Історія створення підводного човна

Спостерігаючи за морськими мешканцями, людина намагалася наслідувати їх. Щодо швидко він навчився будувати споруди, здатні триматися на воді і пересуватися по її поверхні, а ось під водою ... повірити і легенди згадують про окремі спроби, зроблених людьми в цьому напрямку, але знадобилися століття на те, щоб більш-менш правильно уявити і висловити в кресленнях конструкції підводного судна. Одним з перших це зробив великий творець епохи Відродження італійський вчений Леонардо да Вінчі. Стверджують, що Леонардо знищив креслення своєї підводного човна, обґрунтувавши це наступним чином: "Люди настільки злобні, що готові були б вбивати один одного навіть на дні морському".

На збереженому ескізі зображено судно овальної форми з тараном в носі і невисокою рубкою, в середній частині якої розташований люк. Інші конструктивні подробиці розібрати неможливо.

Першими зуміли реалізувати ідею підводного судна англійці Вільям Брун (1580 г.) і Магнус Петіліус (1605 г). Однак їх спорудження не можна вважати судами, так як вони не могли пересуватися під водою, а лише занурювалися і спливали на зразок водолазного дзвони.

У 20-х роках 17 ст. англійська придворна знать мала можливість полоскотати собі нерви, зробивши підводну подорож по Темзі. Незвичайне судно 1620 р побудував вчений - фізик і механік, придворний лікар англійського короля Якова I, голландець Корнелій ван Дреббель. Судно було виготовлено з дерева, обтягнуте промасленим шкірою для водонепроникності, могло занурюватися на глибину близько 4 м і знаходитися під водою протягом декількох годин. Занурення і поява здійснювалися заповненням і спорожненням шкіряних міхів. Як рушія винахідник застосував жердину, яким належало відштовхуватися від річкового дна, перебуваючи всередині судна. Переконавшись у недостатній ефективності подібного пристосування, наступне підводне судно (його швидкість була близько 1 вузла) Дреббель оснастив 12 звичайними Валькова веслами, кожним з яких керував один весляр. Щоб всередину судна не потрапляла вода, отвори в корпусі для проходу весел були ущільнені шкіряними манжетами.

У 1634 р учень Р. Декарта французький монах П. Мерсен вперше запропонував проект підводного човна, призначеної для військових цілей. Одночасно він висловив ідею про виготовлення її корпусу з металу. Форма корпусу з загостреними краями нагадувала рибу. В якості зброї на човні передбачалися свердла для руйнування корпусу ворожих кораблів нижче ватерлінії і дві, розташовані на кожному борту, підводні гармати з безповоротними клапанами, що запобігають потраплянню води в човен через стовбури під час пострілу. Проект так і залишився проектом.

У 1718 р селянин з підмосковного села Покровське Юхим Прокопович Ніконов, який працював теслею на казенної верфі, в чолобитною Петру I писав, що береться зробити судно, яке може йти у воді "таємно" і підходити до ворожих кораблів "під саме дно", а також "з снаряду розбивати кораблі". Петро I оцінив пропозицію і наказав, "ховаючись від чужого ока", приступити до роботи, а Адміралтейства-колегій зробити Ніконова в "майстри питаннях судів". Спочатку була побудована модель, яка успішно трималася на плаву, занурювалася і рухалася під водою. У серпні 1720 року в Петербурзі на Галерному дворі таємно, без зайвого розголосу була закладена перша в світі підводний човен.

Що ж собою являла підводний човен Ніконова? На жаль, поки не вдалося виявити її креслень, але деякі непрямі відомості з архівних документів дозволяють припускати, що вона мала дерев'яний корпус довжиною близько 6 і шириною близько 2 м, обшитий зовні аркушами жерсті. Оригінальна система занурення представляла собою декілька олов'яних пластин з безліччю капілярних отворів, які монтувалися в днищевой частини човна. При спливанні вода, прийнята в спеціальну цистерну через отвори в пластинах, віддалялася за борт за допомогою поршневої помпи. Спочатку Ніконов припускав озброїти човен знаряддями, але потім вирішив встановити шлюзову камеру, через яку при знаходженні корабля в підводному положенні міг виходити водолаз, одягнений в скафандр (розроблений самим винахідником), і за допомогою інструментів руйнувати днище ворожого корабля. Пізніше Ніконов доозброїти човен "вогняними мідними трубами", відомостей про принцип дії яких до нас не дійшло.

Кілька років будував і перебудовував Ніконов свою підводний човен. Нарешті, восени 1724 року в присутності Петра I і царської свити вона була спущена на воду, але при цьому вдарилася об грунт і пошкодила днище. З великими труднощами корабель вдалося витягти з води і врятувати самого Ніконова. Цар велів зміцнити корпус човна залізними обручами, підбадьорив винахідника і попередив чиновників, щоб йому "ніхто конфуз у провину не ставив". Після смерті Петра I в 1725 р "таємним" судном перестали цікавитися. Вимоги Ніконова на робочу силу і матеріали не задовольнялися або навмисне затримувалися. Не дивно, що чергові випробування підводного човна закінчилися невдало. Зрештою Адміралтейства-колегія вирішила згорнути роботи, а винахідник був звинувачений в "недійсних будовах", розжалуваний у "прості адміралтейські працівники" і в 1728 р засланий у віддалене Астраханське адміралтейство.

У 1773 р (майже через 50 років після "утаємниченого судна" Никонова) в США була побудована перша підводний човен, винахідника якої Давида Бушнелла американці охрестили "батьком підводного плавання". Корпус човна був оболонку з дубових дощок, стягнутих залізними обручами і проконопачених просмоленому пеньком. У верхній частині корпусу розміщувалася невелика мідна башточка з герметичним люком і ілюмінаторами, через які командир, який поєднував в одній особі весь екіпаж, міг спостерігати за обстановкою. Зовнішнім виглядом човен нагадувала панцир черепахи, що знайшло відображення в її назві. У нижній частині Черепахи розташовувалася баластних цистерна, при заповненні якої вона занурювалася. При спливанні вода з цистерни откачивалась помпою. Крім того, був передбачений аварійний баласт - свинцевий вантаж, при необхідності легко відокремлюваний від корпусу. Пересування човни і управління нею за курсом здійснювалися за допомогою весел. Зброя - порохова міна з годинниковим механізмом (закріплювалася на корпусі ворожого корабля за допомогою бурава).

Підводний човен Д. Бушнелла: а - вид спереду; б - вид збоку

У 1776 р під час війни за незалежність Черепаху використовували в справі. Об'єктом атаки став англійський 64-гарматний фрегат Ігл. Але атака не вдалася. Днище фрегата для захисту від обростання виявилося обшитим мідними листами, проти яких бурав був безсилий.

В кінці 18 ст. ряди винахідників підводних човнів поповнив прославився пізніше створенням першого в світі пароплава Роберт Фултон, уродженець Америки, син бідного ірландського емігранта. Захоплювався живописом юнак вирушив до Англії, де незабаром зайнявся суднобудуванням, якому і присвятив подальше життя. Для успіху в такій складній справі були необхідні серйозні інженерні знання, для придбання яких Фултон вирушив до Франції.

Молодий суднобудівник зробив кілька цікавих пропозицій в області підводного зброї. З властивим молодості максималізмом він писав: "Військові кораблі, на мою думку, є залишками віджилих військових звичок, політичної хворобою, проти якої до сих пір ще не знайдено засобів; моє тверде переконання, що ці звички треба викорінити і найдієвішим до того засобом є підводні збройні мінами човни ".

Розум Фултона був не тільки допитливий, але і практичний. У 1797 він звернувся до уряду Французької республіки з пропозицією: "Маючи на увазі величезну важливість зменшення потужності британського флоту, я думав над будівництвом механічного Наутілуса - машини, яка подає мені багато надій на можливість знищення їх флоту ..."

Пропозицію було відкинуто, але наполегливий винахідник домігся аудієнції у першого консула Наполеона Бонапарта і зацікавив його ідеєю підводного корабля.

У 1800 р Фултон побудував підводний човен і з двома помічниками зробив занурення на глибину 7,5 м. Через рік він спустив на воду вдосконалений Наутілус, корпус якого довжиною 6,5 і шириною 2,2 м мав форму притупленої в носовій частині сигари. Для свого часу човен мала пристойну глибину занурення - близько 30 м. У носі височіла невелика рубка з ілюмінаторами. Наутілус став першою в історії підводним човном, що мала роздільні рушії для надводного і підводного ходу. Як рушія підводного ходу використовувався обертається вручну чотирилопатевий гвинт, який дозволяв розвивати швидкість близько 1,5 уз. У надводному положенні човен рухалася під вітрилом зі швидкістю 3-4 уз. Щогла для вітрила була укріплена на шарнірі. Перед зануренням її швидко знімали і вкладали в спеціальний жолоб на корпусі. Після підйому щогли розгортався вітрило і корабель ставав схожий на мушлю молюска наутилуса. Звідси і з'явилася назва, дане своїй підводному човні Фултон, а через 70 років запозичив Жуль Верн для фантастичного корабля капітана Немо.

Наутілус Р. Фултона

Нововведенням був горизонтальний кермо, за допомогою якого при русі під водою човен повинна була утримуватися на заданій глибині. Занурення і поява здійснювалися заповненням і осушенням баластної цистерни. Наутілус був озброєний міною, що була два мідних бочки з порохом, з'єднаних еластичною перемичкою. Міна буксирувати на тросі, підводилася під днище ворожого корабля і вибухала за допомогою електричного струму.

Боєздатність корабля була перевірена на Брестському рейді, куди вивели і поставили на якір старий шлюп. Наутілус прийшов на рейд під вітрилом. Прибравши щоглу, човен занурився в 200 м від шлюпки, а через кілька хвилин пролунав вибух і на місці шлюпа зметнувся стовп води і уламків.

Правда, було виявлено та недоліки, найбільш істотним з яких була мала ефективність горизонтального керма через дуже невеликій швидкості в підводному положенні, в зв'язку з чим човен погано трималася на заданій глибині. Для усунення цього недоліку Фултон застосував гвинт на вертикальній осі.

Винахідник відмовився від бойового застосування Наутілуса через те, що французький морський міністр не задовольнив його вимогу привласнити членам екіпажу човна військові звання, без чого англійці в разі захоплення в полон повісили б їх як піратів. Міністр сформулював причину відмови в стилі, характерному для професійного консерватизму адміралів-вітрильників: "Не можна вважати що знаходяться на військовій службі людей, що користуються таким варварським засобом для знищення ворога". У подібній формулюванні важко провести межу між лицарством і нерозумінням переваг нового зброї.

Фултон вирушив до Англії, де був радо зустрінутий прем'єр-міністром У. Піттом. Вдалі експерименти з вибухами судів не стільки надихнули, скільки збентежили Британське адміралтейство. Адже "володарка морів" в ті часи мала найпотужнішим у світі флотом, так як в своїй морській політиці керувалася принципом подвійного переваги свого флоту над флотом наступній за міццю морської держави. Фултон розповідав, що після чергової демонстрації бойових можливостей підводного човна, коли був підірваний бриг Доротея, один з найавторитетніших моряків англійського флоту лорд Джервіс сказав: "Пітт найбільший дурень у світі, заохочуючи спосіб ведення війни, який нічого не дає народу, має і без того верховенство на морі і який у разі успіху може позбавити його цього верховенства ".

Але Пітт аж ніяк не був простаком.За його ініціативи Адміралтейство запропонувало Фултону довічну пенсію з умовою ... забути про свій винахід. Фултон з обуренням відкинув пропозицію й повернутися на батьківщину в Америку, де побудував перший придатний для практичної експлуатації колісний пароплав Клермонт, обезсмертив його ім'я.

У першій половині 19 ст. не бракувало спробах створити підводний човен. Підводні кораблі, що опинилися невдалими, побудували французи Можер, Кастер, Жан Пті і іспанець Севери, два останніх загинули під час випробувань.

Оригінальний проект підводного човна розробив в 1829 р в Росії Казимир Черновский, що перебував під вартою в Шліссельбурзькій. фортеці. Як рушія він запропонував лопатеві штоки - штовхачі, при втягуванні яких всередину корабля лопаті складалися, а при висуванні розкривалися на зразок парасольок з упором в воду. Але незважаючи на ряд сміливих технічних рішень, військове міністерство не зацікавився цим проектом, оскільки винахідник був політичним злочинцем.

Помітний слід в підводному кораблебудуванні залишив активний учасник Вітчизняної війни 1812 року, відомий російський інженер генерал-ад'ютант Карл Андрійович Шільдер. Він був автором ряду проектів і удосконалень. У 30-і роки 19 ст. Шільдер розробив електричний спосіб управління підводними мінами, вдалі досліди з якими і зародили у нього думка про підводному човні.

У 1834 р в Петербурзі на Олександрівському ливарному заводі (нині об'єднання "Пролетарський завод") за проектом Шільдера був побудований підводний корабель водотоннажністю близько 16 т, який прийнято вважати первістком підводного флоту Росії і першої в світі металевої підводним човном. Її корпус довжиною 6, шириною 2,3 і висотою близько 2 м був зроблений з п'ятиміліметровий котельного заліза. Як рушія використовувалися гребки, виконані на зразок лап водоплавних птахів і розташовані попарно з кожного борту. При русі вперед гребки складалися, а при русі назад розкривалися, забезпечуючи упор. Кожен гребок приводився в дію хитанням рукоятки приводу зсередини корабля. Конструкція приводу дозволяла, змінюючи кут, качання гребків, не тільки забезпечувати прямолінійний рух човна, а й спливання її або занурення. Нововведенням була "оптична труба" - прообраз сучасного перископа, яку Шільдер сконструював, використовуючи ідею "горізонтоскопа" М.В. Ломоносова.

Човен була озброєна електричної міною, призначеної для дії на близькій відстані від ворожих кораблів відстані, а також ракетами, пуск яких здійснювався з двох ракетних трехтрубного верстатів, розташованих побортно. Ракети запалали від електричних запалів, ток до яких подавався від гальванічних елементів. Човен могла вести залповий вогонь ракетами з надводного і підводного положень. Це було перше в історії кораблебудування ракетна зброя, в наш час стало головним у стратегії і тактиці війни на морі.

Підводний човен Шильдера з екіпажем з восьми чоловік на чолі з мічманом Шмельовим 29 серпня 1834 відправилася на випробування. Розпочався перший в історії Росії підводний рейс. Човен маневрував під. водою і зупинялася в зануреному стані за допомогою якоря оригінальної конструкції. Успішно пройшли випробування ракетні установки. Шильдеру виділяються додаткові кошти і він розробляє проект нової підводного човна. Її корпус був також виготовлений з заліза і мав правильну циліндричну форму із загостреною носовим краєм, що закінчується довгим бушпритом і вставляються в нього металевим гарпуном з підвішеною міною. Встромивши гарпун в борт ворожого корабля, човен заднім ходом відходила на безпечну відстань. Міна вибухала електричним запалом, ток до якого подавався від гальванічного елемента по дроту. Випробування підводного човна закінчилися на Кронштадському рейді 24 липня 1838 р демонстрацією вибуху судна-мішені.

Підводний човен К. Шильдера

Підводні човни Шільдера мали досить істотний недолік: їх швидкість не перевищувала 0,3 уз. Винахідник розумів неприйнятність настільки малій швидкості для бойового корабля, але і віддавав собі звіт в тому, що при використанні "м'язового" двигуна швидкість створених ним підводних човнів збільшити не вдасться.

У 1836 р російський академік Борис Семенович Якобі створив перший в світі електрохід-катер з гребними колесами, які обертав електродвигун, який живиться від батареї гальванічних елементів. Комісія, що проводила випробування, зазначивши величезне значення винаходу, але звернула увагу на дуже малу швидкість судна - менше 1,5 уз. Ідея електроходу була поставлена ​​під загрозу. На допомогу Якобі прийшли члени комісії - інженер генерал-лейтенант А.А. Саблуков і кораблебудівник штабс-капітан С.О. Бурачек, які доводили, що справа не в електродвіженіем, а в малої ефективності колісного рушія. На засіданні комісії Бурачек, підтриманий Саблукова, запропонував замінити на електрохід гребні колеса водометним рушієм, який він називав "наскрізним водопротоком". Члени комісії схвалили пропозицію, але воно так і не було реалізовано.

Водомет, як гребне колесо і гребний гвинт, відноситься до реактивних рушіїв. Робочий орган водомета (насос, гвинт) повідомляє воді високу швидкість, з якою вона у вигляді реактивного струменя викидається в корму через сопло і створює упор, який рухає корабель.

Перший патент на водометний рушій отримали в 1661 англійці Тугуд і Хейес, але винахід залишилося на папері. У 1722 р їх співвітчизник Аллен запропонував "вжити для руху суден воду, яка викидалася б з корми з відомою силою за допомогою механізму". Але де було взяти в той час такий механізм? У 1830-х роках під час перебування на засланні на водометний рушій звернув увагу моряк-декабрист М.А. Бестужев і навіть розробив оригінальну конструкцію ...

Не добившись переобладнання електроходу Якобі під водометний рушій, А.А. Саблуков, який брав діяльну участь у випробуваннях підводних човнів Шільдера, запропонував для збільшення швидкості оснастити його другу човен водометним рушієм своєї конструкції, що представляла собою два приймально-відливних каналу всередині корпусу човна з відцентровим насосом у вигляді горизонтально розташованої крилатки з приводом від парової машини. Шільдер прийняв пропозицію, і до осені 1840 р човен була переобладнана, Але через брак коштів від механічного приводу насоса довелося відмовитися, замінивши його ручним.

Випробування першої в світі відмітні підводного човна були проведені в Кронштадті і закінчилися невдачею. Швидкість човна не зросла, та інакше й бути не могло при обертанні насоса вручну. Проте присутній на випробуваннях начальник Головного морського штабу адмірал А.С. Меншиков не захотів і слухати про подальшу роботу з доведення корабля. Морське відомство припинило субсидування робіт. Не зустрічаючи підтримки у вищих сферах флоту, знаючи про глузуваннях придворних, прозвали його за численні проекти, що випереджали свій час, "генералом-диваком", К.А. Шільдер припинив технічні пошуки в області морського зброї і цілком віддався службової діяльності в інженерних військах, які до кінця життя і очолив.

Один з ентузіастів підводного плавання баварець Вільгельм Бауер з двома помічниками 1 лютого 1851 р відчували в Кильской гавані перший підводний човен Брандтаухер водотоннажністю 38,5 т, приводиться в рух обертається вручну гребним гвинтом. Випробування мало не закінчилися катастрофою. На глибині 18 м човен була розчавлена, а екіпаж з великими труднощами вибрався через бічну горловину. Обидва компаньйона назавжди вилікувалися навіть від думки про підводному плаванні, але не сам Бауер, який ще не створивши більш-менш придатну човен, з пафосом передрікав: "... Монітори, броненосці і ін. Є тепер тільки траурні дроги застарілого флоту".

Все виявилося набагато складніше, про що винахідник, очевидно, не раз подумав, вибираючись з затонулого Брандтаухера, проте завзятості Бауеру було не позичати. Після відмови уряду Баварії будувати новий підводний човен, він запропонував свої послуги Австрії, Англії та США, але і там не зустрів підтримки. І тільки російський уряд, заклопотане що виявилася в ході Кримської війни технічної відсталістю флоту, доброзичливо поставився до пропозиції баварця, уклавши з ним в 1885 р контракт на будівництво підводного човна. Через чотири місяці корабель був побудований, але Бауер ухилився від демонстрації його бойових якостей, хоча існувала практично необмежена можливість атакувати англо-французький флот, що блокував Кронштадт. Більше того, він домігся перенесення випробувань на весну 1856 року, тобто на той час, коли військові дії припинилися. Причина затягування з'ясувалася з початком випробувань. Підводний човен пройшла за 17 хв близько 25 м і ... зупинилася внаслідок "досконалого знемоги людей, що приводили в рух гребний гвинт". Пізніше вона затонула, а чергову пропозицію Бауера побудувати для російського флоту підводний корвет, було рішуче відкинуто. Повернувшись на батьківщину, Бауер продовжив винахідницьку діяльність, але, як і його попередники, так і не створив придатною підводного човна.

Малопотужний "мускульний" двигун стояв нездоланним бар'єром на шляху винахідників підводних човнів. І хоча в кінці 18 ст. механік з Глазго Джеймс Уатт винайшов парову машину, її застосування на підводному човні відкладалося в точіння багатьох років через низку проблем, головною з яких була подача повітря для спалювання палива в топці парового котла при знаходженні човна в підводному положенні. Головною, але не єдиною. Так, при роботі машини витрачалося паливо і, відповідно, змінювалася маса підводного човна, але ж вона повинна бути завжди готовою до занурення. Перебування екіпажу в човні утруднювали тепловиділення і токсичні гази.

Проект підводного човна з паровою машиною першим розробив в 1795 р французький революціонер Арман Мезьєр, але побудувати такий корабель вдалося лише через 50 років в 1846 році його співвітчизнику доктору Просперу Пейерну. В оригінальній енергетичній установці човна, названої Гідростат, пар до машини надходив від котла, в герметично закритій топці якого спалювалося спеціально приготовлене паливо - спресовані брикети суміші селітри з вугіллям, при горінні виділяли необхідний кисень. Одночасно в топку подавалася вода. Водяна пара і продукти згоряння палива прямували в парову машину, звідки, зробивши роботу, відводилися за борт через безповоротний клапан. Здавалося б все добре. Але в присутності вологи з селітри (оксиду азоту) утворювалася азотна кислота - дуже агресивне з'єднання, руйнують металеві частини котла і машини. Крім того, управління процесом горіння з одночасною подачею води в топку виявилося дуже складним, а відведення на глибині за борт парогазової суміші - важкою проблемою. До всього іншого, бульбашки суміші не розчинялися в забортної води і демаскували підводний човен.

Невдача Пейерна не налякався послідовників. Уже в 1851 р американець Лоднер Філіпа побудував підводний човен з паромашінной енергетичною установкою. Але довести справу до кінця винахідник не встиг. При одному із занурень на озері Ері човен перевищила допустиму глибину і була розчавлена, поховавши на дні озера екіпаж разом з Філіппсом.

Зіткнувшись з проблемою використання парової машини в умовах підводного човна, деякі винахідники пішли по шляху створення споруд, що займають проміжне положення між підводним і надводним кораблем. Такі полуподводние човни з герметично закритим корпусом і височіла над ним трубою могли перебувати на глибині, обмеженою висотою труби, в якій розташовувалися два канали - для надходження атмосферного повітря до топки котла і для видалення продуктів горіння. Подібну підводний човен побудував в 1855 р винахідник парового молота англієць Джеймс Несміт, але через цілого ряду великих недоліків вона виявилася непридатною для використання.

Багато оригінальних проектів підводних човнів надійшло в морське міністерство Росії в роки Кримської війни 1853-1856 рр., Коли патріотичне піднесення послужив імпульсом для творчої ініціативи фахівців у багатьох галузях військової техніки. У 1855 р інженер-механік флоту М.М. Спиридонов представив в Морський вчений комітет проект підводного човна з екіпажем 60 чоловік, оснащеної водометним рушієм, поршневі насоси якого наводилися в рух стисненим повітрям. Повітря до двох пневмодвигун повинен був надходити по шлангу від повітряної помпи, встановленої на надводному судні супроводу. Проект визнали важко здійснюваним і малоефективним.

У спробі вирішити проблему підводного двигуна з використанням стисненого повітря більш вдалим виявився талановитий російський винахідник Іван Федорович Олександрівський. У червні 1863 року в елінгу Петербурзького заводу Карра і Мак-ферсона (нині Балтійський завод ім. Серго Орджонікідзе) спостерігалося звичайне пожвавлення, яке супроводжувало ятати корабля, але звертало на себе увагу, що біля входу в елінг була виставлена ​​охорона, перегороджує в нього доступ стороннім. До осені там вже височів дивовижний корабель, не схожий ні на один з багатьох побудованих заводом. Подібний веретену корпус не мав ні палуби, ні щогл. Це була друга підводний човен конструкції І. Ф. Олександрівського. Першу побудувати не довелося ...

Іван Федорович Олександрівський

В молодості Олександрівський захоплювався живописом і небезуспішно. У 1837 р Академія мистецтв надала йому звання "некласного художника" і Олександрівський почав самостійне трудове життя в якості вчителя малювання і креслення в гімназії. Тим часом молодий художник нестримно тягся до технічних наук і з властивим йому завзятістю самостійно опановував знаннями, особливо в області колоїдної хімії, оптики і механіки.

В середині 19 ст. в Європі стала модною тільки що зародилася фотографія, і Олександрівський захопився новою справою. На початку 50-х років він остаточно залишив викладання і відкрив фотоательє. Відтепер на його візитній картці значилося: Іван Федорович Олександрівський, художник-фотограф, власне ательє, С.-Петербург, Невський пр., Д. 22, кв. 45. Глибокі знання не тільки в області фотографії, але і в суміжних з нею хімії та оптиці дозволили Олександрівському досягти великих успіхів у новій справі і зробили його фотоательє кращим в столиці, що перетворився в дуже прибуткове підприємство. Але не хлібом єдиним жила ця людина. Олександрівський продовжує вивчати науки, цікавиться різними областями техніки і особливо кораблебудуванням. Поворотним в його долі став 1853 року, коли влітку незадовго до початку Кримської війни Олександрівський у справах фотоательє відвідав Лондон, де не тільки побачив армаду грізних парових кораблів, але і не раз почув, що готується ескадра призначена для походу до берегів Криму, щоб " провчити російських ". Знаючи низький технічний рівень російського Чорноморського флоту, що складався в основному з вітрильних кораблів, Іван Федорович не міг залишитися байдужим і вирішив створити підводний човен.

Проект був практично закінчений, коли Олександрівському стало відомо про початок будівництва за контрактом з російським морським міністерством раніше згадуваної підводного човна Бауера. Незважаючи на витрачені до цього часу сили і засоби, Олександрівський розробляє новий проект оригінальної підводного човна з двигунами, що працюють на стиснутому повітрі, для чого залучає до проекту видного фахівця в області пневматичних двигунів С.І. Барановського.

У 1862 р Морський вчений комітет схвалив проект, і в 1863 р корабель був закладений.

Підводний човен водотоннажністю 352/362 т була оснащена єдиної для надводного і підводного ходу двохвальною енергетичною установкою, що складалася з двох пневматичних двигунів потужністю 117 л. с. кожен з приводом на свій гребний гвинт. Запас повітря, стиснутого до тиску 60-100 кг / см2, зберігався в 200 балонах місткістю близько 6 м3, що представляли собою товстостінні сталеві труби діаметром 60 мм, і за розрахунком винахідника повинен був забезпечити плавання човни в підводному положенні зі швидкістю 6 уз протягом 3 ч. Для поповнення запасу стиснутого повітря на човні був передбачений компресор високого тиску. Отработавший в пневмодвигун повітря надходило частково в човен для дихання членів екіпажу, а частково віддалявся за борт через трубу з безповоротним клапаном, що перешкоджає попаданню води в двигуни в разі їх зупинки при знаходженні човна в підводному положенні.

Крім оригінальної енергетичної установки Олександрівський реалізував в проекті ряд інших прогресивних технічних рішень. Особливо слід відзначити застосоване вперше продування водяного баласту стиснутим повітрям для спливання, що використовується до теперішнього часу вже більше ста років на підводних човнах всіх країн. У загальному випадку це відбувається наступним чином.

Для заповнення забортної водою баластної цистерни в її нижній частині передбачені кінгстони, або просто отвори, а у верхній частині клапани вентиляції. При відкритих Кінгстон і клапанах вентиляції повітря з цистерни вільно йде в атмосферу, забортної вода заповнює цистерну і підводний човен занурюється. При спливанні в баластні цистерни при закритих клапанах вентиляції подасться стиснене повітря, який через відкриті кінгстони видавлює воду з цистерни.

Зброєю на підводному човні Олександрівського були дві володіють плавучістю міни, з'єднані між собою еластичною перемичкою. Міни розміщувалися поза корпусу човна. Будучи відданими зсередини човна, міни спливали і охоплювали з двох сторін днище ворожого корабля. Вибух здійснювався електричним струмом від батареї гальванічних елементів після того, як човен відходила на безпечну дистанцію від об'єкта атаки.

Літом 1866 року підводний човен була переведена для випробувань в Кронштадт. Через недоліки, виявлені в їх ході, вона випробовувалася кілька років, протягом яких в конструкцію були внесені істотні зміни. Але деякі недоліки усунути не вдалося. Швидкість човна в підводному положенні не перевищувала 1,5 уз, а дальність плавання була близько 3 миль. При такій малій швидкості горизонтальні рулі виявилися малоефективними. Всім підводним човнам того часу, оснащеним горизонтальними рулями, починаючи з Наутілуса, був властивий цей недолік (горизонтальні рулі, ефективність яких приблизно пропорційна квадрату швидкості, не забезпечували утримання човна на заданій глибині).

Підводний човен Олександрівського взяли в казну і зарахували в мінний загін. Однак було винесено рішення про її непридатність для військових цілей і недоцільність проведення подальших робіт по усуненню недоліків. Якщо з першою частиною рішення можна погодитися, то друга була спірною, і можна зрозуміти винахідника, який, згадуючи про байдужість до його кораблю морського міністерства, з гіркотою писав: "На превеликий мій жаль, я повинен сказати, що з тих пір я не тільки не зустрічав співчуття і підтримки Морського міністерства, але навіть будь-яка робота по виправленню човна була абсолютно припинена ".

Тим часом фундаментальні дослідження С.І. Барановського в області практичного використання стисненого повітря для енергетичних установок не залишилися непоміченими за кордоном. У 1862 році у Франції але проекту капітана 1-го рангу Буржуа і інженера Бруна була побудована підводний човен "Плонжер" водотоннажністю 420 т з єдиним для надводного і підводного ходу пневматичним двигуном потужністю 68 л. с., багато в чому нагадує корабель Олександрівського. Результати випробувань виявилися ще менш сприятливими, ніж у човни Олександрівського. Мала швидкість, неефективність горизонтальних рулів, следность від бульбашок повітря ...

На випробуваннях Плонжера був присутній і брав в них участь інженер з Росії генерал-майор О.Б. Герн, який, цікавлячись питаннями підводного плавання, але замовлення військово-інженерного відомства спроектував три підводні човни. Дві з них наводилися в рух обертається вручну гребним гвинтом, а третя - газовим двигуном. Але жодна з човнів не виправдала надій, і Герн, використовуючи досвід випробувань Плонжера, розробив проект оригінальної підводного човна водотоннажністю близько 25 т. Енергетична установка корабля складалася з двоциліндрової парової машини потужністю 6 л. с., що одержувала пар тиском 30 кгс / см2 від котла, пристосованого для роботи на твердому і рідкому паливі. При знаходженні човна в надводному положенні машина працювала на парі, що надходять від котла, опалювального дровами або деревним вугіллям, а в підводному - на стислому повітрі в режимі пневмодвигателя або від котла, для чого перед зануренням топку герметизували і в ній спалювали повільно-палаючі брикети палива , що виділяє при горінні кисень. Крім того, в якості резервного варіанта в підводному положенні котел можна було опалювати скипидаром, який пульверизованим в топку стисненим повітрям або киснем.

Для свого часу підводний човен О.Б. Герна була значним кроком вперед. Її металевий веретеноподібний корпус був розділений двома перегородками на три відсіки. Човен був оснащена системою регенерації повітря, що складається з цистерни з вапном, розміщеної в трюмі середнього відсіку; вентилятора, що прокачує через цистерну повітря; трьох балонів з киснем, періодично додається в очищається повітря.

Підводний човен була побудована в 1867 р на Олександрівському ливарному заводі в Петербурзі. Однак випробування корабля, що проводилися в Італійському ставку Кронштадта, затягнулися на дев'ять років. За цей час Герн вніс ряд удосконалень. Але плавати під водою човен міг тільки під пневмодвигуном, так як герметизувати топку котла не вдалося. Для усунення цього і деяких інших недоліків були потрібні кошти, які військово-інженерне відомство всіляко урізав.

Тим часом в історії підводного плавання відбулася знаменна подія. До громадянської війни 1861-1865 рр. в США практично не приділялося уваги підводному кораблебудування. З початком війни жителі півдня оголосили відкритий конкурс на кращий проект підводного човна. З представлених проектів перевага була віддана підводному човні інженера Аунлея, під керівництвом якого і була побудована серія невеликих залізних човнів циліндричної форми з загостреними краями, довжиною близько 10 і шириною близько 2 м. Перша човен отримала назву Давид на ім'я біблійного юного Давида, який переміг велетня Голіафа . Під Голіафа, природно, малися на увазі надводні кораблі сіверян. Давид був озброєний Шестова міною з електричним запалом, вибухає зсередини човни. Екіпаж складався з дев'яти чоловік, вісім з яких обертали колінчастий вал з гребним гвинтом. Утримання глибини занурення здійснювалося горизонтальними рулями. По суті це були полупогружающіеся кораблі, при русі яких в підводному положенні над поверхнею води залишалася плоска палуба.

Схематичне зображення підводного човна типу "Давид"

У жовтні 1863 р човен цієї серії атакувала що стояв на якорі броненосець сіверян, але вибух був здійснений передчасно і вона загинула. Через чотири місяці аналогічну спробу зробила човен Ханли, але від хвилі що проходив поруч пароплава вона різко накренився, черпнув воду і затонув. Човен підняли і відремонтували. Але зла доля переслідував її. Човни типу Давид мали недостатню остійність, в результаті чого вночі стояла на якорі Ханли раптово перекинулася. Човен знову відновили. Для з'ясування причин аварій за участю Аунлея провели всебічні випробування, в ході яких Ханли знову затонула з усім екіпажем і винахідником. Далі були чергові підйом і ремонт, після якого 17 лютого 1864 р Ханли стала героєм події, про який в "Морський історії громадянської війни" написано:

"14 січня Морський міністр написав віце-адміралу Дальгорну, командувачу флотом у Чарльстона, що за отриманими ним даними конфедерати спустили на воду нове судно, здатне знищити весь його флот ... вночі 17 лютого недавно побудований прекрасний корабель Хаузатонік в 1200 тонн водотоннажністю, що стояв на якорі перед Чарльстоном, був знищений при наступних обставинах: близько 8 год 15 хв вечора був помічений в саженях 50 від корабля якийсь підозрілий предмет. він мав вигляд дошки, що пливе на корабель. Через дві хвилини він був уже близько судно а. Офіцери були завчасно попереджені і мали опис нових "пекельних" машин з відомостями про найкращий спосіб позбуватися від них. Вахтовий начальник наказав потруїти якірні канати, дати хід машині і викликати всіх наверх. Але, на жаль, було вже пізно ... Ста фунтів пороху на кінці жердини виявилося достатнім для знищення самого сильного броненосця "Правда, сам човен не уникла долі своєї жертви. Як з'ясувалося пізніше, Ханли не встигла відійти на безпечну дистанцію і була втягнута всередину броненосця разом з водою, що ринула через пробоїну. Але Давид розтрощив Голіафа.Гібель Хаузатоніка викликала резонанс у військово-морських відомствах різних країн і привернула увагу до зброї, яке ще зовсім недавно багатьма не сприймалося всерйоз.