История подводных лодок 1624-1904

Эта машина состояла из цилиндра с поршнем, на который действовал водяной пар, получавшийся в крепко стянутом железными обручами деревянном котле, подогревавшемся от кирпичного очага. С помощью особых приводов движение поршня передавалось нескольким веслам, снабженным складывающимися лопатками (как в проекте С. де Вальмера). Эти лопатки Мэзьер сравнивал с крыльями птицы. Они должны были двигаться не по кругу, а вперед-назад.

Однако реальное применение паровой машины на подводных лодках долго откладывалось из-за ряда проблем. Главной среди них являлась проблема подачи воздуха под водой для сжигания топлива в топке парового котла. Кроме того, процесс горения сопровождался выделением тепла и токсичного угарного газа, что затрудняло пребывание экипажа в лодке. Наконец, расход топлива изменял массу подводной лодки и, соответственно, запас ее плавучести.

В связи с данными проблемами некоторые изобретатели пошли по пути создания так называемых «полупогружаемых» аппаратов, занимающих промежуточное место между подводными и надводными судами. Такое судно имело герметически закрытый корпус с возвышавшейся над ним трубой, в которой располагались каналы для поступления атмосферного воздуха к топке котла и для дыхания экипажа, а также для удаления продуктов горения. Глубина погружения ограничивалась высотой этой трубы.

Паровой котел конструкции Пайерна

Первая «настоящая» подводная лодка с паровым двигателем появилась лишь через 60 лет после предложения Мэзьера («Пирогидростат» Пайерна); немного позже было создано первое полуподводное паровое судно. Будет логичным рассмотреть эти две линии конструкторской мысли по отдельности.

«Pyrohydrostate» Пайерна (1854 г.)

Впервые оснастить подводное судно паровым двигателем удалось в 1854 году. Французский инженер Проспер Пайерн, который восемью годами раньше построил свой «Гидростат» с мускульным приводом винта, теперь создал на его основе аппарат с паровым двигателем.

Вот как сообщал об этом судне один английский журнал того времени:

«Изобретатель доктор Пайерн не только открыл средство для опускания на дно моря и работы там в течение желаемого времени, заменяя химическими реагентами поглощенный кислород. Он открыл также способ управления лодкой с помощью пара с такой же легкостью, как если бы это было на поверхности. Он может начать рейс на своей лодке из любого порта во Франции и достичь берегов Англии, идя все время в подводном положении».

Цилиндрический корпус «Пирогидростата» с овальными оконечностями был построен из железа. Он имел четыре поперечные переборки, платформы в двух отсеках и шлюзовую камеру для выхода и возвращения водолазов. Паровая машина размещалась в корме, она приводила в движение двухлопастный гребной винт. Пар для нее вырабатывали два котла. Один был обычным, он использовался для плавания на поверхности воды. Другой котел работал в подводном положении. В его герметичной топке сжигалось специальное топливо (спрессованные брикеты смеси селитры с углем), при горении выделявшее кислород. Одновременно в топку подавалась пресная вода.

Водяной пар и продукты сгорания топлива направлялись в паровую машину. Оттуда, завершив работу, они отводились за борт через невозвратный клапан, не позволявший морской воде заливать топку.

Схема устройства «Пирогидростата». 1 — резервуары сжатого воздуха; 2 — промежуточный отсек; 3 — рабочий отсек; 4 — шлюзовая камера; 5 — машинно-котельное отделение

Для управления по курсу использовался вертикальный руль, а маневрирование по глубине производилось приемом воды во внутренние балластные цистерны, либо ее откачкой.

В ходе испытаний быстро выяснились недостатки конструкции. Селитра (т. е. окисел азота), соединяясь при подогреве с водой, давала азотную кислоту — чрезвычайно агрессивное вещество, разрушавшее металлические части котла и машины. Кроме того, управление процессом горения при одновременной подаче воды прямо в топку оказалось очень сложным. Отвод парогазовой смеси за борт на глубине представлял большую трудность. Ко всему прочему, пузырьки смеси не растворялись в забортной воде и демаскировали лодку на поверхности воды.