Паровые машины для подводного хода
В ходе поисков двигателя для обеспечения движения субмарины под водой были попытки использования паровых машин. 2 октября I864 года в Барселоне была спущена на воду вторая субмарина Нарсисо Монтуриоля (Narciso Monturiol Estarriol; 1819–1885) – «Ictineo II» («Иктинео-2»), начатая постройкой в 1862 году. Эта лодка водоизмещением 65 тонн своей формой повторяла первую субмарину изобретателя, но была больше ее в два с половиной раза: длина – 17 метров, ширина и высота – 3,5 метра. Горизонтальный и вертикальные рули размещались в корме, там же находился гребной винт. Заполнение и осушение цистерн производилось с помощью двух ручных насосов. В аварийных случаях предусматривалась возможность продувания балластных цистерн сжатым воздухом. Поначалу Н. Монтуриоль намеревался строить подводную лодку из металла, но денег на это не хватило. Поэтому «Ictineo II» стала деревянной, лишь с отдельными металлическими деталями и узлами. Расчетная глубина погружения составляла 81 метр, на испытаниях удалось достичь 30 метров. Погружаться глубже Монтуриоль не рискнул. Возможность дыхания экипажа, состоявшего из 10 человек, обеспечивал запас кислорода, хранившийся в специальном резервуаре.
Изобретатель установил на своей лодке машину собственной конструкции. При этом изобретенный им двигатель был абсолютно уникальным. Он представлял собой комбинированную паросиловую установку с шестью цилиндрами и двумя котлами. При движении на поверхности она действовала как обычная паровая машина с угольной топкой, которая разогревала один котел, работавший на три цилиндра. Перед погружением топку гасили, под водой включался второй котел, тоже работавший на три цилиндра, но нагревавшийся за счет экзотермической реакции взаимодействия цинкового порошка с диоксидом марганца и хлоратом калия. При этой реакции выделялся кислород, освежавший атмосферу внутри корпуса. Таким образом, одна ПМ мощностью 6 л.с. использовалась для надводного хода, другая (мощность – 2 л.с.) – для подводного. Она же вращала специальный бурав в носу, предназначенный для сверления отверстий в подводной части корпуса вражеского корабля.
В 1867 году «Ictineo II» уже ходила по поверхности на паровой тяге, достигнув 22 октября максимальной скорости 4,5 узла. Той же осенью предпринимались попытки задействовать химический парогенератор для подводного хода, но об их результатах ничего не известно. Похоже, что они оказались не очень успешными. Монтуриоль осуществил более 60 удачных погружений, а однажды со всем экипажем на борту оставался под водой более 5 часов. Тем не менее на вооружение испанского флота его лодку не приняли – паровой двигатель создавал слишком много проблем при плавании в погруженном положении.
Garrett
Развивая идею теплового двигателя, совершенно необычную подводную лодку спроектировал Джордж Гэррет (George William Garrett; 1852–1902). Английский предприниматель был убежден в том, что подводные лодки, вооруженные торпедами Уайтхеда вместо плавучих мин, могут заинтересовать многие страны, в первую очередь те, кому недостаток средств не позволяет содержать мощный броненосный флот.
В 1878 году Гэррет построил первую небольшую подводную лодку с ручным приводом, а уже в следующем – с паровым. Субмарина стоимостью 1538 фунтов стерлингов была построена судостроителем из Биркенхеда Дж. Т. Кохраном (J.T. Cochran) и получила название «Resurgam–2» («Возрождение–2»). Средняя часть подводной лодки была цилиндрической (с деревянной обшивкой), сверху находилась надстройка; оконечности имели форму конусов. Дым проходил через клапан по короткой трубе сквозь надстройку. По расчетам, корпус мог выдержать давление воды на глубине до 30 метров, при рабочей глубине погружения 15 м.
Лодка приводилась в движение паром, вырабатываемым по безогневому принципу Эмиля Ламма (Emile Lamm; 1834–1873), разработанному в 1872 году для омнибусов в Сан-Франциско, а также для лондонских и нью-йоркских поездов метрополитена. Поскольку обычные паровозы создавали шум, дым и копоть, которые были нежелательны на городских улицах. В большом котле перед погружением нагревали воду, а потом изнутри запирали наглухо дверцы топки котла и его дымовую трубу. При открытии заслонки накопленное тепло превращалось в пар, подаваемый через специальный клапан к двигателю. При этом всего примерно 15% воды в котле превращалось в пар за счет тепла, накопленного котлом и самой водой. Такое устройство мощностью около 8 л.с. позволяло развивать под водой ход 2,5 узла в течение 4 часов и проходить за это время 10 миль (18,5 км). После этого следовало всплыть, разжечь огонь в топке, залить в котел воду и повторить весь цикл сначала. Второй новинкой стала электролампочка, питавшаяся от батареи и освещавшая тесные «внутренности» «Рисорджема» тусклым желтым светом. Остальное оборудование было крайне скудным: отсутствовали какие-либо приборы, например компас и указатель глубины погружения, а также дифферентовочные цистерны. Водоизмещение надводное/подводное – 30,5/32 т, длина лодки составляла 13,7 м, диаметр – 2,1 м. Глубина погружения – 15 м. Экипаж – 3 человека. В качестве вооружения планировалась всплывающая мина системы Гэррета.
Английский историк подводного флота Ричард Комптон-Холл (Richard Compton-Hall) справедливо отмечает, что у этой подводной лодки было «мало чего подводного», за исключением устройства корпуса и прикрепленных к бокам двух горизонтальных рулей (почти бесполезных из-за небольшой скорости хода). Лодка вышла на испытания, но у буксировавшей ее яхты «Elphin» возникли проблемы с двигателем. Гэррет и два его помощника перешли с лодки на яхту для помощи в ремонте, благодаря чему, возможно, и остались в живых. Дело в том, что изобретатель не предусмотрел возможность запирания входного люка снаружи. В результате волнения вода постепенно заполнила лодку, и она пошла ко дну.