Europa – kolijevka uspješnih konstrukcija na završetku XIX. stoljeća (I dio)

Podmornica je bila nedosanjani san mnogih konstruktora tijekom stoljeća ali je tek u dvadesetom postala i praktički ostvariva. Čak i u posljednjoj četvrtini devetnaestog stoljeća ona je još uvijek bila tek nešto više od iznimno skupe igračke. Istini za volju treba naglasiti da je bila mnogo opasnija za svoje posade nego za njihove neprijatelje. Glavne ratne mornarice tog doba vrlo brzo su počele prepoznavati sve potencijale koje je nudila podmornica

Peacemaker Joshua Tucka

Ostavit ćemo za trenutak priču o J. P. Hollandu, vjerovatno najuspješnijem konstruktoru podmornica s konca XIX. i početka XX. stoljeća i posvetiti se njegovim konkurentima s obje strane Atlanskog oceana. Osim nekoliko vrlo zanimljivih konstrukcija nastalih u SAD-u, većina projekata nastala je u staroj i dobroj Europi. Težište podmorničarsko-brodograđevnih nastojanja na starom kontinentu bilo je u Francuskoj i Španjolskoj. Ta činjenica nije ni malo slučajna. Dvije stare kolonijalne sile i njihove mornarice bile su potisnute u drugi plan pred moćnom ratnom mornaricom britanskog imperija. Za njih je podmornica bila sredstvo kojim bi mogli slomiti kralježnicu britanskoj pomorskoj moći.
Do posljednjeg kvartala devetnaestog stoljeća postignuti su veliki tehnički uspjesi u konstrukciji podmornica. Svi tadašnji projekti koje na neki način možemo smatrati “suvremenim” u odnosu na one s početka stoljeća mogli su se povezati s nekoliko zajedničkih karakteristika. Ponajprije je to napuštanje drva i primjena čelika kao osnovnog materijala za izradu podmornice te znatno povećanje dimenzija i deplasmana podmornice. Gotovo u svim slučajevima riječ je o jednotrupnim podmornicama koje su počele dobivati i svoje naoružanje, prvenstveno u obliku Whiteheadovog torpeda. Najveći problem s kojim su se suočavali konstruktori tog vremena svakako je bila propulzija podmornice. Parni pogon se još i mogao rabiti za površinsku plovidbu ali je za podvodnu plovidbu bio krajnje neprikladan. Mnogim konstruktorima bilo je više nego jasno da je jedino praktično rješenje za podvodnu plovidbu propulzija električnim motorom i punjivim baterijama. Prvi eksperimenti s električnom opremom datiraju iz 1850. ali prva tehnički uporabljiva električna oprema za propulziju podmornice razvijena je tridesetak godina kasnije, oko 1880. U međuvremenu su se mnogobrojni konstruktori okretali najraznovrsnijim idejama i kombinacijama propulzije podmornica. Najvažnije projekte ostvarili su Španjolac Peral, Amerikanci Tuck i Baker, Britanci Campbell i Ash te francuska skupina konstruktora: Goubet, Dupuy de Lome, Gustave Zede, Gaston Romazzoti i Maxime Leubeuf. Svaki od njih je podario podmorničarskoj brodogradnji jedan ili više zanimljivih projekata koji zaslužuju da ih malo bolje upoznamo.

Princip uporabe Peacemakera

Joshua Tuck – Peacemaker

Godine 1883. newyorški profesor Joshua Tuck prijavio je Patentnom uredu SAD-a pod rednim brojem 297647 svoj izum, “pouzdan i koristan napredak u izgradnji podmorničarskih čamaca” kako ga je sam opisao. Serijska ispitivanja njegove podmornice počela su 24. travnja 1884. kada je patent bio prihvaćen. Tuck je svojoj podmornici dao sugestivno ime Peacemaker (mirotvorac). Njegovi javni testovi podmornice izazvali su veliko zanimanje javnosti ali i vojno-pomorskih krugova. Tuckov Peacemaker imao je duljinu od 9,15 metara i širinu od 2,28 metra. Visina podmornice bila je tek 1,85 metar i bila je izgrađena od čelika.

Konstrukcijski podmornica je bila podijeljena u nekoliko vodonepropusnih odjeljaka i bila je izgrađena za samo dva člana posade: navigatora i strojara. Svaki od njih je bio smješten u svom posebnom odjeljku – jedan u pramcu a drugi na krmi. U središnjem dijelu Pacemakera Tuck je konstruirao “mokru komoru” koju je pokrivao poklopac sa staklenim prozorčićem koji je omogućavao zapovjedniku-navigatoru da obučen u ronilačko odijelo i spojen na sustav zraka podmornice ulazi i izlazi u/iz podmornice ali i da precizno navodi podmornicu pod neprijateljski brod. Mokra komora je osim priključka za zrak imala i ventile za pražnjenje vode iz nje u balastne tankove. Koncept borbene uporabe Peacemakera sastojao se u tome da se pod kobilicu neprijateljskog broda postave eksplozivna punjenja – mine. Mine su bile umotane u plašt od pluta koji je na jednom kraju imao snažne magnete koji su omogućavali jednostavno pričvršćivanje mina za trup broda. Podmornica bi se zatim udaljila na sigurnu udaljenost (1-1,5 km) odakle bi posada podmornice elekričnim putem (preko žice) aktivirala mine. U borbenom kompletu podmornice bile su dvije mine.

Prema orginalnom projektu Peacemaker je trebao imati propulziju preko ručno pokretanog elektromotora na istosmjernu struju na jednu horizontalnu propelersku osovinu. Osim nje, podmornica je raspolagala s još jednom vertikalnom propelerskom osovinom koja je pogonila propeler smješten ispod trupa podmornice, koji je trebao služiti za lakše zaranjanje/izronjavanje te kontrolu dubine. Tijekom izgradnje podmornice Tuck je na nju ugradio Westinghouseov parni stroj snage 14 KS. Paru potrebnu za rad parnog stroja proizvodio je Honigmanov kemijski kotao. U njemu je dolazilo do kemijske reakcije između kaustične sode i morske vode pri čemu se razvijala velika količina topline, odnosno stvarala vodena para. S ukupno 1500 funti odnosno 680 kg kaustične sode, koliko je mogao ponijeti sa sobom, Peacemaker je mogao osigurati dovoljno pare za pet sati podvodne plovidbe brzinom do 2,5 čvora. Na pokusnim plovidbama Peacemaker se uspio spustiti do maksimalne dubine od 15 metara.

Peacemaker je zaranjao punjenjem balastnih tankova a posada bi pokušala kontrolirati dubinu zarona kao i longitudinalnu stabilnost uporabom propelera ispod njenog trupa. To se pokazalo neadekvatnim rješenjem jer Tuck nije mogao uspješno trimovati i kontrolirati svoju podmornicu u podvodnoj plovidbi. Tijekom 1885. Tuck je izveo još nekoliko preinaka na svojoj podmornici (kupola, balastni tankovi, sustav kormilarenja te kontrola zarona) ali mu sve to nije pomoglo da na Pacemakera privuče ozbiljniju pozornost američke mornarice. Na njegovu žalost, doživio je neslavan kraj. Budući da je svoje konstrukcije uglavnom financirao novcem posuđenim od rodbine i prijatelja, oni su ga iz revolta, zbog njegovim financijskog sloma jednostavno strpali u jedan sanatorij za umobolnike.

Campbell & ASH – Nautilus
Podmornicu Nautilus sagradio je 1886. u Velikoj Britaniji konstruktorski dvojac – Andrew Campbell i James Ash. Njihova podmornica izgrađena je u Tilburyu u brodogradilištu Messrs. Wolseley & Lyon.  Nautilus je bio dugačak 18,3 metra, s dijametrom u najširem dijelu trupa od 2,43 metra. Njezin vretenasti čelični trup istiskivao je čitavih 50 tona u podvodnoj plovidbi. Dva propelera bila su pokretana električnim istosmjernim motorima. Imala je pomalo specifičan način zaranjanja. Otvaranjem posebnih ventila punili bi se posebno za tu svrhu konstruirani spremnici (označeni slovom A na slici) u unutrašnjosti podmornice. Na taj način se povećavao deplasman podmornice koja je zaranjala na čisto statičan način. Ispumpavanjem vode iz tih tankova smanjivao se deplasman pa bi podmornica mogla izroniti. Tijekom svog posljednjeg testiranja u podvodnoj plovidbi njeni konstruktori su namjeravali izvesti test zalijeganja podmornice na morsko dno i njezin ponovni izron. Nažalost izabrali su loše mjesto, s velikom količinom mulja koji je začepio ventile cilindara za punjenje.
Preplašena posada je bila ipak toliko prisebna, pa su se sva četvorica sakupili na jednom kraju podmornice. To je omogućilo da drugi, pramčani dio izroni iz mulja i da podmornica nakon pražnjenja jednog po jednog spremnika naposljetku izroni na površinu. Zbog toga je posada odbila daljnje eksperimentiranje i podmornica više nije zaranjala.

Claude Goubet – Goubet I
Goubet I je bila prva čisto električno pokretana podmornica. Konstruirao ju je poznati francuski konstruktor Claude Goubet i sagradio u Parizu tijekom 1885. Tijekom ispitivanja 1886. u Cherbourgu bilo je dosta problema s postizanjem željene dubine i održavanja kursa u podvodnoj plovidbi pa je zbog toga ocijenjena kao neuspjeli projekt.
Podmornica Goubet I imala je dužinu 5 metara i širinu 1 metar. S deplasmanom od tek 1 tone bila je namijenjena za samo dva člana posade koju su činili navigator i strojar. Obojica su sjedili u središnjem odjeljku podmornice, međusobno okrenuti leđima. Iznad njih se nalazila kupola s prozorčićem za kontrolu kursa u površinskoj plovidbi. Podmornica je imala propulziju preko Edisonovog elektromotora kojeg su napajale Schanshief i Stichetline baterije. Podmornica nije raspolagala s kormilima dubine i pravca. Bila je opremljena nekom vrstom kardana kojeg je konstruirao Goubet koji je omogućavao strojaru da zakreće zadnji dio propelerske osovine zajedno s propelerom u željenom pravcu. Naoružanje podmornice bila je jedna mina koja bi se postavljala ispod neprijateljskog broda i aktivirala daljinski električnim putem.

Ispod podmornice se nalazio takozvani “sigurnosni teret”, težak oko 300 kg (660 funti) i koji se u slučaju potrebe mogao ručno, otpuštanjem sigurnosnih vijaka otkačiti iz unutrašnjosti podmornice. Oslobođena tog privješenog tereta podmornica bi u slučaju potrebe mogla naglo izroniti na površinu. Kao mnogi konstruktori prije i poslije njega ni Claude Goubet nije razumio zakonitosti i dinamiku longitudinalne stabilnosti podmornice i pogrešno mu je pristupao unatoč činjenici da je pumpama i cjevovodom povezao pramčani i krmeni balastni tank. Veliki sigurnosni teret je doduše pomagao u stabiliziranju uske i tanke podmornice ali je nedostatak bilo kakve vrste horizontalnih i vertikalnih kormila gotovo onemogućavao efikasno upravljanje podmornicom u podvodnoj plovidbi. Claude Goubet je nakon četiri godine, tj. 1889. izgradio još jednu podmornicu sličnih tehničkih osobina, poznatu u literaturi kao Goubet II. Slično kao i njena prethodnica i ova je podmornica “bolovala” od istih nedostataka loše manevarbilnosti u podvodnoj plovidbi.

George C. Baker – Bakerov podmorničarski čamac
George C. Baker je svakako uz Simona Lakea (kome ćemo kasnije posebno posvetiti pozornost) bio u posljednjem desetljeću devetnaestog stoljeća najveći Hollandov konstruktor – takmac s one strane Atlantika. Rođen je 21. prosinca 1844. na maloj farmi u Illinoisu. S 18 godina pridružio se 23. regimenti iz Iowe i s njom sudjelovao u Građanskom ratu. Koncem sedamdesetih godina (1879.) počeo se baviti proizvodnjom uređaja za šišanje ljudi i životinja (ovaca). Godine 1887. proširio je svoj biznis i premjestio svoju tvornicu iz Des Moniesa u Lockport te otvorio svoje predstavništvo u Chicagu. Budući da su mu njegovi prihodi to omogućavali, Baker se posvetio svojoj staroj ljubavi – brodograđevnoj mehanici. Posebno su ga zanimali i zaokupljali problemi podvodne plovidbe i podmorničarstva općenito. Iste godine otpočeo je s konstrukcijom svog “podmorničarskog čamca” kako ga je sam nazvao.
Samo godinu dana kasnije (1888.) dao je na uvid u Navy Department nacrte svog “podmorničarskog čamca”. George C. Baker bio je jedan od nekoliko konstruktora koji su 1888. godine priložili svoje planove tom američkom mornaričkom tijelu. Unatoč glasinama koje su govorile da će američka ratna mornarica preferirati Hollandovu konstrukciju, Baker se nije dao obeshrabriti nego je poduzeo vrlo odlučne korake u njenoj realizaciji.

Konstrukcija i izgradnja njegove podmornice započela je 1890. u brodogradilištu “Detroit Boat Company”. Prva ispitivanja podmornice datiraju od 29. travnja 1892. kada su Baker i njegov glavni nadzornik izgradnje zaronili s njom pod vodu i vratili se uspješno na površinu nakon jedan sat i pedeset minuta. Sljedeći zaron bio je 20. svibnja 1892. na rijeci Rouge, južno od Detroita. Tada su Baker i njegov nadzornik Goddard na podvodnu plovidbu poveli i izdavača novina Western Electric jer je Baker držao do u pisane riječi i masovnog marketinga u tiskovinama. Bakerova podmornica bila je izrađena od drveta na čeličnom orebrenju. Njen drveni trup je imao debljinu od 17,8 cm (7 inča). Odlikovala se deplasmanom od 20 tona i sljedećim izmjerama: duljina 14 metara, širina od 2,75 i visina od 3,96 metara.

U površinskoj plovidbi podmornicu je pogonio mali parni stroj. Kotao za podmornicu izradila je firma C.P. Willard & Company i proizvodio je dovoljno pare za stroj koji je razvijao 60 KS. Baker je smislio genijalno rješenje za ispuh produkata izgaranja. Konstruirao je teleskopski izvlačivu cijev koja je bila zatvorena na vrhu. Imala je dva reda perforacija, jedan pri vrhu cijevi a drugi pri dnu. Kroz perforaciju na dnu ispušne cijevi omogućeno je zraku da stigne do ložišta kotla i omogući izgaranje a gornja perforacija je služila za ispuh dima u atmosferu. Prije samog zarona gasio bi se parni stroj a teleskopski ispuh bi se povlačio u unutrašnjost podmornice i osiguravao vodonepropusnim poklopcem. U podvodnoj plovidbi podmornicu je pokretao električni istosmjerni motor koji je mogao raditi kao dinamo i puniti ukupno 232 Woodwardova akumulatora koliko ih je bilo instalirano na podmornici. Električni motor je rabio napon od 220 V i mogao je razviti maksimalno 37,3 KW (~ 50 KS).

Propulzija Bakerove podmornice je bilo upravo ono zbog čega je ona postala neizbježno štivo u bilo kojem udžbeniku o povijesti podmorničarstva. Parni stroj i elektromotor bili su povezani preko reduktora na jedno vratilo koje se pružalo po kraćoj uzdužnici podmornice (poprijeko). Na svakom kraju ovog vratila (na lijevom i desnom boku podmornice) nalazio se po jedan pogonski propeler koji je bio postavljen pod pravim kutom u odnosu na vratilo. Budući da je svaki pogonski propeler bio opremljen kardanom, navigator je pravilnom orijentacijom propelera pokretao podmornicu gore, dolje, naprijed ili natrag. Osim navedene opreme podmornica je raspolagala klasičnim kormilom pravca, balastnim tankovima, fiksnim balastom i malim kontrolnim tornjem sa staklenim prozorčićima. Mogla je primiti 3-4 člana posade i prema Bakerovim nacrtima trebala je biti naoružana Whiteheadovim torpedom. Činjenica da je u trenutku natječaja 1888. imao operativno sposobnu podmornicu (za razliku od Hollanda) nije ni najmanje pomogla Bakeru. Preferirajući Hollanda, ratna je mornarica poništila stari natječaj i u lipnju 1893. raspisala novi koji je ponovno odgovarao Hollandu.

Što se sve događalo u Washingtonu tog ljeta 1893. duga je i zamršena priča. Baker je učinio apsolutno sve da njegova podmornica bude spremna za puni program ispitivanja na jezeru Michigan godinu dana ranije radi dobrobiti mornarice. Holland ni ovaj put nije bio spreman sa svojom podmornicom (radilo se o Fenian Ramu) pa je njegov lobi otezao s početkom ispitivanja. Čak je iz Hollandovog lobija bilo predloženo Bekeru da za svotu od 200 000 $ pređe k njemu i razvija svoje projekte za njega. On je to naravno odbio jer je ulog bio daleko veći od ponuđene svote. Državni sekretar za mornaricu nastavio je s otezanjem. U studenom 1893. mornarica je naložila ispitivanje koje je trebalo pokazati mogu li posade podmornica preživjeti bliske podvodne eksplozije. Ti testovi su provedeni tijekom mjeseca prosinca 1893. na pomorskom torpednom poligonu u Newportu u saveznoj državi Rhode Island. U potopljeni tank u zasebne prostore stavljeni su mačka, zec, pijetao i golub. Tank je bio podvrgnut seriji podvodnih eksplozija koje su progresivno bile približavane tanku s ispitnim životinjama. Ispitivanje su preživjeli samo mačka i pijetao i to je poslužilo državnom sekretaru da još malo oteže s proglašenjem pobjednika na nacionalnom natječaju za podmornicu. U proljeće 1894. George Baker je putovao u Washington kako bi još jednom snažno lobirao za svoj projekt podmornice i osigurao sumu od 250 000 $ koliko je Kongres odobrio za izabrani projekt podmornice. Na njegovu nesreću, Baker se iznenada razbolio, doživio je perforaciju slijepog crijeva, od čijih je posljedica i umro 23. ožujka 1894. U mornarici su mogli odahnuti. Pobjednikom natječaja proglašen je Holland u ožujku 1895. i posao na izgradnji prvih naručenih podmornica povjeren je “Holland Torpedo Boat Company”.

  PEACEMAKER NAUTILUS GOUBET I GOUBET II BAKER BOAT
Kostruktor Joshua Tuck A. Campbell & J. Ash Claude Goubet Claude Goubet George C. Baker
Izgrađena 1884. 1886. 1886. 1889. 1890.
Duljina (m) 9,15 18,3 5,0 8,0 14,0
Širina (m) 2,28 2,43 1,0 1,8 2,75
Visina (m) 1,85 1,8 3,96
Deplasman (t) ? 50 1 4,5 / 5,0 20
Konstrukcija Čelična Čelična Čelična Čelična Čelično-drvena
Propulzija parni stroj
“Westinghouse” +
kemijski kotao “Honigman”

2 propelerske osovine

Dva istosmjerna elektromotora +

akumulatori

2 propelerske
osovine

Istosmjerni
elektromotor “Edison”

1 propelerska osovina s kardanom

Istosmjerni

elektromotor

“Edison”

1 propelerska
osovina s
kardanom

Površinska:

Parni stroj “Willard”

Podvodna:
Elektromotor + 232
akumulatora tipa
“Woodward”

Poprečno vratilo + 2 propelera sa kardanima

Snaga pogona 14 KS 60 KS ? parni stroj
50 KS – elektromotor
Naoružanje 2 mine 1 mina 2 mine 1 torpedo
Brzina (čv) 2,5 /5 h 6
Doplov (NM) ? 20,5
Posada 2 4 2 2 3-4
Dubina zarona (m) 15 20
Ostalo Mokra komora, 680 kg kaustične sode Sigurnosni teret od 300 kg Sigurnosni teret ? kg


Igor SPICIJARIĆ