Vojna industrija i ratna mornarica nacističke Njemačke proizvele su i u operativnu uporabu uvele prve podmornice koje su za pogon koristile vodikov peroksid. No, postojao je velik problem – u koncentriranom stanju taj je kemijski spoj vrlo nestabilan i eksplozivan

Tijekom Drugog svjetskog rata pogon podmornica je standardiziran. Stoga su sve podmornice, bez obzira na podrijetlo, imale izravni dizelsko-elektromotorni pogon. Njegova je odlika da u površinskoj (šnorkelskoj) plovidbi rabi dizelske motore za izravni pogon brodskih vijaka. Tijekom tog rata u pravilu su na podmornicama bila dva ili četiri vijka. Takav pogonski sklop istodobno preko generatora puni akumulatore električnom energijom. Kao generatori mogu poslužiti i elektromotori. Podmornicu u podvodnoj plovidbi pogone elektromotori koji se napajaju električnom energijom iz akumulatora. Zbog toga su podmornice u Drugom svjetskom ratu imale veću brzinu tijekom površinske vožnje nego tijekom urona. Uron bi se rabio kad bi podmornica prilazila cilju i tijekom napuštanja zone djelovanja.

Taj je način djelovanja bio jako učinkovit u prvim godinama rata. Međutim, s povećanjem broja protupodmorničkih brodova i aviona, plovidba površinom, posebno tijekom dana, postala je sve rizičnija. Saveznički avioni potopili su tijekom rata čak 354 podmornice nacističke Njemačke. Zajedničkim djelovanjem aviona i brodova potopljeno ih je još 49. Ratni brodovi potopili su 246 njemačkih podmornica.

Djelomičan je odgovor na taj problem bilo uvođenje šnorkela – uređaja koji omogućava ulazak zraka u podmornicu koja je u plitkom zaronu. Zahvaljujući njemu njemačke podmornice mogle su se pogoniti dizelskim motorima pod vodom te istodobno puniti akumulatore električnom energijom. Međutim, šnorkel nije bio idealno rješenje. Da bi mogao djelovati, podmornica je morala biti na periskopskoj dubini. S vrhom tornja tek nekoliko metara ispod morske površine, bila je jako dobro vidljiva iz zraka, posebno ako je more bilo mirno. Šnorkel je velik uređaj, koji ostavlja veliku brazdu koja se također lako otkriva iz aviona. Iako je značio golem napredak, šnorkel nije riješio sve probleme njemačkih podmorničara.

 Samo djelomično rješenje

Jedino pravo rješenje bio je razvoj pogona koji neće ovisiti o napajanju zrakom iz atmosfere. Danas su takvi pogoni poznati kao zračno neovisna propulzija (Air Independent Propulsion – AIP). Njemačke oceanske podmornice imale su istisninu veću od 1000 tona i goleme spremnike dizelskog goriva. Najbrojnije su pripadale klasi Type VIIC, a imale su doplov od 8500 nautičkih milja. Još veće i naprednije Type IX mogle su ploviti više od 11 000 nautičkih milja. Teoretski, ako bi plovile isključivo brzinom od deset čvorova, doplov bi bio čak 13 450 nautičkih milja. To je bilo neostvarivo jer su podmornice često morale voziti znatno većim brzinama kako bi dostigle cilj.

Podmornice Type IX imale su vršnu brzinu od 18,2 čvora, ali samo na morskoj površini. U zaronu je vršna brzina bila više nego skromnih 7,7 čvorova, ali i takva je jako trošila akumulatore. Zapovjednici su, najčešće u zaronu, plovili brzinom od četiri čvora, pri čemu je autonomija i dalje bila skromne 63 nautičke milje. Sve bi se to dramatično promijenilo da su zapovjednici mogli pod morem upaliti dizelske motore. Međutim, za to im je trebao izvor kisika. Šnorkel je samo djelomično riješio taj problem. Zbog veličine lako se mogao otkriti te ga zapovjednici nisu rabili tijekom napada. Baš onda kad im je najviše trebao. Najjednostavnije rješenje bila bi ugradnja spremnika s tekućim kisikom. No, tu je bilo nekoliko problema. Prvi – proizvodnja tekućeg kisika nije ni jednostavna ni jeftina. Nemali je problem i što je vrelište kisika na –182,96 °C. Da biste dobili čvrsti kisik, potrebna je temperatura od –218,9 °C ili niža. Ugradnja takvih posebnih spremnika na podmornice ne bi baš bila prikladna, kao ni transport kisika u vozilima koja bi održavala tako nisku temperaturu.

Podmornice Type IX bile su pogonjene dvama dizelskim motorima MAN M9V 40/46, svaki zapremnine 1382 litre. Pri punoj snazi motori su trošili 200 kilograma zraka u sekundi. Kad ih se pokretalo dok je podmornica bila u zaronjenom stanju, isisali bi sav zrak iz nje u manje od minute. No ako bi radili pri manjoj snazi, a u usis se ubaci mješavina ispušnih plinova s čistim kisikom, i sve to u zatvorenom ciklusu…? E, to bi bilo nešto sasvim drugo. Da bi to djelovalo, morao se naći prikladan izvor kisika. Po mogućnosti ne neki koji će biti na vrlo niskim temperaturama.

 Lako dostupan spoj

Njemački inženjer Hellmuth Walter (1900. – 1980.) osnovao je 1934. godine tvrtku Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft (HWK), koja se prva u svijetu bavila razvojem AIP pogona. Walter je te godine predstavio svoje projekte čelnicima ratne mornarice nacističke Njemačke (Kriegsmarine). Admirali su ga, naravno, odbili. Projekt se ipak pokrenuo 1937., kad ga je Walter uspio prezentirati budućem zapovjedniku njemačkih podmorničarskih snaga – admiralu Karlu Dönitzu (1891. – 1980.). Časnik je uspio isposlovati da Walter dobije dostatno sredstava za gradnju eksperimentalne podmornice V-80. Porinuta je 14. travnja 1940. u brodogradilištu Friedrich Krupp Germaniawerft u Kielu. Zahvaljujući Walterovu pogonu, postigla je za to vrijeme nevjerojatna 23 čvora u podvodnoj vožnji. Usprkos tomu, mornarica nije bila oduševljena. Razlog je bilo gorivo.

U potrazi za gorivom koje će osigurati dostatnu količinu kisika, Walter se na kraju odlučio za vodikov peroksid (H₂O₂). Nije to nimalo egzotična tekućina. Mnogima je, usto, omogućila da imaju žutu, tj. plavu kosu. Vodikov peroksid otkrio je 1818. godine francuski kemičar Louis Jacques Thénard (1777. – 1857.). Od 1873. godine H₂O₂ počeo se proizvoditi industrijski kao sredstvo sa svojstvima izbjeljivanja perja i kose. Vodikov peroksid dobiven je 1905. godine i otad se rabi za izbjeljivanje različitih materijala (papir, voskovi, sapun, slama), kao dezinfekcijsko sredstvo te za galvanizaciju. To znači da je 1930-ih i 1940-ih bio lako dostupan.

Međutim, da bi bio iskoristiv kao gorivo na podmornicama, morao je biti gotovo čist, tj. u koncentraciji većoj od 85 posto. Najbolji rezultati postizani su sa 95-postotnom koncentracijom. Problem je bio u tome što je vodikov peroksid vrlo snažan oksidans. U koncentriranom stanju (iznad 65 posto), vrlo je nestabilan i eksplozivan. Eksplozivnost se povećavala s povećanjem temperature jer se povećavala brzina razgradnje. H₂O₂ razgrađuje se u kontaktu s različitim tvarima, a ponekad je razgradnja burna. Prilikom razgradnje oslobađa se velika količina plina i ako nema pravilnog odzračivanja, može doći do eksplozije cisterne ili spremnika. Razgradnja H₂O₂ je egzotermna reakcija, dakle, kemijski proces koji se odvija uz oslobađanje topline. Ako se temperatura onečišćene otopine H₂O₂ diže polako, razgradnja se lako zaustavlja prskanjem hladne vode s vanjske strane posude. Znatno je veći problem ako zbog kvara ili oštećenja podmornice vodikov peroksid iscuri u podmornicu. U unutrašnjosti podmornice, zbog rada mnogih uređaja koji su se grijali, uvijek je bilo toplo. To je idealno za burnu reakciju H₂O₂, koja bi dovela do požara, a on se gasi odzračivanjem i velikom količinom hladne vode. No, na podmornici ništa od toga nije bila opcija. Ako se plovilo i nalazilo na površini, nekakvo odzračivanje moglo se dobiti otvaranjem svih okana. Međutim, ubacivanje velike količine hladne vode nije bila opcija ni u jednom slučaju.

 Admiral treba nešto novo

Smještaj vodikova peroksida u podmornici zapravo je bio manji problem. More, čija je temperatura niža na većim dubinama, hladilo bi ga te ne bi bio opasan. Sasvim druga stvar bila je – kako ga dopremiti do podmornica? Zbog opasnosti od eksplozije, visoko koncentrirani vodikov peroksid nije se mogao prevoziti u običnim cisternama. Iz navedenog razloga komercijalno ga se koristi isključivo u 30-postotnoj ili manjoj otopini.

Njemačka je mornarica stoga 1940. godine zaključila da su problemi znatno veći od koristi. No, to je bilo u danima kad je njemačkim oružanim snagama išlo jako dobro. A onda je Japan 7. prosinca 1941. napao Pearl Harbor i odnos snaga na Atlantiku iz temelja se promijenio. SAD je ušao u Drugi svjetski rat. Goleme su količine oružja preko Atlantika krenule ne samo prema Ujedinjenoj Kraljevini već i prema SSSR-u. Američka brodogradilišta u vrlo su kratkom roku pokrenula serijsku proizvodnju razarača i fregata. Svi su ti brodovi bili namijenjeni lovu na podmornice. Do kraja 1943. sve se na oceanu okrenulo u korist Saveznika. Admiral Dönitz hitno je trebao podmornice s novim, revolucionarnim sposobnostima. Walter je još u siječnju 1942. ponovno razgovarao s Dönitzom, što je rezultiralo odobrenjem sredstava za gradnju, danas bi se reklo demonstratora tehnologije: podmornice Type XVIIA. Naručene su čak četiri podmornice, ali za njima zapravo nije bilo potrebe. No Dönitz je time osigurao dovoljno sredstava da Walter nastavi projektiranje i razvoj naprednijih podmornica Type XVIIB. Podmornice su nosile oznake U-792, U-793, U-794 i U-795. U ožujku 1944., jedinica U-793 je u demonstracijskoj vožnji, s admiralom Dönitzom u unutrašnjosti, postigla vršnu brzinu u zaronu od 22 čvora. U-792 je u lipnju te godine u zaronu postigla 25 čvorova. To su brzine koje ne uspijevaju dostići ni mnoge suvremene podmornice s klasičnim pogonom.

Iako su podmornice Type XVIIA imale goleme probleme, mornarica je na osobnu zapovijed admirala Dönitza odobrila ugovor za gradnju 24 podmornice Type XVIIB. Poslije je, zbog mnogih opravdanih i ne baš opravdanih razloga, narudžba prvo smanjena na 12, a potom na tek šest podmornica. No to na kraju nije bilo ni važno, jer su do kraja rata u brodogradilištu Blohm+Voss u Hamburgu dovršene samo tri podmornice: U-1405, U-1406 i U-1407. Zbog specifičnosti pogona i posebno goriva, posade su morale prolaziti opsežnu preobuku. To je i razlog zašto niti jedna podmornica nikad nije operativno uporabljena.

 Porinuća u Barrowu

Nakon što je nacistička Njemačka kapitulirala, pobjednici su dobili pristup njezinim vojnim tehnologijama. Amerikanci nisu bili zainteresirani za podmornice Type XVII. Međutim, Britanci su uspjeli osposobiti podmornicu U-1407, koja je 7. svibnja 1945. potopljena kako ne bi pala u ruke Saveznika. Pritom su uporabili i dijelove podmornica U-1408 i U-1410, koje su pronašli na navozima nedovršene. Podmornica je nazvana HMS Meteorite.

Koristeći se zaplijenjenom tehničkom dokumentacijom iz brodogradilišta, Britanci su 1947. pokrenuli vlastiti projekt razvoja podmornica koje bi bile pogonjene vodikovim peroksidom. Naručene su dvije – HMS Explorer i HMS Excalibur. HMS Explorer porinut je 5. ožujka 1954. u brodogradilištu Vickers-Armstrongs u Barrow-in-Furnessu na sjeverozapadu Engleske. No proći će podosta vremena dok ne postane spreman za plovidbu. Potpuno nova tehnologija pogona i nesvakidašnje (opasno) gorivo nisu ulijevali povjerenje posadi, pa su prijavljivani postojeći i nepostojeći kvarovi. Na kraju, nakon što su svi kvarovi otklonjeni, HMS Explorer u zaronu je postigao dotad nezabilježenu brzinu od 30 čvorova. Brže od toga mogu ići samo podmornice na nuklearni pogon. Bez problema je mogao održavati brzinu krstarenja od 25 čvorova. HMS Excalibur porinut je 25. veljače 1955. u istom brodogradilištu. Opremanje je dovršeno tek tri godine poslije jer je britanska mornarica na njemu ispravljala sve probleme uočene na HMS Exploreru. Uostalom, više se nikomu nije žurilo: Američka ratna mornarica 21. siječnja 1954. porinula je USS Nautilus – prvu podmornicu na nuklearni pogon.

Tekst Mario Galić