73. Подводница
Създаването на подводница е забележително постижение на човешкия ум и значимо събитие в историята на военните технологии. Подводницата, както знаете, има способността да действа скрито, невидимо и следователно внезапно. Стелтът се постига преди всичко чрез способността да се гмуркате, да плувате на определена дълбочина, без да издавате присъствието си, и неочаквано да нанасяте удари по врага.
Като всяко физическо тяло, подводницата се подчинява на закона на Архимед, който гласи, че всяко тяло, потопено в течност, е подложено на възходяща плавателна сила, равна на теглото на течността, изместена от тялото. За простота този закон може да се формулира по следния начин: „Тяло, потопено във вода, губи от теглото си толкова, колкото тежи обемът вода, изместен от тялото.“ Именно на този закон се основава едно от основните свойства на всеки кораб - неговата плаваемост, тоест способността да се задържа на повърхността на водата. Това е възможно, когато теглото на водата, изместена от потопената част на корпуса, е равно на теглото на плавателния съд. В това положение корабът има положителна плаваемост. Ако теглото на изместената вода е по-малко от теглото на кораба, тогава корабът ще потъне. В този случай се счита, че корабът има отрицателна плаваемост.
За една подводница плаваемостта се определя от нейната способност да бъде едновременно потопена и изплувана. Очевидно лодката ще бъде на повърхността, ако има положителна плаваемост. Получавайки отрицателна плаваемост, лодката ще потъне, докато легне на дъното. За да не се стреми нито да се издигне, нито да потъне, е необходимо да се изравни теглото на подводницата и теглото на обема вода, изместен от нея. В този случай лодката без движение ще заеме нестабилна безразлична позиция във водата и ще „виси“ на всяка дълбочина. Означава, челодката получи нулева плаваемост.
За да може една подводница да потъне, изплува или остане под водата, тя трябва да може да променя своята плаваемост. Това се постига по много прост начин - чрез вземане на воден баласт върху лодката: специални резервоари, разположени в корпуса на лодката, се пълнят с външна вода, след което се изпразват отново. Когато те са напълно напълнени, лодката придобива нулева плаваемост. За да изплува подводницата, е необходимо резервоарите да бъдат освободени от водата.
Регулирането на наклона с резервоари обаче никога не може да бъде точно. Маневрирането във вертикална равнина се постига чрез изместване на хоризонталните кормила. Точно както въздухоплавателното средство във въздуха може да променя височината на полета си с помощта на асансьори, така и подводницата работи с хоризонтални кормила или кормила за дълбочина, без да променя плаваемостта си. Ако предният ръб на перото на руля е по-висок от задния ръб, насрещният воден поток ще създаде повдигане нагоре. Обратно, ако водещият ръб на кормилото е по-нисък от задния, идващият поток ще притисне работната повърхност на писалката. Промяната в посоката на движение на подводница в хоризонтално положение се извършва за подводници, както и за надводни кораби, чрез промяна на ъгъла на въртене на вертикалния рул.
През 1800 г. американецът Фултън построява във Франция подводницата Наутилус. Имаше опростена форма на пура с дължина 6,5 м и диаметър 2 м. В противен случай Nautilus беше много подобен по дизайн на Tartu. Потапянето е постигнато чрез запълване на баластната камера (а), разположена в долната част на кораба. Източникът на потопеното задвижване беше силата на екипа от трима души. Въртенето на дръжката (b) се предава на витло с две лопатки (c), което осигурява транслационно движение на лодката. За движение поповърхност е използвано платно (g), монтирано на сгъваема мачта. Скоростта на повърхността е била 5-7 км/ч, а в потопено състояние около 2,5 км/ч. Вместо вертикалното витло Buchnel, Фултън е пионер в използването на два хоризонтални кормила, разположени зад корпуса, както в съвременните подводници. На борда на Nautilus имаше резервоар за сгъстен въздух, който ви позволяваше да останете под вода в продължение на няколко часа.
Нов етап в развитието на подводницата беше подводницата "Подводница" Буржоа и Брун, построена през 1860 г. Със своите размери той значително надвишава всички подводници, построени преди: дължина 42,5 м, ширина - 6 м, височина - 3 м, водоизместимост - 420 т. За първи път на тази лодка беше монтиран двигател със сгъстен въздух, което му позволи по време на атаката да развие скорост от около 9 км / ч на повърхността и 7 км / ч под вода. Други характеристики на този кораб включват оръжията му, които са по-сериозни и практични от тези на предшествениците му. При "Подводничар" мината е укрепена в края на прът с дължина 10 м на носа на кораба. Това даде сериозни предимства, тъй като даде възможност да се атакува врагът в движение, което беше напълно невъзможно за предишните лодки. Първо, поради ниската си скорост беше трудно за подводница да се приближи под дъното на атакувания кораб, и второ, ако това беше направено, тогава за времето, необходимо за изстрелването на пуснатата мина, врагът щеше да успее да напусне. „Подводничарят“ имаше възможност, преминавайки през движещия се кораб, да го удари на борда с мина, окачена на края на пръта. При удара мината е трябвало да се взриви. Не би трябвало обаче да пострада самият Подводничар, който се намирал на безопасно разстояние от 10 м. За да потопят кораба си, Буржоа и Брун използват комбинация от няколконачини. Подводницата имаше резервоари за баластна вода, вертикално витло и два хоризонтални кормила. "Подводничарят" също така за първи път осигури продухване на резервоари със сгъстен въздух, което значително намали времето за изкачване.
Следващата стъпка в историята на подводното корабостроене са лодките на българския изобретател Джевецки. Първият модел, създаден от него през 1879 г., е с педален двигател. Екипаж от четирима задвижваше перката. Водните и пневматичните помпи също работеха от крачното задвижване. Първият от тях служи за пречистване на въздуха в кораба. С негова помощ въздухът се прокарва през цилиндър с натриев каустик, който абсорбира въглероден диоксид. Липсващото количество кислород е допълнено от резервна бутилка. С помощта на водна помпа е изпомпвана вода от баластните цистерни. Лодката беше дълга 4 метра и широка 1,5 метра.
Лодката беше оборудвана с перископ - устройство за наблюдение на повърхността от потопено положение. Перископът на най-простия дизайн е тръба, чийто горен край е удължен над повърхността на водата, а долният край е вътре в лодката. В тръбата бяха монтирани две наклонени огледала: едното в горния край на тръбата, другото в долния край. Светлинните лъчи, отразени първо от горното огледало, след това паднали върху долното и се отразили от него по посока на окото на наблюдателя.
Въоръжението на лодката се състоеше от мина със специални гумени вендузи и предпазител, запален от ток от галванична батерия (мината беше прикрепена към дъното на стоящ кораб; след това лодката отплава, развивайки жицата, на безопасно разстояние; в точния момент веригата се затвори и настъпи експлозия). На изпитанията лодката показа отлична маневреност. Тя е първата серийна лодка, приета на въоръжение в българската армия (произведени са общо 50 такива лодки). INПрез 1884 г. Drzewiecki за първи път оборудва лодката си с електрически мотор, захранван от батерия, който осигурява движение на лодката за 10 часа със скорост от около 7 km / h. Това беше важно нововъведение.
През същата година шведът Норденфелд монтира парна машина на своята подводница. Преди гмуркане два котела бяха напълнени с пара под високо налягане, което позволи на подводницата да плува четири часа под вода със скорост от 7,5 km / h. Норденфелд също монтира торпеда на своята лодка за първи път. Торпедо (самоходна мина) беше миниатюрна подводница.
Първата самоходна мина е създадена от английския инженер Уайтхед и неговия австрийски сътрудник Лупи. Първите тестове се провеждат в град Фиуме през 1864 г. Тогава мината измина 650 м със скорост 13 км/ч. Движението се извършва от пневматичен двигател, който получава сгъстен въздух от цилиндър. В бъдеще, до Първата световна война, дизайнът на торпедата не е претърпял големи промени. Бяха с форма на пура. Пред детонатора и заряда са поставени. Следва резервоар със сгъстен въздух, регулатор, двигател, перка и волан.
Подводницата, въоръжена с торпеда, се превърна в изключително страшен враг за всички надводни кораби. Изстрелването на торпеда ставаше с помощта на торпедни тръби. Торпедото се подава по релсите към люка (а). Люкът се отвори и торпедото беше поставено вътре в апарата. След това външният люк се отваря и апаратът се пълни с вода. Сгъстен въздух се подава от цилиндъра (c) през връзката към цевта на апарата. Тогава навън беше пуснато торпедо с работещ двигател, витла и кормила. Външният люк беше затворен и водата го напусна през тръбата (c).
През следващите години подводниците започнаха да се доставят с вътрешни бензинови двигателигорене за плаване на повърхността и електродвигатели (захранвани с батерии) за движение под вода. Подводниците се подобряват бързо. Те могат бързо да изплуват и да изчезнат под водата. Това беше постигнато благодарение на обмисления дизайн на баластните танкове, които сега бяха разделени според предназначението си на два основни типа: основни баластни танкове и спомагателни баластни танкове. Първите резервоари са проектирани да поемат плаваемостта на подводен кораб, когато се премества от повърхността към подводното положение (те са разделени на нос, кърма и среден). Спомагателните баластни резервоари включват резервоари за подреждане, разположени в противоположните краища на корпуса (нос и кърма), резервоар за резервоар и резервоар за бързо гмуркане. Всеки от тях имаше специално предназначение. С напълването на резервоара за бързо гмуркане подводницата придобива отрицателна плаваемост и бързо се спуска под водата. Резервоарите за подстригване служеха за подравняване на гарнитурата, тоест ъгълът на наклон на корпуса на подводницата и довеждането му до "равномерен кил". С тяхна помощ беше възможно да се балансират носа и кърмата на подводницата, така че корпусът й да заема строго хоризонтално положение. Такава подводница може лесно да се управлява под вода.
Важно събитие за подводниците беше изобретяването на корабния дизел. Факт е, че плуването под вода с бензинов двигател беше много опасно. Въпреки всички предпазни мерки, летливи бензинови пари се натрупаха в лодката и можеха да се възпламенят от най-малката искра. В резултат на това доста често се случваха експлозии, придружени с човешки жертви.
Електроцентралата "Lamprey" се състоеше от два дизелови двигателя, електрически двигател и батерия. Дизели иелектрическият двигател беше монтиран в една линия и работеше на едно витло. Всички двигатели бяха свързани към карданния вал с помощта на разединителни съединители, така че по желание на капитана валът можеше да бъде свързан към един или два дизелови двигателя или електрически двигател. Единият от дизеловите двигатели може да бъде свързан към електрически двигател и да го завърти. В този случай електродвигателят работеше като генератор и зареждаше батериите. Батерията се състоеше от две групи от по 33 батерии всяка с коридор за поддръжка между тях.
Дължината на "Миногата" е 32 м. Скоростта на повърхността е около 20 км / ч, под вода - 8,5 км / ч. Въоръжение - две носови торпедни тръби.