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.