Ученые и конструкторы, создававшие подводные лодки

Страница 9

Регулирование глубины плавания лодки производилось во время описанного часового перехода ее впуском воды в бак и выпуском ее из бака. Затем лодка прошла под водой еще 30 минут, регулируя глубину плавания горизонтальными рулями, и точно также не могла удержаться на одной и той же глубине, а постоянно то выставляла сверх воды свою башню, то снова скрывала ее под водой, так что никакого преимущества одного из способов регулирования глубины над другим . замечено не было”.

После этого, имея в виду, что по заявлению командира лодки капитана 1 ранга Андреева в лодке “не хватает сжатого воздуха для дальнейших опытов, лодка была отпущена в гавань на буксире парохода “Петербург”. Подойдя к Средним воротам буксир был отдан, лодка сама вошла в гавань, пройдя таким образом, еще с 1/4 часа своими средствами”.

По заключению В. Купреянова, “все время хода, на которое в лодке достало движущей силы, оказалось 1 3/4 часа, что при скорости лодки в 1 1/2 узла показывает, что лодка может пройти расстояние в 2,625 мили”.

В дальнейшем Александровский предложил установить на лодке паровую машину, для чего необходимо было увеличить водоизмещение лодки, и внес в проект ряд других улучшении. Морской Технический комитет рассмотрел новые предложения Александровского и в 1876 г. дал следующее заключение:

“Новый проект Александровского совершенно отстраняет продолжение разработки вопроса о подводном плавании, а между тем вопрос этот до сих пор остается еще не решенным ввиду тех требовании, которые были изложены изобретателем в первоначальном проекте и которых он надеялся достигнуть ., а потому Кораблестроительное Отделение положило отклонить предложение Александровского о перестройке существующей лодки по новому проекту”.

В связи с решением Кораблестроительного Отделения о теоретической разработке вопросов подводного плавания, большая работа была выполнена В. Купреяновым. Эта работа касалась проблемы вертикальной устойчивости лодки на подводном ходу.

В своих исследованиях Купреянов рассматривал, какие силы влияют на подводный корабль при его движении. Он пришел к выводу, что на лодку действуют непрерывно изменяющиеся силы, которые вместе с водоизмещением корабля участвуют в определении движения судна как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Рассматривая основные действующие силы - волновое и гидродинамическое сопротивления - Купреянов искал ту наивыгоднейшую форму подводной лодки, при которой можно свести к минимуму вертикальное движение корабля на подводном ходу.

В поисках условий динамического равновесия Купреянов пришел к выводу, что силы, влияющие на вертикальную устойчивость, в большей степени зависят от образований корпуса, нагрузки лодки и расположения движителя. Сравнивая эти условия с причинами, нарушающими вертикальную устойчивость, Купреянов пришел к выводу о возможности совмещения их в одном корабле. Он указывал, что главным условием вертикальной устойчивости является устранение у подводной лодки пары сил (движущей и сопротивления воды), чтобы направления этих сил совмещались в одну прямую линию. Для этой цели Купреянов предлагал располагать ось гребного вала по той прямой, которая представляет направление равнодействующей силы сопротивления воды. Это условие может быть выполнено только тогда, когда корпус подводной лодки будет иметь такую форму, при которой равнодействующая всех сопротивлений, действующих на разные части поверхности корпуса, будет направлена по оси симметрии (что, в свою очередь, может быть достигнуто лишь в том случае, если подводная лодка будет иметь форму тела вращения).

Своими исследованиями Купреянов указал конструкторам путь для уничтожения вращающего момента, происходящего от несовпадения сил, действующих на подводную лодку при ее движении. В заключение он отмечал, что весьма удовлетворительные результаты регулирования движения торпеды объясняются не только хорошей работой приборов управления, но главным образом тем, что торпеда представляет собой по форме тело вращения.

Наряду с глубокими исследованиями Купреянова, направляющими мысль изобретателей на поиски более совершенных форм корпуса подводной лодки, печатались и многочисленные статьи других авторов-противников развития подводного плавания. Одни из них считали нецелесообразным развитие подводного кораблестроения для военных целей, другие - доказывали бесплодность “домогательства” подводного плавания.

Так, например, генерал Константинов в своем отзыве о проекте подводной лодки русского изобретателя Н. Спиридонова писал:

“В начале нынешнего столетия обладание подводной лодкой или производство по сему предмету опытов могло произвести опасение в противнике, не бесполезное для общего хода военных действий, как это обнаружило опасение, порожденное в Англии изысканиями Фультона, производимыми во Франции; но теперь нельзя надеяться даже и на эту косвенную выгоду в военном отношении предприятием опытов над подводными лодками. ”

Другой автор, капитан 1 ранга Зеленой, излагая свои соображения в связи с неудачными испытаниями подводной лодки Александровского, приходил к таким выводам:

“Подводное судно не может стоять на известной глубине неподвижно, потому что для достижения такой глубины оно должно попеременно то прибавлять, то убавлять свой вес и от этого постоянно будет двигаться вниз и вверх, не имея для себя никакой опоры в окружающей его воде. То же самое колебательное движение в вертикальной плоскости имеет оно при своем движении ., следовательно ожидать каких-нибудь практических результатов от осуществления к постройке подводных лодок нельзя .”.

Заслуги И. Ф. Александровского в истории развития отечественного подводного плавания бесспорны. Ему удалось решить задачу постройки большой металлической подводной лодки с механическим двигателем, причем впервые была осуществлена двух-вальная машинная установка. На своей лодке Александровский применил (также впервые) продувание водяного балласта сжатым воздухом, как это осуществляется и на современных подводных лодках. Впервые на русской подводной лодке был применен магнитный компас.

Творческое проникновение в суть гидродинамических явлений, сопутствующих движению лодки в водной среде, дало Александровскому возможность уяснить необходимость установки кормовых горизонтальных рулей, несмотря на трудность их устройства в кормовой части лодки, где расположены машинная установка и линии гребных валов. Отметим здесь, что американские лодки типа “Давид”, строившиеся в США в тот же период, имели только носовые горизонтальные рули.

Кормовые горизонтальные рули являются главными и на современных подводных лодках. На первый взгляд кажется, что при равенстве площадей кормовых и носовых горизонтальных рулей их эффективность будет одинакова. Но это не так. Дело в том, что гидродинамический момент кормовых горизонтальных рулей всегда будет одного знака, т. е. вращающий момент будет равен сумме моментов корпуса и рулей. При действии же носовых горизонтальных рулей гидродинамический момент корпуса будет направлен обратно моменту рулей, т. е. вращающий момент в этом случае будет равен разности моментов корпуса и моментов рулей.

К сожалению, скорость хода лодки Александровского была столь мала, что он не мог проверить эффективность примененных им кормовых горизонтальных рулей. На современных лодках обычно применяются и кормовые и носовые горизонтальные рули. Маневр всплытия или погружения лодки производят, как правило, при действии кормовыми горизонтальными рулями, а для удержания лодки на заданной глубине пользуются носовыми горизонтальными рулями, которые создают угол атаки, противоположный углу атаки корпуса лодки.

Александровский разработал и в 1875 г. представил проект переделки своей подводной лодки в полупогружающееся миноносное судно водоизмещением 630 т с “громадной скоростью хода”, причем предлагал заменить пневматическую машину паровой с мощностью около 700 л. с. Этот проект, как и все другие его предложения, принят не был. Одолеваемый нуждой изобретатель предложил следующий свой проект (погружающееся миноносное судно длиной 41 м и водоизмещением 460 т) Франции, но и французское правительство не сочло возможным выплатить Александровскому сколько-нибудь приличное вознаграждение.