах. Общий вес двух гирь составлял 80 пудов (1280 кг). На мелком месте гири, подобно якорям, удерживали лодку на одном месте.
Во-вторых, внутри корпуса в нижней его части была устроена балластная цистерна, наполнявшаяся водой до такой степени, что у лодки с отданными грузами плавучесть погашалась почти полностью и на поверхность выступали лишь части башен. Достаточно было начать выбирать воротами отданные грузы, чтобы лодка стала погружаться под воду. Для всплытия производилось обратное действие. Забортная вода поступала в балластную цистерну через два крана, а удалялась ручным поршневым насосом.
При поднятых гирях и пустой балластной цистерне плавучесть лодки была близка к нулю и корпус ее находился в полу-погруженном состоянии, т. е. палуба была почти на уровне воды. Заполняя балластную цистерну водой и увеличивая тем самым вес лодки, можно было добиться ее дальнейшего погружения.
В качестве движителя использовались 4 особых гребка-лопатки, выполненных наподобие лап водоплавающих птиц и расположенных попарно с каждого борта. Каждый гребок состоял из двух складывающихся лопастей, вращающихся на шарнире горизонтального вала. Вал проходил сквозь обшивку корпуса. На внутренний его конец была насажена шестерня, находившаяся в сцеплении с зубчатым колесом, которое вращал рукоятью один из членов экипажа. Перемещаясь в нижней четверти круга, гребки обеспечивали передний ход. Затем их лопасти раскрывались и, загребая воду, толкали лодку вперед. При движении гребков вперед (холостой ход) их лопасти складывались, оказывая минимальное сопротивление набегающему потоку воды. Для обеспечения заднего хода требовалось вращать гребки в противоположную сторону.
По расчетам, максимальная скорость под водой могла составить 2,15 км/час. Однако испытания выявили значительно меньший КПД гребков, чем в теории. На самом деле скорость оказалась в 3,2 раза меньше, она не превышала 670 метров в час.
Вооружение лодки предназначалось для действий против деревянных парусных кораблей. В носовой части на форштевне крепился горизонтальный бушприт длиной около 2 метров, окованный железом. На него одевалась муфта с небольшим гарпуном, к муфте подвешивалась пороховая мина весом I пуд (16 кг). От нее в лодку шел провод, соединявшийся с гальванической батареей. Муфта своей тыльной частью свободно сидела на бушприте и легко соскальзывала с него при отходе лодки. Вонзив гарпун с миной в борт корабля ниже ватерлинии, подлодка давала задний ход и мина оказывалась как бы подвешенной к борту вражеского корабля. Прочность скрепления мины с атакуемым судном обеспечивалась силой соударения больших масс надводного судна и подводной лодки. Отойдя на некоторое расстояние назад, командир взрывал мину по проводу электрическим импульсом от батареи.
Кроме того, лодка имела 6 ракет Конгрева калибра 4 дюйма (102 мм) в металлических корпусах с пороховыми двигателями. Они размещались в железных направляющих трубах, по три с каждого борта. Трубы были скреплены в пакеты, соединенные с корпусом лодки подвижными стойками. Необходимый для стрельбы угол возвышения (до 10–12 градусов к линии горизонта) пакет получал за счет подъема либо опускания стойки, ближайшей к носу лодки. Чтобы предохранить ракеты от контакта с водой, в передние концы труб вставлялись пробки, прикрытые резиновыми колпаками.
При воспламенении ракет с помощью электрозапалов они выбивали пробки и летели к цели. Пуск ракет мог производиться как на поверхности воды, так и в погруженном состоянии. Лодка могла вести одиночный и залповый огонь. Значительная длина труб, достигавшая 4,5 метров, позволяла добиваться довольно высокой кучности стрельбы, сопоставимой с имевшимися тогда на кораблях гладкоствольными орудиями. При попадании зажигательные ракеты вызывали пожар на деревянном корабле.
Обязанности 10 членов экипажа распределялись следующим образом: один — на руле, четверо — на гребках, двое — при кранах и насосах, один — при гальванической батарее и проводах, один — резерв. Десятый — командир. Он находится в кормовой башне, наблюдает оттуда за поверхностью моря через иллюминаторы или перископ, отдает команды рулевому и другим членам экипажа.
При опущенных на дно гирях и при отсутствии воды в балластной цистерне верхняя палуба лодки выступала на поверхность. Для ее выхода в плавание проделывались следующие операции. На бушприт надевали муфту и к ней привязывали мину. К электрическому запалу мины присоединяли провод. В направляющие трубы закладывали ракеты, пакетам труб придавали требуемый угол возвышения, а к электрозапалам ракет подсоединяли провода. В концы труб вставляли пробки с герметичными резиновыми колпаками.
Затем в лодку влезали несколько матросов, через средний люк им подавали гальваническую батарею.
Остальные члены экипажа влезали через люки башен, которые после этого наглухо задраивали изнутри. Под тяжестью людей и снаряжения лодка погружалась настолько, что ее палуба скрывалась под водой. После этого поднимали воротами гири-якоря. Тогда лодка погружалась почти до крышек башен. Для дальнейшего погружения заполняли водой балластную цистерну.
* * *
В целях обеспечения цикла испытаний лодки была набрана команда в количестве 13 человек: одного унтер-офицера и двенадцати рядовых лейб-гвардии саперного батальона. Это были солдаты с большой выслугой лет, имевшие боевой опыт. Выбирал их сам К. А. Шильдер[44].
29 августа 1834 года подводная лодка Шильдера, взяв на борт восемь человек из этой команды, прошла первые испытания на Неве в 40 верстах вверх по течению от города, где отсутствовали посторонние лица. За испытаниями наблюдал царь Николай Первый. Лодка маневрировала под водой и оставалась в погруженном состоянии при помощи якорей.
Тогда же успешно прошли проверку ракетные установки. В частности, впервые в мире производились пуски пороховых ракет из-под воды. Даже не верится, что это было свыше 160 лет тому назад! Была показана в действии и пороховая мина.
В октябре того же года Шильдер предложил построить еще две подводные лодки. Одну для действий в море, «совершенно новой конструкции», как он сообщил в докладной записке генерал-инспектору инженерных войск, а другую малых габаритов — для подрыва мостов на реках. Ни та, ни другая не строились; утверждения об обратном являются вымыслом. Сохранился лишь эскиз малогабаритной субмарины.
Все последующие испытания подводной лодки Шильдера происходили на Кронштадтском рейде, в несколько этапов, с 1834 по 1841 гг. Результаты морских испытаний оказались неудовлетворительными. Скорость подводной лодки, как уже сказано, была крайне низкой, а «мощности» мускульного двигателя не хватало для преодоления силы течения и ветра. Ракетное вооружение на практике оказалось весьма несовершенным. Выяснилось также, что рулевой внутри лодки не способен самостоятельно выдерживать заданный ему курс. Оставался один выход: экипаж пребывал внутри субмарины, а сам генерал Шильдер «находился вне оной на палубе, погруженный в воду по грудь в одежде из непроницаемой водою ткани», в ботинках со свинцовыми подошвами и давал указания через переговорную трубу.
Вот что сказано, например, в отчете об испытании, состоявшемся 24 июня 1838 г. на северном рейде Кронштадта:
«При начале действия ветер и течение нанесли лодку на якорный канат плота, за который гребки лодки зацепились и запутались, так что для дальнейшего плавания надобно было отрубить якорный канат и лодка тронулась с места, имея гребок с правой стороны сломанным. По сей причине она получила под водою косвенный ход и с трудом могла быть направляема к выставленному впереди для подорвания двухмачтовому транспортному судну.
По отплытии 50 сажен (106,7 м) под водою воспламенены были две ракеты, которые по причине сильного волнения не могли долететь до своей цели и разорвались в волнах не в далеком расстоянии от лодки. Трубы, в которых находились ракеты, из опасения, чтобы оные не подмочило, были по распоряжению английского ракетного мастера Нассенберда закрыты герметически, отчего по выпуске пяти ракет трубы, наполнясь водою, значительно увеличили тяжесть лодки и были причиною неожиданного погружения оной. Между тем волною захлестнуло разговорную трубу и не прежде как через четверть часа после отлития воды можно было продолжать дальнейший путь.
По приближении к судну мина, находившаяся на носу лодки, притиснута была к судну удачно, самая же лодка течением была увлечена почти под киль судна, но… плывший сзади катер взял оную на буксир.
По отплытии… с помощью катера на значительное расстояние… взорвана была вышеупомянутая воткнутая в судно мина в 20 фунтов пороха и взрывом оной судно начало тонуть»[45].
Убедившись уже на первых испытаниях в том, насколько ограничены ходовые возможности лодки при использовании для передвижения ручного привода, Шильдер построил в 1836 г. для своей лодки специальную плавучую пристань. Идея была весьма рациональной: она открывала возможность удобной транспортировки лодки в заданный район действий водным путем. Бревенчатый набор плота с дощатым настилом имел позади вырез, где как в плавучем доке помещалась лодка. Легкий дощатый мостик перекрывал вырез сзади. Плот защищал лодку от волн и облегчал снаряжение ее перед плаванием. В носовой части плота находились три пусковых станка для ракет, отделенных от лодки защитным экраном из массивных досок. Таким образом, плот одновременно служил и плавбазой, и ракетной плавбатареей.
Различные попытки Шильдера усовершенствовать конструкцию лодки (в частности, снабдить ее водометным движителем с ручным приводом) оказались безуспешными.
Вот выдержка из отчета о последних испытаниях №№ 51–52, состоявшихся 24–25 сентября 1841 г. в Кронштадте, на канале Петра Великого:
«Вначале предположено было лодку погрузить в воду, приблизить вдоль канала к одному из стоявших там судов, назначенных для входа в док, воткнуть в него твердо штырь с мешком, наполненным песком, долженствовавшим представить мину и по исполнении отойти назад без штыря.
…По входе в лодку 6 человек нижних чинов с I офицером, наложили на палубу ея балласт и погрузили на такую глубину, что башни были обнаружены I футом над поверхностью воды. В таком положении лодка оставалась в продолжение всего опыта. Она спущена в ход вдоль канала и продолжала движение свое посредством действия гребков, причем генерал-адъютант Шильдер, следуя непосредственно за подводной лодкой, с катера направлял ход ея приказанием чрез разговорную трубку, укрепленную в башне лодки, класть руль по его усмотрению — вправо или влево. Движение лодки было весьма медленным и в продолжение 35 минут времени пройдя только 183 сажени (390 м) она не смогла продолжать плавания по случаю перелома стержня одного из гребков, за сим лодка прибуксирована обратно к пристани».
Специальный Комитет о подводных опытах[46] пришел к вполне обоснованному заключению (против которого был один только Шильдер):
«Удостоверившись, что лодка эта не представляет и при лучшем ее устройстве никакого ручательства к надежному употреблению ея против неприятеля, где неминуемо должна быть совершенно предоставлена собственному своему управлению, комитет положил, что бесполезно было бы продолжать испытания, которые, не обещая желаемого успеха, сопряжены со значительными издержками и опасностью для употребления при этом людей».
Военный министр, граф А. И. Чернышев (1785–1857), 8 октября 1841 г. в ответ на заключение Комитета наложил следующую резолюцию: «Высочайше повелено дальнейшие опыты над подводною лодкой прекратить и вместе с тем обратить особенное внимание на усовершенствование подводных мин и действие ракет»…
Саму лодку передали изобретателю, по его просьбе, для «партикулярных занятий с оною». Ряд лет лодка находилась возле дачи Шильдера у Петровского острова. В конце концов, не имея больше времени и средств продолжать опыты, он разобрал лодку и продал ее в виде металлолома.