1.2.2 Гребной винт

В Европе действие винта в жидкости было впервые изучено известным механиком древности - Архимедом (287-212 гг. до н.э.), а применить его в качестве судового движителя впервые предложил в 1681 г. доктор Р. Гук (Dr. Hooke, 1635-1703). Теоретическая база для расчета гребных винтов создана петербургскими академиками Д. Бернули (1752 г.) и Л. Эйлером (1764 г.), но востребованной она оказалась только после появления относительно быстроходных паровых машин.

Патент на первый гребной винт получил Джозеф Брамах (Joseph Bramah, UK) 9 мая 1785 г., но первая работающая конструкция винта была реализована в США на одно- и двухвинтовых паровых баркасах, построенных американцем Джоном Стевенсом (John Stevens) в 1804 и 1805 гг.

В Европе первый судовой кормовой гребной винт был спроектирован и установлен инженером из Богемии И. Ресселем (Joseph Ressel) в 1829 г. на п/х "Циветта" (Civetta) водоизмещением 48 т. На испытаниях, проведенных в Триесте, судно развило скорость 6 узлов, но ввиду несовершенства двигателя и активного противодействия морской администрации дальнейшие опыты не производились.

Начало практического применения винтов положили шведский инженер Джон Эриксон (John Ericsson) и английский фермер Ф. П. Смит (F.P.Smith). Оба получили в 1836 г. патенты на суда с винтовым движителем. Оба в 1837 г. построили в Англии небольшие паровые буксиры для Лондонского порта: Смит - 6-сильный буксир водоизмещением 6 т. и винтом Архимеда, а Эриксон - вдвое более мощный пароход, "Francis B. Ogden" (40x8 ft, 15 т.), оснащенный двухпропеллерным винтом с противоположным вращением лопастей.

На ходовых испытаниях судно Эриксона развило не очень большую скорость - всего 10 узлов, но самые удивительные результаты были получены при буксировке парусных судов по Темзе. Маленький пароход с 12-сильной машиной обеспечил буксировку 140-тонной шхуны со скоростью 7 узлов, а большого американского пакетбота "Toronto" (250 т.) со скоростью 5 узлов. В судостроении появилось понятие полезный упор движителя, который для винтов в десятки раз превышал эффективность колесного привода. Демонстрация очевидной эффективности гребного винта положила конец активному противоборству сторонников парусного и парового флотов, а 1838 г. считается концом эры парусного флота.

1.2.3 Первые пл

В 1846 г. доктор Проспер Пейерн построил во Франции первую подводную лодку с механическим приводом винта (паровой машиной), разработанным в 1795 г. его соотечественником Арманом Мезьером. В оригинальной энергетической установке лодки, названной "Гидростат", пар к машине поступал от котла, в герметически закрытой топке которого сжигалось специально приготовленное топливо – спрессованные брикеты смеси селитры с углем, выделявшие при горении необходимый кислород. Одновременно в топку подавалась вода. Водяной пар и продукты сгорания топлива направлялись в паровую машину, откуда, после выполнения работы, отводились за борт через невозвратный клапан. Ненадежность и трудная управляемость системы не позволили применить это изобретение для практических целей.

В 1879 г. была построена подводная лодка с паровым котлом, рассчитанным на рабочее давление 10 кгс/кв.см и работавшим на пониженном давлении при надводном ходе. Перед погружением котел форсировался, и давление поднималось до рабочего. Затем горение прекращалось, и паровая машина продолжала работать за счет оставшегося в паросборнике котла пара. На испытаниях выяснилось, что запаса пара хватало на 12 миль плавания под водой. Лодка была признана непригодной для боевого применения из-за малой скорости, ограниченной дальности плавания в подводном положении и чрезмерной сложности перехода из надводного в подводное положение, требующего изменения режима работы парового котла.

В 1873-1877 гг. в России был разработан прототип свинцово-кислотного аккумулятора, который запатентовал французский ученый К. Фор, и по заказу Французского флота в 1884 г. организовал его промышленное производство. На флоте появился электропривод.

В 1888 г. во Франции был построен опытный образец полнофункциональной подводной лодки "Жимнот" водоизмещением 31 т. В качестве двигателя (единого для надводного и подводного хода) на ней был применен электромотор мощностью 50 л. с. с питанием от аккумуляторной батареи массой 9,5 т, что составило почти 30% от водоизмещения корабля.

На испытаниях, начавшихся в 1889 г., лодка показала в подводном положении скорость от 5 до 7 узлов при дальности плавания от 65 до 45 миль.