«Alarm» имел водоизмещение 800 тонн, а его длина составляла 53 метра (считая таран длиной 9,75 м) при ширине 8,3 метра. Из этого тарана мог выдвигаться железный шест длиной 35 футов (10,7 м), снабженный миной на своем наружном конце. Кроме шестовой мины и тарана, судно было вооружено одной 37-мм револьверной пушкой Гочкиса и четырьмя картечницами Гатлинга. Оно развивало полный ход до 10 узлов.
Приняв воду в балластные цистерны, «Alarm» сокращал высоту надводной части до 46 см. По мнению конструктора, это значительно увеличивало его защищенность от вражеского огня. Однако ни о какой скрытности столь крупного судна (извергавшего, к тому же, густой дым из трубы) не могло быть и речи. Между тем, именно скрытность — главное преимущество подводных лодок в сравнении с надводными кораблями.
Видимо, именно поэтому судно «Alarm» в 1875-85 гг. использовалось как опытное, а в 1891 г. было превращено в учебное артиллерийское судно. В 1897 г. его списали и в феврале 1898 г. продали на слом.
Британский «Полифем» (1881 г.)
В сентябре 1879 г. англичане заложили «Polyphemus», полупоподводный «таранный миноносец». В июне 1881 г. он сошел со стапеля на воду, в 1883 г. вступил в строй.
Его водоизмещение составило 2682 тонны (!), длина была 73, ширина 12, осадка 6,2 метров. Верхнюю палубу округлой формы защищала 76-мм броня.
Вооружение включало таран, 5 торпедных аппаратов калибра 355 мм (один носовой, четыре траверзных) и 6 митральез калибра 25,4 мм.
Этот бесполезный корабль находился в составе британского флота в течение 20 лет, до 1903 г.
Проект миноноски Гочкиса (1880 г.)
В 1880 г. американский инженер Бенджамин Тонкие опубликовал в Париже свой проект погружающейся миноноски.
К ее бортам были прикреплены длинные цилиндрические поплавки, наполненные пробкой. Плавучесть судна была рассчитана таким образом, что на поверхности воды оно удерживалось только этими поплавками. При подъеме их вверх поворотом специальных рычагов изнутри корпуса, миноноска должна была погрузиться в воду. Расстояние между поверхностью воды и ее верхней палубой составило бы 3 фута (91 см). Из воды при этом выступали бы рулевая башенка, дымовая и вентиляционная трубы.
Несмотря на простоту и остроумие замысла, проект реализован не был[76].
Кстати говоря, второе имя Гочкиса дореволюционные русские авторы приняли за фамилию его «соавтора». Поэтому они писали о проекте «Беркли и Гочкиса».
«Katahdin» Эммена (1893 г.)
Свою любимую идею полуподводных судов с паровыми двигателями американцы в конце-концов довели до абсурда. Видимо, опыта эксплуатации минно-таранного судна «Alarm» (1874 г.) им показалось мало. В 1891 г. было начато строительство по проекту адмирала Дэниела Эммена (Daniel Ammen) погружающегося таранного судна береговой обороны «Katahdin». В качестве образца для подражания он взял британский «Polyphemus».
В 1895 г., после нескольких месяцев испытаний, это судно подняло военный флаг. Его водоизмещение составило 2185 тонн, длина была 76,5 м (251 фут), ширина 13,23 м (43 фута 5 дюймов), высота от киля до верхней палубы 6,4 м (21 фут). Герметичные переборки разделяли корпус на несколько отсеков.
Корабль имел карапасную (изогнутую) верхнюю палубу (так называемую «whale back» — спину кита) из брони толщиной 2,5 дюйма (63,5 мм), которая утолщалась к своим краям и плавно переходила в узкий пояс толщиной 6 дюймов (152 мм), находившийся в верхней части бортов.
Главным оружием судна служил стальной таран весом 11 тонн. Шесть малокалиберных пушек на верхней палубе предназначались для защиты от вражеских миноносцев. Экипаж насчитывал 98 человек: 7 офицеров, 20 матросов, 71 кочегар и машинист.
Считалось, что наилучшей защитой корабля является вода. В обычном положении верхняя палуба возвышалась над уровнем моря на 180 см. Но при переходе в боевое положение в междудонное пространство набирали воду и тогда стык верхней палубы с бортом погружался почти на фут (30 см) ниже поверхности моря. Междудонное пространство, разделенное на 12 отсеков, могло вместить до 200 тонн воды.
Запас угля составлял 175 тонн. Его хватало на 1000 миль при ходе 10 узлов.
Что же касается скорости, то машина мощностью 4900 л.с. с большим трудом позволила развить на испытаниях 16 узлов (29,6 км/час). Нос судна поднимал такую волну, что в полный штиль оно не могло ходить быстрее 15 узлов, а в свежую погоду и того медленнее.
В общем, деньги, израсходованные на создание этого монстра, были просто выброшены в воду.
* * *
В век пара конструкторы вполне закономерно пытались использовать для движения субмарин под водой паровую машину. Выяснилось, однако, что «правом на жизнь» (да и то ограниченным) обладают только полуподводные паровые суда, такие как «Давид», «Тревога», «Дьявол с иглой», «Полифем».
Использование паровой машины в качестве двигателя единого хода в принципе оказалось возможным, но технически слишком сложным. Подводные лодки Пайерна, Герна, Гэррета-Норденфельта, Така и ряда других изобретателей убедительно это доказали.
Выход был один: комбинированная силовая установка. Но практическая реализация этой идеи стала возможной только после создания энергоемких аккумуляторов. До их появления конструкторы в принципе не могли удовлетворительно решить проблему двигателя.
Глава 3. Подводные лодки с пневматическим двигателем
«Plongeur» Брюна и Буржуа (1863 г.)
В 1862 г. во французском городе Рошфор была заложена и 16 апреля 1863 г. спущена на воду подводная лодка «Le Plongeur» (Ныряльщик). Ее проект создали инженер-кораблестроитель Шарль Брюн (Charles Brun; 1821–1897) и капитан I ранга (с 1868 г. контр-адмирал) Симон Буржуа (Simeon Bourgois; 1815–1887). Средства на строительство ассигновало морское министерство.
В том же году 8 июня начались ее испытания. Сначала они производились на реке Шаранта и в Рошфорском доке, а с февраля 1864 г. в море.
Огромная по меркам того времени железная субмарина имела надводное водоизмещение 420 тонн, а полное подводное 453,2 тонны. Ее длина составляла 42,5 метра; ширина 6 метров; высота от киля до купола рубки 4,35 метра. Экипаж насчитывал 12 человек команды и одного офицера.
Корпус имел сигарообразную форму, с несколько приплюснутой по бортам кормовой оконечностью. По всей длине он был разделен пятью водонепроницаемыми поперечными переборками на шесть отсеков. За второй от носа поперечной переборкой начинались две продольные переборки длиной 22 метра. Между ними находился коридор для людей шириной 170 см и высотой 260 см, разделенный поперечными переборками на три отсека.
В верхней палубе были устроены иллюминаторы с чечевицеобразными толстыми стеклами. Проникавший через них свет давал достаточное освещение внутри судна, когда оно находилось на поверхности воды. В подводном положении приходилось употреблять лампы.
В одной трети длины корпуса от кормы находилась наблюдательная башенка (рубка) высотой 150 см, диаметром 60 см, снабженная иллюминаторами и входным люком (второй люк был сделан в верхней части корпуса, в отсеке перед машинным отделением). Всплыв на поверхность воды (либо в позиционное положение), командир поднимался по трапу на маленькую площадку под этой башенкой и обозревал из нее горизонт. Там он имел перед собой путевой компас и переговорные трубы для передачи приказаний к рулям, к машине, к кранам продувания балластных цистерн.
Воздух, сжатый до 12 атмосфер, находился в 23 металлических (из 8-мм стали) баллонах (длиной 7,25 и диаметром 1,12 м каждый), общим объемом 117 кубометров. Пять баллонов находились во втором от носа отсеке, остальные 18 размещались в боковых отделениях трех следующих отсеков, по три с каждой стороны лодки.
В кормовом отсеке длиной 3 метра находилась пневматическая машина мощностью 80 л.с. Она состояла из двух пар цилиндров (диаметром 32 см каждый), расположенных под углом 45 градусов и действующих поочередно на один и тот же кривошип. Поступавший из баллонов воздух действовал только с нижней стороны поршней в цилиндрах. Отработав в цилиндре, он поступал внутрь лодки и служил для дыхания экипажа. Клапан в потолке центрального коридора выпускал наружу излишек воздуха, когда давление внутри судна превышало наружное давление.
Далее снаружи корпуса размещались один вертикальный и два горизонтальных руля, а также 4-лопастный гребной винт диаметром 2 метра, работавший от пневматической машины. Все рули управлялись изнутри лодки посредством ручных воротов.
«Ныряльщик» мог погружаться на глубину до 10 метров (33 фута). Его погружение осуществлялось приемом 33 тонн воды в балластные цистерны (полный объем которых составлял 56 кубометров), всплытие — продуванием их сжатым воздухом. Маневрирование по глубине осуществлялось не только при помощи горизонтальных рулей, но и благодаря двум специальным цилиндрам с поршнями, сообщающимся верхними концами с окружающим водным пространством. При перемещении поршней менялся внутренний объем цилиндров, что приводило либо к всплытию, либо к погружению (снова принцип Бэрна!).
Для экстренного всплытия в аварийной ситуации конструкторы снабдили лодку сбрасываемым грузом в виде 34 тонн балласта из старых артиллерийских снарядов (ядер). С этой целью трюм под водонепроницаемым полом коридора управления был разделен на несколько отделений, заключающих в себе балласт. Эти отделения закрывала снаружи железная дверь на шарнирах, составлявшая часть наружной обшивки. Ее удерживал особый стержень.
Если требовалось сбросить балласт, достаточно было освободить специальным рычагом (проходившим через сальник) изнутри корпуса данный стержень. Тогда балласт своим весом немедленно открывал дверь и вываливался наружу. Это мгновенно создавало подъемную силу в 34 тонны.
Для спасения экипажа предназначалась металлическая шлюпка, прикрепленная плоским дном к корпусу лодки на трех винтах. Ее длина была 8 метров, ширина 1,7 метра, высота 1,1 метра. Она могла принять все 12 членов экипажа. В оконечностях лодки находились герметически укупоренные воздушные ящики, которые заставляли ее всплывать и делали непотопляемой. Вход в это всплывающее устройство происходил через люки, устроенные в корпусе субмарины (две горловины) и в днище шлюпки (еще две горловины). Сверху его закрывала выпуклая съемная крышка.
«Ныряльщик» планировалось вооружить пороховой миной, размещенной на железном шпироне длиной 4,5 метра и диаметром 30 см. Ее подрыв должен был происходить дистанционно от гальванической батареи. Вот как описывал это оружие журнал «Морской сборник» № 4 за 1864 год:
«В шпироне „Плонжера“, имеющим вид трубы, есть пустая отдельная часть, которую можно наполнять порохом или класть в нее зажигательную бомбу, приблизившись под водой к неприятельскому судну и пробив его, это пчелиное жало остается в неприятеле, а „Плонжер“ задним ходом быстро отдаляется, выпуская электрическую проволоку. Когда он в безопасном расстоянии — производится взрыв».
Однако в действительности «Ныряльщик» никакого вооружения не имел[77]. Его носовая оконечность заканчивалась острием, но приспособлений для крепления мины там не было. Указанное описание относится к первому варианту проекта Брюна и Буржуа, оставшемуся на бумаге. Решение проблемы вооружения конструкторы отложили на тот период, когда они завершат весь цикл испытаний своей субмарины.
Испытания, проведенные в 1863-64 гг., показали неплохие мореходные качества лодки. Она развивала ход до 5-и узлов на поверхности, до 4-х узлов под водой (хотя проект предусматривал 9 узлов). Запаса сжатого воздуха хватало не более чем на 3 часа плавания под водой (максимум 12 миль).
Мировая пресса уделяла этому кораблю большое внимание, называя его то «орудием истребления», то «страшным оружием», однако в действительности боевая эффективность «Ныряльщика» оказалась весьма низкой.
Его недостатки заключались в следующем:
1) Выход наружу отработавшего воздуха в виде кипящей массы пузырьков создавал на поверхности воды весьма заметный след, ясно указывавший на присутствие подводной лодки;
2) Несмотря на то, что резервуары сжатого воздуха занимали большую часть внутреннего объема корпуса, запас воздуха мог обеспечить судну только очень небольшой район действий при незначительной скорости;
3) Вооружение в виде шестовой мины являлось слишком слабым, трудно применимым и опасным для самого подводного судна;
4) На ходу лодка не держала заданную глубину погружения (дело в том, что эффективность действия горизонтальных рулей примерно пропорциональна квадрату скорости; на малых скоростях они не обеспечивают удержание лодки на заданной глубине).
Среди различных новинок, примененных Брюном и Буржуа, особо следует отметить продувание водяного балласта сжатым воздухом для всплытия. Именно этот способ к концу XIX века стал основным на всех подводных лодках мира и употребляется до сих пор. Кроме того, перспективной была идея спасательного аппарата, отделяемого от корпуса и всплывающего на поверхность.
В дальнейшем архитектура «Ныряльщика» послужила образцом для Густава Зедэ, когда он проектировал свой «Угорь» с электромотором.
В июне 1867 г. «Ныряльщик» был превращен в наливную баржу. В этом качестве он служил 70 лет, настолько прочным был его корпус. Лишь в мае 1937 года он пошел на слом.
Подводная лодка Александровского (1865 г.)
Иван Федорович Александровский (1817–1894) родился в Митаве (ныне латвийская Елгава) в семье таможенного чиновника, выходца из Белоруссии. С детства увлекался живописью и механикой. После окончания митавского технического училища Александровский переехал в Санкт-Петербург, где в качестве «вольнослушателя» посещал занятия в Академии художеств. В 1837 г. Академия присвоила ему звание «неклассного художника», после чего он начал работать учителем рисования и черчения в гимназии.
В том же году французский изобретатель Луи-Жак Дагер (Luis-Jaques Daguerre; 1787–1851) изобрел первый практически пригодный способ фотографии, вошедший в историю под названием «дагеротипия». Она быстро стала модной.