Текст книги "История подводных лодок 1624-1904"

Автор книги: Анатолий Тарас

сообщить о нарушении

Текущая страница: 18 (всего у книги 30 страниц)

Глава 5. Подводные лодки с электрическим двигателем

Идея использования электричества для движения подводных лодок была чрезвычайно заманчивой. Ее претворение в жизнь позволило бы решить важнейшую задачу обеспечения субмарин компактными, надежными и простыми двигателями, не нуждающимися в подаче воздуха и не отравляющими их внутреннее пространство.

Еще в 1834 г. немецкий физик и электротехник Мориц Герман Якоби (1801–1874) изобрел электромотор. В 1835 г. ему предложили возглавить одну из кафедр в университете Санкт-Петербурга. В этой связи он перешел в русское подданство и принял имя Борис Семенович. В Санкт-Петербурге профессор Якоби применил свой двигатель для вращения гребного колеса, установив его на небольшом баркасе. Этот баркас 13 сентября 1838 г. совершил трехчасовое плавание по Неве на глазах у многочисленных зрителей. Первый в мире судовой электромотор питался от гальванической батареи, состоявшей из 320 медных и цинковых кружочков.

Значение электромотора для подводного плавания сразу же оценил другой «русский немец», генерал Карл Шильдер. В своем рапорте военному министру он отметил:

«Остается только желать, чтобы профессор Якоби успел представить несомненными опытами возможность удобного применения электромагнетической силы для произведения двигателя хоть не более в силу 2-х или 3-х лошадей. В таком случае представилась бы возможность заменить машиною гребцов и все поныне встречаемые через них затруднения для продолжительного и в некоторых случаях безопасного плавания были бы устранены».

Однако применявшиеся тогда гальванические батареи обладали мощностью на порядок ниже той, которую Шильдер указал как желаемую. Использование относительно мощных электромоторов на подводных лодках стало возможным лишь после того, как были изобретены аккумуляторы, способные сохранять большие запасы электроэнергии.

Первые электрические аккумуляторы со свинцовыми пластинами изобрел в 1860 г. француз Гастон Плантэ (Gaston Plante). Но, помимо малой емкости, они имели ряд других недостатков, что не позволило широко применять их в военном деле. Лишь в 1884 г. французский ученый К. Фор запатентовал аккумулятор с решетчатыми свинцовыми пластинами, покрытыми суриком. Пластины, разделенные пергаментными прокладками, собирались в пакеты и заливались раствором серной кислоты. Аккумуляторы такого типа обладали значительной емкостью. Они получили широкое распространение. Именно их внедрение обеспечило возможность длительного плавания в морских глубинах.

Проект Мари-Дэви (1854 г.)

Профессор физики Мари-Дэви из университета во французском городе Монпелье впервые предложил использовать электрический мотор для вращения гребного винта сконструированной им подводной лодки. Проект реализован не был, однако его пионерский характер не требует доказательств.

Субмарина «Herault» («Эро» – по названию департамента с центром в Монпелье) имела форму сигары, но с плоской кормой, где был расположен горизонтальный руль. Перед ним, ближе к корпусу лодки, помещался 4-лопастный винт.

В носу лодки находилось трехзубое сверло для проделывания отверстий в подводной части вражеского судна, а под сверлом – вертикальный руль. Сверло тоже работало от гребного электромотора.

Схема устройства субмарины профессора Мари-Дэви. 1 – трезубец; 2 – вертикальный руль; 3 – гальваническая батарея; 4 – вентилятор; 5 – перископ; 6 – соединительная муфта между сверлом и мотором; 7 – электромотор; 8 – гребной винт, 9 – горизонтальный руль; 10 – входной люк

Сам мотор находился в задней части лодки, гальванические батареи – в передней. Конструктор надеялся достичь под водой скорость 4 узла. В верхней части корпуса находились входной люк и вентилятор с длинной трубой.

Для ориентации в обстановке на поверхности воды предназначался частично убирающийся (но не вращающийся) зеркальный перископ. Этот перископ Мари-Дэви изобрел независимо от перископа Шильдера, о котором он ничего не мог знать, т. к. проект подводной лодки русского генерала являлся секретным.

Электроход Така (1884 г.)

Американский профессор Джозия Так (Josiah H. L. Tuck) построил в Нью-Йорке первую в мире электрическую подводную лодку длиной 30 футов (9,1 метра), подводное водоизмещение которой составило около 20 тонн.

Экипаж состоял из трех человек, включая водолаза-рулевого. Лодка имела шлюз для выхода из лодки в подводном положении. Водолаз-рулевой стоял в центре лодки в специальной выгородке (шлюзе) и оттуда управлял ее движением. Водолазный костюм был надежно прикреплен к днищу этого отсека (способ Конселя). Рулевой мог передавать сигналы двум другим членам экипажа, из которых один управлял электромотором, вращавшим гребной винт, а второй качал насосом воздух рулевому. Имелся ручной привод гребного винта на случай аварии электромотора.

Водолаз-рулевой мог войти в лодку. Для этого он приседал и герметически закрывал верхний люк. Потом клапаном выравнивал давление. Шлюзовой отсек самотеком осушался в трюм, откуда воду откачивали за борт, а рулевой вылезал из костюма прямо внутрь корпуса. Для шлюзового отсека был также предусмотрен съемный колпак с иллюминаторами, позволявший стоявшему в нем рулевому обходиться без водолазного костюма.

Погружение лодки производилось посредством вертикального винта, находившегося под ее днищем в центральной части и работавшего от того же электромотора, что и горизонтальный винт. Для экстренного погружения и аварийного всплытия имелись балластные цистерны. Глубина погружения на испытаниях, происходивших в устье реки Гудзон, составила 65 футов (19,8 метра), а скорость надводного хода – 7 узлов.

Лодка имела три руля: один вертикальный за кормой и два горизонтальных по бокам. Электромотор питался от аккумуляторной батареи. Она же давала электричество лампам накаливания, освещавшим внутреннее пространство лодки.

Для освежения воздуха внутри корпуса изобретатель предусмотрел два резиновых шланга, выходящих на поверхность воды, где их поддерживали поплавки. Кроме того, внутри корпуса находились резервуары со сжатым воздухом и электрический аппарат для выработки кислорода.

Вооружение состояло из двух мин, размещенных в передней и задней части корпуса в специальных металлических гнездах. Там их удерживали электромагниты. При размыкании электрической цепи мины всплывали благодаря имевшимся у них пробковым поплавкам, но оставались соединенными с лодкой электрическим проводом. Отойдя на безопасное расстояние от цели, рулевой взрывал мины.

Электроход профессора Така. 1 – электромагниты для удержания всплывающих мин; 2 – рулевой-оператор в шлюзовой камере; 3 – вертикальный винт; 4 – балластные емкости; 5 – электромотор

Вот так электроход должен был атаковать вражеский корабль

Испытания показали, что лодка легко погружается и всплывает, хорошо слушается руля, и вообще «действует во всех отношениях удовлетворительно». Однако в отчете нет ни слова о плавании под водой.

Это не случайно. Видимо, она плохо сохраняла на ходу устойчивость по глубине. Выдвинутый из шлюзового отсека водолаз вряд ли мог совершать какие-то манипуляции на ходу лодки, равно как и управлять ею (не случайно вторая лодка Така, с паровым двигателем, была лишена этого устройства).

Всплывающие мины в 1884 г. являлись уже весьма примитивным оружием.

Электроход Джевецкого (1885 г.)

С появлением аккумуляторов С. К. Джевецкий разработал четвертый вариант своей подводной лодки с аккумулятором и электродвигателем мощностью в 1,8 л.с. В 1883 г. он предложил военно-инженерному ведомству, в чьем ведении находились все 50 лодок его третьей модели, переоборудовать две из них в электроходы.

Одну лодку он решил оснастить гребным винтом, другую – водометом. Получив одобрение начальства, Джевецкий в 1884 г. приступил к реализации своего проекта. Аккумуляторы и электромоторы должна была поставить французская фирма «Бреге». Однако она внезапно отказалась от выполнения заказа. Тогда Джевецкий сам спроектировал и изготовил нужное ему электрооборудование. Оно оказалось настолько удачным, что в 1886 г. изобретатель получил за него премию на Третьей петербургской электрической выставке.

В 1885 г. обе лодки были закончены перестройкой и испытаны на Неве в Санкт-Петербурге. При этом лодка с гребным винтом в течение 20 минут шла под водой против течения реки со скоростью 4 узла. Водометная развила ход менее 3 узлов.

На своих электроходах Джевецкий усовершенствовал прежнюю систему дифферентовки, заменив носовой и кормовой грузы одним, перемещавшимся с помощью червячного привода. Для управления по курсу он вместо поворотного винта ввел вертикальный руль. Однако оружие подводной лодки осталось прежним – всплывающие мины. Условия обитаемости тоже не улучшились.

Морской технический комитет не счел возможным принять эту лодку на вооружение флота.

Подводные лодки Губэ (1885-89 гг.)

Поражение Франции в войне с Пруссией в 1870 году похоронило развернутую при императоре Наполеоне III программу строительства большого броненосного флота. Побежденная страна, обязанная выплачивать репарации, не могла позволить себе такой роскоши. Поэтому именно в это время французы начали активные исследования в области подводного оружия.

В 1885 г. изобретатель Клод Губэ (Claude-Desire Goubet; 1838–1903) по заказу морского министерства построил небольшую подводную лодку – «Губэ-1». Он сконструировал ее по образцу подводной лодки С. К. Джевецкого второй модели.

«Goubet-1»(1885 r.)

Лодка имела в длину 5 метров, в ширину 1,7 метра, высоту в центре 1,78 метра, водоизмещение 1,45 тонны (подводное 1,8 тонны). Небольшие размеры субмарины позволили отлить ее целиком из пушечной бронзы, исключавшей коррозию. При этом толщина корпуса составила 2 дюйма (5 см), что делало его весьма прочным и абсолютно водонепроницаемым.

Подводная лодка Джевецкого образца 1881 г., переоборудованная в электроход. 1 – аккумуляторные батареи; 2 – электромотор; 3 – балластная цистерна; 4 – передвигающийся груз; 5 – цепи, передвигавшие груз по направляющей штанге; 6 – место подводника; 7 – призматический перископ Доденара; 8 – вентиляционная труба; 9 – вертикальный руль

Клод Губэ

Электрический мотор фирмы «Эдисон», работавший от аккумуляторной батареи системы Шаншиева, обеспечивал ход до 4,5 узлов на поверхности и около 3-х узлов под водой. Как и у Джевецкого, вал гребного винта был снабжен универсальным шарниром, благодаря которому винт можно было поворачивать в горизонтальной плоскости, так что он заменял собой вертикальный руль.

На случай выхода двигателя из строя лодка была снабжена веслами, приводившимися в действие изнутри лодки с помощью особых рычагов. В походном положении они отгибались вдоль бортов. Кроме того, на веслах можно было передвигаться возле вражеских кораблей, чтобы наблюдатели на палубе не услышали шум электромотора.

Погружение происходило за счет приема воды в балластную цистерну, устроенную в трюме лодки, а всплытие – откачкой ее электрическими насосами, работавшими от гребного двигателя. В случае отказа электроприводов, насосы можно было обслуживать вручную.

Лодка имела тяжелый киль, сбрасываемый в аварийной ситуации (во время одного из погружений это устройство спасло жизнь самому изобретателю).

Для того, чтобы отсоединить груз, достаточно было отвернуть гайку со стопорной шпилькой, находившуюся под руками у рулевого.

В отличие от лодок Джевецкого, где дифферентовка производилась с помощью перемещаемых постоянных грузов, Губэ предусмотрел дифферентовочные цистерны в носу и в корме. Особый механизм, состоявший из маятника и насоса, автоматически перекачивал воду из одной цистерны в другую. Как только нос лодки опускался, маятник через сцепление включал насос, начинавший откачивать воду из опустившейся носовой цистерны в поднявшуюся кормовую. Если опускалась корма, все происходило в обратном порядке.

Экипаж состоял из двух человек, размещенных в центральной части корпуса спиной друг к другу. Запас воздуха, сжатого до 50 атмосфер, позволял им оставаться под водой в течение 24 часов. Резервуары сжатого воздуха одновременно служили сидениями для членов экипажа.

Наблюдение за внешней обстановкой они вели через иллюминаторы рубки. На подходе к неприятелю рулевой должен был определить боевой курс с помощью вертикального стержня, установленного в носу лодки, и компаса, находящегося прямо перед ним. После этого следовало погрузиться настолько, чтобы рубка исчезла с поверхности воды, и дальше идти по компасу. Позже Губэ установил в крышке рубочного люка короткий неподвижный перископ.

Вооружением лодки служила мина, размещавшаяся позади наблюдательной башенки и снаряженной пироксилином. Мина была снабжена двумя резиновыми мешками, заполняемыми воздухом через каучуковую трубку непосредственно перед применением (как на лодках Джевецкого)[84]84
  Брат Губэ работал чертежником в парижской фирме «Пиа» (Piat), изготовившей по заказу Джевецкого большинство деталей для его лодки. Он снял копии со всех чертежей и передал их брату Клоду. Это был промышленный шпионаж в чистом виде!


[Закрыть]. Выпущенная под неприятельским судном мина всплывала и задерживалась у его дна благодаря шипам на своей крышке. Взрыв мины (общей массой 102 кг) осуществлялся по электрическому проводу, сматывавшемуся с вьюшки.

Из носа лодки можно было выдвигать трехметровый стержень с ножницами на конце для перерезания тросов якорных мин заграждения, противоторпедных сетей, швартовых тросов и других препятсвий.

Для передачи сообщений судам, находящимся на поверхности, Губэ использовал шары из толстого стекла. Внутрь шара помещалось письмо, после чего его вставляли в мини-шлюз с двумя лючками. Их соединял специальный механизм, устроенный таким образом, что при открытой нижней крышке шлюза верхняя была закрыта, и наоборот. Когда верхняя крышка открывалась, шар с письмом благодаря присущей ему положительной плавучести устремлялся вверх.

Испытания лодки происходили в 1885-86 гг., сначала в Париже, на Сене, а затем в Шербуре. Они выявили существенный недостаток: незначительные нарушения продольного равновесия вели к мгновенному появлению больших дифферентов, что вызывало резкое погружение или всплытие. Иначе говоря, лодка могла в любой момент «провалиться» на запредельную глубину.

Позже эту лодку, несмотря на несовершенство ее конструкции и опасность эксплуатации, купило морское ведомство Бразилии.

Подводная лодка «Губэ-1». 1 – ножницы; 2 – прожектор; 3 – штырь для ориентации по курсу; 4 – аккумуляторы; 5 – почтовая камера; 6 – резервуары сжатого воздуха; 7 – дифферентные цистерны; 8 – балластные цистерны; 9 – съемный металлический баласт; 10 – электромотор; 11 – насосы; 12 – гребной винт; 13 – плавучая мина; 14 – рукоятки весел; 15 – весла

Субмарина «Губэ-1» на «конной тяге»

«Goubet-2» (1889 г.)

После испытаний первой субмарины морской министр Франции, адмирал с «цветочным» именем Гиацинт Об (Hyacinthe Theophile Haube) заказал Губэ 12 сентября 1886 г. новую, более крупную лодку – «Губэ-2». Она была спущена на воду в мае 1889 г. в Шербуре.

От первой эта лодка отличалась не только размерами (водоизмещение надводное 4,5 тонны, подводное 5 тонн; длина 8 м, диаметр 1,85 м), но и конструктивными особенностями. Корпус ее состоял из трех частей, отлитых из бронзы толщиной от 2,5 см (в средней части) до 1,5 см (в оконечностях) и скрепленных между собой болтами, пропущенными через внутренние круговые приливы с резиновыми прокладками. К днищу был прикреплен съемный аварийный балласт весом в 1,5 тонны.

Подводная лодка «Губэ-2»

Второй особенностью являлось более мощное и совершенное вооружение. Две 355-мм торпеды Уайтхеда располагались снаружи корпуса побортно в легких каркасных устройствах. Пуск торпед производился изнутри лодки.

Мощность трамвайного электромотора фирмы «Сименс» (масса 190 кг) была 4 л.с., подводная скорость достигала 2,5–3 узлов, емкости батареи аккумуляторов фирмы «Лоран-Сели» хватало на три с половиной часа плавания с такой скоростью (19,25 миль, или 35,6 км). Батарея помещалась в нижней части корпуса.

Эту лодку Губэ тоже снабдил автоматическим маятниковым регулятором дифферента. При внезапном появлении крена на одну из оконечностей, автоматически запускался насос, перекачивающий воду из ее дифферентной цистерны в цистерну противоположной оконечности. Однако этот регулятор обладал серьезным недостатком – большой инерционностью, что нередко вызывало опасное раскачивание субмарины в продольной плоскости.

Экипаж состоял из трех человек. Командир размещался в ее центральной части, на подвижном сидении. При плавании в надводном положении он наблюдал за обстановкой через иллюминаторы башенки. При нахождении под водой использовалась телескопическая оптическая труба полной длиной 4 метра, определявшая обычную глубину погружения.

Клод Губэ выглядывает из своей лодки № 1

В носовой части находился механик, обслуживавший арматуру балластных цистерн и резервуаров со сжатым воздухом, трюмные насосы и почтовый аппарат. При выходе из строя гребного двигателя ему приходилось браться за весла, выходившие наружу через бортовые отверстия, снабженные герметичными затворами. В кормовой части помещался электротехник. В его заведовании были гребной электродвигатель, электрическая батарея, а также устройство сброса отделяемого киля.

Для дыхания экипажа в подводном положении использовался запас сжатого воздуха, рассчитанный на 15 часов пребывания под водой. Однажды Губэ вместе со своими матросами провел на дне Шербурского порта 8 часов. Тогда это было воспринято как грандиозное достижение.

Конструкция лодки оказалась довольно удачной, однако ее боевые возможности не отвечали непрерывно возраставшим требованиям военных моряков. В итоге, изобретатель продал свое детище в 1901 г. частному лицу, использовавшему лодку на Женевском озере для катания пассажиров[85]85
  Некий П. Боженко выдвинул версию, согласно которой в 1903 г. ее тайно приобрело русское Морское ведомство. Лодку якобы погрузили в Тулоне на построенный там эскадренный броненосец «Цесаревич», на борту которого она прибыла в Порт-Артур.
  Данная история представляется мне полным вымыслом. Но даже если это правда, то в боевых действиях против японского флота субмарина Губэ никакого участия не принимала.


[Закрыть].

«Goubet-З»

На основе проекта своей второй лодки Губэ сконструировал и построил в 90-е годы две подводные лодки для флота Бразилии. Они имели 10 тонн водоизмещения, сигарообразный корпус длиной 26 футов (7,92 м) и диаметром 5 футов 6 дюймов (1,67 м). Корпус состоял из трех стальных частей, изготовленных методом отливки и соединенных между собой болтами. В центре возвышалась рулевая башенка высотой всего лишь один фут (30,48 см) с входным люком сверху. По бортам были устроены два горизонтальных плавника, которые служили также кронштейнами для крепления рамочных торпедных аппаратов Джевецкого. Запас сжатого кислорода обеспечивал экипажу 15 часов пребывания под водой.

«Губэ-2» и «Губэ-1» (сзади)

Сведения об использовании этих лодок в бразильском флоте отсутствуют. Известно лишь, что они были доставлены к месту назначения и прошли там соответствующие испытания.

Кроме того, в 1902 г. в Великобритании была создана компания «British Submarine Boat», которую возглавил отставной адмирал Эдмунд Фримантл.

Спуск на воду «Губэ-2» в Шербуре

Целью компании являлось усовершенствование подводных лодок Губэ таким образом, чтобы их могли брать на палубу крупные военные корабли в качестве дополнительного вооружения. Однако из этой затеи ничего не вышло.

Небольшой запас плавучести подводных лодок Губэ (3–5 %) и плохая управляемость по глубине, улучшить которую конструктору так и не удалось, делали их опасными в эксплуатации.

Тем не менее, ряд технических усовершенствований выгодно отличал их от всех предыдущих:

Губэ первым применил цельнометаллические литые корпуса, что получило широкое распространение лишь спустя много лет.

Он использовал специальные дифферентные цистерны, размещенные в носу и в корме, без чего сейчас не обходится ни одна субмарина.

Попытался создать систему автоматического регулирования продольной остойчивости, что тоже вошло в практику значительно позже.

Внедрил на подводных лодках электродвигатели с аккумуляторными (а не гальваническими) батареями.

Впервые использовал выдвижной перископ.

«Porpoise» Уоддингтона (1886 г.)

Подводная лодка «Porpoise» («Бурый кит») была построена на верфи в городке Сайкомб (Sicomb) вблизи Ливерпуля по проекту инженера Дж. Ф. Уоддингтона (J. F. Waddington).

Сигарообразной формы, она имела длину 37 футов (11,3 м) и диаметр 6,5 футов (1,98 м) в самой широкой части. Корпус ее был построен из тонких стальных листов на прочном стальном каркасе. Две герметичные переборки разделяли корпус на три отсека. Концевые служили резервуарами сжатого воздуха, в центральном отсеке размещались все механизмы и члены экипажа.

Сверху в середине лодки находилась невысокая рубка, снабженная входным люком и иллюминаторами. Спереди к рубке был прикреплен прожектор, освещавший в подводном положении пространство перед лодкой на 50 футов (15 м). Освещение внутри корпуса обеспечивала электролампа, прикрепленная к подволоку рубки. При плавании на поверхности воды вокруг рубки можно было ставить поручни (показаны на рисунке пунктирными линиями).

Для отправки сообщений надводным кораблям Уоддингтон использовал такое же устройство, что и Губэ. В корпусе лодки перед рубкой он сделал небольшую камеру с двумя герметическими лючками – внешним и внутренним. В эту камеру помещали всплывающий буёк, внутрь которого клали письмо. Затем открывали наружный люк, после чего буёк всплывал на поверхность воды.

Электромотор мощностью 8 л.с. получал энергию от аккумуляторной батареи (45 элементов). Емкость батареи обеспечивала дальность плавания в надводном положении 60 миль на 6,5 узлах, либо 80 миль на 4 узлах. Под водой дальность плавания была значительно меньше.

Вооружение лодки включало две торпеды Уайтхеда, размещенные снаружи на кронштейнах и удерживаемые там специальными захватами. Их можно было освобождать от стопоров и запускать к цели изнутри лодки посредством особых рычагов.

Кроме торпед имелась всплывающая мина, прикрепленная позади рубки. Подрыв мины следовало производить по электрическому проводу после выпуска ее под днищем вражеского судна и отхода подводной лодки на безопасное расстояние.

Подводная лодка Уоддингтона «Porpoise». 1 – резервуары сжатого воздуха; 2 – аккумуляторные батареи; 3 – прожектор; 4 – «почтовая камера»; 5 – торпеды; 6 – кронштейны;

7 – всплывающая мина; 8 – электромотор; 9 – вертикальные винты; 10 – отделяемый балласт; 11 – балластные цистерны

Две балластные цистерны находились внутри субмарины, в районе центрального отсека. После их заполнения «Porpoise» удерживался на поверхности воды за счет небольшого запаса положительной плавучести. После начала движения и перекладки кормовых горизонтальных рулей «на погружение» осуществлялся переход в подводное положение.

Помимо горизонтальных рулей, расположенных в корме лодки, в центральной части корпуса была расположена еще одна пара таких же рулей, снабженных маятниковым регулятором, возвращающим их в плоскость горизонта при любом изменении дифферента корабля. Такое их устройство, по мнению конструктора, должно было способствовать удержанию заданной глубины погружения.

Для маневрирования по глубине без хода, в диаметральной плоскости корабля в носу и в корме имелись два вертикальные шахты, с размещенными в них четырьмя горизонтальными винтами (попарно: один винт вверху, другой внизу).

Снизу к корпусу прикреплялся балласт, сбрасываемый в случае необходимости аварийного всплытия.

Экипаж состоял из двух человек. Запас сжатого воздуха и примитивная система регенерации позволяли им находиться под водой до 6 часов.

Испытания лодки в целом прошли успешно. Однако комиссия британского Адмиралтейства пришла к выводу, что низкие показатели скорости и дальности плавания не позволяют принять ее на вооружение.