ИЗ ГЛУБИНЫ ВЕКОВ И ВОД

Сергей Леонидович Мальчиков

(Продолжение. Начало в № 1 – 2010)

В 1634 г. два французских монаха, математика и естествоиспытателя Марен Мерсенн (Marin Mersenn; 1588-1648) и Жорж Фурнье (Georges Fournier; 1595-1652) выпустили книгу "Технологические, физические, нравственные и математические вопросы", в которой они, в частности, дали описание лодки Ван Дреббеля. Через 10 лет был издан объемный научный труд Мерсенна "Физико-математические рассуждения" (Cogitata phisico-mathematica). В разделе этого труда, посвященного вопросам пневматики и гидравлики, был параграф "О судах, плавающих под водой" (De navibus sub aqua natantibus), в котором автор считал необходимым различать суда, которые могут плавать между поверхностью воды и дном водоема, (entre deux eoux), и суда, оснащенные колесами и передвигающиеся по дну. В этой работе автор предложил корпус подводного корабля изготовлять из металла (меди) и "строить по форме похожими на рыб, причем обе оконечности делать заостренными". Также он рекомендовал использовать компас для определения курса лодки под водой, т.к. "магнитная стрелка на глубине принимает такое же положение, как и над водой". Мерсенн считал, что главное назначение подводных лодок - военное, в связи с чем в качестве вооружения подводного корабля предлагал использовать специальные сверла для проделывания отверстий в днищах неприятельских судов, а также короткоствольные пушки большого калибра, т.н. "колумбиады" (по одной с каждого борта) для пробивания подводной части бортов кораблей врага. Проект Мерсенна не был реализован.

В 1648 г. Чеширский епископ, один из основателей Королевского общества (Британской Академии наук), Джон Уилкинс (John Wilkins; 1614-1672) опубликовал книгу под названием "Математическая магия, или чудеса, которые можно совершить посредством механической геометрии" (Mathematical Magik, or the Wonders That May Be Performed By Mechanical Geometry). Пятая глава этой книги называлась "О возможности сооружения ковчега для подводного плавания" (Concerning the Possibility of Framing an Ark for Submarine Navigation). Во многом он повторял идеи Мерсенна, однако по некоторым вопросам Уилкинс опередил предшественника. В частности, он писал, что "весла должны сжиматься и разжиматься, подобно плавникам", "очень мало воды войдет в ковчег, если открыть люк в его днище, потому что оттуда не сможет выйти воздух" и т.д. В его работе впервые был использован термин "подводная лодка".

В 1652 г. началась первая англо-голландская война, длившаяся более двух лет. В следующем году была предпринята первая попытка создания подводной лодки с механическим двигателем, т.е. основанным не на мускульной силе человека. В Роттердам прибыл француз Де Сон (De Son), о котором в то время шла слава одного из превосходнейших механиков в мире. Он заявил командующему голландским флотом адмиралу Опдаму (Opdam), что сможет построить подводное судно, способное "в течение одного дня преодолеть море (имелся в виду пролив Ла-Манш) и вернуться назад, потопив по пути сто кораблей". По словам француза, если не потребуется уничтожать врага, то на этом судне можно утром выйти из Роттердама, днем пообедать в Дьеппе и вечером возвратиться назад. Столь невероятная скорость должна была достигаться при помощи особого механизма. Движителем судна было гребное колесо диаметром восемь футов (2,44 м), которое размещалось внутри корпуса в открытом снизу и заполненном водой отсеке. В свою очередь, вращение колесу придавалось специальной пружиной, подобной пружине карманных часов. По расчетам Де Сона, завод пружины обеспечивал восемь часов непрерывной работы, после которых экипаж из двух человек должен снова ее завести и продолжать плавание. С обеих оконечностей лодки, названной изобретателем "Гроза морей", выступали длинные брусья, окованные металлом, служащие тараном. Длина корабля составляла вместе с тараном 50 футов (15 м), ширина - 8 футов (2,44 м) и высота от днища до верхнего люка - 12 футов (3,66 м).

Француз хвастливо расписывал свою подводную лодку: "У нее не займет и одного дня уничтожить сотню кораблей. Она может пройти от Роттердама до Лондона и обратно в течение дня, а за шесть недель дойдет до Ост-Индии. Она может передвигаться со скоростью полета птицы. Ни огонь, ни шторм, ни пули не смогут остановить ее, если не будет на то воля божья". 14 октября 1653 г. должны были состояться испытания корабля. Однако к этому сроку не была готова "силовая установка" лодки. Испытания были проведены лишь 6 июля 1654 г. Они показали, что лодка не смогла даже сдвинуться с места, т.к. размер гребков был явно недостаточным, а пружинный механизм был настолько слаб, что его мощности не хватило даже на то, чтобы провернуть гребное колесо, которое на суше вращалось вполне удовлетворительно. В своих расчетах Де Сон не учел такого фактора, как сопротивление воды. В результате лодку продали на дрова.

Проект своего подводного судна предложил итальянский аббат Джованни-Альфонсо Борелли (Giovanni-Alfonso Borelli; 1608-1679). Он написал объемистый труд "О движении животных" (De motu animalum), изданный в двух томах в 1680-1681 гг., т.е. уже после смерти аббата. В этой книге был предложен новый способ погружения и всплытия подводного корабля. Автор писал о подводной лодке: "Нетрудно нам построить судно, которое, полностью закрытое, …может неподвижно покоиться под водой, тонуть или всплывать на поверхность. Достигается это тем, что в днище судна проделывают отверстия и мешки из козьих шкур горловинами прибивают мелкими гвоздями по краям этих отверстий". Для погружения мешки заполнялись водой, а для всплытия специальной доской воду выдавливали наружу через отверстия. Однако на практике способ Борелли нельзя было осуществить, т.к. для вытеснения воды из мешков требовалось давление, превышающее давление воды за бортом лодки. Поэтому кожаные мешки просто лопнули бы. Вместо отжимной доски был необходим мощный насос. Попытка создания подводной лодки была предпринята французом Роже Долиньи (Roger Doligny), который в 1688 г. обратился к королю Франции Людовику ХIV. В своем письме он предложил соорудить судно, которое могло бы плавать под водой и погружаться на дно. На этом судне можно было бы входить в неприятельский порт, уничтожить там все суда и запасы и незаметно уйти обратно. Он представил модель подводной лодки. Однако его проект не был реализован.

В 1695 г. в Париже была издана книга французского механика и физика Дени Папена (Denis Papin; 1647-1714) под названием "Собрание различных рассуждений, касающихся некоторых новых машин" (Recueil de diverses pieces touchant quelques nouvelles machines). В этой книге, в частности, автор описал два погружающихся аппарата необычной формы, построенные им в имении ландграфа Карла Гессенского в 1692 г. Первое подводное судно Папен описывал так: "Прямоугольное, изготовлено из жести и имело 5 и три четверти фута в высоту, 5 с половиной футов в длину и 2 с половиной фута в ширину (1,75, 1,68 и 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 плотно закрыть отверстие крышкой, крепившейся болтами… Имелись и 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. Эти отверстия необходимо было закрывать так же, как и самое большое отверстие (входное)".

К днищу был прикреплен балласт, который, для всплытия, мог отделяться изнутри корпуса. Под водой судно двигалось с помощью весел. В надводном положении устанавливалась складная мачта, на которой поднимался парус. Для вентиляции воздуха внутри судна был установлен изобретенный Папеном в 1689 г. центрифужный насос. Эта подводная лодка вошла в историю как первое судно, изготовленное из металла.

Про второй подводный аппарат, рассчитанный уже на двух человек, Папен писал: "Он представлял собой деревянный овальный чан с плоским дном и верхом, имевшим 6 футов в высоту при диаметрах овала 6 и 3 фута (1,82 и 0,91 м). Из боковой стенки чана в плоскости большого диаметра выступала медная горизонтальная труба в 3 фута длиной, 1 фут с четвертью диаметром (0,38 м), поддерживаемая подпоркой, причем как эта труба, так и входное отверстие в верхней стенке закрывались герметическими крышками с винтом. В верхнюю стенку вделаны были также две трубки для обмена воздуха внутри чана посредством особого вентилятора".

Погружение судна производилось путем приема воды через особую трубку с краном. В нижней части аппарата имелся балласт, который поддерживал его в вертикальном положении и способствовал погружению. С помощью центрифужного насоса и двух трубок внутри аппарата нагнеталось давление воздуха, чтобы препятствовать поступлению воды через два отверстия с манжетами, в которые один из двух членов экипажа просовывал руки для проведения действий за пределами судна. Горизонтальная труба из меди служила для размещения бурава или мины.

Изобретатель вместе с добровольцем совершил на этом судне несколько удачных погружений в присутствии Карла Гессенского. Вместе с тем скорость движения аппарата была крайне низкой. Тогда Папен придумал устройство весел в виде гребков со складывающимися лопастями. Вскоре ландграф отправился на войну, что привело к прекращению опытов с подводными лодками.

Во времена царствования Петра I идея создания подводной лодки возникла и в России. В 1718 г. крестьянин Ефим Никонов, который работал на одной из верфей, строивших корабли для Балтийского флота, подал челобитную на имя Петра I, в которой сообщал. "К военному случаю на неприятелей угодное судно берусь построить, которым на море в тихую погоду будет из снаряду разбивать корабли хотя б десять или двадцать, и для пробы тому судну учинить образец… под потерянием живота, ежели будет неугодно". Не получив ответа, изобретатель направил вторую челобитную, где писал, что построит судно, "идущее под водой потаенно и способное подбити военный корабль под самое дно". Лодку предполагалось вооружить специальными "огненными трубами". На этот раз царь обратил внимание на необычный проект и вызвал Никонова в Петербург. В 1719 г. в Адмиралтейств-коллегии Петр лично побеседовал с автором и дал свое заключение по вопросу строительства "потаенного судна": "Сие дело необходимо нужное есть государству, но учинить его зело трудно. С божьей помощью приступай, а Адмиралтейств-коллегии дам указание оказать содействие".

31 января 1720 г. Адмиралтейств-коллегия решила: "Крестьянина Ефима Никонова отослать в контору генерал-майора Головина, произвести в должность "Мастера потаенных судов" и велеть образцовое судно делать, а что к тому делу надобно лесов и мастеровых людей по требованию оного Никонова отправлять из упомянутой конторы".

Через четыре месяца, 10 июня 1720 г., большая модель "потаенного судна" была готова. На первом испытании присутствовал Петр I. Под управлением Никонова "потаенное судно" перемещалось по поверхности воды, погружалось, когда в балластную цистерну набиралась вода, маневрировало под водой. После того, как изобретатель ручным насосом удалил воду из цистерны, судно всплыло. После испытания Никонов приступил к постройке подводной лодки. Чертежей и описания проекта подлодки не сохранилось. До наших дней дошли отрывочные сведения о том, что это было судно длиной около шести метров, имевшее выпуклую крышу и обитое медными обручами. Через четыре года "потаенное огненное судно большого корпусу" было построено. Осенью 1724 г. судно спустили на воду. Начались его испытания. При одном из погружений было повреждено днище лодки. Присутствовавший при этом Петр I приказал устранить повреждения и продолжить испытания. Однако осенью того же года царь заболел и 25 января 1725 г. скончался. После его смерти изобретение Никонова было забыто. Первая в мире боевая подводная лодка сгнила в заброшенном сарае, а ее автор в январе 1728 г. был разжалован из мастеров в рядовые плотники и отправлен на Астраханскую верфь.

На протяжении  более ста лет из книги в книгу перекочевывает история об английском плотнике Натаниэле Саймонсе (Nathanial Symons) из городка Тотнес, якобы построившем из дерева подводное судно, на котором несколько раз погружался в воды реки Дарт, ссылаясь при этом на статью в лондонском журнале "Gentleman's Magazine and Historical Chronicle".

Действительно, в выпуске этого журнала за декабрь 1747 г. была напечатана небольшая заметка без подписи автора, в которой сообщалось об изобретении оружия для уничтожения кораблей с помощью взрывных устройств, доставлявшихся под водой. Кто изобрел это оружие, что оно из себя представляло, где и когда применялось, в заметке не указывалось. Первый отклик на эту заметку появился лишь в июне 1749 г. В этом выпуске было помещено письмо следующего содержания: "Описание странного погружающегося судна на странице 581 вашего журнала за декабрь 1747 года оставляет нас в неведении относительно метода выкачивания воды из него, хотя благодаря этому оно поднимается или опускается. Но я имел удовольствие обнаружить, что мистер Мариотт очень ясно показал его. Надеюсь, вы поместите рисунок и описание для удовлетворения любознательности других ваших читателей, которые могут испытывать такое же затруднение, как и я".

Вместе с письмом был напечатан рисунок, изображавший подводное судно. Этот рисунок был явно заимствован из трактата Борелли 1680 г. В выпуске журнала за июль 1749 г. было опубликовано письмо, автор которого, Сэмюэл Лэй (Samuel Lay), писал, что он знал некоего плотника Натаниэла Саймонса из прихода Харбертон, расположенного недалеко от Тотнеса в Девоншире. Он сообщил, что в 1729 г. Саймонс соорудил небольшую деревянную баржу с куполообразной крышей и обтянул ее кожей. Сбоку судна был двойной люк. Забираясь внутрь судна, Саймонс закрывал изнутри внешний люк, затем внутренний. Погружения этого судна проводились на середине реки Дарт на глубину около 10 футов (3,5 м). При этом Саймонс не мог оставаться в закупоренном судне более 45 минут, т.к. не было предусмотрено никаких приспособлений для обмена воздуха.

Это сооружение было предназначено лишь для развлечения почтенной публики и никуда не плавало. Погружение и всплытие происходило по принципу Уильяма Боурна, т.е. посредством винтов сдвигались и раздвигались деревянные щиты, впуская и удаляя воду через отверстия в бортах. При этом Лэй сделал признание, что он лично ни одного погружения не видел. О них ему стало известно со слов Саймонса, который к тому же объявил себя изобретателем "водолазной машины" без подачи воздуха с поверхности.

И, наконец, в сентябрьском выпуске данного журнала было напечатано письмо Джона Летбриджа (John Letbridge), в котором сообщалось, что именно он является изобретателем упомянутой водолазной машины. В письме Летбридж описал устройство этой машины, а также поведал о проведенных им работах по подъему ценных грузов с затонувших у берегов Англии судов. Автор письма также сообщал, что он опускался под воду на глубину 10...12 фатумов (18...22 м) несколько сотен раз, оставаясь на глубине от 15 до 30 минут. Он написал, что был знаком с неким плотником по фамилии Саймонс, которому в деталях объяснил устройство своего подводного аппарата. Плотник изъявил желание стать водолазом. Вдвоем они обследовали несколько судов, затонувших в районе Плимута, но безуспешно. После этого они расстались. Через некоторое время Летбридж узнал, что Саймонс объявил себя автором изобретения. В связи с этим Летбридж привел факты, подтверждающие его приоритет. Таким образом, становится ясно, что никакой лодки Саймонса не существовало.

Следующее упоминание о подводной лодке относится к 1772 г. В этом году придворный инженер графа Шаумбург-Липпе Иоганн Христиан Преториус (Johann Christian Pretorius) построил подводное судно, вооружив его одной пушкой. Современники отмечали, что подводной лодке была придана форма рыбы. Передвигалась эта лодка за счет движений своего "хвоста", наподобие движений хвоста живых рыб. Имеются сведения, что лодка была испытана только в надводном положении.

Джон Дэй (John Day), плотник и кузнец из английского графства Саффолк, в 1773 г. приобрел обычную шлюпку и дополнил ее водонепроницаемым отсеком в виде ящика с люком. Для погружения к килю лодки Дэй привязывал сети с камнями, которые можно было отвязать изнутри судна. Летом того же года в гавани Ярмута состоялось первое погружение, которое прошло успешно. Погрузившись на глубину 30 футов (9,1 м), лодка якобы пробыла под водой около суток, затем всплыла на поверхность. После этого Дэй решил построить судно больших размеров, которое могло бы погружаться на глубину 300 футов и долго там находиться.

Плотник едва зарабатывал себе на жизнь, но он нашел спонсора в лице мистера Кристофера Блейка, согласившегося финансировать его проект с условием не погружаться глубже 20 фатумов (36 м) и сократить время пребывания под водой до 12 часов. Блейк понимал, что давление воды на глубине 300 футов огромно, поэтому он также требовал, чтобы Дэй принял все меры к укреплению герметичного ящика.

На полученные деньги в марте 1774 г. Дэй приобрел 50-тонный шлюп "Maria" длиной 9,45 м и шириной 4,9 м. В корпусе судна Дэй поместил водонепроницаемое помещение размером 3,65 х 2,74 х 2,44 м, укрепив его изнутри прочными балками. К верхней части этого сооружения были привязаны три буя разных цветов. Их можно было отсоединить из "ящика". Всплытие белого буя означало, что все идет хорошо. Красный буй сигнализировал, что у Дэя не все в порядке, а черный - что все очень плохо. Ко дну судна были подвешены сети с камнями общей массой около 20 тонн. Этот балласт можно было отцепить изнутри водонепроницаемого помещения, повернув металлические рычаги, пропущенные через специальные манжеты.

 (Продолжение в следующем номере).