Od Drebbela do Davida Bushnella

Williama Bourne zapisao je daleke 1580. godine: “Moguće je izgraditi čamac ili brod koji će moći ići pod vodu, sve do dna, i zatim se vratiti gore, na površinu, sve po Vašoj želji.”

Koncem pedesetih godina XVI. stoljeća iz pera engleskog zaljubljenika u znanost Williama Bournea zabilježeni su prvi lucidni opisi plovila koje bi se moglo kretati ispod površine vode. Dalekovidni Bourne zapisao je daleke 1580. godine: “Moguće je izgraditi čamac ili brod koji će moći ići pod vodu, sve do dna, i zatim se vratiti gore, na površinu, sve po Vašoj želji. Veliku važnost kod toga imat će veličina tijela koje pliva u vodi – povećanjem njegove težine ono će tonuti, a njezinim smanjenjem ono će izroniti”.
Drugim riječima, Bourne je i ne znajući opisao princip djelovanja današnjih balastnih tankova pomoću kojih podmornica može zaranjati i izranjati. Važno je napomenuti da je Bourne samo opisao principe djelovanja, nije napravio niti jedan nacrt podmornice. Štoviše, za sobom nije ostavio ni jednu iliustraciju. Nekoliko godina nakon što je Bourne iznio svoja razmišljanja, pojavio se jedan crtež koji je ilustrirao njegovo viđenje principa zarona podmornice.

Prvi koji je na tehnički napredan način razradio njegove ideje bio je genijalni Nizozemac Cornelius Drebbel. Bio je prvi koji je svojim plovilom – slobodno je možemo nazvati prvom podmornicom, uspješno plovio ispod površine vode. Iz tog vremena nisu sačuvane ilustracije tog nevjerojatnog događaja (sve postojeće nastale su mnogo kasnije), ali su Drebbelov pothvat zabilježili brojni pisci anala i kroničari i pa su ostale kao svjedočanstvo budućim naraštajima. Ostao je tako sačuvan opis nezgrapnog, čudnog plovila, kojeg je pokretalo dvanaest veslača zatvorenih u neobičnu tvorevinu izgrađenu od drveta i štavljenih životinjskih koža. Čudnovato plovilo je s vanjske strane imalo obješene mješine okrenute prema smjeru plovidbe. Jedna od tadašnjih kronika opisuje kako je nakon što se njezin konstruktor ukrcao posljednji, čudna lađa otisnula od obale Temze i krenula nizvodno. Kroničar je zabilježio da je Drebbelovom plovilu trebalo više od pet kilometara da uopće počne zaranjati. U početku je taj zaron bio sasvim plitak, tek možda jedan pedalj ispod površine vode (što je bio rezultat gotovo neutralnog stabiliteta), da bi se postupno povećavao sve dok nije dosegnuo 3-4 metra dubine. Čim bi veslači prestali veslati, podmornica bi počela izranjati.
Bez obzira na sve moguće nedostatke koje je Drebbelova podmornica imala, njegov pothvat je bio grandiozan. Njegovo dostignuće djelovalo je kao katalizator nastojanjima drugih izumitelja, laika i znanstvenika, koji su nadahnuti njegovim djelom nastavili s eksperimentiranjima podvodne plovidbe.

Mnogi od njih, najčeće neznani, izgubili su u tim pokusima i svoje živote a da ih kroničari nisu ni zabilježili. Put napretka bio je posut, kako to obično biva, žrtvama, ali zamašnjak razvoja podmorničarstva bio je pokrenut i ništa ga više nije moglo zaustaviti. Cornelius Drebbel je bio prvi koji se praktično suprostavio dogmi “da je čovjeku suđeno da hoda po zemlji, a ne da pliva pod vodom kao riba”.

Denis Papin

Drebbelovi suvremenici
Samo nekoliko godina poslije Corneliusa Drebbela na pozornici povijesnog razvoja podmorničarstva javlja se francuski svećenik Marin Mersenne. Tek tri godine nakon prvog priznatog i dokumentiranog zarona, Mersenne je objavio svoja razmišljanja 1634. godine u obliku jednog traktata u kojem je elaborirao o izradi i primjeni podvodnog plovila. U svojim teoretiziranjima on prvi put predviđa mogućnost izrade takvog podvodnog plovila od metala, točnije od bakra. Predviđao je izgradnju podmornice koja bi bila cilindričnog oblika, otpornog na pritisak vode, s koničnim završetcima, kako bi se mogla lakše probiti kroz vodu. Zanimljivo je da je francuski svećenik radi lakše navigacije pod vodom predvidio na svojoj podmornici i neku vrstu dvostrukog upravljačkog sustava, jer u njegovom opisu stoji opis po kojem bi to plovilo moglo ploviti u jednom smjeru, a zatim i u potpuno suprotnom, bez potrebe da mijenja svoj kurs za 180 stupjneva. Tehničkim inovacijama o kojima je Mersenne pisao u svom razmatranju tu još nije kraj. Predvidio je primjenu sigurnosnog ulaza u podmornicu i jedne optičke sprave kojom bi posada podvodnog broda mogla promatrati površinu vode. Koliko je poznato, to je prvi opis tehničkog sredstva koje je nama danas poznato kao periskop. Nevjerojatno zvuči podatak da je vidoviti francuski fratar na svojoj podmornici predvidio uporabu zračnih pumpi koje bi posadu podmornice opskrbljivale zrakom, zatim ugradnju kotača pomoću kojih bi se podmornica kretala po morskome dnu.

Na koncu, Mersenne je u neobjašnjivom ljudskom porivu da gotovo svaku tehničku inovaciju prije svega zamisli u vojnoj uporabi, na svojoj podmornici predvidio ugradnju podvodnog topa pomoću kojeg bi se uništavali neprijateljski brodovi. Dvadesetak godina poslije francuskog svećenika na sceni se pojavljuje još jedan Francuz imenom De Son. Godine 1653. on je konstruirao drvenu, 22 metra (72 feeta) dugačku podmornicu, koja je u tehničkoj povijesti poznata pod nazivom “Rotterdamski čamac”. De Sonova podmornica je vjerojatno prvo takvo plovilo namjenski izgrađeno (gradili su ga belgijski kalafati – majstori brodograditelji) da napada i potapa neprijateljsko brodovlje, naravno englesko. “Rotterdamski čamac” zapravo i nije bila podmornica nego polu-uronjiva ronilica, neka vrsta poluuronjenog “ovna”, čija je namjena bila da se neprimjećen privuče britanskim brodovima i taktikom antičkih galija kljunom probije drvenu oplatu broda. Konstruktor “Rotterdamskog čamca” zamislio je propulziju svoj podmornice ostvariti preko elastične opruge koja bi se navijala poput satnog mehanizma i koja bi pogonila kotač s lopaticama, što mu naravno nije uspjelo. Kad se De Sonova podmornica našla u vodi, uspostavilo se ne samo da ne može dovoljno uroniti, nego da se s njom ne može uspješno manevrirati i pokretati je niti u površinskoj vožnji, a kamoli u zaronjenom stanju. Tako je neslavno propala zamisao da se u jednom danu neopazice preplovi kanal La Manche i u njihovim lukama potopi na desetke engleskih ratnih brodova prije uspješnog povratka kući.

Nema nikakvih praktičnih dokaza da je talijanski svećenik Giovanni Alfonso Borelli (28. 1. 1608. Napulj – 1679. ) ikada sagradio podmornicu. No ostalo je zapisano u kronikama da je taj svećenik proučavajući ponašanje riba i njihovu anatomiju 1680. godine došao na ideju da malo preradi originalno Drebbelovu ideju o uporabu kožnih mješina. Borelli je modificirao tu ideju tako da je u podvodni brod, nalik na Drebbelov, unio veliki broj kozjih mješina napunjenih vodom. Na taj je način povećavao težinu-deplasman podmornice dok nije postala dovoljna da osigura zaron na dubinu od nekoliko metara. Njegova metoda je imala nekoliko loših detalja. Zbog velikog broja kozjih mješina bio je uvelike smanjen koristan volumen podmornice u koju se mogao smjestiti relativno mali broj veslača. Da bi njegova podmornica mogla izroniti Borelli je predvidio pražnjenje kozjih mješina s vodom tiještenjem kroz za to posebno predviđene otvore u drvenom trupu podmornice. Koliko je ta metoda i primijenjena tehnologija bila učinkovita, ostaje krajnje upitno. Sigurno je samo jedno a to je činjenica da je malobrojnu posadu nakon izrona čekao mukotrpan posao ponovnog punjenja kozjih mješina da bi podmornica bila spremna za idući zaron. Osim razmatranjima konstrukcije podmornice, Borelli se bavio i problemima reciklaže zraka koji bi rabili ronioci, ali i posade zaronjenih podmornica.
Edmmund Halley, poznat ponajviše po otkriću kometa koji se svakih 76 godina pojavljuje u blizini Zemlje, bavio se također problemima podvodne plovidbe i zarona. Godine 1690. patentirao je ronilačko zvono u kojem je bio zračni mjehur pod stalnim tlakom. Uz pomoć crijeva i zračnih pumpi posadi u zvonu mogao se stalno dopremati svježi zrak. U svom zvonu spustio se na dubinu od 18,3 metra (60 feeta) i na toj dubini zadržao 90 minuta.

Denis Papin, (1647. Blois – 1712. London), briljantni student sveučilišta u Angersu, francuski profesor matematike i fizike, konstruirao je u razdoblju 1695.- 1696. dvije podmornice. On je primijenio zračnu pumpu kako bi izjednačio unutrašnji pritisak u podmornici s vanjskim vodenim pritiskom. Kontroliranim propuštanjem određene količine vode u trup podmornice i njezinim istiskivanjem izvan trupa, Papin je regulirao težinu (deplasman) podmornice i na taj način zaranjao i izranjao s njom. Sustav propulzije je bio još uvijek sukladan prilikama tog vremena. Njegove podmornice su u površinskoj vožnji bile pogonjene vjetrom, jer su bile opremljene jednostavnim jedrom, a u podvodnoj vožnji podmornicu je pogonila snaga ljudskih mišića, to jest četiri do šest veslača. Na projektima svojih podmornica Papin je predvidio i “sigurnosnu rupu” kroz koje su članovi posade podmornice mogli “otkriti neprijateljski brod, prići mu i uništiti ga na različite načine” – prema pisanju samoga Papina. Ta sigurnosna rupa, zapravo cijev, mogla se otvarati na oba kraja i kroz nju se jedan od članova podmornice mogao izvući iz trupa podmornice i napasti neprijateljski brod. Ovaj vrsni matematičar i fizičar na polju primjene vodene pare, teoretičar i izumitelj kuhinjskog lonca za kuhanje pod visokim pritiskom, uspio je uz financijsku potporu svog patrona izgraditi samo svoju prvu podmornicu. Nezadovoljan rezultatima koje je prva podmornica postigla na početnim testiranjima, uskratio je Papinu daljnju financijsku pomoć, tako da ovaj svoju drugu podmornicu nikada nije uspio do kraja završiti. Englez John Lethbridge napravio je 1715. godine ronilački stroj, od hrastove građe i ojačan željeznim obručima. Na svom plovilu, Lethbridge je čak ugradio i staklena okna kroz koja je mogao kontrolirati smjer plovidbe u podvodnoj vožnji. Njegov podvodni stroj imao je dva otvora kroz koje je jedan član posade u ležećem položaju mogao provući ruke u neku vrstu kožnih rukavica i obavljati poslove na morskome dnu. Sa svojim se podvodnim strojem Lethbridge uspješno spustio se na dubinu od 60 metara i tamo radio gotovo 30 minuta.

Engleski stolar i izrađivač namještaja Nathaniel Symons napravio je 1729. godine neku vrstu ronilice, temeljeći svoj uradak na iskustvu koje je svojevremeno elaborirao Giovanni Alfonso Borelli. Symons je konstruirao ronilicu za samo jednog čovjeka. Njezin princip zaranjanja temeljio se na postojanju nekoliko rupa u trupu kroz koje je voda mogla ulaziti u prostor koji su ograničavale dvije okruglo izrezane daske opšivene kožom, koje su svojim drugim krajem bile vodonepropusno prišivene i učvršćene uz unutrašnju stranu trupa. Ta dva promjenjiva unutrašnja prostora predstavljali su balastne tankove. Kroničari iz tog doba zabilježili su da se Symons pred brojnim gledateljima dao zatvoriti u svoju ronilicu, zatim je uz pomoć nekog unutrašnjeg mehanizma istovremeno otvorio čepove koji su zatvarali otvore njegovih “balastnih tankova”. Njegova ronilica se počela puniti vodom i Symons je zaronio na dubinu od nekoliko metara. Na zaprepaštenje nazočnih proveo je pod vodom 45 minuta. Tada je polako istisnuo vodu vani i njegova ronilica je polako izronila na površinu. Nakon što su ga izvukli iz njegove tvorevine, Symons je sa šeširom odšetao među mnogobrojne gledatelje sakupljajući njihove dobrovoljne priloge za svoj smioni pothvat.

Proizvođač željezničkih vagona James Day, još jedan Englez, također se može ubrojiti među pionire podmorničarstva. On je 1773. godine konstruirao i sagradio malenu ronilicu-podmornicu. Da bi ona mogla zaroniti, Day se poslužio drugom metodom za razliku od svojih prethodnika. Umjesto da se koristi mogućnošću naplavljivanja jednog dijela volumena trupa svoje podmornice da bi je otežao za zaron i kasnijeg istiskivanja vode snagom vlastitih mišića radi izrona, Day se odlučio koristiti se krutim balastom?stijenama. Drveni pojas oko vodene linije svoje podmornice Day je posebno ojačao i učvrstio u njemu metalne alke (prstenove). Na tim prstenovima su u posebnim mrežama bile obješene stijene (komadi kamenja) različite težine. Primjenom posebnog mehanizma moglo se iz unutrašnjosti podmornice otpustiti kameni balast i podmornica bi olakšana jednostavno izronila. Za divno čudo taj sustav je funkcionirao. Naravno, pogon podmornice pod vodom bio je na vesla. Jedini nedostatak ovog principa bio je u tome što je nakon nekoliko urona i izrona kameni balast bio potrošen pa je trebalo ukrcati novi ili u pratnji imati površinski brodić nakrcan kamenjem, što nije uvijek bilo praktično niti izvodivo. Sam konstruktor neslavno je završio. Ohrabren početnim uspjehom svoje podmornice Day (bio je inače poznat i kao profesionalni kockar) prihvatio je oklade o mogućnosti ostanka njegove podmornice pod vodom. Sagradio je u tu svrhu veću podmornicu koja je praćena brodovima krcatim gledatelja i kladitelja isplovila u najdublji dio gradske luke Yarmoutha. Opterećen standardnom količinom kamenja, njegov podvodni brod nije mogao zaroniti. Uzgon je bio mnogo jači, pa je Day bio primoran privezati gotovo dvostruko teži balast. Taj put njegova podmornica je potonula kao kamen i, naravno, bila zdrobljena velikim pritiskom prije nego li je njezin konstruktor uopće mogao otpustiti njezin preteški kameni balast koji ga je odveo ravno u smrt.

Važno je istaknuti da lista svih onih koji su u ovom razdoblju dali svoj doprinos razvoju podmorničarstva nije ni izdaleka iscrpljena. Bilo je među njima totalnih anonimaca i tehničkih laika, ali i niz poznatih imena koja su ostavila traga u povijesti i u drugim tehničkim disciplinama. Leonardo da Vinci je oko 1500. godine u djelu “Codex Atlanticus” pisao o opskrbu zrakom i kontroli plovnosti pod vodom. Španjolci su imali nesreću da im je tropska oluja 1622. godine potopila Zlatnu flotu koja se krcata zlatnim plijenom vraćala u metropolu. Prema ostavljenim zapisima izgleda da su uz pomoć nekog oblika podmornice uspjeli spasiti tek mali djelić prebogatog plijena. Nažalost nije ostao dokumentiran i crtež sredstva kojim su se Španjolci koristili. Problemima teorije izgradnje i tehnike uporabe ronilačkih zvona aktivno se bavio i George Sinclair 1669. godine, dok je bio profesor na sveučilištu u škotskome Glasgowu. Francuski svećenik Abbe Jean de Hautefeuille napisao je 1681. godine raspravu “The art of breathing underwater” – “Umjetnost disanja pod vodom”. Francuz Freminet izgradio je prvu modernu ronilačku kacigu od mjedi sa staklenim otvorima za oči 1771. godine. Bilo je još nekolicina onih koji su u konstrukciji i izgradnji podmornica dali svoj doprinos, ali nitko od njih nije napravio podmornicu s isključivom vojnom namjenom do američke revolucije i pojave Davida Bushnella i njegove podmornice “Turtle”. Svi su oni, potpomognuti raznim inovacijama i izumima na drugim tehničkim područjima, dali svoj doprinos zamahu jedne ideje, čiji je suvremeni začetnik bio Cornelius Drebbel.

Igor SPICIJARIĆ