Во льдах и подо льдами

Среди изобретателей подводных лодок достойное место принадлежит и Игнатию (Огнеславу) Степановичу Костовичу, сербу, принятому на службу в русский флот во время войны с Турцией в 1877–1878 гг. Им были разработаны два проекта «миноносной рыбы-лодки», предназначенной для конвоирования торговых судов в военное время. «Рыбу-лодку» предлагалось вооружить 12 самодвижущимися минами-торпедами, выстреливаемыми с помощью сжатого воздуха последовательно из расположенной в носовой части «метательной трубы» – прототипа современных трубчатых аппаратов. На подводной лодке второго проекта он предлагал установить изобретенный им в 1879 г. бензиновый двигатель (кстати, раньше, чем автомобильный мотор немецкого инженера Даймлера), на котором впервые применялось электрическое зажигание горючей смеси[7].

Принципиальное значение для подводного кораблестроения имели предложения еще двух русских изобретателей: отставного поручика А. Лазарева, предусмотревшего в своем проекте, что подводная лодка «будет состоять из разных отделений, разделенных между собой особыми герметическими крышками, закрывающимися задвижками…», и Д.Г. Апостолова (Бердичевского). Корпус трансокеанского воздушно-подводного скоростного судна последнего (проект представлен в 1889 г.) также должен был разделяться на ряд отсеков вертикальными и горизонтальными перегородками. Такие водонепроницаемые перегородки (их теперь называют переборками) были призваны надежно обеспечить живучесть подводной лодки и безопасность ее команды.

Даже этих примеров, которых можно было бы привести еще немало, достаточно для того, чтобы убедиться: Россия уже в XIX веке не только шла в ногу с мировой технической мыслью в области подводного кораблестроения, но и во многих случаях опережала ее.

Подводный путь к полюсу

Подавляющее число проектов и сопровождавших их экспериментов имели главной целью создать качественно новый боевой корабль, которой был бы способен наносить противнику в ходе морской войны ощутимый урон ударами из-под воды.

В то же время многие зарубежные и наши отечественные изобретатели и конструкторы считали, что подводное судно послужит также хорошим средством для исследования морских и океанских глубин, добычи богатств подводного мира, транспортировки пассажиров и грузов.

Весной 1881 г. в Русское техническое общество (РТО) обратились братья Карышевы – Иван Александрович, инженер-путеец из Петербурга, и Александр Александрович, отставной военный инженер из Ростова, – с просьбой рассмотреть разработанный ими проект подводной лодки, предназначенной для выполнения научных исследований и судоподъемных работ.

Совет РТО, изучив и обсудив на пяти заседаниях в мае 1881 г. их проект, вынес заключение: «…добросовестный и честный труд г.г. Карышевых может быть признан лучшею разработкой вопроса о подводном плавании из всех появившихся доныне»[8].

Что же нового содержалось в проекте братьев-инженеров? Научно-исследовательский вариант подводного судна предусматривал погружение на глубину 2500 футов (830 м), а боевого подводного корабля – 1200 футов (400 м). Китообразный корпус подводной лодки должен был иметь длину 20 м, ширину – 4 м. Водоизмещение составляло 200 т. Пустотелые шпангоуты крупного сечения использовались в качестве резервуаров сжатого воздуха.

Движение лодки Карышевых обеспечивалось с помощью единого двигателя – паровой машины со специальным приспособлением для использования под водой. При этом ее максимальная скорость составляла по проекту при плавании под водой 15 верст (16 км) в час. А дальность плавания под водой при малой скорости, по расчетам изобретателей, равнялась 150 верстам.

Для дыхания экипажа и ученых предполагалось применить способ двойной вентиляции: естественной при всплытии и искусственной очистки воздуха в подводном положении.

Выступая в защиту своего проекта, братья Карышевы подчеркивали, что спроектированная ими подводная лодка может быть использована и в полярных районах. Они писали:

«Не удавалось еще до сих пор и достигнуть полюсов, несмотря на многие попытки проникнуть до них или по воде, или по льду, допуская вопрос подводного плавания решенным, казалось бы, что мы не должны встретить больших препятствий, подходя к ним подо льдами… Предприняв подобную экспедицию летом, когда надо полагать все льды плавающими, можно всегда отыскать свободные от льдов места, где легко всплыть на поверхность и запастись воздухом. Притом пространство, покрытое вечными льдами, совсем не так широко; оно около 700 или 800 верст; на этом протяжении потребовалось бы всплыть на поверхность три или четыре раза»[9]. Какова дерзновенность замысла!

Сейчас, когда атомные подводные лодки уже неоднократно побывали на Северном полюсе, совершили продолжительные арктические походы, мы отдаем себе отчет в том, что многие изобретатели слишком упрощенно представляли себе полярную подводную экспедицию. Но это естественно: они не знали, с какими трудностями им придется столкнуться на практике.

Не получив средств на постройку подводной лодки (ее стоимость составляла 500 тыс. рублей), авторы проекта объяснили причину того, что они не раскрыли его секрета:

«Мне чрезвычайно жаль, что я не могу открыть самого проекта, тогда многим было бы наглядно видно, что этот проект совершенно полон и как предварительный больше чем закончен, что в нем обдуманы и предусмотрены многие самые мелочные практические детали и описаны, как в данном случае будут они применены, – писал И.А. Карышев. – Привилегия мною еще не взята; я считаю, что взять привилегию в одной стране – значит огласить проект для всего света… а потому вынужден держать пока свой проект закрытым»[10].

Выступая в поддержку проекта братьев Карышевых, исследователь истории подводного плавания Н.И. Адамович писал:

«При дальнейшем развитии подводного судоходства, может быть, до сих пор неосуществленная задача достижения Северного полюса, несмотря на многократные попытки проникнуть до него, разрешится гораздо проще, чем это теперь представляется… Если пробивают в гранитах туннели, говорит один из величайших русских ученых (имеется в виду Д.И. Менделеев. – В.Р.), то проходы во льдах не могут задержать человека в победоносном движении к Северному полюсу и вдоль азиатских берегов Северно-Ледовитого океана, с чем связано открытие нового "великого сибирского пути", для осуществления которого стоит подумать над развитием подводного судоходства и усовершенствованием подводных лодок»[11].

Как выяснилось впоследствии, несмотря на тщательное изучение специалистами, многие расчеты братьев Карышевых оказались все же недостаточно обоснованными, и академик А.Н. Крылов, причастный в свое время к обсуждению их проекта, вынужден был много лет спустя сказать об этом в своих воспоминаниях:

«В ноябре 1878 г., в возрасте 15 лет, будучи воспитанником Морского училища, прочел я в газете, что в IV (военно-морском) отделе Русского технического общества инженер Карышев будет делать доклад о подводном плавании и своем проекте подводной лодки.

<…> Доклад Карышева был изложен блестяще, мне все было совершенно понятно и казалось удобоисполнимым. Но затем в 1905 г. я состоял в экспертной комиссии Комитета по усилению флота на добровольные пожертвования вместе с корабельным инженером И.Г. Бубновым и капитаном 2-го ранга М.Н. Беклемишевым… Карышев вновь представил проект, составленный им 27 лет назад и казавшийся мне столь интересным, когда мне было 15 лет.

Теперь мне было 42 года, я имел серьезный теоретический и практический опыт, и наша комиссия признала полную практическую непригодность проекта Карышева и необоснованную фантастичность как этого, так и многих других его предложений»[12].

С появлением в конце XIX века уже более совершенных подводных лодок среди конструкторов, кто занимался развитием подводного плавания, а также ученых, ратовавших за исследование полярных стран, и за рубежом, и в России вновь не однажды возникала мысль о достижении Северного полюса под водой.

В 1896 г., например, с таким предложением выступил французский инженер Гаскон Л. Пеше. В те годы европейская общественность широко обсуждала подготовку экспедиции на Северный полюс шведского инженера С. Андрэ.

Пеше отнесся к этому предприятию с величайшим недоверием, назвав проект достижения Северного полюса на воздушном шаре «безумною затеею смелых ученых… без всякой надежды на успех». (Мрачные предположения француза, к сожалению, сбылись. Полет, предпринятый в 1897 г. Андрэ на воздушном шаре «Орел», закончился гибелью всех участников.) В противовес воздушному пути к полюсу, на котором, по его мнению, путешественники неизбежно встретят «неожиданные препятствия и затруднения», он предложил другой – подводный. У подводных судов, считал он, есть два существенных недостатка для плавания под полярными льдами: отсутствие надежных способов ориентировки и невозможность видеть под водой. Однако автор смелого проекта считал, что недостатки эти вполне преодолимы: для достижения полюса необходимо «только править по направлению магнитной стрелки компаса», так как магнитный полюс Земли, как он считал, находится по соседству с географическим.

Для производства необходимых обсерваций и пополнения запаса воздуха для команды подводная лодка сможет всплывать в полыньях. Если поверхность воды закрыта льдом, нужно с помощью «динамитных снарядов» взорвать плавающую ледяную кору, подобно тому, как «подводный миноносец взрывает неприятельские суда».

В будущем, указывал Пеше, когда «дело разовьется и усовершенствуется, можно будет употреблять целую флотилию подводных миноносцев, чтобы взрывать перед собою все препятствия и прокладывать дорогу во льдах обыкновенным кораблям или судам типа нансеновского «Фрама», которые будут следовать за подводными миноносцами»[13].

Пеше предусматривал вариант возвращения ученых экспедиции не на лодке, а на воздушном шаре. Он считал его даже предпочтительнее, так как это давало возможность произвести с воздуха массу дополнительных интересных наблюдений.

Нетрудно видеть, что проект Гаскона Л. Пеше был далек от реального, особенно если учесть состояние подводного кораблестроения в то время и уровень знаний о полярном мореплавании.

Однако автор, выступивший со своим проектом в журнале «Научное обозрение» 19 сентября 1896 г., высказал твердое убеждение, что рано или поздно он будет «осуществлен и, вероятно, представителями одной из северных наций, т. е. шведами, норвежцами или русскими, которые ввиду соседства с полярными странами уже и раньше занимались их исследованием»[14].

Несколько лет спустя, 16 января 1901 г., с еще одним проектом путешествия к Северному полюсу на подводной лодке выступил на внеочередном заседании Географического общества в Вене немецкий инженер Герман Аншюц-Кэмпфе.

– Возникает вопрос, – говорил он, обращаясь к собравшимся, – нельзя ли сконструировать такое транспортное средство, которое оправдало бы себя как средство передвижения в самом тяжелом ледовом море? Иными словами, перед нами встает вопрос: почему бы нам не построить корабль, который дошел бы до цели подо льдом?

Г. Аншюц-Кэмпфе обстоятельно изложил все аргументы в защиту своего проекта. Основательно изучив результаты наблюдений и исследований полярных путешественников Ю. Пайера, К. Вейпрехта, Л. Абруццкого, Ф. Нансена, он утверждал, что столкновения «с самым страшным врагом всех экспедиций» в Арктике – айсбергами и непреодолимым паковым льдом – он избежит, погружаясь на безопасную глубину и всплывая в разводьях.

В своем докладе изобретатель кратко обрисовал облик будущего подледного корабля. Лодка, имеющая цилиндроконическую форму, водоизмещением около 800 τ, будет снабжена керосиновым (нефтяным) двигателем для надводного и электромотором для подводного хода. Движение по горизонтали и вертикали обеспечат винты, расположенные в центре корпуса.

Сам корпус обшивается стальными пластинами и дополнительно дубовыми досками для предохранения от ударов о лед. Для обеспечения точности кораблевождения помимо магнитного компаса устанавливается гироскоп. Наблюдение через иллюминатор с толстым защитным стеклом позволит находить в сплошном льду полыньи.

По расчетам Аншюц-Кэмпфе, запаса электроэнергии в аккумуляторной батарее ему хватит на 5 ч непрерывного хода. При скорости 3 узла, таким образом, лодка пройдет расстояние около 15 миль. На этом пути, как считал он, обязательно встретится полынья. Если же не окажется, то с помощью специального выдвижного взрывного устройства придется проделать во льду отверстие, в которое можно выдвинуть вентиляционную трубу.

Любопытная деталь. Отдавая себе отчет в том, что магнитный компас непригоден для высоких широт, Герман Аншюц-Кэмпфе создал в 1904 г. так называемый азимутальный гироскоп, или гироскоп направления. Совершенствуя его, в 1908 г. он сконструировал прототип первого мореходного одногироскопного компаса.

В книге «Подводное судоходство»[15], вышедшей в России в 1905 г., Д. Голов справедливо указывал:

«Предпринявшего такое путешествие, несомненно, постигла бы та же участь, как и воздухоплавателя Андрэ; хотя подводное судоходство по развитию стоит впереди воздухоплавания, но не настолько, чтобы были возможны дальние плавания, особенно столь опасного характера, как то, какое предполагал предпринять немецкий изобретатель подводной лодки». По данным Д. Голова, Аншюц-Кэмпфе даже построил в Вильгельмсхафене подводную лодку, на которой якобы «имел намерение отправиться на Северный полюс».

В том же 1901 г. идея плавания подо льдом к Северному полюсу дала всходы и на русской почве. Проект, о котором пойдет речь ниже, не только не получил воплощения, но и не был детально проработан. И все же даже с современных позиций он представляется более реальным, чем зарубежные проекты. Имеется в виду арктическое подводное судно Д.И. Менделеева.

Великий русский ученый-энциклопедист известен также и как инициатор полярных исследований, и как выдающийся деятель в области судостроения. Будучи консультантом Морского министерства, Дмитрий Иванович принимал деятельное участие в рассмотрении проектов подводных лодок, бронирования кораблей, в создании бездымного пороха для корабельной артиллерии.

С именем Менделеева связана постройка первого в мире линейного ледокола «Ермак». Менделеев подготовил план высокоширотной научной экспедиции, которая намечалась на 1901–1902 гг. Один из вариантов этого плана предусматривал создание специального экспедиционного ледокола, форма и теоретический чертеж которого были разработаны Дмитрием Ивановичем.

Ученый писал в связи с идеей использования ледокола в исследовании Арктики: «Сильный корабль и свободные части вод – вот первые средства для победы над препятствиями Ледовитого океана»[16].

Ратуя за исследование арктических морей, освоение Северного морского пути, Менделеев считал, что это будет способствовать появлению «опытных моряков, привыкших взрывать сопротивляющиеся массы, плавать под водой»[17] (выделено мной. – В.Р.). Словом, писал он, «в нашем морском деле – для его успешного и верного движения вперед – лучше всего на один из первых планов поставить завоевание Ледовитого океана»[18].

«Плавать под водой!» Призыв ученого не был простым лозунгом. В менделеевском наследии есть прямые указания на то, как идею достижения Северного полюса можно осуществить, плавая под водой. В первом томе его научного архива, изданном под названием «Освоение Крайнего Севера», приведена запись, сделанная ученым в рабочей тетради 30 декабря 1901 г.: «Мысли о подводном судне». И далее даны формулы, расчеты, схемы, связанные с проектом подводной лодки для плавания подо льдом.

По мысли Дмитрия Ивановича, такой корабль, предназначенный для арктической экспедиции, должен иметь в длину 50 и в ширину – 20 м. Его объем будет в этом случае равняться 2100 м3, а, следовательно, подводное водоизмещение – 2100 т.

Напомним, что построенная в России в 1903 г. на Балтийском заводе в Петербурге одна из самых крупных тогда в мире подводная лодка «Дельфин» конструкции И.Г. Бубнова, выступившего в соавторстве с М.Н. Беклемишевым и И.С. Горюновым, имела подводное водоизмещение всего 124 т.

Дмитрий Иванович понимал, что существовавшие в то время источники энергии для работы двигателей подводных лодок не могли обеспечить им длительного подледного плавания.

Аккумуляторная батарея уже названного выше «Дельфина» по проекту была рассчитана на плавание в подводном положении на расстояние всего 28 миль. При испытаниях, правда, выяснилось, что миноносец № 150 (так называлась первоначально эта лодка при постройке) при скорости около 5 узл. все же может преодолеть под водой расстояние до 60 миль[19].

Для движения под водой Менделеев предлагал использовать пневматический двигатель. Сжатый до 800 атм воздух для работы последнего должен был находиться в металлических трубах с внутренним диаметром 2 см и внешним 3 см. Общая длина этих своеобразных резервуаров составила бы около 26 км, а общий внутренний объем – 8,04 м3. Вес сжатого воздуха равнялся бы при этом примерно 2 т. Приблизительный расчет показывает, что лодка при соблюдении строжайшей экономии своего «горючего» вряд ли смогла бы достичь подо льдом полюса. Очевидно, Дмитрий Иванович исходил из того, что во время путешествия для возобновления резерва воздуха ей все же придется всплывать в разводьях. Однако прямых указаний на этот счет в записях ученого нет.

На сохранившемся в архиве эскизе ДИ. Менделеева показано расположение центра тяжести и центра величины подводной лодки, имеющей в поперечнике корпус округлой формы, в сравнении с этими же важными точками надводного корабля. При этом показано действие льда на их корпуса, Дмитрий Иванович Менделеев отдавал себе отчет в том, что грозит лодке после всплытия во льдах при сжатии».

Думая об использовании подводной лодки для исследования полярных широт, ученый вместе с тем трезво смотрел на существо дела, понимая, что подводные корабли еще очень далеки от совершенства и непригодны для транспортировки грузов. Он очень настойчиво занимался изучением роли Северного морского пути в освоении природных богатств Заполярья. Дмитрий Иванович писал: «Подводное плавание, на которое так много стали уповать, обещая немало для удовлетворения любознательности, военных целей, почтового и пассажирского сообщения, ничего само по себе не обещает пока для передачи товаров»[20].

Этим можно, видимо, объяснить то обстоятельство, что мысли Д.И. Менделеева о подводном судне для полярных морей так и не получили дальнейшего развития, и он сосредоточил свое внимание на проектировании специального экспедиционного арктического ледокола.

По сохранившимся в рабочей тетради Д.И. Менделеева черновым эскизам и подробным расчетам, корабельному инженеру А.И. Дубравину удалось воспроизвести теоретический чертеж ледокола. Модель этого корабля экспонируется в музее-архиве ученого при Санкт-Петербургском государственном университете.

Обратим внимание на то, что Д.И. Менделеев одним из первых предусмотрел для обеспечения движения арктической подводной лодки единый (пневматический) двигатель. Ведь только с появлением другого, конечно неизмеримо большей мощности, атомного двигателя стали возможными походы подводных лодок к Северному полюсу.

Уместно заметить, что приоритет в изобретении поршневой воздушной машины для движения подводной лодки как в надводном, так и подводном положении (единого двигателя) принадлежит нашему соотечественнику – офицеру флота H.H. Спиридонову. Еще в 1855 г. он представил в Морской ученый комитет проект подводной лодки с экипажем из 60 человек, вооруженной 15 (!) орудиями особого устройства.

Немалый вклад в разработку идеи использования воздушных машин в судостроении внес талантливый русский инженер и изобретатель СИ. Барановский.

Кстати, проблема установки на подводной лодке единого двигателя для надводного и подводного хода (имеется в виду теплового) впервые практически была решена в России.

Весной 1906 г. на Петербургском металлическом и механическом заводе заложили подводную лодку по проекту С.К. Джевецкого. В конце года лодку уже подготовили к испытаниям, но они затянулись. И только в 1908 г. единственный тогда в мире подводный корабль с единым тепловым двигателем вошел в строй. На «Почтовом» (так стал он называться) С.К. Джевецкий установил два бензиновых мотора, работу которых под водой обеспечивали баллоны с большим запасом сжатого воздуха.

Через четыре года, в 1912 г., мичман М.Н. Никольский предложил кислородное приспособление для работы двигателя внутреннего сгорания любой системы без доступа атмосферного воздуха. В данном случае шла речь о применении замкнутого, регенеративного цикла обработки выхлопных газов.

Вернемся, однако, к основной теме нашего рассказа.

Приверженцем идеи достижения Северного полюса на подводной лодке был и американский изобретатель и предприниматель Саймон Лейк.

В январе 1898 г. в журнале «Нью-Йорк джорнэл» он опубликовал статью «К Северному полюсу на подводной лодке с динамитом для пробивания отверстий во льду», а в апреле того же года запатентовал проект подводной лодки с ледовым буром.

Спроектированная Лейком арктическая подводная лодка имела прочную стальную обшивку, отходившую от несколько наклоненного вниз округлой формы форштевня и прикрывавшую корму и рубку. Зарядку аккумуляторов предполагалось производить в полыньях – считалось, что их можно обнаружить на расстоянии 40 км друг от друга. При невозможности всплыть или аварии специальным прочным буром во льду проделывалось отверстие, причем внутри бура имелись две трубы: одна – для подачи чистого воздуха команде и для работающего двигателя, другая – для отвода выхлопных газов.

Несмотря на то что наука обладала уже к тому времени значительными представлениями о природе и форме арктических льдов, С. Лейк исходил из предположения, что они имеют примерно одинаковую толщину (3–5 м) и сравнительно ровную поверхность. В его представлении лодка, подобно перевернутым салазкам, смогла бы скользить по нижней поверхности.

В дальнейшем, в 1921 г., он опубликовал новый и также довольно фантастический проект подледного корабля водоизмещением 500 т. Для ориентировки подо льдом на лодке планировалось установить специальные щупальцы, подобные тем, которые были испытаны на первой лодке Лейка «Аргонавт» в 1897 г. Они представляли собой подвижной поршень-аутокомпрессор, расположенный в носу и сообщающийся с водяными цистернами. При ударе о лед шток поршня с наконечником срабатывает, цистерны заполняются водой и лодка погружается.

Новый проект С. Лейка также остался в чертежах. Не отличавшийся большой скромностью Лейк во имя рекламы, а значит, и наживы часто выдавал желаемое за действительное. В книге известного датского исследователя P.C. Стеенсена «Северный морской путь», вышедшей в Копенгагене в 1957 г., описан случай, когда после «двухчасового плавания подо льдом Финского залива» подводной лодки «Протектор», второй лодки американского изобретателя, проданной им России и вошедшей в строй русского флота под названием «Осетр», царское правительство поручило ему якобы разработать чертежи новой подводной лодки, специально приспособленной для подледного плавания.

Никакими архивными данными этот факт, к сожалению, не подтверждается, к тому же «Осетр» не мог испытываться и, следовательно, плавать тогда подо льдом.

Эта подводная лодка в июне доставлена на пароходе «Фортуна» в Кронштадт. 13 августа она под командованием лейтенанта A.C. Гадда вступила в кампанию, но уже через три дня была поставлена в док для исправления рулей и ликвидации течи в кормовой части корпуса. По окончании ремонта, 21 сентября, лодка испытывалась на Кронштадтском рейде, а затем в Бьёркезун де. 15 октября «Осетр» перешел в Петербург, где его вместе с другими лодками начали готовить к перевозке на Дальний Восток. 4 декабря она была отправлена по железной дороге, но из-за перегрева осей на транспорте возвращена. 15 марта 1905 г. ее вновь повезли во Владивосток, куда она прибыла 18 апреля.

Правдоподобнее выглядит другой случай, описанный Д. Даганом в книге «Человек в подводном мире», которая вышла в Лондоне в 1960 г. Стремясь во что бы то ни стало продать «Протектор» американскому флоту, С. Лейк решился якобы во время зимних испытаний в Ньюпорте на следующий, весьма рискованный для того времени трюк: опустился на лодке под воду, зашел под ледяное поле, а затем, пробив лед, всплыл. Однако ему так и не удалось добиться покупки лодки в США. И он обратился тогда к зарубежным заказчикам, продав «Протектор» России.

Объективности ради заметим, что «Осетру» все же пришлось плавать во льду, но только много позднее, когда он находился уже на Дальнем Востоке. Об этом свидетельствуют фотографии, помещенные в книге русского военно-морского историка П.И. Белавенна «Нужен ли нам флот и его значение для истории России» (издана в Петербурге в 1910 г.). Под фотографиями, на которых изображена подводная лодка во льдах, имеются подписи: «Лодка «Осетр» 20 января 1907 г. с обледенелой палубой» и «Лодка "Осетр" после 3-часового плавания встретила лед и идет в нем». Уточнить обстоятельства, связанные с этим зимним ледовым плаванием, к сожалению, не представляется возможным. В Российском государственном архиве ВМФ документов на этот счет нет.