Вследствие того, что вся информация, имевшая отношение к подводной лодке Шильдера, долгое время считалась секретной, о ней просто забыли. Свыше 100 лет эта субмарина оставалась неизвестной даже российским историкам подводного судостроения, не говоря уже о западных авторах. Именно поэтому практически все исследователи отмечали в своих публикациях длительный перерыв в создании новых субмарин после Джонсона (1820 г.), до реализации проектов Пайерна и Бауэра (1846–1850 гг.).
Тем не менее, следует восстановить историческую справедливость. Генералу Шильдеру принадлежит несомненный приоритет в следующем:
Он впервые построил металлическую боевую субмарину («ящик» Папена трудно считать подводной лодкой, скорее, это проверка гипотезы о возможности постройки судов из металла, способных плавать);
Он создал подводную мину с электрическим запалом, опередив американца Кольта на 7 лет и впервые вооружил ею подводную лодку;
Он также впервые вооружил подводную лодку пороховыми ракетами и осуществил их запуск из подводного положения;
Он впервые попытался реально применить перископ для наблюдения за водной поверхностью.
Немного упрощая проблему, можно сказать, что главную трудность для конструкторов подводных лодок вплоть до середины XIX века представляла проблема безопасного погружения и всплытия. Правда, сами они далеко не всегда это понимали.
Хорошо сказал один автор:
«Многие конструкторы прошлого времени, когда только создавались основы подводного плавания, обращали всё внимание на сравнительно второстепенные вещи, а о главном не думали. Важнейшей проблемой подводной лодки оказалось требование обеспечить ее равновесие в любое время. Если вес корабля увеличится, судно погрузится глубже, — ровно настолько, насколько увеличится вес вытесненного объема воды. И это будет продолжаться до тех пор, пока весь запас плавучести не будет исчерпан.
Что будет происходить с подводной лодкой? Пока она находится на поверхности воды в непогруженном состоянии, она ведет себя как обыкновенное судно. Но вот лодка начинает погружаться и достигает положения, когда вес ее делается равен весу воды, вытесненной всем ее объемом. С этого момента лодка действительно переходит в подводное состояние.
Но как будет обстоять дело с равновесием? Никак, потому что его не будет. Точнее говоря, это будет состояние неустойчивого равновесия. Достаточно одного килограмма (теоретически даже совсем ничтожной величины), чтобы лодка начала погружаться и, наоборот, стоит ей облегчить себя на самую малость и лодка поднимется кверху.
Вот про эту-то неустойчивость ПОДВОДНОЙ лодки в погруженном состоянии иногда забывали и, когда лодка начинала слишком быстро опускаться, слабый корпус ее не выдерживал, швы расходились, она наполнялась водой и шла ко дну».[47]
Подводя итоги первоначальному этапу подводного судостроения, занявшему примерно 200 лет (1624–1834), отметим его основные достижения:
1. Была решена проблема управляемого погружения и всплытия судна посредством трех разных способов: а) изменения дифферента; б) изменения внутреннего объема; в) заполнения и осушения балластных цистерн.
2. Были созданы средства для маневрирования по глубине (вертикальные винты и горизонтальные рули).
3. Были созданы средства подводной навигации (компас, глубиномер, наблюдательная башенка, перископ).
4. Проблему обеспечения жизнедеятельности экипажа под водой удалось решить за счет вентиляционных труб с насосами и резервуаров сжатого воздуха.
5. Произошел переход от простейших движителей (весел, гребков, водяных колес) к гребному винту.
6. Были созданы подводные лодки с металлическими корпусами.
7. Были созданы прогрессивные средства поражения надводных судов из-под воды: плавучие мины (прикрепляемые и буксируемые) и ракеты.
Разумеется, первые подводные лодки являлись весьма примитивными техническими устройствами. Их боевые возможности оставались минимальными. Тем не менее, они доказали главное: реальную возможность подводного плавания и подводной атаки надводных судов.
Однако мускульный привод движителей обеспечивал очень низкую скорость и дальность плавания под водой, малые величины полезной нагрузки. Поэтому следующей важнейшей проблемой стало создание надежного, мощного и удобного механического двигателя для подводного плавания.
Часть II. В поисках двигателя (От Проспера Пайерна до Саймона Лейка)
Начиная с середины XIX века, Европу и Америку сотрясали одна война за другой: Австро-итальянская 1848-49, Датско-прусская 1848–1850, Крымская 1853-56, Австро-итало-французская 1859, Гражданская 1861-65 в США, Первая Тихоокеанская 1864-66, Австро-итало-прусская 1866, Франкопрусская 1870-71, Русско-турецкая 1877-78, Вторая Тихоокеанская 1879–1883 и другие.
В этой связи в странах Европы и в США появилось огромное число проектов подводных лодок. Так, британское Адмиралтейство за период 1865–1900 гг. получило свыше 290 проектов; в Германии за 1861–1900 гг. были рассмотрены 182 проекта; в России за тот же период около 90. Однако подавляющую их часть предлагали люди, чрезвычайно далёкие не только от судостроения, но и вообще от каких-либо морских профессий. Как писал один автор в начале XX века, «между именами изобретателей можно найти директора департамента, химика, ветеринара, адвоката, учителя чистописания, столяра и т. п[48].»
В своем большинстве эти разработки не представляли реальной практической ценности (были на уровне курьезов), либо повторяли (в том числе спустя десятки лет) давно найденные принципиальные решения. Правда, до их практической реализации дело доходило очень редко. Поэтому нет смысла перечислять все нелепые и странные проекты, возникавшие в головах изобретателей на протяжении целого века. Далее мы будем рассматривать в основном реально созданные субмарины.
Главной проблемой подводного судостроения в XIX веке являлось создание силовых установок, надежно обеспечивавших движение субмарин в подвод ном положении. Вот что писал об этом в 1929 год знаменитый французский конструктор Максим Лобёф:
«Обращаясь взором всего только на два века на зад, мы находим в прошлом почти столько же попы ток плавания под водой, сколько и летания по воздуху. Все это — химерические проекты, в большинстве случаев — попытки, уже вперед осужденные на неизбежную неудачу, ибо для осуществления летательного аппарата, более тяжелого, чем воздух, так же как и для создания подводной лодки, требовалось прежде всего иметь подходящий двигатель.
Не желая умалять значение исследований и опытов Лилиенталя, Адера и всех их предшественников надо все же определенно признать, что авиация пере шла в область реального осуществления и смогла на чать развиваться только с того дня, когда техника су мела дать мотор внутреннего сгорания достаточно легкого веса.
Равным образом и подводное плавание вышло из периода нащупываний и единичных опытов только тогда, когда почти одновременные успехи в области постройки аккумуляторов и электромоторов дали то чего до этого времени не доставало: механический двигатель, не поглощающий кислорода, не меняющий веса на подводном ходу и не выделяющий вредных для дыхания газов».[49]
Следовательно, целесообразно осуществлять рассмотрение старинных подводных лодок не по на циональной принадлежности изобретателей, а по типам двигателей, в той последовательности, в какой они появлялись на свет.
Глава 1. Подводные лодки с мускульным двигателем
Начиная с 40-х годов XIX века, изобретатели использовали в качестве движителей своих субмарин преимущественно гребные винты. Однако для создания подходящей силовой установки им понадобилось еще полвека.
«Hydrostate» Пайерна (1846 г.)
Французский инженер Проспер-Антуан Пайерн (Prospere-Antoin Payerne; 1806–1886) свой первый погружающийся аппарат построил в 1845 году. Это был водолазный колокол, снабженный инструментами для взрывных работ и шлюзовой камерой. Морское ведомство успешно использовало его для расчистки гаваней Бреста и Шербура от подводных камней, представляющих во время отлива значительную опасность для судоходства.
Некий поклонник, господин Буэ (М. Bouet), веривший в его изобретательские способности, оказывал Пайерну щедрую финансовую поддержку. В 1846 г. они вместе построили судно длиной 35 футов (10,67 м). Оно представляло собой цилиндр, склепанный из железных листов и снабженный для прочности большим числом обручей. Спереди цилиндр оканчивался полусферической частью длиной 9,5 футов (2,9 м), сзади — плоской переборкой.
В верхней части корпуса имелись 3 ряда иллюминаторов в медных оправах, по 9 в каждом ряду. Они были сделаны из стекол, выпуклых наружу и плоских изнутри. Полусферическая переборка, обращенная выпуклостью в корму, разделяла судно на два отсека. В носовом отделении размещались водолазы, шлюзовая камера и резервуары со сжатым воздухом. В кормовом отделении, которое было несколько короче носового, находились следующие механизмы: ручной привод гребного винта, тяги двух вертикальных рулей и два ручных насоса, служивших для нагнетания воздуха, а также для выкачивания воды из балластной цистерны. В переборке между отсеками был устроен люк с крышкой на резиновой прокладке, которую герметически закрывали прижимными винтами.
Манометры показывали давление воздуха в резервуаре и глубину погружения лодки. В лодке имелся «очиститель воздуха» (регенератор) — небольшая цистерна со щелочной смесью, через которую специальным насосом прокачивали воздух, которым дышал экипаж.
Для погружения этого судна, получившего название «Гидростат», в балластную цистерну впускали воду. Чтобы всплыть на поверхность, воду выкачивали насосами. Для закрепления в нужном месте из лодки с помощью лебедки опускали на грунт прикрепленный к цепи свинцовый груз. Затем через шлюзовую камеру из лодки выходили водолазы, которым по гибким шлангам качали воздух для дыхания. Они закрепляли на объекте, подлежавшем уничтожению, взрывные заряды и возвращались через шлюз назад в лодку.
Взрыв производился электрическим способом, по проводу от гальванической батареи.
«Гидростат» предназначался для гидротехнических работ в мирное время и для уничтожения вражеских судов во время войны. В течение 12 лет он успешно применялся для подводных работ (строительство брекватера в Шербуре, расчистка гавани в Бресте, подрыв опор старых мостов в Париже и другие). Но воевать ему не пришлось.
«Ныряющие брандеры» Бауэра (1850-64 гг.)
Немецкий изобретатель Вильгельм Бауэр (Wilhelm Bauer; 1822–1875) занимает достойное место среди пионеров подводного плавания.
Он родился в Баварии, в городке Дилинген на Дунае, в юности обучался токарному ремеслу. После окончания школы в 17 лет поступил добровольцем в баварскую кавалерию, позже перешел в артиллерию герцогства Шлезвиг-Гольштейн, где получил чин капрала. В 1849 г. отставной капрал начал строить на Кильской верфи «Швеффель и Говальд» подводную лодку с железным корпусом.
Предыстория была такова. Во время датско-прусской войны 1848–1850 гг. Бауэр находился на службе в армии Шлезвига. Он был поражен теми разрушениями, которые причинил немецким прибрежным городам датский флот. Тогда ему пришла в голову мысль построить подводное судно, чтобы воспрепятствовать подобным бесчинствам. Оставив службу и все свои дела, Бауэр полностью отдался этой идее.
Сначала он никак не мог выбрать подходящую форму корпуса для своей субмарины, но в конце концов наблюдения за резвящимися в море дельфинами надоумили его взять за образец очертания, созданные самой природой. Что касается внутреннего устройства, то Бауэр сам позже сказал, что примером ему послужил «Гидростат» доктора Пайерна.
Первоначальный проект он представил министру флота Шлезвиг-Гольштейна. Тот выделил ему 30 талеров из бюджета, на которые Бауэр изготовил модель подводной лодки (70х18х29 см), приводимую в действие часовой пружиной, и продемонстрировал ее в гавани Киля. После успешного показа модели военнослужащие армии Шлезвиг-Гольштейна, а также ряд частных лиц пожертвовали ему деньги (14 тысяч талеров) на реализацию проекта. Как уже сказано, строительство осуществлялось в Киле, на верфи Швеффеля и Ховальда (Schweffel & Howaldt).
«Ныряющий брандер» (1850 г.)
Изобретатель назвал свое детище «Ныряющий брандер» (Der Brandtauscher). Эта лодка имела длину 26,5 футов (8,07 м), ширину 6,65 футов (2,02 м), высоту корпуса в средней части 10 футов (3,06 м). Водоизмещение составило 27,5 (подводное 30,5) тонн.
Форма корпуса лодки действительно напоминала дельфина: нос был тупой и овальный, корма — значительно более узкой и острой. Башенка в носовой части издали походила на голову животного. В ней помещалась голова рулевого, осуществлявшего наблюдение через четыре круглых иллюминатора. Высота лодки в этой части составляла 11,5 футов (3,51 м).
Для погружения (максимум на 30 метров) вода принималась в балластную цистерну, расположенную в трюме, для всплытия требовалось выкачать ее из цистерны за борт ручным насосом. Бауэр не использовал горизонтальные рули и вертикальный винт. Для маневрирования по глубине в диаметральной плоскости судна, в его носовой части, он разместил длинный стержень с перемещаемым по нему грузом весом 500 кг. Передвигая груз по стержню, конструктор изменял дифферент подводной лодки, и тем самым мог менять глубину погружения. Правда, такая эволюция была возможна только на ходу.
В качестве движителя использовался гребной винт, приводимый во вращение мускульной силой двух членов экипажа. Наступая ногами на большое колесо, они через зубчатую передачу вращали этот трехлопастный винт. Максимальная скорость, достигнутая во время испытаний, составила 3 узла (5,5 км/ч).
18 декабря 1850 г. «Ныряющий брандер» по рельсам спустили на воду. Обычно авторы повторяют удивительную историю, согласно которой Бауэр якобы тут же вышел из Кильской гавани и устремился в атаку на датский флот. Увидев необычное судно, датские корабли сломали строй и отступили дальше от берега. Однако на самом деле подводную лодку сначала подвергли испытаниям на мелком месте возле заводского причала. По неясной причине она затонула. Лодку подняли и I февраля 1851 г. Бауэр собрался выйти на ней в море, чтобы атаковать датчан. Кроме него, на борту лодки находились двое рабочих, кузнец Томсен и плотник Витт.
Они погрузились в воду на рейде Киля. Бауэр хотел опуститься на 10 метров. Но скользящий груз слишком быстро пошел вперед, лодка резко наклонилась вперед и устремилась вниз под углом 34 градуса. Глубина в этом месте составляла 60 футов (18,3 м). Лодка тяжело ударилась о дно и легла на левый борт. От удара сломался насос для откачки воды из балластных цистерн. В верхней части корпуса появилась трещина, через которую внутрь стала поступать вода.
Подводники пробыли на дне шесть с половиной часов. Их положение было катастрофическим, но Бауэр не потерял самообладание. С помощью гаечного ключа он «убедил» товарищей по несчастью сидеть смирно и ждать, пока лодка на три четверти заполнится водой, а внутреннее давление сравняется с забортным. Затем он открыл входной люк. Смелая попытка удалась, подводники благополучно вынырнули на поверхность среди воздушных пузырей, «как пробки от шампанского», по словам Бауэра. Тем самым они совершили первый в мире выход с затонувшей подводной лодки.