История возникновения подводного плавания

История возникновения

Существует бесчисленное множество проектов и легенд, связанных с идеей подводного плавания, но здесь будут упомянуты в основном лишь практически осуществленные проекты.

Первыми сумели реализовать идею подводного судна англичане Уильям Брун (1580 г.) и Магнус Петилиус (1605 г.). Однако их сооружения нельзя было считать судами, так как они не могли передвигаться под водой, а лишь погружались и всплывали наподобие водолазного колокола.

Первое достоверное известие о создании подводного судна относится к началу XVII века.

Голландский физик Корнелиус Дреббель (1572 – 1633 гг.), обосновавшийся при дворе английского короля Якова I., первым построил судно, способное погружаться под воду на глубину около 4 метров и двигаться в подводном положении. Свой первый экспериментальный аппарат он создал в 1620 г. После него он построил еще 2 значительно больших подводных аппарата. Широкую известность получил аппарат Дреббеля, на котором в 1624 г. король Яков совершил плавание под водами реки Темзы. К сожалению, каких-либо чертежей или описаний своих судов этот великий голландец нам не оставил. Однако первые письменные свидетельства о подводных аппаратах Дреббеля появились еще при его жизни -в 1625 г. и в 1631 г. 
Вот, что говорилось в публикации 1625 г. “Люди, которые плавали под водой на этом судне, изобретенном замечательным нидерландским гением Корнелиусом Дреббелем и сконструированным в Лондоне (Англия), где корабль можно было увидеть даже и сейчас, торжественно клялись мне, что в то время, как на поверхности реки бушевал шторм, они, находившиеся глубоко под водой, не испытывали никаких затруднений. 
На судне могли находиться 24 человека, 8 из которых гребли, а остальные оставались в своих маленьких каютах; отсутствие воздуха на протяжении 24 часов не доставляло им страданий, и они довольствовались тем воздухом, что был заключен в малом сосуде; по истечении этого срока они поднимались на поверхность, сняв верхнюю крышку судна и оставив его открытым на некоторое время, запасались свежим воздухом, после чего, закрыв судно крышкой, могли погрузиться в воду столь глубоко, сколь желал капитан – даже на глубину 50 морских саженей. Но вот что удивит вас в большей степени: они вели судно по компасу и знали, где находятся, а судно с большой легкостью перемещалось посредством весел”.

Имеется также письменное свидетельство, что глубина погружения подводного аппарата Дреббеля определялась с помощью ртутного барометра. Более того, на основании свидетельств его современников и ученых следующего поколения можно с высокой степенью достоверности утверждать, что он научился получать кислород путем теплового разложения селитры и тем самым освежать воздух в своем аппарате в подводном положении. 
Аппарат Дреббеля был построен из дерева, усиленного снаружи железными полосами и покрыт сильно натянутыми бычьими шкурами, пропитанными жиром. Прорези для весел имели водонепроницаемые кожаные манжеты. Погружение и всплытие осуществлялось заполнением и опорожнением кожаных мехов. В качестве движителя изобретатель применял шест, которым отталкивались от речного дна, находясь внутри судна. На таком необычном корабле, который считался в те годы чудом кораблестроительного искусства и в течение целых 10 лет совершала путешествия по реке Темзе английская придворная знать между Гринвичем и Вестминстером (в Лондоне).

Итак, можно отметить следующие выдающиеся достижения Корнелиуса ван Дреббеля в подводном плавании: 
1. Он построил первый самоходный подводный аппарат. 
2. Впервые он использовал для ориентирования компас. 
3. Он первым применил глубиномер для определения степени погружения под воду. 
4. Он впервые применил аппарат для регенерации воздуха внутри аппарата. 
5. Он первым высказал идею военного применения подводных судов.

Судно из металла

Идея постройки судов из металла возникла очень давно, и впервые она была высказана применительно к подводному кораблестроению. Произошло это в год смерти Дреббеля (1633 г.), когда вышла в свет небольшая книга французских монахов Марена Мерсенна (1588 – 1648 гг.) и Жоржа Фурнье под названием “Технологические, физические, нравственные и математические проблемы”. В ней они рекомендовали изготовлять корпус подводного судна из меди и выполнять его в форме рыбы с заостренными оконечностями, чтобы судно могло двигаться по тому или другому направлению, не разворачиваясь. 
Мерсенн и Фурнье также первыми высказали идею применения оптической системы для рассматривания предметов, находящихся на поверхности на небольшом расстоянии от лодки, идущей в подводном положении. Так появилась идея современного перископа. (В этом предложении нет ничего удивительного, ведь камера-обскура была известна еще Аристотелю). После предложения Мерсенна и Фурнье проходит чуть более полувека и в Германии в 1691 г. французский физик Дени Папен (1647 – 1712 гг.) построил подводное судно из железа, по форме напоминающее большую кастрюлю. Он описал свой аппарат в книге “Собрание различных рассуждений, касающихся некоторых машин”, изданной в Кесселе в 1695 г. 
Аппарат представлял собой “Прямоугольное судно, изготовленное из жести и имевшее в высоту 1,76 м ,в длину 1,68 м и в ширину 0,76 м. Все стенки судна были укреплены очень прочными железными прутьями… Наверху имелось отверстие… такого размера, что через него свободно проникал в судно человек, который затем мог точно закрыть отверстие крышкой, крепившейся болтами… Имелись другие отверстия в глубине судна для весел; именно через эти отверстия можно было прийти в соприкосновение с вражеским кораблем и разрушить его каким-либо способом”. Последняя фраза свидетельствует о том, что Папен первым реализовал идею Дреббеля о военном применении подводных судов, этот француз первым попытался создать некий прообраз того, что мы сегодня считаем подводной лодкой. Ведь подводной лодкой, как известно, называется такой военный корабль, который может плавать на поверхности воды, быстро погружаться под воду и плыть на глубине. Прошло всего 29 лет после постройки французом Папеном первой в мире боевой подводной лодки, а в России в 1721 г. спускается на воду первое российское подводное судно, причем сразу же военного назначения.

В российском флоте созданием подводного судна для нападения на корабли противника впервые занялся уроженец подмосковного села Покровское-Рубцово Ефим Никонов. Не имевший технического образования, он, тем не менее, хорошо ознакомился с постройкой кораблей, работая плотником на верфи. В конце 1718 г. Никонов подал челобитную царю Петру I, сообщая, что сделает “к военному случаю на неприятелей угодное судно, которым на море в тихое время будет из снаряду забивать корабли, хотя бы 10 или 12 или для пробы тому судну учинит образец, сколько на нем будет пушек”. Петр I со свойственной ему энергией поддержал безвестного изобретателя, поручив его заботам Адмиралтейств-коллегии, приказал приступить к работе. В августе 1720 г. в Петербурге на галерном дворе тайно без лишней огласки была заложена первая в мире подводная лодка. К сожалению, чертежей ее обнаружить не удалось. Есть сведения, что она имела длину 6 м и ширину около 2 м.

Первую модель “потаенного судна” по проекту Е.Никонова, заложенную в марте 1720 г. на Галерном дворе Санкт-Петербурга, построили под руководством автора в течение года. Летом 1721 г. она успешно прошла испытания, в том числе и в присутствии самого Петра I. Подробных сведений о размерах и устройстве лодки не сохранилось. Наиболее вероятно, что она имела круговые (бочкообразные) обводы корпуса, строилась из дерева, скрепленного железными обручами, и обшивалась кожей. Движителем служили весла. Система погружения и всплытия состояла из “водяного ящика” – прообраза современных балластных цистерн, ручной помпы, жестяных труб и 10 оловянных пластин. Через эти пластины, в каждой из которых просверлили по 500 отверстий минимального диаметра, в “водяной ящик” поступала забортная вода.

Вторую модель – более крупное так называемое “огненное судно” Е.Никонов строил 3 года. Осенью 1724 г. в присутствии царя и царской свиты лодка была спущена на воду, но при этом она ударилась о дно и повредила себе днище. С большим трудом ее удалось вытащить из воды и спасти самого Никонова. Петр I велел укрепить корпус лодки железными обручами, приободрил изобретателя и предупредил своих чиновников, чтобы тому “никто конфуз в вину не ставил”.

Наконец, третье “потаенное судно” (или переделанное второе) народный умелец построил в 1725 – 1726 гг. уже по приказу Екатерины I. В отличие от предыдущих модель обшивалась не сырой, а тщательно выделанной кожей. Варианты вооружения подводных судов Никонова включали пушки обычного тогда типа, “огненные трубы” (для метания зажигательной смеси на близкое расстояние). “инструменты” для разрушения корпуса вражеских кораблей, причем для применения последних изобретатель предлагал выход водолаза через шлюзовую камеру. Из приведенных данных видно, что работа Е.Никонова была богата новыми идеями, которые значительно опережали уровень техники начала XVIII века. Естественно, в таких условиях неудачу, сопряженную с затратой 400 рублей казенных денег, талантливому самоучке поставили в вину, сослав его в 1728 г. в отдаленный Астраханский порт.

Паровое подводное судно

Первыми, предложившими использовать силу пара для движения судов по воде, были знаменитый итальянец Леонардо да Винчи (ок. 1500 г.) и француз Соломон де Ко (1615 г.). Идея же применения паровой силы для движения подводных судов значительно моложе. Впервые ее выдвинул в 1795 г. француз Арман Мезьер. Он представил проект парового подводного судна, двигавшегося с помощью машущих весел, устроенных наподобие крыльев птицы. 
Весла приводились в движение особыми приводами от паровой машины и служили не только для поступательного движения лодки, но и для ее погружения. Паровая машина состояла из цилиндра с

поршнем, на который действовал пар, образующийся в котле.

В 1773 г. (почти через 50 лет после Никонова) в США была построена первая ПЛ, изобрел которую Дэвид Башнелл. В самом деле: все 4 требования, которым должна удовлетворять ПЛ – погружение-всплытие, передвижение, снабжение экипажа воздухом и способность нести наступательное оружие – были выполнены испытателем с исчерпывающей для тех времен полнотой. Корпус лодки представлял собой бочку из дубовых досок, стянутых железными обручами и проконопаченных просмоленной пенькой. 

В  верхней части корпуса размещалась небольшая медная башенка с герметическим люком и окошками (иллюминаторами), через которые командир мог наблюдать за обстановкой под водой. В нижней части корпуса размещалась цистерна, в которую для погружения впускали забортную воду. При всплытии вода из цистерны откачивалась помпой. Кроме того, при необходимости можно было сбросить легко отсоединяемый от корпуса свинцовый груз. Через крышу башенки были пропущены две трубки, снабженные клапанами. Через одну вентилятор подавал в лодку свежий воздух, через другую выбрасывал наружу насыщенный углекислотой. Передвижение лодки и управление ею по курсу осуществлялось с помощью весел. Оружие – пороховая мина, начиненная 45 кг пороха, с часовым механизмом (она прикреплялась к корпусу вражеского судна с помощью бурава). Внешним видом лодка напоминала черепаху, что нашло отражение и в ее название “Тётл” (“Черепаха”). 
В 1776 г. во время войны с Англией за независимость “Тётл” пытались использовать. 6 сентября “Тётл”, управляемая сержантом Эзрой Ли, сделала попытку прорвать британскую блокаду порта Бостон. Объектом атаки стал британский 64-пушечный фрегат “Игл”. Но атака не удалась. Корпус фрегата был обшит медными листами, против которых бурав был бессилен.

Из отечественных конструкторов первой половины XIX века лучший проект железной ПЛ с цилиндрическим корпусом представил царю Николаю I в 1829 г. “политический преступник К.Г.Чарновсикй. Проект остался неосуществленным, зато сохранились собственноручные чертежи изобретателя, сделанные в 1825 г. Известна также первая в мире цельнометаллическая подводная лодка русского изобретателя К. А. Шильдера, движителем которой служили гребные устройства, повторяющие форму утиной лапы. С этой подлодки, испытанной в 1834 году, был впервые осуществлён успешный подводный запуск ракет . Идея боевого применения подводного судна была популяризирована в романе Жюля Верна «20 тысяч лье под водой», написанном в 1870 году. В романе описывается подводная лодка «Наутилус», которая таранит и уничтожает надводные корабли, используя металлический «бивень», располагающийся на носу лодки. Ни о каких прототипах торпед или иного оружия в романе речи не шло. В романе «Таинственный остров» пиратское судно атакуется и топится морской миной, заложенной капитаном Немо. Влияние романа «20 тысяч лье под водой» на умы было столь сильно, что первую атомную подводную лодку назвали в честь «Наутилуса» Жюля Верна. Кроме того, «Наутилус» в «20 тысяч лье под водой» широко применяется в научно-исследовательских целях.

Боевое применение  подводной лодки.

Первая подводная лодка, с успехом применённая в вооружённых действиях, была создана в США Хорасом Л. Ханли во время Гражданской войны во флотеКонфедерации и была названа H. L. Hunley. Погружение осуществлялось заполнением двух балластных цистернна носу и корме, которые для всплытия продувались ручными помпами, а для срочного всплытия сбрасывался железный балласт, закреплённый на днище. Гребной винт вращался при помощи коленчатого вала семью матросами. Управлялась лодка командиром с отдельного места. Вооружение состояло из мины, закреплённой на длинном деревянном шесте на носу лодки. Наблюдение, вход и выход экипажа из лодки осуществлялись через две небольшие башенки.

17 февраля 1864 года «Ханли» потопила винтовой шлюп северян USS Housatonic, однако и сама погибла вскоре после взрыва, тем не менее доказав возможность боевого применения субмарин. Таким образом, H. L. Hunley — первая в мире подводная лодка, потопившая надводный корабль, шлюп USS Housatonic — первый в мире корабль, потопленный субмариной, погибшие на нём — первые жертвы подводной атаки, а утонувший экипаж Hunley — первые погибшие в бою подводники. Дата 17 февраля 1864 года — день боевого крещения подводного флота.

Первая российская субмарина конструктора Ивана Александровского была построена на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге в 1866 году. В 1878 году в Одессе была испытана первая подводная лодка конструкции инженера Джевецкого.[22].

После того, как во время катания императора Александра III и императрицы Марии Фёдоровны на Серебряном озере в Гатчине Джевецкий всплыл на своей лодке у царской шлюпки и преподнёс императрице букет любимых ею орхидей, император повелел в 1880—1882 годах построить по проекту Джевецкого пятьдесят небольших подводных лодок,[23], которые предназначались для обороны морских крепостей. Морская подводная лодка или торпедная лодка «Жимнот» (фр. gymnote — угорь) была спущена на воду Францией в 1887.

В конце XIX века появились лодки с электрической силовой установкой, затем с бензиновой и дизельной для надводного плавания и с электрической для подводного. Впервые подводные лодки были применены в русско-японской войне. Экипажи их набирались на добровольной основе из числа офицеров и матросов надводных кораблей. До 1906 года подводные лодки за отсутствием специальных разработок по тактике и стратегии ведения подводной войны числились миноносцами.

Первая мировая война

В мае 1899 года на международной конференции в Гааге Россия при поддержке таких стран, какГермания, Франция, Италия, Япония и США, предприняла попытку ограничить создание подводного оружия, которая была сорвана Великобританией. Во время Первой мировой войны появились подводные лодки с дизельным двигателем для движения на поверхности, и электрическим для движения под водой. К дизельному двигателю подключали генератор, который производил электричество для подзарядки батарей.