Между полусферической и плоской переборками размещался центральный пост управления (объем 11 кубометров). Там находились две ручные помпы, лебедки кингстонов и подводного якоря, уравнительная цистерна, штурвал вертикального руля, нактоуз магнитного компаса.
Над центральным постом Герн расположил смотровой колпак, служивший также своеобразным поплавком. С помощью винтового механизма он мог выдвигаться из корпуса и вдвигаться внутрь, что увеличивало либо уменьшало плавучесть лодки и меняло глубину ее погружения. Кроме того, этот колпак использовался для вентилирования внутреннего пространства и как входной люк.
В трюме под центральным постом находилась система регенерации воздуха, состоявшая из цистерны с известью, вентилятора, прокачивавшего воздух через эту цистерну и трех баллонов с кислородом, периодически добавляемым в очищаемый воздух.
За плоской переборкой находилось машинное отделение (объем 11 кубометров). Здесь были установлены: паровой котел с герметизированной топкой, дававший пар под давлением 30 кг/кв. см.; двухцилиндровая паровая машина мощностью 6,8 л. с; приводы вертикального и горизонтального рулей; воздушный компрессор и вдувной вентилятор с приводами от гребного вала. Здесь же стояли ящики для древесного угля, дров или брикетов специального топлива, баллон со сжатым воздухом и бак для скипидара.
Схема устройства подводной лодки Герна с паровым двигателем. 1 — амортизатор; 2 — балластная цистерна; 3 — шлюзовая камера; 4 — лебедки кингстонов балластной цистерны и шлюзовой камеры; 5 — бак с натриевой известью; 6 — кислородные баллоны; 7 — уравнительная цистерна; 8 — выдвижная башенка-поплавок; 9 — угольная яма; 10 — паровой котел; II — паровая машина; 12 — резервуар сжатого воздуха; 13 — вертикальный руль; 14 — горизонтальные рули
Погружение субмарины производилось за счет заполнения балластной цистерны, а маневрирование по глубине — с помощью горизонтальных рулей, снабженных прибором для автоматического удержания заданной глубины. Принцип его действия был основан на изменении гидростатического давления воды на разных глубинах. При погружении лодки ниже установленного предела внешнее давление воздействовало на поршень прибора, который перемещался и менял угол наклона рулей.
При плавании на поверхности воды котел отапливался углем (либо дровами), а после погружения он переводился на жидкое топливо (скипидар), которое пульверизировалось в топку сжатым воздухом. Форсунку для распыления скипидара сконструировал инженер-теплотехник, полковник А. И. Шпаковский (он также известен тем, что создал торпеду с ракетным двигателем). Горение скипидара поддерживал распылявший его сжатый воздух, поступавший из баллона. Продукты сгорания выводились за борт, оставляя на поверхности воды пузырчатый след, демаскировавший лодку. По расчетам Герна, запасов топлива должно было хватить на 5 часов подводного плавания.
Технические сложности, связанные с переводом котла на различные виды топлива, а также необходимость в их значительных запасах и потребность в большом количестве сжатого воздуха накладывали серьезные ограничения на использование подводной лодки.
Поэтому О. Герн разработал особое химическое топливо (ракетный состав), содержавши кислород в своих компонентах и не требующий притока свежего воздуха при сжигании (тем самым он повторил изобретение Пайерна). Комиссия Военного министерства констатировала, что «горение его происходит за счет собственного кислорода и что оно идет довольно равномерно, по крайней мере, не производит вспышек, могущих повредить топку или котел».
Помимо этого, Герн предусмотрел возможность подачи в машину сжатого воздуха вместо пара, т. е. временное превращение парового двигателя в пневматический. Впрочем, запас сжатого воздуха мог обеспечить максимум одну милю хода.
В качестве оружия для своей лодки Герн построил в 1872 г. на заводе Д. Ф. Берда в Санкт-Петербурге крупногабаритную торпеду (длина 7 метров, диаметр I метр, масса 6 тонн) с пневматическим двигателем. Она крепилась к нижней части корпуса лодки специальным захватом.
Субмарина в 1868-75 гг. проходила интенсивные испытания в Кронштадте, на так называемом Итальянском пруду. Все это время Герн занимался устранением выявленных недостатков. Главный из них заключался в том, что в погруженном состоянии лодка могла плавать только под пневмодвигателем, так как надежно герметизировать топку котла не удалось.
В конце-концов конструктор решил установить на подводной лодке электрический двигатель. К сожалению, реализовать данную идею ему не удалось. На прошение Герна о выделении средств для данной цели, поданное в 1876 г., генерал Э. И. Тотлебен, заместитель главного инспектора инженерных войск, наложил отрицательную резолюцию:
«Из результатов опытов, произведенных в течение многих лет, подводное плавание оказывается весьма затруднительным, и в случае даже успешного разрешения вопроса относительно устройства всех сложных механизмов всегда это плавание сопряжено с большой опасностью для людей и в зависимости от многих непредвиденных случайностей».
Эта резолюция привела к прекращению дальнейших работ и к забвению самого проекта[71].
Хотя разработки О. Б. Герна уступали современным ему зарубежным проектам, он внес значительный вклад в отечественное подводное судостроение:
Первым в России разделил подводную лодку на водонепроницаемые отсеки, что повышало ее живучесть.
Первым в России использовал на подводной лодке гребной винт.
Первым в России попытался применить силовую установку, способную работать по комбинированному циклу.
Первым в России создал комплексную систему регенерации воздуха.
Создал пневматическую торпеду собственной оригинальной конструкции.
Все это ставит О. Б. Герна в один ряд с другими, более знаменитыми пионерами подводного плавания.
Подводные лодки Гэррета и Норденфельта (1879-87 гг.)
«Resurgam-2» (1879 г.)
Пастор-изобретатель Гэррет, вдохновленный успешными (как ему казалось) испытаниями лодки с мускульным приводом, незамедлительно спроектировал новую субмарину. Она представляла собой дальнейшее развитие проекта первой. Длина возросла в 3 раза, водоизмещение в 6,5 раз, а главное, ручной привод заменила паровая машина.
31 марта 1879 г. Гэррет послал письмо Чарльзу Кокрейну (Charles Cochraine), владельцу завода «Britannia Engine Works & Foundry» в Биркенхэде (Birkenhead), пригороде Ливерпуля. К письму он приложил эскизный чертеж и краткое описание своего детища. Изобретатель просил фабриканта «посчитать стоимость лодки». Через неделю пришел ответ: цена материалов и работы равна 1538 фунтам.
Субмарина «Resurgam-2», рассчитанная на экипаж из трех человек, была спущена на воду в Биркенхэде 26 ноября 1879 г. Сразу после спуска состоялось первое испытание. Оно заключалось в том, что 50-тонный кран опустил лодку вместе с изобретателем на глубину 25 футов (7,6 м). Репортер газеты «Liverpool Weekly Mercury» сообщил, что «мистер Гэррет оставался под водой полтора часа, при этом связь с ним поддерживалась по телефону».
«Resurgam-2»
Средняя часть подводной лодки была цилиндрической (с деревянной обшивкой), сверху находилась надстройка; оконечности имели форму конусов. По расчетам, корпус мог выдержать давление воды на глубине до 100 футов (30 метров), при рабочей глубине погружения 50 футов (15 м). Длина лодки составляла 45 футов (13,7 м), диаметр 7 футов (2,1 м), водоизмещение в надводном положении 30,5 тонн. В качестве вооружения планировалась всплывающая мина («торпедо») системы Гэррета.
Силовая установка была представлена паровой машиной конструкции Юджина Ламма (Eugene Lamm), созданной в 1872 г. для омнибусов в Сан-Франциско, а также для лондонских и нью-йоркских поездов метрополитена.
