ИЗ ГЛУБИНЫ ВЕКОВ И ВОД

Сергей Леонидович Мальчиков

 

"Пройдя через дверь в переборке, мы очутились в зале, где капитан Немо…  установил машины, приводящие "Наутилус" в движение.

Ярко освещенный зал делился на две части. В первой стояли элементы, вырабатывающие электрическую энергию, во второй - машины, вращающие винт корабля…

Как видите, - сказал капитан Немо, - я пользуюсь элементами Бунзена, а не Румкорфа. Они не дали бы мне нужной мощности. Батарей Бунзена у меня немного, но зато каждая очень сильна. Выработанное батареями электричество передается в противоположный конец зала, воздействует там на огромные электромоторы, которые через сложную систему трансмиссий сообщают вращательное движение гребному валу. Диаметр этого вала - шестьдесят сантиметров, длина - семь с половиной метров. Несмотря на эти большие размеры, скорость вращения вала доходит до ста двадцати оборотов в секунду. Скорость развивается до пятидесяти миль в час".

Так известный французский писатель Жюль Верн в своем фантастическом романе "Двадцать тысяч лье под водой", вышедшем в 1870 г., описывает машинное отделение подводной лодки "Наутилус". В жизни все происходило по-другому. Как человек осваивал морские глубины можно узнать, приподняв завесу времени.

Заглянув в древнюю историю человечества, мы увидим, что для передвижения по водной поверхности сначала применялись бревна. В дальнейшем их стали связывать в плоты. Позднее люди научились строить лодки и простейшие суда, что позволило приступить к освоению морей и океанов. При этом люди во все времена мечтали заглянуть в таинственные морские глубины. Однако возможности проникновения в морскую пучину долгое время ограничивались запасом воздуха в легких ныряльщиков и длиной дыхательных трубок. Прошло не одно столетие, прежде чем люди сумели создать первые специальные средства для погружений под воду.

Первыми из них были водолазные колокола. Еще в 450 г. до нашей эры древнегреческий историк Геродот упоминал о подводном колоколе, с помощью которого его современники, облаченные в специальные костюмы, могли спускаться на дно моря и рек. Другой древнегреческий ученый Аристотель отмечал, что в 332 году до нашей эры во время шестимесячной осады финикийского города Тира Александр Македонский спустился на дно моря в водолазном колоколе. В своей книге "Проблематика" Аристотель сообщал о таких колоколах, точнее - небольших котлах, успешно использованных водолазами Александра. Он писал: "Примерно то же относится и к водолазам, которые обеспечивают себе дыхание, спуская котел. Этот последний не наполняется водой, а задерживает воздух. Напряжением силы котел опускается вниз точно вертикально, ибо, как лишь прямое направление отклонено только на немного, вода начинает проникать внутрь". В одном из своих сочинений, датированном 35 годом до нашей эры, Плутарх упоминает о левантийских водолазах. В III веке нашей эры отряд византийских ныряльщиков с помощью водолазных колоколов осуществил первую подводную атаку на римскую галерную эскадру императора Септимия Севера, блокировавшую столицу Византии. Это событие описал Дионисий Кассий.

В труде Франческо де Марчи "Военная архитектура" дано описание водолазного колокола, построенного Гульельмо де Лорено в 30-е годы ХVI века. Колокол имел цилиндрическую форму и был снабжен стеклянными иллюминаторами. Он держался на плечах водолаза при помощи двух опор. Лорено на целый час погружался на дно озера Неми для поиска затонувших галер Калигулы. В 1538 г. в испанском городе Толедо состоялось представление двух греческих акробатов, которые демонстрировали погружение на дно реки в водолазном колоколе. При этом один акробат держал в руке горящую свечу. К изумлению публики, когда водолазы выходили из воды, в руках одного из них продолжала гореть свеча. Достоверных сведений об устройстве этого аппарата не сохранилось.

Первые водолазные колокола были сделаны из дерева. Они имели форму открытого снизу большого ящика, либо бочки, внутри которых была устроена платформа для водолазов. Когда происходило погружение, в колокол снизу поступала вода, сжимавшая воздух до установления состояния равновесия. Запас воздуха в колоколе лимитировал время погружения. Подобный колокол в 1663 г. был применен для подъема 50 орудий с затонувшего у берегов Швеции фрегата "Ваза". Для увеличения времени пребывания под водой английский астроном Галлей в 1717 г. предложил использовать дополнительные резервуары с воздухом, а удаление отработанного воздуха производить через специальный клапан, установленный в корпусе колокола. Вместе с четырьмя водолазами ученый спустился в колоколе на глубину 18 м и пробыл под водой полтора часа. В дальнейшем водолазным колоколам стали придавать форму усеченного конуса. И в наше время усовершенствованные водолазные колокола применяются для строительства подводных сооружений, океанологических и спасательных работ. Водолазные колокола просты и надежны, а главными их недостатками являются невозможность свободного передвижения под водой и ограниченная глубина погружения.

Желание человека свободно передвигаться в морских глубинах привело к идее создания подводного корабля. В средневековом германском эпосе "Салман и Моролф", записанном в 1190 г., мы находим первое письменное упоминание о подводной лодке. В числе приключений главного героя описывается бегство Моролфа морем от царя язычников Фора. Герой соорудил кожаную лодку и погрузился в ней на дно моря, чтобы спастись от преследования дюжины вражеских галер. На морском дне он пробыл около двух недель. Все это время Моролф дышал воздухом с поверхности через длинную трубку.

Английский философ и естествоиспытатель, монах-францисканец Роджер Бэкон (Roger Bacon, 1214-1292) в 1270 г. закончил работу над книгой под названием "Послание брата Рогериса Бакониса о тайных действиях искусства и природы и ничтожестве магии". В этой книге, в частности, автор писал, что "могут быть сделаны машины для передвижения в морях и реках и даже по дну без всякой опасности".

В отдельных источниках имеются сведения о том, что в 1465 г. немецкий изобретатель Кейзер заявил об изобретении лодки, способной погружаться в реки или озера и плавать там на некоторой глубине. О сути изобретения информации не сохранилось.

В книге итальянского военного инженера Роберто Вальтурио (Roberto Valturio, 1413-1483) "Военное искусство" (Del Arte Militare), изданной в 1472 г., помещено изображение подводной лодки для скрытного форсирования озер и рек. Судно имело форму цилиндра с заостренными носом и кормой и могло разбираться на три части. Лодка приводилась в движение двумя четырехлопастными гребками, расположенными вертикально в нижней части корабля на коленчатых валах, которые вращали вручную изнутри корпуса. Некоторые исследователи считают, что на рисунке изображена лодка Кейзера.

В 1502 г. проект подводной лодки создает Леонардо да Винчи. Лодка имела овальную форму с рубкой, в которой располагался входной люк. Однако изобретатель уничтожил рисунок лодки. Он писал: "Изобретенный мной метод работы человека под водой я не стану ни разглашать, ни публиковать. К этому решению я пришел, слишком хорошо зная натуру людей. Уверен, что мои открытия были бы использованы во зло, для убийства и потопления кораблей со всеми, кто находится у них на борту. Да, люди настолько злобны, что готовы были бы убивать друг друга даже и на дне морском".

Приоритет в создании подводных лодок приписывается запорожским и донским казакам. Французский философ Фурнье, посетивший в конце XVI века Константинополь, писал: "Здесь мне рассказывали совершенно необыкновенные истории о нападении северных славян на турецкие города и крепости, - они являлись неожиданно, они поднимались прямо со дна моря и повергали в ужас всех береговых жителей и воинов. Мне и раньше рассказывали, будто славянские воины переплывают море под водой, но я почитал рассказы выдумкой. А теперь я лично говорил с теми людьми, которые были свидетелями подводных набегов славян на турецкие берега".

В 1827 г. в Санкт-Петербурге была издана книга французского историка Монжери "О подводном мореплавании и войне". В этом труде, в частности, говорится: "Многие писатели XIII столетия, основываясь на некоторых сомнительных свидетельствах, утверждают, что Александр Македонский плавал на каком-то подводном судне. По крайней мере, нет сомнения в том, что такого рода суда были употребляемы в Европе в XIII веке. В конце XVI и последующих столетиях украинцы часто избегали от преследования турецких галер с помощью больших подводных лодок". Говоря о записках Фурнье, Монжери писал: "…запорожские казаки пользовались гребными судами, способными погружаться в воду, покрывать в погруженном состоянии большие расстояния, а затем уходить в обратный рейс под парусами". Он предполагал, что славяне пользовались челнами с герметичной палубой и обшитыми кожей. Над палубой возвышалось подобие рубки, в которой находился командир, наблюдавший за горизонтом и управлявший судном. При движении в надводном и полупогруженном состоянии через рубку поступал воздух. В погруженном состоянии эти челны могли двигаться под водой при помощи весел. В местах прохода весел через борт герметичность обеспечивали кожаные манжеты. Однако, по мнению специалистов, славяне при необходимости просто переворачивали свои челны вверх дном, превращая их таким образом в подобие водолазных колоколов.

В 1578 г. англичанин Уильям Боурн (William Bourn, 1535-1583), бывший артиллерист британского флота, изложил принципы создания управляемого подводного корабля, имеющего постоянный объем. После выхода в отставку он стал содержателем гостиницы, а на досуге занимался научными изысканиями. Его перу принадлежат около 10 книг по вопросам артиллерии, навигации, морских приборов и технических устройств. В одной из них, имевшей название "Изобретения или устройства, совершенно необходимые для всех Генералов и Капитанов или Предводителей людей как на море, так и на земле", впервые были изложены основные положения теории подводного плавания. Так, в "18-м устройстве" он писал: "Возможно построить судно или шлюпку, которая могла бы идти под воду до дна, потом вернуться также на поверхность по вашему усмотрению. В своей книге под заглавием "Сокровище путешественников" я объявил, что всякий предмет, который тонет сам собою, тяжелее равного ему объема воды, а если он  легче этого объема, то он всплывает и появляется на поверхности согласно соотношению весов. Итак, как оказалось, что это верно, то всякая находящаяся в воде масса или тело, имеющее всегда тот же самый вес, каков бы ни был его объем, если его можно по желанию увеличить или уменьшить, может, если вы захотите, всплывать или тонуть по вашему выбору.

Для получения этого результата надо, чтобы бока, которые увеличивают или уменьшают объем аппарата, были кожаные и чтобы внутри них были винты, способные растягивать и сжимать их. Чтобы заставить аппарат потонуть, надо будет с помощью винтов втянуть стенки внутрь, чтобы уменьшить объем, а чтобы заставить его всплыть, раздвинуть стенки винтами наружу, чтобы увеличить объем аппарата, и он всплывает соразмерно с тем количеством, какое останется погруженным в воду.

…делайте так: у построенной для этой цели баржи должна быть хорошая масса балласта на дне и поверх этого балласта (возможно ниже) должна быть очень плотная палуба, такая, чтобы через нее не могла проникнуть вода. Затем точно так же должна быть на достаточной высоте вторая палуба. Сделав все это, просверлите в обоих боках между этими палубами много сквозных дыр.

После этого сделайте щиты такого же размера, как бок палубы, один для одного бока и второй для другого, столь плотно пригнанные, чтобы под них нельзя было проникнуть. Затем возьмите кожу в достаточном количестве и прибейте гвоздями столь герметично, чтобы не могла просачиваться вода, и такого размера, чтобы щит можно было прикладывать к боку баржи… Сделав это, надо запастись винтами, чтобы по вашему усмотрению прижимать оба щита к бокам лодки или отодвигать.

Затем кругом люка, предназначенного для входа и выхода, поставьте кожу, с целью дать возможность запирать его при помощи нажимного винта столь герметично, чтобы вода не могла проникать даже на дне моря. Далее надо взять мачту такой толщины, чтобы можно было сделать внутри ее дыру от одного конца до другого, как в корпусе насоса. Когда вы захотите погрузиться на дно, вы должны измерить глубину и обратить внимание, чтобы вершина мачты не опускалась под воду, потому что канал внутри нее должен доставлять вам воздух.

…задвиньте винтами оба бока. Вода пойдет через дыры, лодка вследствие этого утонет… когда вы пожелаете заставить ее всплыть, раздвиньте винтами бока и выдавите… воду наружу через дыры. Лодка поднимется и явится на поверхность воды".

Таким образом, впервые был описан принцип подводного судна, имеющего водонепроницаемый корпус и способного погружаться при заполнении водой емкостей для балласта и всплывать при их осушении. Подводная лодка Боурна не была построена, но был открыт принцип, который используется в строительстве подводных кораблей по наши дни.

Первая подводная лодка, о которой сохранилась достоверная информация, была построена в Лондоне голландским механиком, химиком и пиротехником Корнелиусом Ван Дреббелем (Cornelius Van Drebel, 1552-1633) в 1620 г. Это была маленькая одноместная лодка, которая могла погружаться, всплывать и двигаться под водой, отталкиваясь шестом от дна реки. Через два года ученый построил более вместительную лодку, рассчитанную на четырех гребцов и рулевого. В этом судне шест был заменен веслами. Испытания этой лодки были очень удачными, в связи с чем голландец в 1624 г. построил подводное судно более внушительных размеров, т.н. "подводную галеру". Лодка была изготовлена из дерева и укреплена железными обручами. Снаружи ее корпус был обтянут промасленной кожей. Внутри корабля находились несколько кожаных резервуаров, которые заполнялись забортной водой при погружении судна. В подводном положении лодка передвигалась с помощью 12 весел, отверстия для которых в бортах имели герметические кожаные прокладки. Лодка могла погружаться на глубину до пяти метров и находиться под водой несколько часов. В подводном судне могли находиться 20 человек. Построенные лодки могли двигаться под водой в течение нескольких часов на глубине до пяти метров. В 1633 г. Ван Дреббель умер, не закончив работы по созданию подводной лодки и не оставив никаких документов.

Однако до наших дней дошли письменные свидетельства таких ученых, как И. Фабер (1625 г.), К. Гюйгенс (1631 г.), М. Мерсенн (1633 г.), К. Вуде (1645 г.), Р. Бойль (1661 г.) и других современников голландского ученого. Так, Константин Гюйгенс, отец выдающегося ученого Христиана Гюйгенса, писал: "Достойным всех других, собранных вместе изобретений Дреббеля, было его небольшое судно, в котором он спокойно опускался  под воду, держа короля и несколько тысяч лондонцев в величайшем напряжении. Подавляющее большинство этих людей думали, что человек, который столь искусно остается невидимым для них в течение трех часов, уже погиб, как вдруг он неожиданно поднимался на поверхность в значительном удалении от того места, где погрузился в воду.

С ним находились несколько участников этого опасного предприятия, свидетельствовавших, что они не испытывали никаких затруднений или страха под водой и что они опускались на глубину, когда этого желали, и поднимались, когда им хотелось сделать это; что они плыли туда, куда хотели, поднимаясь к самой поверхности воды и вновь опускаясь так глубоко, как того желали…"

Другие современники Ван Дреббеля описывали технические подробности устройства "подводной галеры". Например, Балтазар де Монконис отмечал: "Он сделал также судно… которое перемещалось под водой с помощью весел. Эти весла прочно крепились к внешней стороне судна посредством кожаных укупорок так, что при этом сохранялась их подвижность. Он, однако, не мог опускаться глубже, чем на 12 или 15 футов (3,65… 4,57 м).” Он также сообщал, что "он владел секретом, как поддерживать воздух совершенно чистым и делать его постоянно пригодным для дыхания. Поэтому, зная секрет или метод погружения в воду на глубину в устройстве, имевшем форму колокола, он был в состоянии оставаться там так долго, как того желал, чего не смог бы сделать, если бы не знал этого секрета". По этому вопросу имеется предположение, что жизнедеятельность людей в подводном судне в подводном положении Ван Дреббель обеспечивал при помощи кислорода, получаемого им при нагревании селитры. А Р. Бойль писал: "Испытание судна было проведено с восхитившим всех успехом на Темзе. В нем находилось 12 гребцов и, кроме того, пассажиры". В дополнение можно привести мнение К. Вуде: "Он сделал судно, которое могло передвигаться под водой посредством весел, и проплыл на нем расстояние в две голландские мили (3,7 км) - от Вестминстера до Гринвича. А мог бы проплыть… даже пять или шесть миль. На судне можно было видеть все без свечи и читать… книгу".

Известный в свое время французский механик и врач аббат Жан де Отфей (Jean de Hautefeuille; 1647-1724) в книге "Способ дыхания под водой" (Maniere de respirer sous l`eau), изданной во Франции в 1680 г., отмечал: "Секретом Дреббеля, должно быть, была машина…, которая состоит из меха с двумя клапанами и двумя трубами, поднимающимися на поверхность воды, одна для притока воздуха и другая - для его отвода. Говоря о летучей эссенции, которая восстанавливала части воздуха, отнятые дыханием, Дреббель хотел, очевидно, скрыть свое открытие и помешать его обнаружению".

По поводу этой гипотезы Христиан Гюйгенс в 1691 г. писал Дени Папену: "Трубы для возобновления воздуха, которые должны держаться на легком куске дерева, плавающем на поверхности воды, могут, по моему мнению, выдать ваше судно при приближении к неприятельским судам, если в это время не царит глубокая темнота. Судно Дреббеля не имело таких труб, как мне рассказывал мой покойный отец, который был в Лондоне в то время, когда Дреббель сам спускался в Темзу, так что на поверхности воды ничего не оставалось видно. Через довольно долгое время он появился на поверхности в пункте, сильно удаленном от места погружения. Говорили, что он имел какое-то средство возобновлять воздух на своем судне, что является очень важным изобретением".

(Продолжение в следующем номере).