U kasnim osamdesetim godinama devetnaestoga stoljeća podmornicu je kao sredstvo namijenjeno pomorskom ratovanju postalo teško ignorirati. Toga su bili itekako svjesni u vrhovima RM SAD-a pa su 1888. i 1889. godine raspisali konstruktorski natječaj za prvu podmornicu koja će ući u flotni sastav mornarice

Na prvom natječaju u najuži izbor ušli su projekti koje su podnijeli Nordenfelt i Holland, ali se zbog spora među vodećim ljudima mornaričke administracije oko načina testiranja podmornica odustalo od oba projekta, iako je Holland bio neslužbeni pobjednik. Na ponovljenom natječaju godinu dana kasnije ponovno je pobijedio Hollandov projekt, ali je nova administracija u Washingtonu raspoloživi novac iz mornaričkog proračuna preusmjerila u završetak površinskih ratnih brodova.

Treći natječaj iz 1893. godine protekao je u znaku natjecanja između Hollanda i Georgea Bakera. Ovaj put Baker je bio u prednosti, ali iza Hollanda je stajao moćan lobi. Politički sukob dvaju moćnih lobija bio je prekinut iznenadnom Bakerovom smrću, a pobjednikom natječaja ponovno je proglašen Holland. Takav razvoj situacije ogorčio je još jednog konstruktora, tada 27. godišnjeg Simona Lakea koji je smatrao svoje projekte superiornijim od Hollandovih i Bakerovih ali se nije javio na natječaj. Bio je tada još premlad, s malo novca i bez političkih zaštitnika, pa nije ni čudo što je bio “politički i tehnički ignoriran i izmanipuliran”. Naivno se nadao da će američka mornarica izgraditi njegovu podmornicu o vlastitom trošku pod njegovom supervizijom.

Model Holland V – Plunger
John Holland je ugovor za izgradnju svoje pete podmornice koja je dobila ime Plunger potpisao s brodogradilištem Columbia Iron Works u Baltimoru u saveznoj državi Maryland. Problemi koji su pratili tu podmornicu datiraju od početka njezine konstrukcije. Naime njegove zamisli u znatnoj su se mjeri razlikovale od mornaričkih zahtjeva. No pođimo redom: kao prvo Holland je na Plungera želio ugraditi benzinski Otto motor, ali je mornarica inzistirala da propulziju podmornice u površinskoj plovidbi preuzme parni stroj. Holland je namjeravao prenijeti snagu pogonskog motora preko jedne osovine do propelera postavljenog u uzdužnicu podmornice – mornarica je inzistirala na dvije propelerske osovine. Kao kompromisno rješenje podmornica je na kraju imala tri propelerske osovine. Napokon, Holland je kontrolu dubine namjeravao regulirati pomoću horizontalnih kormila, ali je mornarica nametnula rješenje s dodatnim okomitim propelerima.

Zbog navedenoga gradnja podmornice Plunger je vrlo sporo napredovala. Kobilica je postavljena na navoz brodogradilišta sredinom 1895. Prema Hollandovim nacrtima i nametnutim mornaričkim zahtjevima izgrađena je podmornica duljine 25,9 metara, širine 3,65 metra i podvodnog deplasmana od 168 tona.
Propulzivni sustav podmornice sastojao se od dva neovisno ugrađena trostupanjska ekspanzijska parna stroja koji su zajedno imali 1625 ks. Treću, srednju osovinu pokretala su dva elektromotora, svaki snage od 73,6 Kw (100 ks). Projektirani proračunski površinski doplov punom snagom parnih strojeva trebao je iznositi 180 nm, a smanjivanjem na ekonomsku brzinu doplov je trebao iznositi čitavih 1000 nm. Izdržljivost podmornice u zaronjenom stanju trebala je osigurati plovidbu od najmanje 10 sati brzinom od 6 čvorova. Maksimalna površinska brzina podmornice Plunger trebala je iznositi 15 čvorova, a maksimalna podvodna samo jedan čvor manje.

Paru potrebnu za rad parnog stroja osiguravalo je pet cijevnih kotlova tipa Mosher koji su bili postavljeni u tri grupe: dva para u centralnom dijelu podmornice i peti kotao u pramčanom dijelu radi što bolje raspodjele težina i mogućnosti boljeg trimovanja. Elektromotori predviđeni za podvodnu plovidbu mogli su raditi i kao dinamo strojevi i puniti akumulatorske baterije. Tada su njihov pogon preuzimali parni strojevi. Parni kotlovi su toplinu potrebnu za stvaranje vodene pare stvarali izgaranjem nafte koju je podmornica nosila u posebnom tanku.

Naoružanje podmornice činile su tri torpedne cijevi za Whiteheadova torpeda. Po jedna torpedna cijev bila je ugrađena sa svake pramčane strane, a treća je bila ugrađena na krmenoj strani podmornice. U borbenom kompletu bilo je pet torpeda. Na palubi se nalazio mali oklopljeni toranj u koji je bio ugrađen brzometni top malog kalibra.
Zahtijevani operativni scenario uporabe podmornice predviđao je da se iz površinske plovidbe (svom snagom naprijed) pogase parni strojevi, propulzija prebaci na elektromotore, zatvore ventili i pusti voda u balastne tankove, pa da podmornica krene u zaron na dubinu od šest metara. Sve te radnje posada je morala obaviti u predviđenom vremenu od jedne minute. Osim što je to bio tehnički neutemeljen zahtjev, mornarički autoriteti su zaboravili na jednu banalnu stvar. Zaboravili su na provjetravanje i hlađenje unutrašnjosti podmornice. Naime, nakon što su kotlovi pogašeni oni i dalje isijavali toplinu koja je često znala prijeći i 75° C.

Unatoč svim tehničkim problemina i nesporazumima tijekom izgradnje, podmornica Plunger porinuta je u more 7. kolovoza 1897. Nikad nije do kraja dovršena iako je građena gotovo tri godine tijekom kojih su napravljene mnoge izmjene izvornog projekta. Jedna od takvih kapitalnih izmena uključivala je i zamjenu parnog propulzijskog postrojenja novim motornim pogonom. Holland i čelnici njegove kompanije zaključili su da će podmornica Plunger ipak u svakom pogledu biti inferiornija od novih projekata koje su John Holland i njegova Holland Torpedo Boat Company razvijali. Zato su predložili američkoj mornarici povrat uloženog novca u zamjenu za novi ugovor za izgradnju podmornice po isključivo Hollandovim nacrtima. Mormarica se složila s prijedlogom, pa je Hollandova kompanija vratila 94 364 dolara koliko je dotad bilo uloženo u program konstrukcije i izgradnje podmornice Plunger. Zbog nabrojenih nedostataka i neuporabljivosti projekt podmornice Plunger napokon je odbačen i ocijenjen neuspjelim i neuporabljiv.

Model Holland VI – USS Holland
Opterećen stalnim upletanjem tehničkog odjela mornarice u projekt podmornice Plunger, Holland je čak i prije njezinog porinuća otpočeo s konstrukcijom nove podmornice. U povijesnim arhivima ta podmornica je poznata kao Hollandov Model VI.

Holland VI u svakom pogledu predstavlja prekretnicu u podmorničarskom dizajnu i konstrukciji. Prvi put sve glavne karakteristike koje obilježavaju eru suvremenog podmorničarstva našle su se sjedinjene u jednoj plovnoj jedinici. Holland je sjedinio dvostruki i učinkovit propulzijski sustav, fiksni centar longitudinalne ravnoteže podmornice, razdvojio balastni sustav na glavni i pomoćne sustave, razradio hidraulički napredni oblik trupa i na podmornicu ugradio moderni oružni sustav.

Koncept dvostruke propulzije nije bio nov. Na svoj način i u skladu s dostupnom tehnologijom svoga vremena pokušao ga je prakticirati Robert Fulton na svom Nautilusu uporabom jedra i ručnim pogonom pod vodom. Nordenfelt je isti problem nastojao riješiti uporabom vodene pare i u površinskoj i u podvodnoj plovidbi. Suvremene su podmornice – a to se brzo pokazalo – trebale mnogo snažnije, istrajnije i pouzdanije načine propulzije. Seriju francuskih podmornica s kraja XIX. stoljeća (Goubet I i II, Gymnote, Gustave Zede, Morse) njihovi konstruktori nastojali su pogoniti isključivo električnim pogonom. Takav oblik propulzije odlikovao se ozbiljnim nedostacima. Holland je također eksperimentirao motorima s unutrašnjim izgaranjem ugrađenim na svojim ranim projektima podmornicama i za površinsku i za podvodnu plovidbu. Nijedan od tih pogonskih motora nije bio u stanju razviti tražene performanse, a uz to se za njih nikako nije mogla spremiti količina komprimiranog zraka koja bi bila dovoljna za neki ozbiljniji doplov i autonomnost podmornice.
Nastojeći riješiti probleme s propulzijom podmornice Plunger, Holland je jednom prilikom posjetio izložbu električne opreme u njujorškom Medison Square Gardenu. Tamo ga je naročito privukao jedan eksponat: laka izvedba električnog istosmjernog generatora koji je pogonio 50 ks snažan Otto (benzinski) motor. Holland je otkupio taj eksponat i namijenio ga ugradnji u svoju novu podmornicu.

Podmornica Holland VI izgrađena je i porinuta u more u brodogradilištu Crescent Shipyard u Elizabethportu u državi New Jersey 17. svibnja 1897. Njezine vanjske izmjere iznosile su 16,4 metra u duljinu i 3,1 metar u širinu. Gaz joj je bio 2,6 metra, a površinski i podvodni deplasmani iznosili su 64, odnosno 71 tonu. Propulzija podmornice riješena je uporabom jednog benzinskog motora za površinsku plovidbu od 50 ks i te već spomenutog elektromotora od 50 ks. Oba porivna stroja prenosila su snagu na jednu propelersku osovinu. Takva propulzija osiguravala je podmornici Holland VI površinski doplov od 200 nm pri brzini od 6 čvorova, odnosno 30 nm s 5,5 čvorova u podvodnoj plovidbi.

Revolucionarna tehnička rješenja
Kad se opisuje podmornica Holland VI svakako se mora opisati način kako je Holland riješio problem fiksnog središta težina i balastnog sustava. Rani konstruktori podmornica nisu razumjeli ni uzimali u obzir utjecaj “slobodnih površina” različitih tekućina ukrcanih u podmornicu, odnosno na njihovu longitudinalnu (uzdužnu) stabilnost. Kod Nordenfeltovih podmornica, koje su imale velike kotlove i obično djelomično popunjene balastne tankove, taj problem je bio posebno istaknut. S povećanjem ili smanjivanjem pramčanog kuta pri zaronu ili izronu, tekućine u tim tankovima prelijevale bi se s jednog kraja tankova i kotlova na drugi i na taj način povećavali kut zarona i onemogućavale održavanje stabilne dubine zarona. Bilo je jasno da se problem mora riješiti i omogućiti da podmornica može manevrirati cijelo vrijeme na ravnoj kobilici. Nekoliko konstruktora pokušalo je bez većeg uspjeha riješiti taj problem sustavima prelijevanja iz tanka u tank, uporabom ručnih i automatiziranih crpki za prebacivanje ponajprije balastnih voda.

Holland je riješio taj problem na sljedeći način. Glavni balastni tankovi na podmornici Holland VI bili su stalno puni tako da u njima nije moglo doći do prelijevanja tekućine. Time je utjecaj slobodnih površina bio sveden na minimum. U pramčani balastni tank puštano je tek toliko tekućine koliko je bilo potrebno da se postigne određena prevaga pramca i podmornica pod određenim kutom krene u zaron. Pramčani tankovi su bili iznimno kratki pa kretanje tekućine u njima i utjecaj slobodnih površina nisu imali znatnijih utjecaja na pomicanje središta svih težina podmornice. S tako gotovo fiksiranim središtem težina, Holland je bio u stanju mijenjati dubinu zarona podmornice promjenom kuta krmenih horizontalnih hidrofolnih površina, tj. kormila dubine.

Holland je shvatio i da balastni sustav podmornice mora radikalno drukčije konstruirati. Zbog toga je taj sustav podijelio na dvije operativno odvojene cjeline. Serija testova provedenih tijekom 1898. uvjerila ga je da veći broj volumenski manjih tankova može mnogo bolje kompezirati promjene težine i bolje utjecati na uzdužnu stabilnost podmornice u odnosu na nekoliko velikih tankova. Izvorno Holland VI opremljena je glavnim balastnim tankom i po jednim pramčanim i krmenim tankom za trimovanje. Tijekom godišnjeg pregleda 1898./1899. ugrađena su još dva krmena tanka za trimovanje i još dva dodatna tanka za kompenzaciju u pramčanom dijelu. Svaki od tankova za kompenzaciju mogao je primiti dovoljnu količinu vode ekvivalentnu težini jednog torpeda. Tako je Holland VI postala prva podmornica na svijetu na kojoj je učinkovito primijenjen novi koncept balastnog sustava razdvojenog na dva dijela. Glavni balastni sustav se rabio isključivo za zaranjanje i izron, a pomoćni balastni sustav se rabio za kompenzaciju promjenjivih težina u podmornici (ispaljena torpeda, potrošeno gorivo).

Holland je posebnu pozornost usmjerio dizajniranju hidrodinamičkog oblika svoje podmornice, naravno u skladu s tadašnjim znanstvenim saznanjima. Vanjski oblik podmornice Holland VI bio je prvenstveno dizajniran za podvodnu plovidbu. Omjer duljine podmornice i njezine širine iznosio je 5,265 i zapravo je bio vrlo blizu idealnog omjera. Podmornica je imala kružni poprečni presjek s maksimalnim dijametrom nešto malo ispred polovice duljine trupa. Propelerska osovina postavljena je u uzdužnicu podmornice, a nadgrađe je bilo izvedeno u doista minimalnim dimenzijama. Na toj podmornici Holland je propeler inicijalno postavio iza krmenih kormila (slično kao kod današnjih nuklearnih podmornica), ali je mornarička inspekcija 1898. inzistirala da se propeler premjesti ispred kormila. Na Hollandovu nesreću 1902. godine Lawrence Spear je postao potpredsjednikom i glavnim tehničkim inženjerom Electric Boat Company. Kao rezultat njegove najblaže rečeno nesklonosti Hollandu, došlo je do odbacivanja mnogih Hollandovih ideja i tehničkih prijedloga.
Mnogi rani konstruktori podmornica bili su zakinuti u mogućnosti primjene učinkovitog podmorničarskog oružja. Situacija na tom polju se iz temelja promijenila kad je Britanac Whitehead na temelju prvobitnog projekta Lupisa 1866. godine usavršio novo oružje – torpedo. Testiranje novog oružja američka ratna mornarica započela je na svojoj torpednoj ispitnoj postaji u Newportu u Rhode Islandu 1871. godine. Godine 1888. američka mornarica je za svoje površinske brodove uvela u naoružanje Howellov torpedo. Ta vrsta torpeda je poslije nekoliko godina zamijenjena Whiteheadovim torpedima koje je po licenci izrađivala E.W. Bliss Company iz Brooklyna u saveznoj državi New York. Zahvaljujući svojim poslovnim vezama, Holland je iz Blissove tvornice uspio pribaviti dvije originalne torpedne cijevi i instalirati ih na podmornicu. Za ispitivanja podmornice u travnju 1898. mornarica je pribavila dva vježbovna torpeda bez bojnih glava i s njima uvježbavala posadu u rukovanju i održavanju tog novog oružja.

Zanimljivo zvuči podatak da je zbog relativno male duljine unutrašnjosti podmornice svako značajnije kretanje i premiještanje članova posade s jednog na drugi kraj moglo drastično utjecati na trimovanje plovila. Zbog toga je posada podmornice Holland VI uvježbala i prakticirala posebnu proceduru i postupak punjenja torpedne cijevi novim torpedom dok je podmornica bila “zalegnuta” na morsko dno zaljeva Peconic gdje su se obavljala ispitivanja i uvježbavanja.

Američka vlada je napokon dala odobrenje i mornarica je preuzela podmornicu Holland VI 12. listopada 1900. Desetak godina nakon što je ušla u službu, mornarica je promijenila numerički način označavanja svojih brodova i podmornica, pa je USS Holland postala poznata kao SS-1 Holland. Prva američka od privatnika naručena podmornica u prvom dijelu svog operativnog djelovanja gotovo je isključivo služila kao eksperimentalno plovilo. U drugom dijelu bila je premještena u Pomorsku akademiju u Annapolisu gdje je ostala sve do 17. svibnja 1905. Pet godina poslije, točnije 21. studenoga 1910. podmornica je razoružana i bila predviđena za rezanje u staro željezo. Ipak, netko se dosjetio kako bi trebalo sačuvati za povijest prvu podmornicu uvrštenu u ratnu flotu SAD-a. Podmornica SS-1 Holland bila je postavljena kao eksponat u parku u gradu Petersonu u državi New Jersey , gdje je ostala sve do 1932. kad je poslana u staro željezo.

Značenje ovoga Hollandovog projekta je od iznimne važnosti za svjetsko podmorničarstvo. Slobodno se može reći da prije i poslije nje podmorničarski svijet više nije bio isti. Njezinim uvođenjem u flotni sastav ratne mornarice SAD završava era samostalnih i manufakturnih pokušaja izgradnje podmornica u režiji pojedinih nadarenih konstruktora. Od nje počinje doba serijske proizvodnje i uvođenje u službu novih serija podmornica onako kako je napredovala brodograđevna znanost diljem svijeta.

Igor SPICIJARIĆ