Возникновение и развитие подводного флота

Во второй половине XIX в. идея создания боевого подводного судна хотя и вынашивалась многими изобретателями, но еще не имела реального технического и материального базиса, на основе которого можно было бы ее осуществить. Опыты, в отдельных случаях поддержанные

морским ведомством, имели экспериментальный характер. И все же они оказали существенную пользу, когда достижения науки и техники позволили решить главную проблему - обеспечение подводного корабля системой движения под водой.

К наиболее интересным проектам того времени следует отнести проект подводного судна И. Ф. Александровского с пневматическим двигателем, построенного в 1866 г., и проект О. Б. Герна, по которому была создана миниатюрная подводная лодка с паровой машиной, предъявленная комиссии военного министерства в 1871 г.

Первоначально предложение Александровского было отвергнуто Морским ученым комитетом, зафиксировавшим свое решение в следующей форме: "Предложение его остроумное, как занятие кабинетное, не может иметь практического применения" [85]. Однако убедительные доказательства, представленные изобретателем дополнительно заставили изменить это решение, и на постройку лодки была ассигнована крупная сумма (140 тыс. руб.) с тем, однако, условием, что выплата будет производиться по частям после того, как Александровский представит на испытания готовую, выстроенную за его счет подводную лодку.

В июне 1865 г. лодка была спущена со стапеля Адмиралтейского завода и отведена для достройки в Кронштадт. Это было оригинальное плавучее сооружение водоизмещением 365 т, длиной 33 м, шириной до 4 м. В поперечном сечении оно представляло собой обращенный вершиной вверх треугольник с выпуклыми сторонами. Для движения лодки были применены два трехцилиндровых 70-сильных пневматических двигателя, работавших на гребные винты. Запас сжатого до 100 атм воздуха хранился на борту в прочных стальных баллонах. Как в надводном положении, так и под водой действовала одна и та же система энергетики.

Склепанное из толстых железных листов судно должно было выдерживать гидростатическое давление верхних слоев воды на заданной техническими условиями глубине 30 м. Элементарный подсчет показывает, что при внешней поверхности лодки Александровского, равной примерно 200 м², на глубине 30 м ее корпус будет сжимать сила в 6 тыс. т. Очевидно, вследствие недостаточной прочности при испытаниях, проведенных в Бьеркезунде в 1871 г., подводная лодка получила повреждения корпуса и затонула. Впоследствии она была поднята на поверхность, но опыты с ней прекратились.

При всех недостатках конструкции этого опытного судна нельзя не признать заслуг изобретателя. Его лодка имела систему погружения и всплытия, действие которой достигалось путем продувания балластных цистерн сжатым воздухом, вытеснявшим из них воду. Такой способ применяется и доныне. В качестве навигационного инструмента в помещении рубки, обшитой внутри медными листами, был установлен магнитный компас. Лодка не раз ходила в подводном положении, выполняя различные эволюции. Ее крупным недостатком было отсутствие горизонтальных рулей.

В подводном суденышке О. Б. Герна энергетическая установка состояла из парового котла и паровой машины мощностью 6 л. с. В надводном положении паровой котел работал при притоке атмосферного воздуха, под водой переводился на отопление скипидаром, горение которого поддерживалось сжатым воздухом из установленного на лодке резервуара. Продукты сгорания выводились за борт, вследствие чего при движении за лодкой оставался пенистый пузырчатый след.

Добиваясь усовершенствования энергетической установки, изобретатель предложил сжигать в котельной топке особый горючий состав, компонентом которого было вещество, содержащее кислород, окисляющий топливо при горении без доступа воздуха. При испытании в августе 1871 г. в присутствии специальной комиссии было произведено сжигание брикетов горючего состава "сперва в жаровне на открытом воздухе, а потом под котлом... Сжигание состава в обоих случаях убедило комиссию, что горение его происходит действительно за счет собственного кислорода и что оно идет довольно равномерно, по крайней мере не производит вспышек, могущих повредить топку или котел" [86].

Однако ни система Александровского с использованием воздушного двигателя, ни идея Терна не могли решить проблему снабжения подводного корабля энергией для движения под водой. Лишь с развитием электротехники, появлением электродвигателей и аккумуляторов эта задача была решена и возникли реальные предпосылки к созданию боевой подводной лодки.

Бубнов Иван Григорьевич (1872-1919) Корабельный инженер, основоположник строительной механики корабля, создатель первых боевых подводных лодок. С 1910 г. профессор Морской академии. Впервые выяснил все основные вопросы расчета пластин, работающих в системе корпуса судна. Ему принадлежит фундаментальный труд 'Строительная механика корабля', в то время единственный по строгой научности, оригинальности и полноте изложения. Его работы нашли широкое практическое применение при проектировании в 1908-1910 гг. линкоров типа 'Севастополь'. Работы Бубнова по теории подводного плавания и расчету прочности подводных лодок легли в основу русского подводного судостроения. Выдающуюся роль в морской войне 1914-1918 гг. сыграли спроектированные Бубновым, и построенные под его руководством подводные лодки типа 'Барс'

В 1900 г. была учреждена особая постоянная комиссия по подводному плаванию во главе с И. Г. Бубновым, которой вменялось в обязанность "устроиться для занятий и собраний в Опытовом судостроительном бассейне, в особо отведенной комнате для того, чтобы вести все дела секретно и держать под ключом и печатями все чертежи и документы" [87]. Появление двигателя внутреннего сгорания было решающей фазой на пути к осуществлению идеи создания автономного судна для плавания под водой, в котором в надводном положении этот двигатель приводил бы в движение гребные винты и обеспечивал зарядку аккумуляторов, а под водой использовалась бы электроэнергия, накопленная в аккумуляторах.

Энергичными усилиями И. Г. Бубнова и его помощников проект подводной лодки на основе изложенных принципов был разработан в минимально короткий срок, и 3 июля 1901 г. была санкционирована постройка "подводного миноносца № 113", впоследствии переименованного в подводную лодку "Дельфин" (рис. 26). Этот корабль подводным водоизмещением 124 т приводился в движение в надводном положении бензиновым двигателем внутреннего сгорания мощностью 300 л. с., построенным фирмой "Даймлер" по проекту русского инженера Б. Г. Луцкого. Под водой гребной винт вращался электродвигателем постоянного тока мощностью 120 л. с. Для зарядки аккумуляторов в надводном положении лодки использовался тот же двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, работавший в режиме генератора.

26. Подводная лодка 'Дельфин'

Удачные испытания этого корабля показали, что русские судостроительные заводы успешно могут справиться с постройкой подводных лодок. В 1904 г. Балтийский завод построил шесть подводных лодок усовершествованной конструкции Бубнова водоизмещением (подводным) 180 т. Невский завод в 1905 г. спустил на воду шесть подводных лодок, постройка которых выполнялась по проекту английской фирмы "Голланд".

Применение бензиновых двигателей на подводных лодках в отдельных случаях приводило к авариям. Не была практически отработана конструкция корпуса. В нем в процессе эксплуатации выявились отдельные дефекты. Обнаружились недостатки и в системах погружения и всплытия, а также вентиляции. Все это тщательно изучалось конструкторским бюро. По инициативе Бубнова было решено в последующих проектах применить дизели вместо двигателей легкого топлива.

Проект новой подводной лодки Бубнова был разработан с учетом выявленных ранее недостатков, и 6 сентября 1906 г. на Балтийском заводе по этому проекту заложили подводную лодку "Минога" [88]. Это была первая в истории подводного плавания лодка с двигателями, работавшими на тяжелом топливе с воспламенением от сжатия. Два дизеля для нее мощностью по 120 л. с. были построены на заводе Нобеля в Петербурге. Такие двигатели требовали тщательной отработки, и поставка их затянулась до середины 1908 г. Задержалась и готовность электродвигателя на заводе "Вольта" в Ревеле.

Оба дизеля на "Миноге" были установлены в одну линию в направлении центральной продольной оси корпуса и должны были работать синхронно на один гребной вал. С помощью фрикционных муфт двигатели соединялись друг с другом и с гребным электромотором, который с помощью кулачковой муфты связывался с гребным валом.

27. Подводная лодка 'Акула'

Следующей подводной лодкой значительно большего водоизмещения с дизелями была "Акула" (1911), также конструкции Бубнова (рис. 27). Ее подводное водоизмещение равнялось 468 т. Три дизеля по 300 л. с., работавшие автономно, каждый на свой гребной винт, сообщали этой лодке в надводном положении скорость около 11 узлов. Электродвигатель мощностью 300 л. с. был связан только со средним гребным винтом и одним из дизелей, с помощью которого и производилась зарядка аккумуляторной батареи. Для движения в подводном положении средний дизель отключался от электродвигателя.

Корпус "Акулы" был построен из легированной никелевой стали, толщина обшивки составляла 12 мм. Два носовых торпедных аппарата и два кормовых, непосредственно вмонтированных в корпус лодки, а также четыре бортовых решетчатых обеспечивали этой лодке возможность

наносить торпедные удары по крупным кораблям противника. Удачная конструкция корпуса и мореходные обводы его позволяли лодке выходить в море при волнении до 7-8 баллов и совершать дальние переходы в надводном положении.

Подводная лодка "Акула" была промежуточным звеном между первыми сериями лодок небольшого водоизмещения и лодками Бубнова типа "Барс" (рис. 28), подводное водоизмещение которых равнялось 780 т. Эти лодки строились на Балтийском заводе в Петрограде, на заводе Ноблесснера в Ревеле и на николаевском заводе "Наваль".

28. Подводная лодка типа 'Барс' перед спуском

Усилия военно-морских властей были направлены на совершенствование подводного флота, повышение тактико-технических характеристик подводных лодок, в первую очередь на увеличение скорости, глубины погружения и длительности пребывания под водой. Кроме того, изыскивались пути расширения возможностей использования подводных лодок в качестве подводных минных заградителей.

Оригинальной попыткой создания подводного минного заградителя в России является постройка подводной лодки "Краб" по проекту М. П. Налетова на николаевском заводе "Наваль". Этот корабль подводным водоизмещением 740 т был специально приспособлен для постановки мин заграждения, запас которых (60 штук) размещался в кормовой надстройке. Мины можно было ставить при движении под водой, скрытно от постов наблюдения противника. Кроме мин "Краб" имел два носовых торпедных аппарата.

Крайне важной проблемой подводного плавания было движение под водой в условиях полного отсутствия притока атмосферного воздуха. Хотя применение аккумуляторов и гребных электродвигателей частично решало эту проблему, однако необходимость периодической зарядки аккумуляторов требовала всплытия подводной лодки. Ограниченный запас электроэнергии в аккумуляторных батареях сокращал сроки пребывания под водой и препятствовал осуществлению маневров, требующих длительного движения в подводном положении с максимальной скоростью.

Уменьшали полезный объем лодок также громоздкость и большой вес аккумуляторных батарей со свинцовыми пластинами и необходимость иметь гребные электродвигатели.

Изобретатели и конструкторы работали в направлении изыскания двигателей, способных работать как в надводном, так и в подводном положении лодки. Идея "единого двигателя" будоражила умы. Одним из вариантов реализации этой идеи была постройка подводной лодки "Почтовый" по проекту инженера С. К. Джевецкого. Он в 1903 г. предложил установить на лодке бензиновый двигатель, который в подводном положении лодки мог бы работать за счет запаса сжатого до 200 атм воздуха, заключенного в 50 стальных баллонах общей емкостью 11,5м³. Автоматический детандер понижал давление воздуха при выпуске из баллонов до 18 атм, после чего воздух подогревался выхлопными газами и направлялся во вспомогательный пневматический двигатель, приводивший в действие насос, предназначенный для отсасывания выхлопных газов за борт. Отработавший в пневматической машине воздух поступал во внутренние помещения лодки и оттуда обычным путем засасывался в карбюратор двигателя, способствуя вентиляции и улучшению обитаемости лодки. Запас сжатого воздуха мог возобновляться в надводном положении лодки с помощью мотокомпрессора. Находившегося в баллонах воздуха хватало на 5 час. работы главного двигателя, что обеспечивало дальность плавания под водой до 27 миль полным шестиузловым ходом [89].

Принципиально новое решение проблемы движения под водой, предложенное Джевецким, могло бы дать более обнадеживающие результаты, если бы на "Почтовом" вместо бензиновых двигателей установить дизели. Все же лодка с единым двигателем была построена, и ее испытания показали возможность дальнейшей разработки этого направления развития подводного плавания.

Подводные лодки типа "Барс" по проекту И. Г. Бубнова строились в период 1911-1917 гг. на отечественных заводах и представляли по тем временам технически достаточно отработанную конструкцию подводного корабля. Две подводные лодки этого типа были переконструированы в подводные минные заградители, способные нести на борту по 42 якорные мины.

* * *

Русские корабельные инженеры, ученые и изобретатели внесли весомый вклад в кораблестроительную науку. Труды М. М. Окунева и Н. А. Арцеулова, огромное творческое наследие академика А. Н. Крылова и его практическая деятельность как в дореволюционный период, так и после установления Советской власти, разработка проектов подводных лодок и линейных кораблей профессором И. Г. Бубновым, руководство постройкой кораблей многими выдающимися корабельными инженерами, учениками Крылова и Бубнова, - все это говорит о талантливости русских судостроителей, о их вкладе в русское кораблестроение.