Главная > Развитие подводных лодок

Совершенно секретно... Перекись водорода.

В начале 30-х годов в приморском немецком городе Киле находилась небольшая фирма, специализировавшаяся на производстве исследовательской аппаратуры и инструментов. Руководил ею способный инженер Гельмут Вальтер. Как это не раз случалось в истории техники, все началось с "его величества случая". Проверяя работу одного из аппаратов, Вальтер обратил внимание на своеобразное поведение высококонцентрированного раствора перекиси водорода. Под его воздействием мгновенно воспламенялись материалы органического происхождения - дерево, бумага, ткани и т. п. В этом не было ничего удивительного. Химики и раньше знали, что перекись водорода - активный окислитель. Именно это свойство лежало в основе ее традиционного применения для отбеливания тканей и обесцвечивания волос.

Вальтер взглянул на вещество, известное более 100 лет, с другой точки зрения. Его особенно поразило то, что материалы, подожженные перекисью, не удавалось погасить песком. Не помогали и огнетушители, содержимое которых (как и песок) лишь прекращало доступ кислорода воздуха к очагу пожара и тем самым "душило" пламя. Материалы продолжали гореть под изолирующим слоем песка или пены до полного израсходования перекиси. Значит, рассуждал Вальтер, кислород выделяется в процессе горения, а раз так, концентрированный раствор перекиси водорода можно использовать там, где ощущается дефицит кислорода, например... в двигателях подводных лодок, для которых работа под водой без доступа атмосферного воздуха являлась проблемой номер один. Узнать об этом для Вальтера не составляло большого труда, ведь он жил и работал в Киле - форпосте германского подводного кораблестроения. Идея подводного двигателя с использованием перекиси водорода захватила руководителя скромной фирмы. Она привлекала не только новизной, но и сулила колоссальные материальные выгоды.

В 1933 г. Вальтер приступил к исследованию энергетических возможностей растворов перекиси водорода. Выяснились интересные закономерности: 40-60-процентные растворы, разлагаясь, заметно нагревались; часть воды испарялась. При разложении более концентрированных растворов теплоты выделялось намного больше; вода же испарялась вся без остатка, а продукты разложения - смесь водяных паров и кислорода (парогаз) - перегревались. И что особенно важно: каждой концентрации раствора соответствовало строго определенное количество выделяющейся теплоты и кислорода. Такая линейная зависимость предвещала относительно несложное регулирование теплового процесса в двигателе. Перекись водорода - вещество нестойкое, но именно это, в обычных условиях вредное свойство предполагал использовать Вальтер. Он не только не стремился как-то стабилизировать раствор перекиси, а напротив, искал катализаторы, которые способствовали бы его быстрейшему разложению. Такими веществами оказались очень сильные окислители - перманганаты натрия и кальция. Под их воздействием реакция шла мгновенно и до конца.

В 1934 г. о результатах исследований проинформировали высшие сферы командования флотом, после чего с завидной оперативностью под знакомым нам шифром "MVB" с порядковым номером V начались работы по созданию энергетических установок на перекиси водорода. Одновременно поступило распоряжение: немедленно засекретить все, что так или иначе связано с перекисью водорода. Отныне в немецкой технической литературе и переписке общеизвестное вещество фигурировало под фантастическими названиями "аурол", "оксилин" и "топливо Т".

Первая энергетическая установка на перекиси водорода работала следующим образом. Продукты реакции разложения высококонцентрированного раствора перекиси водорода подавались в турбину, вращавшую через понижающий редуктор гребной винт, а затем отводились за борт. По такому процессу, названному Вальтером "холодным", работала опытная стендовая установка, построенная и испытанная в 1936 г. В ходе испытаний пришлось решать попутно возникающие проблемы. Например, обнаружилось, что пыль, ржавчина, щелочи и другие примеси резко ускоряют разложение перекиси и создают опасность взрыва. Выход был найден. Для хранения раствора перекиси применили эластичные емкости из синтетического материала. Такие емкости были предпочтительны и с точки зрения размещения их вне прочного корпуса, что позволяло рационально использовать свободные объемы между прочным и легким корпусами лодки и, кроме того, создавать подпор раствора перекиси перед насосом установки за счет давления забортной воды.

Энергетическая установка имела два очевидных недостатка. Кислород, содержащийся в отводимых за борт продуктах реакции, плохо растворялся в воде, и его пузырьки должны были демаскировать подводную лодку. Но главное, в условиях корабля, изолированного от атмосферы толщей воды, выбрасывать за борт кислород являлось неоправданным расточительством. Поэтому логическим продолжением "холодного" процесса являлся "горячий", при котором в продукты разложения перекиси можно подать органическое топливо и сжигать его в среде ранее неиспользованного кислорода.

В таком варианте мощность установки резко возрастала и, кроме того, уменьшалась следность, так как продукт горения - углекислый газ - значительно лучше кислорода растворяется в воде. Вальтер отдавал себе отчет в недостатках "холодного" процесса, но мирился с ними, так как понимал, что в конструктивном отношении энергетическая установка, работающая по "холодному" процессу, будет несоизмеримо проще, чем по "горячему", а значит, можно гораздо быстрее построить лодку и продемонстрировать ее достоинства.

В 1937 г. Вальтер выступил перед командованием гитлеровского флота с докладом о перспективах создания новых подводных лодок с большой скоростью подводного хода и получил задание на проектирование опытного корабля. В процессе проектирования решались вопросы, связанные не только с применением необычной энергетической установки. Для проектной скорости подводного хода порядка 25 уз формообразования обычной подводной лодки и способы управления ею в подводном положении были неприемлемы. Выбирая оптимальную форму и размеры корпуса лодки, испытали несколько моделей в аэродинамической трубе. При создании системы управления по курсу и глубине заимствовали опыт самолетостроения, применив сдвоенные рули по образцу рулей самолета "Юнкерс-52". В 1938 г. в Киле на заводе "Германия верфт" была заложена опытная подводная лодка с энергетической установкой на перекиси водорода водоизмещением 80 т, получившая шифр W-80.