Plongeur: francuska podmornica sa propulzijom na komprimirani zrak

Avangardni pristup novim načinima propulzije stavio je pred njezine konstruktore određene probleme koje oni nisu mogli riješiti, ali su zato puno pomogli sljedećoj generaciji konstruktora pokazujući im kojim putem treba ići

Charles Brun

Početkom tridesetih godina devetnaestog stoljeća industrijska revolucija već je dobro uzdrmala Europu. Usporedo s industrijskom revolucijom događala se i ona na brodograđevnom polju. Podmorničarska revolucija nije zaobišla ni Francusku.
Od 1830. do 1840. godine svijet je već vidio mnoge ideje koje su se materijalizirale s obje strane Atlantika ali i mnoga više onih nepraktičnih rješenja podvodnog broda-podmornice od onih koji su bili praktično uporabljivi. U tom razdoblju u Francuskoj se pojavljuje nekoliko inovatora poput DeMontgerya, Petita, Villeroia i Payerna koji pomalo iskaču iz dotadašnjih “klasičnih” razmišljanja o konstrukciji podmornice. Njihove konstrukcije odlikuju se maštovitim izgledom, hidrodinamičnim linijama, ali i novim načinima propulzije. Začetnici i svakako najzaslužniji za nastanak “francuske podmorničarske konstruktorske škole” su Simon Bourgeios i Charles Brun. Oni su se javili kao prirodni nastavak jednog pokreta koji je zahvatio Francusku i koji se dalje razvijao na dostignućima spomenutih konstruktora. Njih dvojica su uspjeli pred francuskim ministarstvom mornarice predstaviti svoj projekt mehanički pokretane podmornice, koja ne bi bila pokretana snagom ljudskih mišića, ali isto tako ne bi se koristila za podvodnu plovidbu nepraktičnim parnim strojem. Francuskim admiralima i političarima nikada nije trebalo dva puta ponuditi neko pomorsko oružje ili inovaciju ako je postojala i najmanja šansa da njime ugroze superiornost ratne flote s druge strane La Mancha. Tako je bilo i ovom prilikom.

Kapetan francuske ratne mornarice Simon Bourgeios i brodograđevni konstruktor i inženjer prve klase Charles Brun i brodogradilišta u Rochfortu, ponudili su svoj projekt podmornice kojoj su dali ime Plonguer (Ronilac). Ono što je projekt učinilo toliko različitim, ali i revolucionarnim bio je sustav propulzije. Naime, Bourgeios i Brun zamislili su sustav pokretanja podmornice pomoću klipnog stroja pokretanim komprimiranim zrakom.

Revolucionarni način propulzije
Dvojica Francuza udružili su svoje snage i nevelika financijska sredstva sa svrhom da razviju inovativni projekt podmornice koji će posadu osloboditi mukotrpnog fizičkog rada i dati podmornici daleko veću autonomnost i bolje tehničke performanse. Negdje pri koncu pedesetih godina XIX. stoljeća kod njih je sve više sazrijevala ideja da za pogon svoje podmornice iskoriste ono čega je oko njih bilo u nemjerljivim količinama – zrak. Svoje ideje su razradili i nakon podužih peripetija uspjeli su ih 1859. prezentirati pred ministarstvom mornarice. Nakon nekoliko mjeseci, vijeće za proizvodnju ministarstva mornarice dalo je 20. siječnja 1860. svoj pristanak za realizaciju projekta koji je ponudio dvojac Bourgeios & Brun.
Dobivši potrebna financijska sredstva i mornaričku potporu projekt je vrlo brzo dobivao svoje obrise na navozu brodogradilišta u gradiću Rochefort sur Mer, smještenom na francuskoj atlanskoj obali. Porinuće podmornice “Plongeur” bilo je 16. travnja 1863.

Tehnička specifikacija
Konstruktori “francuskog podmorničkog čuda” kako su Bourgeios & Brun bili nazvani u jednim tadašnjim novinama konstruirali su podmornicu koja je bila pogonjena komprimiranim zrakom, spremljenim u posebnim spremnicima. Zrak, ispušten iz tih spremnika dolazio je preko sustava cjevovoda i ventila do izmjeničnog klipnog stroja, koji je pravocrtno gibanje klipa pretvarao u rotaciju, koju je osovina dalje prenosila na pogonski propeler.
Kako se podmornica za površinsku i podvodnu plovidbu koristila isključivo tim pneumatskim pogonom, bilo je nužno osigurati dovoljno veliki broj tankova, odnosno dovoljno veliki volumen u koji će zrak biti pospremljen za bilo kakvu ozbiljniju autonomiju. U tu svrhu podmornica je bila opremljena s ukupno 23 tanka u kojima se pospremao komprimirani zrak pod pritiskom od 12,5 bara.
Ukupni prostor koji su zauzimali tankovi za komprimirani zrak bio je poprilično velik i iznosio je gotovo 154 m3. Zbog velikog broja tankova koje je ipak trebalo smjestiti u nekakav hidrodinamički povoljan oblik, podmornica Plonguer je morala biti iznimnih dimenzija za to vrijeme. Po svojim dimenzijama bila je to najveća podmornica na svijetu izgrađena prije početka XX. stoljeća.
Njezina duljina iznosila je 44,5 metra, širina 6,0 a visina 3,55 metra. Njezin površinski deplasman iznosio je 420 tona a podvodni deplasman 435 tona. Izgrađena je kao jednotrupna podmornica, a za njezinu izgradnju korišteni su čelični limovi debljine 8 mm.
Pogonski klipni stroj pogonjen komprimiranim zrakom razvijao je 80 KS. Snaga stroja se prenosila preko jedne osovine na četverokraki propeler promjera 2 metra.
S ovakvim pogonom i deplasmanom podmornica je uspijevala preploviti u podvodnoj vožnji udaljenost od pet nautičkih milja brzinom od četiri čvora. Komprimirani zrak koji se rabio za propulziju podmornice rabljen je također i za pražnjenje četiriju balastnih tankova koji su imali volumen od 53 m3. I po tom načinu pražnjenja balastnih tankova podmornica Plongeur bila je prva u svijetu.

Ukupna masa promjenjivog balasta podmornice (morske vode) iznosila je 212 tona (4×53 tone). Tankovi su bili raspoređeni na pramčanim i krmenim bokovima podmornice. Osim tih tankova za promjenjivi balast i trimovanje podmornice, francuski konstruktori su na svoju podmornicu ugradili i tzv. “sigurnosni balast” u ukupnoj masi od 34 tone.
Jednotrupna podmornica Plongeur bila je konstruirana za posadu od 12 ljudi za koje je bio predviđen i poseban čamac za spašavanje dimenzija 8,0×1,7 metara, koji je bio postavljen na posebno ležište na pramčanoj palubi podmornice.
Naoružanje podmornice bilo je dvojako; sastojalo se zapravo od dugačke čelične motke, svojevrsnog “ovna” koji je služio za probijanje trupova neprijateljskih brodova i električkim putem ispaljivog torpeda, koji je bio pričvršćen za tu istu motku.

Nedorečenosti projekta
Premda je podmornica Plongeur bila vrlo dobro konstruirana, s vrlo naprednim i istini za volju vrlo smjelim rješenjima za to vrijeme i uz vrlo dobru kvalitetu brodograđevnih radova, ona nije bila bez mana i problema. Svakako najveći problem i nedostatak podmornice Plongeur bio je nedostatak kompresora za zrak, koji mogao nadopuniti zalihe zraka potrebnog za propulziju, pirenje (pražnjenje) balastnih tankova i naravno za disanje posade.
U trenutku kada su Bourgeios i Brun konstruirali svoju podmornicu, tadašnja strojogradnja očito nije mogla napraviti kompresor malih dimenzija koji bi stao u podmornicu. Osim toga parni pogon za kompresor nije dolazio u obzir na njihovoj podmornici. Zbog toga je podmornica u stalnoj pratnji morala imati svoj matični brod na kojem se nalazio kompresor koji je mogao nadopuniti potrošene zalihe zraka i koji je teglio podmornicu u zone predviđenih borbenih djelovanja.
Drugi vrlo važan problem bila je neadekvatna uzdužna stabilnost podmornice. Uzrok tomu bila je velika duljina i svojevrsna spljoštenost poprečnog profila podmornice. Podmornica je inače imala ugrađen sustav cjevovoda i ventila koji je služio za prebacivanje morske vode s jednog kraja podmornice na drugi (uzdužno i poprečno) i održavanja ispravnog trima tijekom plovidbe. Pumpe koje su bile ugrađene u sustav djelovale su relativno sporo jer su bile nezadovoljavajućeg kapaciteta, a i cjevovodi su očito bili neadekvatno proračunati. Podmornica Plongeur je imala tendenciju da pri strmijim kutovima zaranjanja jednostavno bez kontrole “klizne” pramcem prema dnu. Jednom prilikom došlo je i do udarca u morsko dno, na sreću bez težih posljedica za posadu.

Kako je u takvim situacijama bilo dosta teško “izravnati” podmornicu uz istodobnu povećanu potrošnju zraka, pribjegavalo se izronjavanju na površinu i ponovnom zaronjavanju uz različite kombinacije trimovanja (napunjenost balastnih tankova) kako bi se kompenzirao pramčano negativni trim. Ispitivanje i djelomično rješenje tog problema oduzelo je konstruktorima gotovo tri godine. Problem je relativno uspješno riješen ugradnjom uzdužnih stabilizatora i horizontalnih kormila. To rješenje je iskorišteno kod kasnijih francuskih podmorničarskih projekata koje su realizirali Gymonte i Zede.
Treći, ali ne manje važan problem bio je vrlo ograničen doplov podmornice. Relativno velika potrošnja pogonskog medija – zraka u pogonskom stroju, problemi hermetičnosti sustava komprimiranog zraka, niski pritisak koji su kompresori mogli osigurati i neplanirana potrošnja zbog problema s trimovanjem podmornice ograničavali su njezin doplov na vrlo skromnih 20 do 25 Nm.

Operativna povijest
Podmornica Plongeur porinuta je kako smo već rekli u more u Rochefortu 16. travnja 1863. Njezin prvi zapovjednik bio je tridesetdvogodišnji kapetan fregate francuske mornarice Marie-Joseph Camille Dore (rođen 14. siječnja 1831. u La Rochellu), ratni junak odlikovan legijom časti za vrijeme francuskih ratnih operacija na Krimu. Nakon završnih radova i opremanja podmornica je 6. listopada 1863. u 9 i 30 sati krenula na svoj prvi površinski test, ploveći nizvodno rijekom Charente, praćena svojim matičnim parobrodom Cachalot prema luci Cabane Carree.

Početkom sljedećeg mjeseca (2. studenoga) podmornicu je uzeo u tegalj parobrod Cachalot. Trebao ju je otegliti prema luci Port de Barques, gdje je bilo predviđeno odvijanje prvih podvodnih testiranja. Zbog vrlo loših vremenskih uvjeta podmornica nije mogla biti dotegljena tamo, nego je na posljetku otegljena prvo u biskajsku luku La Pallice a potom u La Rochelle u tzv. “Bassin a flot”. Testiranja u La Rochelleu počela su u veljači 1864. i pri jednom od prvih statičkih zarona podmornica Plongeur uspjela se spustiti bez problema na dubinu od devet metara. Već pri prvim testovima dinamičkog zarona uočeni su problemi s pramčanim trimom podmornice.
Prilikom testiranja ponašanja podmornice u “Bassin a flot” u La Rochelleu, koja su se obavljala 14. veljače 1864., došlo je do kvara na pneumatskom sustavu dobave komprimiranog zraka. Kako kažu da jedna nesreća nikad ne dolazi sama, tako se i ovdje situacija nenadano iskomplicirala. U trenutku kada se posada spremala na izron zbog nemogućnosti da trimuju podmornicu u horizontalni položaj došlo je do kvara jednog ventila koji je regulirao dotok komprimiranog zraka. Pogonski stroj je naglo ubrzao i jednostavno odvukao podmornicu prema obali. Podmornica je udarila u kamenu obalu bez znatnijih šteta. Posada je uspjela prekinuti dotok zraka pogonskom stroju i pirenjem balastnih tankova izroniti na površinu. Kao jedina posljedica ovog incidenta donesena je odluka da se do daljnjega ne poduzimaju zaroni više od 10 metara dubine.
Činjenica je da su konstruktori još u nekoliko navrata imali problema s nekontroliranim zaronom a problemi s trimovanjem podmornice postali su konstanta koja je konstruktore mučila i opterećivala idućih 5 do 6 godina i koju su bezuspješno pokušavali riješiti. Uvidjevši da konstruktori Bourgeios i Brun neće moći riješiti tehničke probleme ministarstvo mornarice je konačno odustalo od daljnje potpore ovom projektu i definitivno ga otpisalo 2. veljače 1872.

Konačna konverzija
Nakon što za podmornicu Plongeur više nije bilo nikakve mogućnosti daljnjeg razvoja, mornarica je nastojala na bilo koji način povratiti u nju uložena financijska sredstva i učiniti je na bilo koji način korisnom. Zato je odmah donesena odluka da se na njoj obavi rekonstrukcija i da se nekad perspektivnu podmornicu pretvori u mali vodonosac.
Rekonstrukcija bivše podmornice je završena 1. siječnja 1873. u brodogradilištu u Rochefortu. Da bi mogla uspješno udovoljiti svojim novim zahtjevima, opremljena je dvocilindričnim parnim strojem tipa Compaund, snage 120 KS. Svoju službu obavljala je u luci Rochefort idućih 25 godina. Tada je ponovno rekonstruirana i 18. studenog 1898. ugrađen je novi pogonski stroj, prebačen s jednog od rashodovanih torpednih čamaca (Torpilleur No. 74).
U službi francuske atlantske flote vodonosac – bivša podmornica Plongeur, ostao je sve do 27. svibnja 1927. kada je zatvoren arsenal u Rochefortu. Poslije toga otegljen je u Mediteran, u pomorsku bazu Toulon gdje je služio kao brod za opskrbu vodom Prvog i Trećeg pomorskog skvadrona torpiljarki.
Francuska ratna mornarica zadržala je ovo plovilo iznimne prošlosti jako dugo u svojoj službi, cijelih 72 godine. Konačno je ispisan iz flotne liste na sam Božić 1935. Na mrtvom vezu Toulonskog arsenala, neugledni mali vodonosac – odnosno bivša podmornica Plongeuer – proveo je gotovo pune dvije godine.
Tada je (26. svibnja 1937.) taj vrijedni i nezaobilazni dio svjetske tehnološke i podmorničarske povijesti prodan izvjesnom gospodinu Negaiu za svotu od 25 143 franka.

Epilog
Bez obzira na probleme i nedorečenosti kojima je bio obilježen projekt podmornice Plongeur za nju se može reći da je vrlo važna u povijesti vojne brodogradnje i podmorničarstva, posebno onog francuskog. Konstruktorski dvojac Simon Bourgeios i Charles Brun počeli su jedan poseban, specifičan stil i smjer koji će kasnije njegovati francuska podmorničarska škola. Avangardni pristup novim načinima propulzije stavio je pred njezine konstruktore određene probleme koje oni nisu mogli riješiti, ali su zato puno pomogli sljedećoj generaciji konstruktora pokazujući im kojim putem treba ići. Takav pristup omogućio je Francuskoj da se ponovno prometne u sam svjetski vrh na polju razvoja podmorničarstva, ali i u primjeni novih tehnoloških izuma i poboljšanja koji su sve više nalazili svoje mjesto i primjenu u podmornicama i podvodnoj navigaciji.

Tehnički podaci podmornice Plongeur
Porinuće 16. 04. 1863.
Brodogradilište Rochefort sur Mer
Tip jednotrupna
Duljina 44,5 m
Širina 6,0 m
Visina 3,55 m
Deplasman 420 / 435 tona
Pogonski stroj pneumatski
Propulzija jedna osovina
Debljina lima 8 mm
Snaga pogonskog stroja 80 KS
Propeler 1 – četverokraki – promjer 2 m
Promjenjivi balast 212 tona (4 x 53 tone)
Sigurnosni balast 34 tone
Volumen tankova za zrak 154 m3
Pritisak zraka 12, 5 bara
Podvodna brzina 4 čv
Doplov 25 Nm / 1,5 čv
Operativna dubina 10 m
Naoružanje 1 torpedo
Posebna oprema čamac za spašavanje
Rekonstrukcija 1. 1. 1873.

 

Igor SPICIJARIĆ