Одной из наиболее интересных субмарин первой половины XIX века была металлическая подводная лодка, которую построил в 1834 г. российский изобретатель Шильдер.
Инженер-генерал Карл Андреевич Шильдер (1785 - 1854), этнический немец, был выходцем из Белоруссии, имение его родителей находилось в Витебской губернии. В 1802 г. он начал службу в русской армии 17-летним юношей. Под командованием М.И. Кутузова в 1805 г. воевал против армии Наполеона, участвовал в сражении под Аустерлицем. Являлся выдающимся военным инженером.
Карл Шильдер
Шильдер изобрел разборный канатный мост (1821 г.) и разборный мост на плашкоутах (1829 г.), разработал способы электрического воспламенения пороховых ракет и мин-фугасов (в том числе подводных), буровое устройство для подземной проходки штолен, трубную систему обороны крепостей с использованием ракет, взрывной способ прокладки траншей, спроектировал и построил плавучую ракетную батарею с паровым двигателем и т.д. Погиб Карл Андреевич на 70-м году жизни. При осаде турецкой крепости Силистрия он получил тяжелое ранение (осколок раздробил ему ступню) и спустя 10 дней скончался от гангрены.
В 1832 году Шильдер усовершенствовал и начал применять на практике электрический способ воспламенения пороховых фугасов, который разработал немецко-русский изобретатель барон П.Л. Шиллинг (1786 - 1837). В 1834 г. Шильдер сконструировал гальваническую подводную мину, принятую в 1836 г. на вооружение. Удачные опыты с электровоспламенением мин и ракет привели его к мысли о превращении неподвижной мины в двигающийся снаряд. Вот как он сам объяснил этот переход в докладной записке военному министру:
«Чтобы сделать сей способ грозным орудием для неприятельского флота, необходимо было найти верное средство к подводу мин под неприятельские корабли, стоящие на якоре, или к уловлению их на ходу.
Казалось, что устроение подводной лодки и усовершенствование плавания с оною — может решить сию задачу — и я немедленно занялся способами к достижению сей цели.
Руководствуясь примерами подводного плавания Бюшнеля, Дреббеля и известного Джонсона и сочинениями Фультона, Мангеера и других, я предположил устроить металлическую лодку, которая по теоретическим соображениям, имея все удобства, указанные упомянутыми примерами, устраняла недостатки, замеченные уже и самими изобретателями».
Подводная лодка Шильдера как по общей схеме, так и в деталях (наблюдательная башенка, перископ, гребки, вентилятор, мина), очень похожа на проект, который представил в 1825 г. политический заключенный, дворянин минской губернии Казимир Черновский. Подводная лодка Черновского должна была иметь круглый в сечении корпус из листового железа, длиной 10, диаметром 2 метра. Экспертное заключение по этому проекту делал инженер-генерал Базен, коллега и близкий друг Шильдера. Несомненно, что Базен познакомил Карла Андреевича с чертежами и описанием, составленными заключенным-изобретателем.
В марте 1834 г. в Санкт-Петербурге на Александровском литейном и механическом заводе по проекту Шильдера была начата и в мае закончена постройка подводной лодки. Ее корпус представлял собой удлиненное тело обтекаемой формы. Остов состоял из пяти стальных шпангоутов круглого сечения, которые были обшиты котельным железом толщиной 4,8 мм. Полосовые и угловые профили тогда еще не производили.
Листы железа соединяли друг с другом внахлест и прикрепляли к шпангоутам заклепками. По расчетам, прочность корпуса допускала погружение на глубину до 40 футов (12,2 м).
Лодка имела длину около 6, наибольшую ширину 1,52 и высоту 1,85 метров. Для понижения центра тяжести был использован балласт из свинцовых отливок, выполненных по профилю днища лодки и уложенных на дне с большими промежутками между ними. Ее водоизмещение (вместе с балластом и подвижными грузами) составляло 16,4 тонны. В корме находился вертикальный руль закругленной формы, похожий на рыбий хвост. Он поворачивался посредством ручного привода.
Для входа и выхода в верхней части корпуса имелись две башни высотой около 1 метра и диаметром 84 см каждая, снабженные металлическими люками. На боковых стенках башен располагались 4 иллюминатора, освещавшие внутреннее пространство лодки (для усиления света они были выкрашены изнутри в белый цвет) и позволявшие вести наблюдение в надводном положении. Крышки люков откидывались на шарнирах. К срезам комингсов они прижимались винтовыми задрайками и для герметичности имели резиновые прокладки.
Для наблюдения за внешней обстановкой из-под поверхности воды Шильдер установил в кормовой башне лодки выдвижную коленчатую медную трубу с зеркалами, расположенными в ее верхнем и нижнем коленах под углом 45 градусов к продольной оси (прообраз современного перископа). Как отмечал изобретатель, зрительная труба «дает возможность управляющему делать по временам обозрение на поверхности воды, оставляя лодку под водою, ...из выдвинутой трубы, выставляя предмет меньше величины обыкновенных бананов».
В крыше носовой башни была устроена выдвижная вентиляционная труба, которой можно было пользоваться на «перископной» глубине. По расчетам, запаса воздуха в лодке должно было хватать экипажу в количестве 10 человек на 10 часов. Но испытания показали, что даже 8 человек поглотили весь кислород менее чем за 6 часов. Именно поэтому Шильдер для освежения воздуха установил воздухозаборник. Достаточно было выдвинуть эту трубу на поверхность всего лишь на 3 минуты и привести в действие центробежный вентилятор конструкции генерал-майора А.А. Саблукова (1783 - 1857).
Поначалу Шильдер предполагал сделать башни выдвижными, но затем отказался от этой идеи. Он убедился, что не сможет обеспечить герметичность скользящих цилиндрических поверхностей. В середине верхней части корпуса размещался еще один люк для погрузки свинцового балласта и других крупногабаритных грузов.
Для погружения и удержания лодки на заданной глубине Шильдер применил комплексную систему. Во-первых, в нижней части корпуса находились конусные ниши в виде двух воронок, обращенных раструбами к килю. В верхней части этих воронок имелись отверстия, через которые проходили канаты из сыромятной кожи. На канатах внутри воронок висели грузы, отлитые из свинца по форме воронок и полностью убирающиеся в них. Другие концы канатов были соединены внутри лодки с ручными воротами, с помощью которых можно было стравливать грузы до грунта подобно тому, как отдаются якоря на надводных судах. Общий вес двух гирь составлял 80 пудов (1280 кг). На мелком месте гири, подобно якорям, удерживали лодку на одном месте.
Устройство подводной лодки Шильдера (с подлинных чертежей изобретателя).
1— башни, 2 — труба для выхлопа испорченного воздуха,
3 — труба для впускания свежего воздуха, 4 — вентилятор Саблукова,
5 — свинцовые гири, 6 — вороты для подъема и опускания гирь,
7 — вороты гребков, 8 — руль
Во-вторых, внутри корпуса в нижней его части была устроена балластная цистерна, наполнявшаяся водой до такой степени, что у лодки с отданными грузами плавучесть погашалась почти полностью и на поверхность выступали лишь части башен. Достаточно было начать выбирать воротами отданные грузы, чтобы лодка стала погружаться под воду. Для всплытия производилось обратное действие. Забортная вода поступала в балластную цистерну через два крана, а удалялась ручным поршневым насосом.
При поднятых гирях и пустой балластной цистерне плавучесть лодки была близка к нулю и корпус ее находился в полупогруженном состоянии, т.е. палуба была почти на уровне воды. Заполняя балластную цистерну водой и увеличивая тем самым вес лодки, можно было добиться ее дальнейшего погружения.
В качестве движителя использовались 4 особых гребка-лопатки, выполненных наподобие лап водоплавающих птиц и расположенных попарно с каждого борта. Каждый гребок состоял из двух складывающихся лопастей, вращающихся на шарнире горизонтального вала. Вал проходил сквозь обшивку корпуса. На внутрений его конец была насажена шестерня, находившаяся в сцеплении с зубчатым колесом, которое вращал рукоятью один из членов экипажа. Перемещаясь в нижней четверти круга, гребки обеспечивали передний ход. Затем их лопасти раскрывались и, загребая воду, толкали лодку вперед. При движении гребков вперед (холостой ход) их лопасти складывались, оказывая минимальное сопротивление набегающему потоку воды. Для обеспечения заднего хода требовалось вращать гребки в противоположную сторону.
Проект подводной лодки Шильдера с его обозначениями.
А — люк, В — башни, С — воронки для гирь, служащих для увеличения
тяжести лодки, С — свинцовые гири, D — ременные канаты, Е — руль,
F — бушприт, М — мина, Р — гальванический проводник, Н — гребки,
h — гребные валики, К — иллюминаторы, N — зрительная труба
с отражательными стеклами, N' — труба для впуская в лодку свежего
воздуха, R — ракетные станки, S — свинцовый балласт, уложенный
с большими промежутками, наполняемыми водой
По расчетам, максимальная скорость под водой могла составить 2,15 км/час. Однако испытания выявили значительно меньший КПД гребков, чем в теории. На самом деле скорость оказалась в 3,2 раза меньше, она не превышала 670 метров в час.
Вооружение лодки предназначалось для действий против деревянных парусных кораблей. В носовой части на форштевне крепился горизонтальный бушприт длиной около 2 метров, окованный железом. На него одевалась муфта с небольшим гарпуном, к муфте подвешивалась пороховая мина весом 1 пуд (16 кг). От нее в лодку шел провод, соединявшийся с гальванической батареей. Муфта своей тыльной частью свободно сидела на бушприте и легко соскальзывала с него при отходе лодки. Вонзив гарпун с миной в борт корабля ниже ватерлинии, подлодка давала задний ход и мина оказывалась как бы подвешенной к борту вражеского корабля. Прочность скрепления мины с атакуемым судном обеспечивалась силой соударения больших масс надводного судна и подводной лодки. Отойдя на некоторое расстояние назад, командир взрывал мину по проводу электрическим импульсом от батареи.
Кроме того, лодка имела 6 ракет Конгрева калибра 4 дюйма (102 мм) в металлических корпусах с пороховыми двигателями. Они размещались в железных направляющих трубах, по три с каждого борта. Трубы были скреплены в пакеты, соединенные с корпусом лодки подвижными стойками. Необходимый для стрельбы угол возвышения (до 10—12 градусов к линии горизонта) пакет получал за счет подъема либо опускания стойки, ближайшей к носу лодки. Чтобы предохранить ракеты от контакта с водой, в передние концы труб вставлялись пробки, прикрытые резиновыми колпаками.
1 — гребки (рабочий ход); 2 — гребки (холостой ход);
3 — приводы гребков; 4 — съемные перила; 5 — гири
При воспламенении ракет с помощью электрозапалов они выбивали пробки и летели к цели. Пуск ракет мог производиться как на поверхности воды, так и в погруженном состоянии. Лодка могла вести одиночный и залповый огонь. Значительная длина труб, достигавшая 4,5 метров, позволяла добиваться довольно высокой кучности стрельбы, сопоставимой с имевшимися тогда на кораблях гладкоствольными орудиями. При попадании зажигательные ракеты вызывали пожар на деревянном корабле.
Обязанности 10 членов экипажа распределялись следующим образом: один — на руле, четверо — на гребках, двое — при кранах и насосах, один — при гальванической батарее и проводах, один — резерв. Десятый — командир. Он находится в кормовой башне, наблюдает оттуда за поверхностью моря через иллюминаторы или перископ, отдает команды рулевому и другим членам экипажа.
При опущенных на дно гирях и при отсутствии воды в балластной цистерне верхняя палуба лодки выступала на поверхность. Для ее выхода в плавание проделывались следующие операции. На бушприт надевали муфту и к ней привязывали мину. К электрическому запалу мины присоединяли провод. В направляющие трубы закладывали ракеты, пакетам труб придавали требуемый угол возвышения, а к электрозапалам ракет подсоединяли провода. В концы труб вставляли пробки с герметичными резиновыми колпаками. Затем в лодку влезали несколько матросов, через средний люк им подавали гальваническую батарею. Остальные члены экипажа влезали через люки башен, которые после этого наглухо задраивали изнутри. Под тяжестью людей и снаряжения лодка погружалась настолько, что ее палуба скрывалась под водой. После этого поднимали воротами гири-якоря. Тогда лодка погружалась почти до крышек башен. Для дальнейшего погружения заполняли водой балластную цистерну.
В целях обеспечения цикла испытаний лодки была набрана команда в количестве 13 человек: одного унтер-офицера и двенадцати рядовых лейб-гвардии саперного батальона. Это были солдаты с большой выслугой лет, имевшие боевой опыт. Выбирал их сам К.А. Шильдер. В 1838 г. на подводную лодку Шильдера был назначен командиром моряк, мичман Р.Н. Жмелев, вошедший в историю Российского флота как первый офицер-подводник.
29 августа 1834 года подводная лодка Шильдера, взяв на борт восемь человек из этой команды, прошла первые испытания на Неве в 40 верстах вверх по течению от города, где отсутствовали посторонние лица. За испытаниями наблюдал царь Николай Первый. Лодка маневрировала под водой и оставалась в погруженном состоянии при помощи якорей.
Тогда же успешно прошли проверку ракетные установки. В частности, впервые в мире производились пуски пороховых ракет из-под воды. Даже не верится, что это было свыше 160 лет тому назад! Была показана в действии и пороховая мина.
В октябре того же года Шильдер предложил построить еще две подводные лодки. Одну для действий в море, «совершенно новой конструкции», как он сообщил в докладной записке генерал-инспектору инженерных войск, а другую малых габаритов — для подрыва мостов на реках. Ни та, ни другая не строились; утверждения об обратном являются вымыслом. Сохранился лишь эскиз малогабаритной субмарины.
Все последующие испытания подводной лодки Шильдера происходили на Кронштадтском рейде, в несколько этапов, с 1834 по 1841 гг. Результаты морских испытаний оказались неудовлетворительными. Скорость подводной лодки, как уже сказано, была крайне низкой, а «мощности» мускульного двигателя не хватало для преодоления силы течения и ветра. Ракетное вооружение на практике оказалось весьма несовершенным. Выяснилось также, что рулевой внутри лодки не способен самостоятельно выдерживать заданный ему курс. Оставался один выход: экипаж пребывал внутри субмарины, а сам генерал Шильдер «находился вне оной на палубе, погруженный в воду по грудь в одежде из непроницаемой водою ткани», в ботинках со свинцовыми подошвами и давал указания через переговорную трубу.
Вот что сказано, например, в отчете об испытании, состоявшемся 24 июня 1838 г. на северном рейде Кронштадта:
«При начале действия ветер и течение нанесли лодку на якорный канат плота, за который гребки лодки зацепились и запутались, так что для дальнейшего плавания надобно было отрубить якорный канат и лодка тронулась с места, имея гребок с правой стороны сломанным. По сей причине она получила под водою косвенный ход и с трудом могла быть направляема к выставленному впереди для подорвания двухмачтовому транспортному судну.
По отплытии 50 сажен (106,7 м) под водою воспламенены были две ракеты, которые по причине сильного волнения не могли долететь до своей цели и разорвались в волнах не в далеком расстоянии от лодки. Трубы, в которых находились ракеты, из опасения, чтобы оные не подмочило, были по распоряжению английского ракетного мастера Нассенберда закрыты герметически, отчего по выпуске пяти ракет трубы, наполнясь водою, значительно увеличили тяжесть лодки и были причиною неожиданного погружения оной. Между тем волною захлестнуло разговорную трубу и не прежде как через четверть часа после отлития воды можно было продолжать дальнейший путь.
По приближении к судну мина, находившаяся на носу лодки, притиснута была к судну удачно, самая же лодка течением была увлечена почти под киль судна, но... плывший сзади катер взял оную на буксир.
По отплытии... с помощью катера на значительное расстояние... взорвана была вышеупомянутая воткнутая в судно мина в 20 фунтов пороха и взрывом оной судно начало тонуть». (Русский фунт (409,51 г) меньше английского (453,59 г), следовательно, в мине было 8,2 кг пороха.)
Убедившись уже на первых испытаниях в том, насколько ограничены ходовые возможности лодки при использовании для передвижения ручного привода, Шильдер построил в 1836 г. для своей лодки специальную плавучую пристань. Идея была весьма рациональной: она открывала возможность удобной транспортировки лодки в заданный район действий водным путем. Бревенчатый набор плота с дощатым настилом имел позади вырез, где как в плавучем доке помещалась лодка. Легкий дощатый мостик перекрывал вырез сзади. Плот защищал лодку от волн и облегчал снаряжение ее перед плаванием. В носовой части плота находились три пусковых станка для ракет, отделенных от лодки защитным экраном из массивных досок. Таким образом, плот одновременно служил и плавбазой, и ракетной плавбатареей.
Различные попытки Шильдера усовершенствовать конструкцию лодки (в частности, снабдить ее водометным движителем с ручным приводом) оказались безуспешными.
Вот выдержка из отчета о последних испытаниях №Ns 51-52, состоявшихся 24—25 сентября 1841 г. в Кронштадте, на канале Петра Великого:
«Вначале предположено было лодку погрузить в воду, приблизить вдоль канала к одному из стоявших там судов, назначенных для входа в док, воткнуть в него твердо штырь с мешком, наполненным песком, долженствовавшим представить мину и по исполнении отойти назад без штыря.
...По входе в лодку 6 человек нижних чинов с 1 офицером, наложили на палубу ея балласт и погрузили на такую глубину, что башни были обнаружены 1 футом над поверхностью воды. В таком положении лодка оставалась в продолжение всего опыта. Она спущена в ход вдоль канала и продолжала движение свое посредством действия гребков, причем генерал-адъютант Шильдер, следуя непосредственно за подводной лодкой, с катера направлял ход ея приказанием чрез разговорную трубку, укрепленную в башне лодки, класть руль по его усмотрению — вправо или влево. Движение лодки было весьма медленным и в продолжение 35 минут времени пройдя только 183 сажени (390 м) она не смогла продолжать плавания по случаю перелома стержня одного из гребков, за сим лодка прибуксирована обратно к пристани».
Подвижная пристань для подводной лодки. Чертеж Шильдера с его обозначениями.
А, В, С, D — вырез, в котором помещалась подводная лодка;
а — деревянный парапет для прикрытия людей, действовавших конгревовыми ракетами;
Ь — перила; d — ракетные станки; с — ящики для хранения ракет,
f— склады деревянных ракетных хвостов
Специальный Комитет (был создан еще в 1839 г. В него входили инженер-генералы Витовтов, Казин, Козен и сам Шильдер, инженер-полковники Внуков и Соболевский, контр-адмирал Чистяков, ученый-электротехник Якоби) о подводных опытах пришел к вполне обоснованному заключению (против которого был один только Шильдер):
«Удостоверившись, что лодка эта не представляет и при лучшем ее устройстве никакого ручательства к надежному употреблению ея против неприятеля, где неминуемо должна быть совершенно предоставлена собственному своему управлению, комитет положил, что бесполезно было бы продолжать испытания, которые, не обещая желаемого успеха, сопряжены со значительными издержками и опасностью для употребления при этом людей».
Военный министр, граф А.И. Чернышев (1785 - 1857), 8 октября 1841 г. в ответ на заключение Комитета наложил следующую резолюцию: «Высочайше повелено дальнейшие опыты над подводною лодкой прекратить и вместе с тем обратить особенное внимание на усовершенствование подводных мин и действие ракет»...
Саму лодку передали изобретателю, по его просьбе, для «партикулярных занятий с оною». Ряд лет лодка находилась возле дачи Шильдера у Петровского острова. В конце концов, не имея больше времени и средств продолжать опыты, он разобрал лодку и продал ее в виде металлолома.
Вследствие того, что вся информация, имевшая отношение к подводной лодке Шильдера, долгое время считалась секретной, о ней просто забыли. Свыше 100 лет эта субмарина оставалась неизвестной даже российским историкам подводного судостроения, не говоря уже о западных авторах. Именно поэтому практически все исследователи отмечали в своих публикациях длительный перерыв в создании новых субмарин после Джонсона (1820 г.), до реализации проектов Пайерна и Бауэра (1846 - 1850 гг.).
Тем не менее, следует восстановить историческую справедливость. Генералу Шильдеру принадлежит несомненный приоритет в следующем:
- Он впервые построил металлическую боевуюсубмарину («ящик» Папена трудно считатьподводной лодкой, скорее, это проверка гипотезы о возможности постройки судов из металла, способных плавать);
- Он создал подводную мину с электрическим запалом, опередив американца Кольта на 7 лет и впервые вооружил ею подводную лодку;
- Он также впервые вооружил подводную лодку пороховыми ракетами и осуществил их запуск из подводного положения;
- Он впервые попытался реально применить перископ для наблюдения за водной поверхностью.
Эскиз малогабаритной лодки Шильдера (1834 г.)
