Развитие подводных лодок.

Вначале была построена модель, которая успешно держалась на плаву, погружалась и двигалась под водой. В августе 1720 г. в Петербурге на Галерном дворе тайно, без лишней огласки была заложена первая в мире подводная лодка.

В 1800 г. Фултон построил подводную лодку и с двумя помощниками произвел погружение на глубину 7,5 м. Через год он спустил на воду усовершенствованный Наутилус, корпус которого длиной 6,5 и шириной 2,2 м имел форму притупленной в носовой части сигары. Для своего времени лодка имела приличную глубину погружения - около 30 м.

В 1836 г. русский академик Борис Семенович Якоби создал первый в мире электроход - катер с гребными колесами, которые вращал электродвигатель, питавшийся от батареи гальванических элементов. Комиссия, проводившая испытания, отметив огромное значение изобретения, но обратила внимание на весьма малую скорость судна - менее 1,5 уз. Идея электрохода была поставлена под угрозу.

Маломощный "мускульный" двигатель стоял непреодолимым барьером на пути изобретателей подводных лодок. И хотя в конце 18 в. механик из Глазго Джеймс Уатт изобрел паровую машину, ее применение на подводной лодке откладывалось в точение многих лет из-за ряда проблем, главной из которых являлась подача воздуха для сжигания топлива в топке парового котла при нахождении лодки в подводном положении.

Первая лодка получила название Давид по имени библейского юного Давида, победившего великана Голиафа. Под голиафами, естественно, подразумевались надводные корабли северян. Давид был вооружен шестовой миной с электрическим запалом, взрываемым изнутри лодки. Экипаж состоял из девяти человек, восемь из которых вращали коленчатый вал с гребным винтом.

В 60-х годах 19 в. во флотах всех стран уделялось первостепенное внимание бронированию кораблей. Броня надежно укрывала личный состав и материальную часть от артиллерийского огня. Все настоятельнее ощущалась необходимость в эффективном средстве поражения броненосцев, и такое средство в 1865 г. русскому морскому министерству предложил Александровский, представив проект самодвижущейся мины, названной им "Торпедо".

Проект подводной лодки Джевецкий начал разрабатывать в 1876 г. Строить ее пришлось на собственные средства, так как русское морское министерство не поддержало никому неизвестного изобретателя и отказало в финансировании. Небольшой одноместный корабль длиной около 5 м приводился в движение гребным винтом, вращаемым от педального привода.

В 1885 г. по заказу французского правительства инженер Клод Губэ спроектировал и построил одноместную подводную лодку водоизмещением около 1,5 т с веслами в качестве движителя. В район боевых действий она могла быть доставлена на борту броненосца или крейсера. Лодка оказалась неудачной и не была принята морским министерством. Через год Губэ построил новую лодку водоизмещением около 5 т с гребным электродвигателем, питающимся от аккумуляторной батареи.

В 1897 г. во Франции был объявлен открытый конкурс на разработку проекта подводной лодки с водоизмещением не более 200 т, скоростью 12 уз, дальностью плавания при скорости 10 уз не менее 100 миль, дальностью плавания в подводном положении 10 миль. Столь небольшие величины дальности плавания объяснялись тем, что условия конкурса разрабатывались исходя из возможностей электрической установки.

Франция и США уже развернули строительство подводных лодок, когда 19 декабря 1900 г. при опытовом бассейне в Петербурге была создана комиссия для разработки первого русского боевого подводного корабля. В комиссию, возглавляемую корабельным инженером И. Г. Бубновым, вошли инженер-электрик М. Н. Беклемишев и инженер-механик И. С. Горюнов.

Когда морской министр Франции воспротивился попыткам вернуться к строительству чисто электрических подводных лодок, он не имел в виду пароэлектрическую энергетическую установку, которой был оснащен Нарвал. Пелетен настоял на заказе двух дизель-электрических подводных лодок, которые и были построены в 1903 г., но из-за отсутствия надежных дизелей вынуждены были в течение пяти лет плавать только под гребными электродвигателями...

Из многих проблем, возникающих при развитии подводного плавания, наиболее сложной была проблема создания энергетической установки подводного хода. Пришедший на смену "мускульному" тепловой двигатель не мог работать под водой без атмосферного воздуха. Попытки как-то приспособить тепловой двигатель для подводного хода, вроде аккумулирования пара в емкостях-накопителях, или применение топлива, в составе которого имелся кислород, выделявшийся в процессе горения, в конечном счете закончились неудачей.

В годы, предшествовавшие первой мировой войне, лидирующую роль в подводном кораблестроении продолжала удерживать Франция, подводный флот которой считался сильнейшим не только по количеству подводных лодок, но и по их качеству. Однако в стремлении закрепить первенство в новом виде морского оружия и французское кораблестроение не избежало ошибок, одной из которых являлась попытка создать так называемую "эскадренную лодку".

Началась первая мировая война. Флоты действовали почти на всех морях и океанах. Особенно упорная борьба развернулась на коммуникациях, которые связывали Англию с колониями и союзниками по борьбе с Германией. Так как экономика Англии целиком зависела от импорта, то морские перевозки для нее имели стратегическое значение.

Подводные лодки доказали, что способны играть более важную роль, чем та, которая им отводилась накануне войны. В ходе боевых действий у них выявились и недостатки. Попытки организовать действия лодок тактическими группами, а также их тактическое взаимодействие с надводными кораблями и самолетами из-за несовершенства средств наблюдения и связи успехом не увенчались. Эти и некоторые другие недостатки отразились на отношении к подводным лодкам.

Чтобы подводная лодка двигалась с постоянной скоростью, необходим движитель с тягой, равной величине преодолеваемого лодкой сопротивления воды. Приходится учитывать, что далеко не вся мощность двигателя расходуется на преодоление этого сопротивления.

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.

Первое в мире социалистическое государство, находясь в империалистическом окружении и отдавая все силы и средства восстановлению народного хозяйства, было вынуждено одновременно решать и вопросы обороноспособности. Подводные силы требовали практически полного обновления. Оставшиеся в наследство от царского режима несколько подводных лодок не отвечали элементарным требованиям.

В ходе второй мировой войны Подводные лодки выполняли разные задачи, но при относительно одинаковых боевых возможностях эффективность их действий была неодинаковой. В крайне тяжелых условиях, в стесненных и мелководных районах, при наличии серьезной минной опасности и Сильно развитой противолодочной обороны пришлось решать боевые задачи советским подводным лодкам.

ПГТУ являлась не единым двигателем, как иногда ошибочно указывается в литературе, а ускорительной (форсажной) установкой подводного хода. После израсходования в течение нескольких часов бортового запаса раствора перекиси водорода, подводная лодка превращалась в обычную дизель-электрическую с умеренными ходовыми качествами. Конечно, ПГТУ наделяла подводный корабль серьезным тактическим преимуществом, но проблему единого двигателя она не решала.

В ходе постройки и испытаний подводных лодок с ПГТУ руководство немецкого управления кораблестроения поняло, что для доведения их до необходимой надежности потребуется много времени. Поэтому в 1942 г. были срочно разработаны проекты, а с 1943 г. развернуто строительство двух типов дизель-электрических подводных лодок с улучшенными подводными тактико-техническими элементами.

В послевоенные годы перед подводным кораблестроением стояла задача создать лодки не только более мощные, но и способные противостоять интенсивно совершенствовавшимся средствам противолодочной обороны. Для обнаружения надводных кораблей и самолетов лодки стали оборудовать радиолокационными средствами, поскольку они, как и прежде, были вынуждены большее время находиться в надводном положении. Устройство РДП решало проблему только частично.

...При расщеплении атомов урана выделяется огромное количество тепла. Если управлять цепной реакцией таким образом, что она будет развиваться постепенно, ее, очевидно, можно использовать как постоянный источник энергии для подводных лодок, что позволит обходиться без больших аккумуляторных батарей.

При создании АПЛ пришлось в принципе изменить подход к выбору формы и размеров корпуса, которые для дизель-электрических подводных лодок определялись исходя из режима плавания в надводном положении. Для АПЛ, практически постоянно находящейся под водой, режим надводного хода является эпизодическим, и, следовательно, при ее создании необходимо стремиться к максимально возможному снижению сопротивления лодки в подводном положении.

Первые ПЛА не только продемонстрировали свои тактические достоинства, но и выдвинули ряд проблем. Так, их водоизмещение возросло примерно в два раза, а стоимость почти в двадцать раз в сравнении с дизель-электрическими подводными лодками США периода второй мировой войны. Столь внушительный рост стоимости был вызван не только атомной энергетикой, но и насыщением лодок сложным оборудованием и устройствами.

Глубина погружения - одна из главных характеристик подводного корабля. До первой мировой войны считалась достаточной 50-метровая глубина, так как позволяла подводной лодке укрыться и не быть обнаруженной противником. В то время основным оружием против лодки были таран и артиллерия. Однако по мере совершенствования средств обнаружения и поражения величина глубины погружения становилась для подводной лодки первостепенным фактором.

Атомный подводный флот США постоянно обновляется. Уже выведен из состава флота Наутилус, в корпусе которого с 1986 г. разместились музей и библиотека подводных сил США. На смену атомным подводным лодкам прошлых лет приходят АПЛ новых поколений с более мощным и совершенным вооружением.

Хотя атомные подводные лодки намного перекрыли скорость дизель-электрических предшественниц, за рубежом считают, что этого недостаточно. При этом называют 60, а в более отдаленной перспективе 100 уз и более. Но в таких традиционных направлениях совершенствования ходовых качеств подводных лодок, как увеличение энерговооруженности и улучшение формы корпуса, резервы в значительной степени исчерпаны.

Чтобы достичь возможно меньшего сопротивления подводной лодки, необходимо в зоне возрастания давления предпринять специальные меры, направленные на предотвращение отрыва пограничного слоя и сохранение ламинарного режима обтекания корпуса. Именно в пограничном слое в результате возмущающего действия корпуса корабля происходит турбулизация обтекающего корпус потока воды и, как следствие, возрастание сопротивления формы.

В течение ряда лет за рубежом уделяют внимание топливным элементам (ТЭ). Одним из главных недостатков энергетических установок, работающих на органическом топливе и вырабатывающих электроэнергию, являются потери на каждой стадии преобразования энергии. Химическая энергия топлива превращается в электрическую через посредников в виде тепловой и механической энергии, что весьма накладно и приводит к значительному снижению КПД установки.

История науки и техники изобилует примерами, когда прогресс в той или иной области приостанавливался, а разрешение трудной проблемы приходило со стороны, путем заимствования новых исходных начал из других областей знаний. В последние десятилетия все большее признание получает творческое содружество биологов с инженерами, математиками, физиками и химиками.