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

U posljednjih dvadeset pet godina devetnaestog stoljeća razvoj podmorničarstva dobio je nezaustavljiv zamah. S obje strane Atlantskog oceana među konstruktorima podmornica sazrijeva spoznaja da njezina budućnost leži u rješavanju problema propulzijskog sustava. U nastojanju da riješe taj problem bili su naročito brojni i uporni francuski konstruktori. Posebno su se među njima istaknuli velikani poput Dupuy de Lome, Gustava Zedea, Gastona Romazzotia i Maximea Laubeufa pa ćemo i mi njihovim djelima posvetiti dužnu pozornost.

Dupuy De Lome i Gustave Zede – Gymnote
Koncept podmornice Gymnote (Električna jegulja) idejno je začeo francuski konstruktor Dupuy De Lome. On je bio jedan od najvećih konstruktora svoga vremena poznat između ostalog kao konstruktor bojnog krstaša Gloire i zračnog broda (Zeppelina) France, ali je umro prije nego je konstrukcija bila završena. Konstrukciju podmornice završio je inženjer Gustave Zede nekoliko godina nakon De Lomine smrti. Zede je dodao izvornom projektu mnogo modifikacija prije nego ga je predstavio ministru francuske mornarice – admiralu slikovitog imena Hyacinthu Theophilu Aubetu. Konstrukciju podmornice Gymnote nadogradio je La Societe des Forges et chantiers de la Mediterranee. Gustave Zede je bio direktor tog društva, što mu je omogućilo izravni i neprestani nadzor za vrijeme izgradnje podmornice. Kobilica podmornice položena je 20. travnja 1887. na navozu arsenala Mourillon (Forges et Chantiers) blizu Toulona. Zedeovi najvažniji suradnici tijekom njezine izgradnje bili su prvi inženjer arsenala Gaston Romazotti i kapetan Krebs (koji je konstruirao elektromotor). Gymnote je porinuta 20. rujna 1888., a prva ispitivanja na moru započela su 17. studenog 1888.

Najveći dio svog operativnog vijeka podmornica Gymnote je provela kao eksperimentalno plovilo. Godine 1897. bila je oštećena, zbog čega je odmah nakon pretrpljene štete poslana na generalni remont koji je potrajao do 1900. Tijekom mornaričkih manevara 1902. podmornica Gymnote je uspješno napala francuski bojni brod Jaurequiberry čija posada ju nije ni primijetila. Dana 5. ožujka 1907. Gymnote je zbog navigacijske greške udarila u obalu i pretrpjela ozbiljna oštećenja, pa je upućena na popravak u suhi dok u Castigenau. Tijekom popravka u suhom doku, 19. lipnja iste godine netko je zaboravio zatvoriti jedan od oplatnih ventila pa se unutrašnjost podmornice napunila morskom vodom. Nastala šteta je bila tolika da se popravak više nije isplatio. Prodana je u staro željezo 1911.

Gymnote je bila vrlo elegantna podmornica duljine 17 m i širine 1,8 m. Njezin podvodni deplasman iznosio je 30 tona. Odlikovala se zašiljenim i hidrodinamičkim oblikom pramca i krme i bila simetrična s obzirom na izgled prednjeg i stražnjeg dijela trupa. Njezino orebrenje sastojalo se od 31 kružnog rebra različitih dijametara koji su međusobno bili povezani i pojačani velikim brojem spojnica – proveza. Debljina čeličnih limova od kojih je bio izgrađen trup iznosila je 6 mm po sredini trupa i 4 mm na krajevima.
Gornji dio podmornice bio je konstruiran u obliku uske platforme s dva grotla s poklopcima za ulazak u unutrašnjost i malog kontrolnog tornja promjera 0,5 m sa staklenim prozorčićima za površinsku navigaciju.

Zaranjala je otvaranjem ventila i punjenjem triju balastnih tankova, dvaju manjih u pramcu i krmi i jednog velikog u središnjem dijelu trupa. Punjenjem balastnih tankova automatski bi se otvarali sigurnosni ventili koji su ispuštali zrak iz njih, a koji su funkcionirali na bazi stvaranja nadpritiska. Pražnjenje balastnih tankova obavljalo se upuhivanjem komprimiranog zraka iz posebno za tu namjenu konstruiranih boca. Osim komprimiranog zraka, kao sekundarni sustav za pražnjenje balastnih tankova služila je Behrensova rotacijska crpka koju je pokretao istosmjerni električni motor. Gymnote je bila opremljena kormilima dubine i pravca smještenima na krmenom dijelu, malo ispred propelera. Još jedan par horizontalnih hidrofola bio je ugrađen tijekom generalnog remonta u razdoblju od 1897. do 1900.

Izvorno je bila opremljen dvostrukom ogledalskom optičkom cijevi. Taj primitivni periskop bio je instaliran 1889., s nešto kasnije (iste godine) zamijenjen jr optičkim uređajem koji su konstruirali Daveluv i Violette. Izvorni magnetni kompas bio je zamijenjen žiroskopom koji je konstruirao kapetan Krebs 1889., ali se pokazao krajnje nepouzdanim.
Električnu struju je u početku osiguravalo 540 akumulatora organiziranih kao 6 baterija od 90 parova akumulatora. Akumulatore su konstruirali u tvrtki Coumnlin, Dezmazures et Baillache. Svaka alkalna cinčano-kalijeva ćelija težila je 17,5 kg. Ukupni kapacitet baterija iznosio je 400 amper sati. Gymnote je mogao postići brzinu od 7 do 8 čvorova u podvodnoj plovidbi i doplov od 45 NM s 10 čvorova u površinskoj plovidbi. Smanjivanjem brzine na samo 6 čvorova doplov je mogao porasti na impresivnih 118 NM. Ova baterija je 1891. zamijenjena novom, Laurent-Celvevom baterijom sastavljenom od 204 elementa od kojih je svaki težio 30 kg. Nova baterija je reducirala doplov na 32 NM s 8 čvorova ili, u drugoj inačici, 100 NM sa 4 čvora.

I ta baterija je zamijenjena novom 1897. Izvorni Krebsov elektromotor imao je 16 polova i razvijao je 41 kW (55 KS). Bio je postavljen duboko u stražnjem dijelu podmornice, što je uzrokovalo nemale probleme kada se uz njega trebalo provući (elektromotor je bio u promjeru tek nešto manjeg od metra) zbog nadzora krmenog dijela podmornice.

Drugi problem koji je iskrsnuo tijekom njegove eksploatacije bio je što njegova uzbuda nije dopuštala brzo ili trenutačno zaustavljanje motora.Konstruktori su razmišljali da Krebsov motor zamijene gabaritno manjim ali snažnijim Sautter-Harleovim istosmjernim motorom. Posadu podmornice činilo je 5 podmorničara, a bila je opremljena s dvije torpedne cijevi iz kojih se moglo ispaljivati torpeda promjera 355 mm (14 inča).

Gaston Romazotti – Gustave Zede
Uspjeh koji je postignut podmornicom Gymnote naveo je Gustava Zedea da započne s konstrukcijom svoje sljedeće, znatno veće podmornice. Konstrukciju podmornice pod kodnom oznakom Q 02 La Sirene Zede je započeo sredinom 1890. Konstrukcija je normalno tekla nešto više od godinu dana sve do smrti glavnog konstruktora 1891. Ministar francuske mornarice zapovjedio je njegovom najbližem suradniku inženjeru Gastonu Romazottiju da nastavi rad na konstrukciji podmornice u brodogradilištu u Toulonu. Nova podmornica porinuta je u more 1. lipnja 1893. U čast svom prijatelju i uzoru, Romazotti je podmornici promijenio ime u Gustave Zede. Na nju su inkorporirana sva tehnološka znanja i iskustva stečena na ranijim Zedeovim i Romazottijevim konstrukcijama podmornica.

Trup podmornice Gustave Zede bio je dugačak 48,5 m i širok 3,75 m. Za razliku od mnogih (ili bolje rečeno od gotovo svih) modela podmornica iz toga doba, ta podmornica nije imala indentičan oblik pramčanog i krmenog dijela trupa. Orebrenje podmornice sastojalo se od 76 okruglih rebara povezanih brojnim uzdužnim spojnicama – provezama zbog što veće uzdužne čvrstoće. Zanimljivo je napomenuti da je podmornica Gustave Zede u najvećoj mjeri bila izgrađena od bronce kako bi se u što većoj mjeri izbjegao pogubni utjecaj korozije i morske vode. Deplasman ove brončane podmornice iznosio je 266 tona. Konstrukcija podmornice bila je jedna od najnaprednijih dotad. Nadgrađe podmornice sastojalo se od dva malo povišena grotla s poklopcima za ulazak i izlazak, te jednog ne prevelikog kontrolnog tornja. Propulzija podmornice bila je osigurana uz pomoć dvaju električnih istosmjernih motora koji su svoju snagu prenosili na jednu osovinu. Pogonski elektromotori su bili tipa Sautter Harle i svaki je proizvodio 268,5 kW (360 KS). Zajedno su težila 27 tona, a brzina vrtnje im je bila 250 o/min. Izvorno, električnu energiju za motore osiguravala je Laurent-Celvieva baterija koja se sastojala od 720 akumulatorskih ćelija ukupne težine od 130 tona. Baterija je mogla proizvesti struju od 1800 A i napona 300 V i bila dovoljnog kapaciteta da omogući podmornici podvodnu plovidbu od Toulona do Marseillesa.

No, ta električna baterija se pokazala jednom od najslabijih komponenti podmornice. Već nekoliko dana nakon početka testiranja došlo je do prvog kvara te je Romazotti odlučio zamijeniti kompletnu bateriju. Nova baterija je eksplodirala tijekom prvog punjenja, a zatim je uslijedio i požar na nekoliko ćelija. Zbog takve situacije odlučeno je da se broj ćelija sa 720 smanji na 360, pa je i maksimalna brzina s 15 čvorova u površinskoj i 9 čvorova u podvodnoj plovidbi pala na 8, odnosno 4 čvora. Uz to, otrovna isparenja iz baterijskog prostora loše su djelovala na zdravlje posade.

Već na prvoj pokusnoj plovidbi pokazalo se da je Gustave Zede vrlo nestabilna u pravocrtnoj podvodnoj plovidbi i to odmah nakon zaranjanja. Skretanja s kursa iznosila su između 15 i 20 metara, a nije mogla zadržati pravocrtan kurs dulje od nekoliko minuta. Nastavkom početnih ispitivanja ponovno je zamijenjena baterija novom, većeg kapaciteta. Izvedena su i određena hidrodinamička poboljšanja i preinake na kontrolnom tornju. Modificirane su i Thirionove električne crpke koje su služile za prebacivanje morske vode iz balastnih tankova i trimovanje podmornice. Proces modernizacije odnosio se i na ugradnju tri para horizontalnih kormila (po jedan par na pramcu, krmi i po sredini trupa). Sve modifikacije provedene su u razdoblju od nekoliko godina i rezultirale povećanjem longitudinalne stabilnosti i manevarbilnosti podmornice, kao i povećanjem njezine površinske i podvodne maksimalne brzine. U kontrolnom tornju podmornice promjera tek nešto većeg od metra bio je smješten primitivan periskop promjera 355,6 mm. Vidno polje te optičke sprave iznosilo je 20° iznad i 7° ispod njenziog horizonta. Slika koja se mogla dobiti bila je iskrivljena, zamagljena, neproporcionalna i uglavnom beskorisna. U procesu ispitivanja podmornica je 1900. dobila i jednu torpednu cijev na pramcu, a borbeni komplet činila su tri Whiteheadova torpeda od 18″ (457,2 mm). Podmornica Gustave Zede otpisana je 9. kolovoza 1908. U tijeku svoje službe u Francuskoj mornarici izvela je preko 2500 zarona, a rashodovana je sredinom 1911.

Gaston Romazotti je bio ohrabren nastojanjima francuskog ministra mornarice da svojoj zemlji pribavi moćno oružje, pa je na njegov nagovor 1892. konstruirao još jednu podmornicu po svojim zamislima pod imenom Morse. Napravljena također od bronce, ova 41,5 m dugačka i 2,6 m široka podmornica istiskivala je 185 tona u površinskoj, odnosno 202 tone u podvodnoj plovidbi i sjedinjavala najbolja tehnička rješenja primijenjena na podmornicama Gymnote i Gustave Zede. Po vanjskim gabaritima i deplasmanu za nju bi se moglo reći da je negdje između podmornica Gymnote i Gustave Zede. Dvostruki parno-električni pogon dopuštao joj je maksimalnu brzinu na površini od 6 čv, odnosno 4,3 čv u podvodnoj plovidbi. S propulzijom na jednu propelersku osovinu podmornica Morse imala je površinski doplov od 119 NM pri brzini od 5,3 čv odnosno 28,5 NM pri brzini od 4 čv u podvodnoj plovidbi. Bila je naoružana s četiri vanjske torpedne cijevi za torpeda kalibra 457 mm. Unatoč svojim dobrim karakteristikama, podmornica Morse je imala nesreću da se pojavila u trenutku kad su se novi francuski konstruktori pojavili s još boljim i superiornijim konstrukcijama, kao što su bile podmornice Farfadet i Lutin. Za podmornicu Morse može se reći da je dobrim dijelom bila nalik Hollandovim projektima koje je on producirao u Americi. Osim toga generalna inspekcija francuske mornarice otkrila je 1909. ozbiljno oštećenje brodskog trupa u prostoru akumulatorske baterije uzrokovano izlijevanjem kiseline iz nekoliko ćelija. Nagriženi metal i uznapredovala korozija bitno su utjecali na smanjenje čvrstoće trupa, pa je dubina zarona sa 25 smanjena na samo 18 metara. Unatoč svim poduzetim mjerama podmornica je već koncem srpnja 1911. otpisana iz službe.

Maxime Laubeuf – Narval
Tijekom 1886. novi ministar rata u francuskoj vladi Edouard Lockroy raspisao je međunarodni natječaj za konstrukciju i izradu podmornice. Treba imati na umu činjenicu da je električni pogon u to doba još uvijek predstavljao samo jednu polovicu propulzijskog problema podmornica (klasični parni pogon nije se mogao koristiti pod vodom, a za motor s unutrašnjim izgaranjem bilo je potrebno osigurati iznimno velike količine zraka koje se nisu mogle spremiti u unutrašnje tlačne spremnike). Potpuno elektrificirane podmornice mogle su puniti svoje baterije isključivo na obali ili u iznimnim slučajevima s površinskih brodova. Zbog toga je njihova vojna uporaba bila ograničena gotovo isključivo na obranu pomorskih baza.

Zbog toga je francuska vlada u svom natječaju definirala poželjne tehničke značajke koje podmornica mora ispunjavati. Izabrana podmornica ne bi trebala imati podvodni deplasman veći od 200 tona. Maksimalni doplov ne bi trebao biti manji od 100 NM (185 km), a maksimalna površinska odnosno podvodna brzina ne manja od 12 odnosno 8 čvorova.
Na natječaj se javilo 29 konstruktora, a stručna komisija francuske mornarice pobjednikom je proglasila francuskog konstruktora Maximea Laubeufa s njegovim projektom podmornice Narval.

Projekt podmornice Narval bio je po mnogome jedinstven, ali i vrlo važan za daljnji razvoj konstrukcija podmornica. Laubeuf je u svoju 34 metra dugačku podmornicu ugradio dvostruki propulzijski sustav: 220 KS snažan parni stroj za površinsku plovidbu i elektromotor od 80 KS (60 kVV) za podvodnu plovidbu. Narval je bio jedna od prvih dvotrupnih podmornica koja se sastojala od unutrašnjeg čvrstog i vanjskog lakog trupa. U taj međuprostor između dvaju trupova Laubeuf je smjestio tankove pogonskog goriva (nafte) potrebnog za loženje parnog kotla i proizvodnju vodene pare. Podmornica je imala 117 tona površinskog i 200 tona podvodnog deplasmana. Laubeuf je uspio svojim konstrukcijskim rješenjima s ispražnjenim balastnim tankovima u površinskoj plovidbi postići 42% pričuvne istisnine. Podmornica je raspolagala akumulatorskom baterijom koja se mogla puniti istosmjernom strujom za vrijeme dok je podmornicu pokretao parni stroj. Takva konfiguracija pogonskog kompleksa omogućavala je podmornici površinski doplov veći od 430 NM (800 km) brzinom od 7,5 čv, odnosno više od 215 NM (400 km) brzinom od 11 čv. U podvodnoj plovidbi mogla je prevaliti 21,5 NM (40 km) brzinom od 8 čv ili u drugoj inačici 62 NM (115 km) brzinom od 5 čv.
Pobjednički projekt podmornice Narval, izgrađen 1889., izazvao je svjetsku pozornost i oduševljenje. No i Narval je imao svojih ozbiljnih slabosti. Parni kotao je trebalo ugasiti i raspremiti bar 15 minuta prije nego bi se krenulo u zaron i podvodnu plovidbu. Osim toga, složeni sustav spuštanja i zatvaranja ispušne cijevi u trupu podmornice predstavljao je stalnu potencijalnu opasnost. Nakon isplovljenja na površinu elektromotor je morao još izvjesno vrijeme pokretat podmornicu dok posada ne bi ponovno potpalila kotao i dok on ne bi bio u stanju osigurati parnom stroju dovoljnu količinu pare za površinsku propulziju. Laubeufova podmornica je dobila i jako naoružanje. Ugrađene su joj četiri torpedne cijevi, po dvije sa svake strane pramca, u kojima su bila Whiteheadova torpeda od 18″ (457,2 mm).

Francuska vlada je bila toliko impresionirana rezultatima koje je podmornica Narval pokazivala da je od Laubeufa naručila konstrukciju (1899. – 1900.) četiriju nešto većih podmornica klase Sirene čak i prije nego su prototipna ispitivanja Narvala završena. U to vrijeme došlo je do poznatog ?Fashoda incidenta” (britansko preuzimanje francuskih kolonija u središnjoj Africi) zbog kojega je Francuska bila na rubu izbijanja rata s Velikom Britanijom i ?pod hitno” su joj trebala pomorska sredstva kojima bi mogla parirati britanskoj pomorskoj moći. Iste godine (1889.) naručena je još jedna podmornička konstrukcija, poznata kao klasa Farfadet, koju je konstruirao M. Maugas. Naručene su četiri jedinice, koje su prema francuskim mornaričkim planovima trebale biti do 1903. dio podmorničarske flote od 12 novih podmornica. Briljantnim tehničkim rješenjima i usavršavanjem ideja svojih prethodnika Laubeuf je uspio izgraditi tip podmornice na čijim će se postulatima ubuduće temeljiti razvoj novih tipova. Uglavnom se to odnosi na njezinu dvotrupnu konstrukciju, veći volumen čvrstog trupa, dvojni pogon te mogućnost ukrcaja veće količine pogonskog goriva koje će podmornici osigurati velik doplov.

U tom trenutku svog povijesno-tehnološkog razvoja, podmornica se po nekim svojim mogućnostima prvi put približila površinskome brodu. Od tada je stvorena realna osnova da podmornica krene iz priobalnog akvatorija u plava prostranstva svjetskih mora i oceana. Poslije Laubeufa podmorničarska brodogradnja definitivno više nije bila ista. Na osnovu iskustava koje su stekli s takvim tipom podmornice Francuzi su u razdoblju do početka Prvoga svjetskog rata izgraditi ukupno 30 parnih podmornica, čija se kvaliteta pokazala inferiornijom od ostalih raspoloživih pogona primijenjenih na podmornicama u drugim ratnim mornaricama.
• Tehnički pregled podmornica iz posljednjeg kvartala XIX. stoljeća
• Tehnički pregled ranih francuskih podmornica izgrađenih u razdoblju od 1897. Do 1903. Godine

Igor SPICIJARIĆ