Читай!
В преддверии юбилея (попытка обзора совершённого)

В преддверии юбилея (попытка обзора совершённого)

В популярной статье С.В. Смолицкого «В преддверии юбилея» рассматриваются некоторые технические характеристики подводной лодки «Наутилус», описанной в романе Жюля Верна «20000 лье под водой», и проводится сравнение с аналогичными показателями, достигнутыми в подводном кораблестроении и водолазном деле за 150 лет, прошедших с публикации этого произведения.

В популярной статье С.В. Смолицкого «В преддверии юбилея» рассматриваются некоторые технические характеристики подводной лодки «Наутилус», описанной в романе Жюля Верна «20000 лье под водой», и проводится сравнение с аналогичными показателями, достигнутыми в подводном кораблестроении и водолазном деле за 150 лет, прошедших с публикации этого произведения.

Автор: С.В. Смолицкий

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (Москва, Россия)

Ключевые слова: Жюль Верн, 20000 лье под водой, Наутилус, технические характеристики, современные показатели.

Важная книга

Через год–полтора нас ожидает важный юбилей: сто пятьдесят лет выхода в свет романа Жюля Верна «20000 лье под водой».

Рисунок 1. Жюль Габриэль Верн (1828–1905).

После первой публикации в журнале роман сразу был напечатан отдельным изданием во Франции и в том же 1870 году успел появиться в России. Впервые русских читателей с его героями познакомил переводчик Марко Вовчок. Книга вышла в издательстве С.В. Звонарева с иллюстрациями Эдуарда Риу (теми же, что и во французском издании). Называлась она «80000 верст под водой».

Рисунок 2. Титульный лист первого издания романа.

Если книге полтора столетия, это значит, что сейчас в фазу активного чтения вступает шестое поколение её читателей. Шестое поколение — это все, кого я знал и еще немножко — те, о ком только слышал: среди первых русских читателей романа был мой прадед (которого я никогда не видел), дедушка родился позже, а через год–другой, аккурат в юбилей, с капитаном Немо, профессором Аронаксом и их простодушными спутниками познакомится мой внук. Роман стал частью нашего мира, а уж среди океанологов вряд ли найдется кто-то, не попавший в детстве под его обаяние. Полагаю, что многие и в профессию пришли, начитавшись на заре жизни Жюля Верна, или посмотрев какую-нибудь из многочисленных экранизаций.

Рисунок 3. Одно из ранних изданий романа на русском языке.

Нужно сказать, что прочно и давно записанный в фантасты, Верн не был таковым ни по складу ума, ни по творчеству: он страстно любил технику, прогресс и путешествия и был ярым пропагандистом всего этого. Когда вышел роман Уэллса «Первые люди на Луне», где фигурировал «кейворит» – вещество, экранирующее гравитацию, Жюль Верн с возмущением потребовал от автора: «Где мистер Уэллс найдет свой “кейворит”? Пусть покажет мне его!»

Кое-что о предтечах «Наутилуса»

Сама идея подводной лодки не принадлежит Жюлю Верну. Когда он писал свой роман, с первого удачного плавания лодки Корнелиуса Ван-Дреббеля минуло добрых 250 лет, а от первой результативной подводной атаки прошло шесть: в 1864 году лодка американских южан «Ханли», вооруженная миной на длинном шесте, потопила корвет северян «Хаусатоник», блокировавший выход из Чарльстонской бухты [2]. Лодка была названа в память о ее создателе, инженере Хорасе Ханли, который погиб во время одного из испытательных погружений. Ее экипаж состоял из 8 человек: пехотный лейтенант Диксон осуществлял командование и управление, а семеро матросов крутили руками расположенный внутри коленчатый вал, соединенный с гребным винтом. После атаки «Ханли» ушла из-под обстрела и даже подала световой сигнал на берег, однако вернуться к причалу не смогла и затонула менее чем в километре от «Хаусатоника».

Рисунок 4. Подводная лодка «Ханли». Схема.

Причина гибели лодки с экипажем так и осталась неясной даже после того, как в 2000 году группа энтузиастов смогла поднять ее со дна бухты. Останки моряков торжественно похоронили на Чарльстонском кладбище, лодка прошла процедуру консервации и обследуется специалистами. Возможно, экипаж погиб от удушья, возможно, люди были оглушены близким взрывом. А может быть, этот взрыв вызвал деформацию корпуса, в результате чего возникла течь. Так или иначе, первая подводная лодка, осуществившая результативную атаку, стала и первой, погибшей в подводной войне. Надо сказать, что соотношение потерь было не в пользу атаковавших: на затонувшей «Ханли» погибло 8 человек, на «Хаусатонике» — 5, остальным удалось спастись. Если к восьми прибавить еще пятнадцать, утонувших при двух авариях лодки в период ее строительства, картина будет вовсе неприглядная, но все же атака 17 февраля 1864 года положила начало новой эры — боевого применения подводных лодок.

Отправной рубеж для сравнения

Как водится, первые образцы принципиально нового типа кораблей были не похожи друг на друга, конструкторы и изобретатели ощупью искали оптимальные решения стоявших перед ними задач. Жюль Верн, вдохновившись первыми успехами новой отрасли, попытался заглянуть в будущее, его «Наутилус» был придуман, исходя из знаний автора об уже достигнутом, но отражал его мечты, основанные на законах физики. (Здесь, впрочем, следует понизить голос и скромно добавить: так, как их понимал автор, — а это не всегда соответствовало даже уровню школьной программы того времени.)

И вот прошло сто пятьдесят лет. Подводное кораблестроение стало одной из повседневных отраслей техники, специалистов соответствующих профилей обучают в институтах и военных училищах. Подводные лодки и аппараты бороздят толщу вод всех океанов Земли, решая самые разные задачи: военные, научно-исследовательские, туристические. И нам, благодарным потомкам, пора подвести некоторые итоги и отчитаться перед первопроходцами и воспевавшим их автором. Давайте оглянем пройденный путь и оценим, насколько Жюль Верн оказался прав в своих предвидениях.

В современном справочнике лодка, построенная принцем Дакаром, была бы описана приблизительно так [1]:

Рисунок 5. «Наутилус» в море. Иллюстрация к английскому изданию 1932 года.

Водоизмещение и живучесть

Итак, по порядку.

Когда Жюль Верн писал свой роман, водоизмещение большинства построенных на тот момент субмарин только-только осваивало первые десятки тонн, хотя рекорд XIX века — 420-тонная «Плонже» Брюна и Буржуа уже была построена. И все же полторы тысячи тонн водоизмещения должны были тогда казаться вершиной возможностей, которые позволяли разместить с комфортом не только экипаж, но также и роскошную столовую, и библиотеку, и курительный салон. Прихоть богача, способного «свободно уплатить десять миллиардов государственного долга Франции», подводный «Титаник».

Надо сказать, что эта вершина устояла недолго. Первая лодка с водоизмещением, близким к «Наутилусу» (и даже слегка превысившим его: 1503/1880 т) была построена в Германии в 1916 году и называлась «Дойчланд». Она намного превосходила тоннажем все тогдашние лодки и, что особенно интересно, строилась как небоевая [3].

«Дойчланд» — торговая подводная лодка, и главной ее задачей было — доставлять в Германию сырье и оборудование, купленные в США, в обход британской морской блокады. В этом качестве лодка совершила два удачных рейса через Атлантику, доставив в Германию важный стратегический груз — олово, никель, сырую резину, лекарства и другие материалы. Но третий рейс не состоялся: США вступили в Первую мировую войну на стороне противников Германии. После этого «Дойчланд» переоборудовали в подводный крейсер, и в этом качестве она удачно воевала до конца войны, закончившейся поражением Германии.

К середине ХХ века лодки водоизмещением более полутора тысяч тонн прочно обосновались в военных флотах ведущих стран: советские типа «Крейсерская», английские Т (Triton), американские Gato и немецкие типа XXI, подоспевшие только к концу Второй мировой войны и потому никак не проявившие себя в боевых действиях. А японские Sen-Toku — подводные авианосцы — могли нести на себе до трех гидросамолетов и были самыми крупными подводными лодками доатомной эпохи. Их водоизмещение достигало 6.5 тысяч тонн [4].

Самыми же большими в мире на сегодняшний день являются российские атомные тяжёлые ракетные подводные крейсеры стратегического назначения проекта «Акула» с подводным водоизмещением 48 тысяч тонн. Курительных салонов на них по-прежнему не предусмотрено, зато есть сауна с бассейном и оранжерея. Жюлю Верну такое не снилось [5].

Рисунок 6. Стела перед ЦКБ «Рубин», установленная к столетию первой российской подводной лодки «Дельфин», зачисленной в состав флота Российской империи. На стеле в масштабе воспроизведены модели «Дельфина» (вверху) и «Акулы» (внизу).

Как практически все подводные суда до и после него, «Наутилус» обладал балластными цистернами, составлявшими (по подробным объяснениям капитана Немо) ровно одну десятую его водоизмещения, следовательно, таким и был его запас плавучести в надводном положении. Не забывает автор и четыре водонепроницаемые переборки, делящие корпус лодки на пять герметичных отсеков, вероятно, в целях, как сейчас принято говорить, повышения ее живучести. Здесь, однако, следует с грустью заметить, что поставленной цели эти переборки не решают: каждый из пяти отсеков, на которые более или менее равномерно разделен корпус «Наутилуса», будет иметь объем, приблизительно в два раза больше запаса плавучести, обеспечиваемого балластными цистернами. При затоплении любого из этих отсеков лодка капитана Немо всплыть или удержаться на плаву не сможет, а ждать помощи его команде неоткуда.

Исследовательские и туристические подводные аппараты

А что можно сказать о размерах небоевых подводных судов? Большинство из них до сих пор сильно уступают лодке принца Дакара, впрочем, здесь следует сделать ряд оговорок.

Вообще, в результате технического прогресса и развития технологий вчерашние прорывные достижения быстро становятся обыденной повседневностью, а грандиозные технические проекты, осуществимые лишь государственными усилиями промышленных сверхдержав, делаются доступными небольшим частным фирмам. Первый туристический подводный аппарат появился уже в 1964 году. Его построил Жак Пиккар и назвал в честь своего отца «Огюст Пиккар». Этот аппарат с водоизмещением 220 тонн принимал на борт 40 пассажиров. «Огюст Пиккар» совершил более тысячи спусков в Женевское озеро, погрузив в его воды около 33 тысяч человек [6].

Рисунок 7. Первая туристическая подводная лодка «Огюст Пиккар».

Вскоре туристические подводные аппараты появились на многих популярных мировых курортах — на Кипре, на Красном, Карибском, Балтийском морях и в других местах. За небольшую плату любой желающий может совершить подводную прогулку и насладиться замечательными видами морского дна.

Но где есть массовый туризм, там должны появиться и эксклюзивные предложения для богачей. И они появились. Фирма «Эксамос» размещается в Дубае (ОАЭ), поближе к заказчикам. Ибо основной контингент людей, желающих обзавестись личной субмариной, составляют арабские шейхи — здесь Жюль Верн оказался совершенно прав. На сегодняшний день «Эксамос», по словам ее владельца, построила уже более полутора десятков прогулочных подлодок и имеет солидный портфель заказов — в очереди за своим «Наутилусом» стоят более 20 миллионеров.

Хотя больше похожи на лодку принца Даккара субмарины другой фирмы — «U.S. Submarines Inc.». Эта компания расквартирована в Портленде (США). Если «Эксамос» строит сравнительно небольшие (от 2.7 до 20 м длиной) роскошные прогулочные подводные лодки с отделанным кожей салоном, джакузи и прочими приятными мелочами, то большинство заказчиков американской фирмы предпочитают более солидные модели.

Про одну из них, «Феникс 1000», известно, что при длине 65 м, ширине 8 м и водоизмещении 1500 т (вам это ничего не напоминает?) она может погружаться на 300 м, развивает скорость 18 узлов на поверхности и 10 под водой, способна не всплывать 7 суток и имеет запас хода 3000 миль, а стоит от $80 миллионов.

Современные богачи не любят афишировать факт обладания подобными чудесами техники, поэтому практически все покупатели подобных субмарин пожелали остаться инкогнито. Однако по данным из различных источников можно сделать вывод, что на сегодняшний день в мире построено уже более ста подобных лодок, снабженных спортивными залами, винотеками и прочими вещами для приятного времяпровождения — этаких передвижных подводных дворцов, созданных для удовлетворения безграничных амбиций. Сто пятьдесят лет технического прогресса не прошли даром [7–9].

Предельная глубина погружения и закон Архимеда

С максимальной глубиной погружения все более или менее ясно. Во-первых, указанной в романе глубины (16 тысяч метров) в Мировом океане до сих пор не обнаружили, поэтому при строительстве аппаратов максимальных глубин ограничились 11 тысячами. Во-вторых, на подобную глубину способны погружаться сравнительно небольшие по тоннажу подводные суда, специально построенные с целью посещения глубоководных впадин, с экипажем, до сих пор не превышавшем двух человек. И еще, пожалуй, то, что в самую глубокую впадину на родной Земле люди погружались лишь дважды с интервалом в 52 года, и побывало там три человека — в четыре раза меньше, чем землян, посетивших Луну. Первыми это сделали Дон Уолш и Жак Пиккар на батискафе «Триест» 23 января 1960 года, а 26 марта 2012 года погружение на максимальную глубину Мирового океана в одиночку совершил режиссер и исследователь Джеймс Кэмерон. Его аппарат, специально построенный для рекордного погружения, назывался «Deepsea Challenger».

Рисунок 8. Батискаф «Триест».

Подводные лодки военного назначения (а таковых большинство) в основном ограничиваются рабочими глубинами, не превышающими несколько сот метров. Рекордсменом среди них является советская лодка «Комсомолец», единственная, построенная по подобному проекту. 4 августа 1985 года она погрузилась на глубину 1027 метров [10].

Вообще, читать описание погружения на максимальную глубину у Жюля Верна весьма занимательно. Самое низкое место поверхности нашей планеты он поместил в точку с координатами 45°37′ ю.ш. и 37°53′ з.д., утверждая, что «именно в этих местах зонд, опущенный капитаном «Герольда» Дэнхэмом на глубину четырнадцати тысяч метров, не достиг дна. Тут же лейтенант Паркер с американского фрегата «Конгресс» не мог достать морского дна даже на глубине пятнадцати тысяч ста сорока метров».

Не докопавшись до источников подобных утверждений, мы сегодня можем, не вставая из-за компьютера, узнать, что указанная точка находится в Аргентинской котловине и расположена примерно в 490 морских милях на север от острова Южная Георгия. Глубина океана здесь составляет на самом деле около 5320 метров при наибольшей глубине котловины 6681 метр. Вряд ли автору могло придти в голову, что его не столь уж отдаленные потомки смогут, лениво потыкав пальцами в клавиши, проверять подобные данные: нанесение на карты океанов глубин в любой их точке виделось ему, вероятно, делом необозримого будущего.

В начале книги, в главе «Некоторые цифры» Аронакс, обсуждая с Немо вопросы физики погружения лодки на большие глубины, высказывает странную для профессора мысль: «Допустим, что ваше судно может держаться в уровень с поверхностью океана. Но, погружаясь в глубинные слои, разве ваш подводный корабль не испытывает повышенного давления верхних слоев воды? Разве это давление не выталкивает его снизу вверх с силою, которая равна примерно одной атмосфере на каждые тридцать футов воды, то есть около одного килограмма на квадратный сантиметр?» Немо, как водится, терпеливо и подробно объясняет профессору (и нам с ним вместе), что сила Архимеда с глубиной не растет, а увеличение выталкивающей силы, возникающее от повышения плотности морской воды на большой глубине, ничтожно мало. (Занятно при этом, что во всех расчетах корпус лодки он рассматривает как абсолютно твердое, несжимаемое тело.) Но вот мы читаем драматическое описание рекордного погружения. Не останавливаясь подробно на его технических аспектах, вспомним лишь, что после приказа капитана начать всплытие с глубины в 16 тысяч метров «Наутилус» взвился, как воздушный шар. Он рассекал толщу вод с глухим свистом. Все исчезло в этом бешеном взлете. В четыре минуты преодолев целые четыре лье — расстояние между ложем и поверхностью океана — и вынырнув из воды подобно летучей рыбе, он вновь опустился на океанские воды, взметнув в высоту фонтан брызг!»

Таким образом, вертикальная скорость лодки при всплытии должна была составить 130 узлов или 240 км/ч. Вероятно, в глубине души писатель все-таки не поверил правильным вычислениям своего героя…

Для справки укажем здесь, что «Триест» всплывал с одиннадцатикилометровой глубины 3 часа 27 минут и вертикальную скорость имел при этом вполне ожидаемую, равную 1.7 узла.

Скорость

Здесь, пожалуй, самое место подробнее поговорить о скоростях. Мы помним, что «Наутилус» развивал при помощи своих, как сейчас сказали бы, ГЭД — гребных электродвигателей — скорость в 50 узлов как при надводном, так и при подводном ходах. Этого показателя современные лодки, оборудованные ядерными реакторами, достичь так и не смогли. Абсолютным мировым рекордом для лодок в подводном положении считается скорость 44,7 узла (82,78 км/ч), развитая советской К-162 на испытаниях 18 декабря 1970 года. Но в отличие от «Наутилуса», развивавшего свои 50 узлов как под водой, так и на поверхности моря, наша рекордсменка в надводном положении делала лишь скромные 19 узлов. Кроме того, на скоростных испытаниях К-162 выяснилось, что из-за возникающей при обтекании корпуса турбулентности шум уже на 35 узлах достигал 100 децибел — это близко к треску мотоцикла или тому, что мы слышим в метро. «Наутилус» же «скользил совершенно бесшумно».

Проект этой лодки оказался еще и баснословно дорогим (около 2 миллиардов рублей по курсу 1968 года), из-за чего подводники прозвали ее «Золотой рыбкой». В дальнейшем от строительства подобных лодок отказались [11].

Поиски оптимальной силовой установки

Время написания романа пришлось как раз на эпоху поиска оптимального варианта привода подводной лодки. Хорас Ханли снабдил свою субмарину (1863) мускульным приводом: коленвал крутили семь человек. Собственно, никакой другой функции у этих членов экипажа не было. Но уже год спустя (1864) испанец Нарсис Монтуриоль построил «Иктино», первую подводную лодку с паровым двигателем (а заодно — и первую двухкорпусную лодку).

Обращение к электроприводу было естественным, и пришло в голову не одному Жюлю Верну, однако, инженерам было понятно, что первичные источники тока (те самые «элементы Бунзена», волшебным образом разгонявшие «Наутилус» до 50 узлов) здесь никак не подойдут. И в середине восьмидесятых годов XIX века француз Клод Губэ строит первые подводные лодки с электродвигателями, питаемыми от аккумуляторов, зарядку которых осуществляли по кабелю в береговой базе или от корабля обеспечения. Главным недостатком таких лодок был малый запас хода — аккумуляторы быстро разряжались.

Следующий важный шаг в направлении создания оптимальной схемы привода подводной лодки сделал француз Макс Лобеф, создавший в 1897 году «Нарвал» — первую лодку с двойной силовой установкой, применивший принцип обратимости электрических машин. Этот принцип позволяет использовать электродвигатель в режиме генератора. На «Нарвале» была установлена паровая машина, вращавшая гребной винт, когда лодка шла в надводном положении. Эта же паровая машина вращала электрогенератор, заряжавший аккумуляторы. При погружении под воду генератор переводился в режим двигателя, использовавшего энергию, запасенную на поверхности в аккумуляторах.

Американец Джон Холланд с середины семидесятых годов XIX века экспериментировал с комбинированным приводом, только паровую машину он пытался заменить двигателем внутреннего сгорания. И в 1899 году ему удалось создать очередную, девятую по счету, модель, оказавшуюся весьма удачной. Лодки подобного типа выпускались серийно и продавались в ряд стран, в том числе — в Россию, где эксплуатировались под названием «Сом» [13].

Но 1897 — это год создания Рудольфом Дизелем своего двигателя, оказавшегося по ряду параметров (в первую очередь по экономичности и пожаробезопасности) куда более подходящими и для надводных, и для подводных кораблей. В итоге все боевые подводные лодки, строившиеся с 1910-х по середину 1950-х годов, имели комбинированный дизель-электрический привод.

А потом пришла эпоха атомного подводного флота, не отменившая, впрочем, дизель-электрического привода. Именно подводные атомоходы смогли, подобно лодке капитана Немо, находиться в автономном плавании неограниченно долгое время (оно лимитируется только запасом продуктов питания и психикой экипажа), совершать сверхдальние походы в подводном положении и плавать под полярными льдами. Они не ходят с заявленной Жюлем Верном скоростями и не погружаются так глубоко, как его «Наутилус», но по всем остальным параметрам они превзошли самые смелые фантазии писателя. И, конечно, характерен тот факт, что первую атомную подводную лодку ее создатели назвали «Наутилусом».

Рисунок 9. Атомный «Наутилус».

Кое-что о мощности — потребной и располагаемой

Интересно, что в многочисленных местах романа, обильно оснащенных цифрами, Жюль Верн ни разу не упоминает такого понятия, как мощность. Электричество, вероятно, оказывало на автора некоторое гипнотическое действие: он верил в его возможности верой непосвященного, не очень-то разбираясь в подробностях. А между тем вопрос о мощности, потребной для движения лодки размеров и обводов «Наутилуса», представляется очень занятным.

Для сравнения возьмем американскую экспериментальную лодку «Альбакор», чемпиона по скорости среди дизель-электрических подводных лодок, обводы которой были близки к идеальным и весьма походили на те, что спроектировал принц Дакар, да и водоизмещением она близка к его «Наутилусу» (1524/1880 т).

С гребным электродвигателем мощностью 7500 лошадиных сил (5516.25 кВт) «Альбакор» разгонялся под водой до 25 узлов [12]. Считая, что сопротивление воды растет пропорционально квадрату скорости, а потребляемая мощность пропорциональна, соответственно, ее кубу, получим, что для разгона «Альбакора» до 50 узлов, то есть в два раза, потребовалась бы мощность на валу гребного винта никак не меньшая восьмикратной, то есть, 44.13 МВт. Чтобы представить себе масштабы, вспомним, что построенная через тридцать лет после «Наутилуса» и считавшаяся весьма мощной для своего времени Ниагарская ГЭС выдавала меньшую мощность — 37 МВт. Да, рекорды скорости в воде требуют больших мощностей. Ведь и тепловая мощность двух ядерных реакторов К-162 по 177.4 МВт каждый примерно соответствовала половине мощности первой очереди Днепрогэс — гордости советской индустрии. Ну, а экспериментальный «Альбакор» «съедал» весь заряд батарей за 30 минут полного подводного хода или за час движения со скоростью 21.5 узла.

Со слов Немо мы знаем, что «Наутилус» обеспечивался электричеством от элементов Бунзена, говоря современным научным языком — первичных источников тока, а попросту — от батареек, в которых по мере расходования заменяли материал анода. Если бы в XIX веке уже умели делать литиевые элементы питания (их смогли создать лишь век спустя), то с помощью несложных вычислений можно подсчитать, что при потребной мощности в 44 МВт лодке капитана Немо требовалось бы 240 тонн литиевых батареек в час. В сутки при движении со скоростью 50 узлов «Наутилус» «съел» бы 5760 тонн таких батареек, что почти в четыре раза превосходит полное водоизмещение лодки. А ведь Немо говорил, что элементов Бунзена у него «не так много».

Интересно отметить при этом, что в основном принципе, по которому пойдет подводное кораблестроение — создание подводной лодки с неограниченным районом плавания и практически не ограниченной автономностью — Жюль Верн оказался абсолютно прав. «Не угадал» он лишь назвав источник этой «неограниченной» энергии: известные ему первичные источники питания выполнить такую функцию не могут и сто пятьдесят лет спустя. До открытия радиоактивности оставалось больше четверти века, до первого получения электроэнергии из энергии ядерного распада — больше восьмидесяти лет.

Первая промышленная революция предоставила в распоряжение людей надежные и удобные источники энергии — пар и электричество, что вызвало подлинную революцию в средствах передвижения. Именно этим — средствами передвижения, как казалось — безграничными — и восторгался Жюль Верн, посылая героев своих романов путешествовать всеми известными на тот момент способами.

Приборное обеспечение

Покорение пространств — один из главных мотивов произведений великого француза, при этом на сопутствующие мелочи вроде приборного обеспечения (вопроса, столь важного для читателей-океанологов) автор обращает куда меньше внимания. Видимо, он считал современный ему уровень приборостроения совершенно достаточным. Во всяком случае, ничего необычного с этой стороны мы на «Наутилусе» не найдем.

«— Сударь, — сказал капитан Немо, указывая на приборы, висевшие на стенах каюты, — вот аппаратура, служащая для управления “Наутилусом”. Здесь, как и в салоне, она всегда у меня перед глазами и в любой момент дает мне знать, в какой точке океана находится мой подводный корабль, а также указывает его направление. Некоторые приборы вам знакомы. Вот термометр для измерения температуры воздуха на “Наутилусе”; барометр — прибор, определяющий атмосферное давление, благодаря этому мы имеем возможность предвидеть изменение погоды; гигрометр — один из приборов для измерения степени влажности в атмосфере; storm-glass сигнализирует о приближении бури; компас указывает путь; секстан позволяет по высоте солнца определить широту; хронометры дают возможность установить долготу».

Еще из приборов «Наутилуса» далее в тексте будут упомянуты манометр — для определения глубины по забортному давлению, электрические часы и электрический лаг.

Означенный набор приборов, как и замечает далее Аронакс, действительно, можно было тогда назвать «обычным в обиходе мореплавателей». Однако, вопросом, каким образом барометр, гигрометр и шторм-гласс, размещенные в герметичных отсеках лодки, помогут предвидеть изменение погоды или приближение бури, могли озадачиться уже самые первые читатели романа (из наиболее въедливых). Нынче же у каждого второго горожанина в кармане гаджет, определяющий координаты владельца с точностью до нескольких метров. Поэтому гордое утверждение Немо, что секстан с хронометром позволяют «в любой момент знать, в какой точке океана находится подводный корабль», ничего, кроме улыбки вызвать не может. Позволяют, конечно — если небо безоблачное. Зная же, что обсервацию Немо проводил обычно раз в сутки, двигаясь остальное время по лагу, компасу и счислению, можно лишь строить догадки о величинах получавшихся при этом неувязок.

Более или менее понятно, почему Жюль Верн не снабдил «Наутилус» уже применявшимся в ту пору перископом: это устройство необходимо в первую очередь на морском театре военных действий. Немо же по большей части избегал контактов с кораблями «возможного противника», старался держаться от них в отдалении. Поэтому перископ, позволяющий скрытно сближаться с вражеским кораблем, был ему совершенно не нужен.

Вооружение

Порвав с обществом людей, Немо не желал быть беззащитным, поэтому автор понимал, что подводный корабль нужно как-то вооружить. Это потребовало от него известной доли фантазии, ибо на самом деле вопрос о вооружении подводных лодок оставался открытым. Собственно, именно по этой причине английское Адмиралтейство и отказалось приобретать подводные суда Ван-Дреббеля. Практически ничего другого, кроме скрытного минирования вражеских кораблей, стоящих на якоре, фантазия стратегов подводной войны изобрести еще не могла. Правда, в России уже в 1834 году на подводной лодке, построенной Шильдером (первой в мире цельнометаллической) были успешно испытаны зажигательные ракеты подпоручика Ковалевского, запускаемые из-под воды — следующая попытка подобного рода будет предпринята немцами лишь 108 лет спустя. И хотя на испытаниях этими ракетами были подожжены служившие целями парусные шаланды, изобретение не было внедрено в жизнь. Да и вряд ли Жюль Верн что-либо знал об этих ракетных стрельбах в далекой снежной стране с ее медведями.

Поэтому он и вооружил в конце концов «Наутилус» лишь каленым тараном на носу — оружием, хорошо зарекомендовавшим себя в морских баталиях еще в античную эру, но в эпоху паровых броненосцев выглядевшем, слов нет, несколько архаично. Между тем Уайтхед уже создал свою «самодвижущуюся мину», которая впоследствии на многие годы станет основным оружием боевых подводных лодок и во многом определит дальнейшие пути их развития.

По одной из легенд Жюль Верн, узнав о торпедах уже после выхода романа, пытался скупить весь тираж, чтобы переписать его текст, вооружив «Наутилус» более современным оружием. В «Таинственном острове» он ликвидировал это упущение: именно торпедой Немо взорвет пиратский бриг, явившийся на остров Линкольна.

Пожалуй, именно вооружение подводных лодок проделало за полтораста лет самый впечатляющий путь развития. Современные субмарины несут торпеды, способные поражать цель на удалении в несколько десятков километров, могут устанавливать минные заграждения, но главное — они несут ракеты, которые, стартовав из подводного положения, в состоянии поражать заданные цели в любой точке Земного шара за тысячи километров от места пуска. Эти ракеты мало напоминают хлопушки подпоручика Ковалевского, запалившие когда-то несколько деревянных шаланд: разрушительная сила некоторых из них во много раз превосходит огневую мощь всех боеприпасов, когда-либо использовавшихся во всех войнах всех времен и народов на момент написания романа.

Этого Жюль Верн, выбиравший между шестовой миной и носовым тараном, знать не мог. И я почему-то думаю, что подобное знание, обладай он им, не принесло бы ему радости за человечество.

Жизнеобеспечение экипажа

Зато «краткий обзор» принципов построения систем жизнеобеспечения экипажа подводной лодки писатель дал почти исчерпывающий: вентиляция отсеков на поверхности, химический способ поглощения углекислого газа и выделения кислорода и, наконец, электрохимический способ получения кислорода из окружающей воды. Именно такими этапами и шло развитие этих систем по мере роста технических возможностей. И если на ранних стадиях электрохимическое выделение кислорода из воды выглядело чистой фантастикой из-за его высокой энергоемкости, то на атомных подводных лодках этот метод стал повседневной реальностью. А вот до регенерируемого поглотителя углекислоты фантаст Жюль Верн не додумался: и Аронакс, и Немо согласны в том, что «запасы химических веществ истощаются, их приходится возобновлять», поэтому поглотителя СО2 на «Наутилусе» нет. На современных атомных субмаринах удаление углекислого газа из воздуха производится веществами, адсорбирующими (или абсорбирующими) его при низкой температуре и отдающими при высокой. Это позволяет осуществлять удаление СО2 в циклических процессах с многократным использованием вещества-поглотителя.

Водолазное снаряжение и опять Архимед

Остановимся и на водолазном снаряжении, описанном в романе, и на захватывающих подводных прогулках, совершенных героями книги.

«Как описать впечатления этой подводной прогулки? Слова бессильны воссоздать чудеса океанических глубин. Если кисть живописца не в состоянии передать всю прелесть водной стихии, как же изобразить это пером?

Капитан Немо шел впереди, его товарищ следовал за нами на расстоянии нескольких шагов. Я и Консель держались рядом, как будто можно было перекинуться словом в наших металлических шлемах! Я уже не чувствовал тяжести скафандра, сапог, резервуара со сжатым воздухом, металлического шлема, в котором моя голова болталась, как миндаль в скорлупе! Все эти предметы, погруженные в воду, теряли в весе ровно столько, сколько и вытесненная ими вода. Я готов был благословлять этот физический закон, открытый Архимедом. Благодаря ему я не был более инертной массой: я обрел относительную подвижность».

Что в этом описании угадано точно, так это настроение. Я не встречал еще людей, которые не пришли бы в восторг после своей первой подводной прогулки, где бы им ни довелось совершить ее.

Точно отмечено и то, что тяжелое снаряжение, в котором совершали свою прогулку наши герои, в воде становится почти невесомым. Почти — потому что тяжелые башмаки со свинцовыми подошвами (называемые у водолазов галошами) в весе хоть и теряют немного, но остаются тяжелыми и под водой. Они для того и придуманы. Если бы они, как и прочие предметы снаряжения, пришли бы в нейтральную плавучесть, идти под водой было бы невозможно: водолаз, оказавшийся в гидроневесомости, бессильно сучил бы ногами на месте. Другое дело, если бы Немо использовал снаряжение для плавания: тогда, действительно, Аронакс с Конселем ощутили бы полную потерю веса и счастливо парили бы в воде, перебирая ластами. Но ласт еще не изобрели, водолазы ходили по дну, а в этих условиях нужен хороший контакт с грунтом. Достигается он тяжелыми галошами, и переставлять их — нелегкий труд.

Правда, местами Жюль Верн забывает об Архимеде. Вот Аронакс рассказывает, как Немо метким выстрелом подстрелил калана, и его «спутник … взвалил убитое животное себе на плечи, и мы опять двинулись в путь». Каланы имеют нейтральную плавучесть. Именно благодаря ей они способны так быстро и грациозно плавать под водой. Поэтому сказать «взвалить на плечи» про убитую водную дичь — это все равно, что взвалить на плечи воздушный шарик.

Так же и человеческое тело в воде имеет плавучесть, очень близкую к нейтральной. Поэтому, когда в сцене похорон погибшего товарища на коралловом кладбище мы читаем, что его тело от «Наутилуса» до могилы «несли на плечах четыре матроса», следует спросить — зачем? Ведь оно в воде ничего не весит. А нести вчетвером невесомый предмет очень неудобно.

Автономное снаряжение и запасы дыхательной смеси

Описывая за совместным завтраком снаряжение, в котором героям предстоит совершить подводную прогулку, Немо сообщает Аронаксу, что он усовершенствовал прибор Рукеройля-Денейруза. При этом ему, «чтобы выдерживать на дне моря значительное давление верхних слоев воды, пришлось вместо маски надеть на голову, как в скафандре, медный шлем с двумя трубками — вдыхательной и выдыхательной».

Здесь автор повторяет широко распространенную (к сожалению, до сих пор) ошибку: он считает, что металлический водолазный шлем предназначен, чтобы предохранять голову водолаза от давления воды. На самом деле водолазный шлем герметично соединяется с водолазной рубахой, образуя один целый водонепроницаемый объем, и внутри этого объема давление будет одинаковым — что под рубахой, что внутри шлема. Иначе, если предположить, что под шлемом сохранится нормальное давление в одну атмосферу, в то время как все тело будет испытывать наружное давление в 16 атмосфер (на глубине 150 метров, где проходила первая подводная прогулка героев), этих атмосфер с лихвой хватит для того, чтобы втиснуть человеческие ткани в полость шлема с меньшим, чем окружающее, давлением.

Упомянутое капитаном Немо снаряжение изобрели два француза — инженер Бенуа Рукейроль и лейтенант флота Огюст Денейруз. Оно являлось первым реальным снаряжением, позволявшим совершать автономные погружения. Правда, запас воздуха, хранящийся в баллоне под давлением 25 атмосфер, позволял пробыть под водой не более 20 минут на глубине 20 метров и 11 минут — на 30 метрах [14].

Это снаряжение, являясь предтечей акваланга Кусто и Ганьяна (тоже, кстати, двух французов и тоже инженера и флотского офицера), работало по открытой схеме, то есть, воздух, попавший на вдох, выдыхался в воду. У снаряжения открытого цикла расход дыхательной смеси примерно в 7 раз меньше, чем расход, необходимый для вентиляции объемного шлема. По этой причине «улучшение», сделанное Немо и заключавшееся в замене маски шлемом, на самом деле сильно ухудшало технические показатели французского снаряжения.

Кроме того, Немо гордо заявляет, что его новаторские насосы могут «нагнетать воздух в резервуар под значительным давлением, а при этих условиях можно обеспечить водолаза кислородом на девять-десять часов», и, как мы помним, герои погружались в этом снаряжении на триста метров. Далее он уточняет цифру «значительного давления»: это 50 атмосфер. Слов нет, пятьдесят атмосфер тогда могли показаться весьма значительным давлением, однако, несложно подсчитать, что при спокойной, легкой работе на глубине полтораста метров (глубина первой прогулки героев романа) объем баллона с рабочим давлением в 50 атмосфер, способного обеспечить там один час пребывания, составил бы (c учетом нерасходуемых 16 атмосфер, ниже которых вдох из аппарата будет невозможен) 192 литра. Десять часов на глубине триста метров потребовали бы (с учетом нерасходуемой уже 31 атмосферы) баллон объемом 6850 литров — вряд ли с такой поклажей на спине водолаз смог бы шаг ступить, не говоря уже о необходимых размерах шлюзовой камеры и всего прочего. И сведениями, необходимыми для подобного расчета, Жюль Верн обладал, ибо закон Бойля–Мариотта был открыт за двести с лишним лет до написания его романа.

Большие глубины в водолазном деле

А вот о физиологических трудностях, связанных с водолазными погружениями на 300 метров, он почти ничего знать еще не мог. Путь человека в глубину оказался сложным и опасным, он потребовал большого объема научных исследований, проводимых коллективами ученых, и создания весьма сложных инженерных систем.

В мире считается, что первым на эту глубину смог погрузиться швейцарец Ганс Келлер в декабре 1962 года, причем при установлении рекорда погибло два человека: сопутствующий Келлеру журналист Питер Смолл и водолаз обеспечения Кристофер Виттакер [15]. И лишь в нулевые годы XXI века были рассекречены сведения о рекордных погружениях советских водолазов, которые на шесть лет раньше Келлера совершили серию погружений на Каспии на глубины до 305 метров, причем все спуски прошли чисто и без происшествий [16].

Как вспоминали в журнальной публикации В.В. Смолин и Г.М. Соколов, «…участников рекордных погружений представили на награждение. Начальник АСС [аварийно-спасательной службы — авт.] ВМФ Н.П. Чикер признал, что была проделана огромная работа, которая открыла глаза на то, как дальше развивать проблему спасения подводников. Главнокомандующий ВМФ обещал наградить руководителей экспериментальных исследований <…> именными кортиками, а водолазов — именными часами. Однако был декабрь, все лимиты на наградные подарки оказались выбраны, а потому все участники этих замечательных достижений получили благодарности и грамоты от Главнокомандующего ВМФ» [17].

Путь в глубину человека в водолазном снаряжении вышел на самом деле трудным, опасным и долгим. Узнать предстояло многое, куда больше, чем сообщил новичку Аронаксу капитан Немо в кратком инструктаже, данном за совместным завтраком, меню которого «состояло из рыбных кушаний, ломтиков голотурий, превосходных зоофитов, приправленных весьма пикантным соусом из морских водорослей, так называемых порфир и лауренсий».

Зато изобретение Кусто и Ганьяна открыло путь под воду, на небольшие глубины, широкому кругу любителей. И сегодня благодаря ему полюбоваться подводными красотами могут многие и многие.

Рисунок 10. Водолазы в аквалангах.

Два слова в заключение

Роман Жюля Верна вот уже полтора столетия радует своих читателей. Мало того: многих он вовлекает в дальнейшее чтение литературы о подводных исследованиях, которое очень часто завершается выбором соответствующей профессии. Поздравим друг друга с юбилеем и пожелаем следующим поколениям его читателей таких же минут взволнованного интереса, какие испытали когда-то мы сами.

Список литературы

Верн Ж. 20 000 лье под водой (Перевод Н. Яковлева, Е. Корш). М. «Стрекоза», 2017. 432 с.
Субмарина конфедератов — первая в мире подводная лодка, успешно примененная в бою.
http://visualhistory.livejournal.com/1014978.html (дата обращения: 04.05.2018)
Deutschland (1916).
https://ru.wikipedia.org/wiki/Deutschland_(1916) (дата обращения: 04.05.2018)
Sen Toku — подводные авианосцы.
https://billy-red.livejournal.com/276537.html (дата обращения: 06.05.2018)
Подводные лодки проекта 941 «Акула»
https://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%EE%E4%E2%EE%E4%ED%FB%E5_%EB%EE%E4%EA%E8_%EF%F0%EE%E5%EA%F2%E0_941_%AB%C0%EA%F3%EB%E0%BB (дата обращения: 04.05.2018)
Мезоскаф «Огюст Пикар».
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1031625 (дата обращения: 04.05.2018)
Частная подводная лодка Phoenix 1000
https://surfingbird.ru/surf/bOY779963 (дата обращения: 04.05.2018)
U.S. Submarines Inc.
https://ru.wikipedia.org/wiki/U.S._Submarines_Inc. (дата обращения: 04.05.2018)
Подлодки олигархов.
http://news.kuda.ua/2606 (дата обращения 04.05.2018)
«Комсомолец» подводная лодка.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%EC%F1%EE%EC%EE%EB%E5%F6_(%EF%EE%E4%E2%EE%E4%ED%E0%FF_%EB%EE%E4%EA%E0) (дата обращения: 04.05.2018)
К-222.
https://ru.wikipedia.org/wiki/К-222 (дата обращения 04.05.2018)
Альбакор.
https://ru.wikipedia.org/wiki/USS_Albacore_(AGSS-569) (дата обращения: 04.05.2018)
Развитие подводных лодок (глава «На пороге перемен»).
http://shipandship.chat.ru/neptun/009.htm (дата обращения 06.05.2018)
Дышите глубже: акваланг.
http://www.popmech.ru/technologies/8764-dyshite-glubzhe-akvalang/#/technologies/8764-dyshite-glubzhe-akvalang/ (дата обращения: 06.05.2018)
Боровиков П.А., Бровко В.П. Человек живет под водой. Л. «Судостроение», 1968. 208 с.
Исторические сведения о развитии водолазного дела.
http://voenobr.ru/uchmaterial/vodolozi/552-istoria-vodolaznogo-dela.html?start=11(дата обращения: 06.05.2018)
Смолин В.В., Соколов Г.М. Засекреченные рекорды наших водолазов. (Журнал DiveTek, №2, 2008)
Цит. по http://www.dive-tek.ru/archiv/2008/2/38-41.html (дата обращения: 06.05.2018)

Другие статьи

Архив статей