Подводниците на Нарсис Монтуриол

Нарсис Монтуриол и Естариол е испански инженер и изобретател на първата подводница с двигател, който не се нуждае от въздух.

Нарсис Монтуриол и Естариол [1819 – 1885] е испански инженер и изобретател на първата напълно функционална подводница задвижвана от независим от въздуха двигател.

Докато наблюдавал събирачите на корали в Кадакес, Монтуриол станал свидетел на смъртта на работник, удавил се по време на тази опасна дейност. Това го подтикнало към идеята за кораб, който да може да плава под водата и да позволява на коралотърсачите да работят безопасно. През септември 1857г. той учредява първото в Испания търговско дружество, посветено на изследването на подводното корабоплаване.

Иктинео I

През 1858г. Монтуриол представя проекта си за подводница в научен труд, озаглавен „Иктинео“. Той нарича кораба си „Иктинео“ (Ictíneo), от древногръцкото ἰχθύς – ichthys (риба) и naus (лодка). По думите му „формата на „Иктинео“ е като на риба и подобно на нея има двигател в опашката, перки, които контролират посоката на движение, и плавателни мехури, и баласт, които поддържат равновесието с водата от момента на потапянето“.

Монтуриол осъзнал, че идеалната форма за подводница от гледна точка на хидродинамиката и управлението е тази на риба. Оптималната форма на корпуса, издържащ на водното налягане, обаче е сфера. Поради това той комбинирал двете – вътрешен елипсовиден корпус, който да издържа на водното налягане и външен обтекаем корпус с формата на риба, a пространството между двата корпуса, оставил отворено към морето, за да се наводнява свободно. Така той изобретил това, което днес се нарича лек корпус при подводниците.

Вътрешният корпус бил изработен от маслиново дърво, укрепено с дъбови пръстени и покрито с 2мм медна обшивка. Той бил дълъг 4 метра, висок 2 метра в най-високата си част и широк 1 метър. Монтуриол изчислил, че би трябвало да може да запази целостта си на дълбочина до 500 метра, но от съображения за безопасност я ограничил само до 50 метра. Външният обтекаем корпус бил дълъг 7 метра, висок 2,5 метра и имал водоизместване 10 тона. Върху страните, горната част и носа на „Иктинео“ имало няколко дебели стъклени илюминатора с полуконична форма, така че налягането на водата да ги притиска навътре към гнездата им, за избягване на течове. Носът бил оборудван и с инструменти за събиране на корали.

Четири баластни танка (или мехури, както ги наричал Монтуриол) били инсталирани между двата корпуса на подводницата, два разположени отпред и два отзад, като всички се управлявали от вътрешния корпус посредством клапани за запълване с вода и помпи за подаване на въздух. За да може подводницата да изплава, дори ако системата на баластните танкове откаже, била предвидена аварийна система, състояща се от тежести, монтирани отвън, които да бъдат изхвърлени, за да осигурят положителна плавучест на плавателния съд. Монтуриол монтирал и голяма тежест на надлъжна метална релса в подводницата, която да се движи напред-назад, за да противодейства на промените в центъра на тежестта. За вътрешно осветление използвал свещ, чийто пламък се оцветявал в червено, когато кислородът започвал да свършва, предупреждавайки екипажа. Витлата на „Иктинео“ се задвижвали ръчно, с мускулна сила, поради което максималната и скорост била твърде ниска.

През лятото на 1859г. Монтуриол заедно с неговия бизнес партньор и корабостроител извършват повече от 20 потапяния с „Иктинео“ в пристанището на Барселона. Те постепенно увеличавали дълбочината, на която се потапяли, докато достигнали дълбочина от 20 метра. Разбрали, че само с кислорода, затворен в корпуса на подводницата екипажът може да остане под водата за около 2 часа, и че това време може да се удължи с помощта на сгъстен кислород и скрубер за въглероден диоксид. За целта Монтуриол изобретява химически въздушен скрубер за отстраняване на въглеродния диоксид от вътрешността на подводницата чрез прокарване на въздуха през контейнер с калциев хидроксид. Той разработва и метод за производство на кислород, който за съжаление се оказал непрактичен, тъй като произвеждал сярна киселина като страничен продукт.

През януари 1862 година, докато е на кея, „Иктинео“ била блъсната от товарен кораб, което в крайна сметка довежда до нейното унищожаване.

Иктинео II

Първоначално „Иктинео II“ била замислена като усъвършенствана версия на ръчно задвижваната „Иктинео I“.

Испанските военноморски сили обещават подкрепа на Монтуриол, но не я предоставят. Той успява да събере чрез подписка от гражданите на Испания средства, кои използва за създаването на компанията „La Navegación Submarina“ за разработване на „Иктинео II“.

„Иктинео II“ извършва първото си плаване, задвижвана с човешка сила, на 20 май 1865г., като се потапя на дълбочина 27.5м.

Разочарован от ограниченията, наложени му от задвижването с човешка сила, Монтуриол осъзнава, че единствената възможност е парната енергия, но за да работят, съвременните парни машини се нуждаят от огън, което не е възможно за подводница. Той изобретява независим от въздуха двигател, работещ на базата на химическа реакция, подхранвана от пероксид, който осигурява кислорода за горенето.

Монтуриол замисля нов, изцяло метален плавателен съд, построен по поръчка за новия му двигател, който да бъде разположен в отделно отделение. Това обаче се оказва невъзможно поради тежкото му финансово състояние. Вместо това той успял да събере средства, за да монтира двигателя в „Иктинео II“.

На 22 октомври 1867г. „Иктинео II“ извършва първото си плаване на повърхността с парна машина, като развива средна скорост от 3.5 възла и максимална скорост от 4.5 възла. Два месеца по-късно, на 14 декември, Монтуриол потапя плавателния съд и стартира химическия двигател, но постига доста ниска скорост – 2.5 възла. Подводницата можела да се потапя на дълбочина до 27.5 метра и да остава под вода седем часа и половина.

„Иктинео II“ била дълга 14 метра, широка 2 метра и висока 3 метра. Водоизместването ѝ било 46 тона, а вътрешният ѝ обем – 29 кубически метра. Била изградена от маслиново дърво с дъбово укрепване и медна обшивка с дебелина 2мм. В горната част имала палуба, широка 1.3 метра, и люк с три остъклени илюминатора с диаметър 200мм и дебелина 100мм. Управлявала се от контролната кула с помощта на червячна предавка.

Четири баластни танка с вместимост 8 куб. м били разположени симетрично от всяка страна между външния и вътрешния корпус. Баластните танкове се наводнявали за потапяне на подводницата, а изплаването на повърхността се постигало чрез вкарване на въздух в тях с помпа. Наклонът на подводницата под водата се контролирал от тежест, която можела да се премества надлъжно по релса, управлявана дистанционно от рулевия. Подводницата имала и механизъм за аварийно изхвърляне на баласта, за да може бързо да изплава на повърхността.

Най-важното подобрение при „Иктинео II“ било задвижването, което не се нуждаело от въздух. Чрез химична реакция на цинк, манганов диоксид и калиев хлорат се нагрявал котела на парна машина, за да се осигури задвижване и осветление, а кислородът, освободен при реакцията, можел да се използва за дишане.

Монтуриол закупил шестцилиндрова парна машина и я разделил на две. Едната половина се захранвала от котел на въглища за задвижване на повърхността, а другата половина се захранвала от отделен котел, загряван чрез химична реакция.

На 23 декември „La Navegación Submarina“ фалира, тъй като средствата ѝ са напълно изчерпани. Главният кредитор изискал от Монтуриол да изплати дълга си и той бил принуден да се откаже от „Иктинео II“. Впоследствие кредиторът продава подводницата на бизнесмен, който я разглобява и продава за скрап.

До 1940г., когато германските военноморски сили изпробват експерименталната подводница „V-80“, с турбинна задвижваща система „Валтер“, базирана на водороден пероксид, никоя друга подводница не използва анаеробна задвижваща система. Проблемът с въздушно независимото задвижване е окончателно решен с построяването на първата атомна подводница „USS Nautilus“.

За Maritime Global

Maritime Global се реализира по идея и изпълнение, с доброволен и безвъзмезден труд, в личното свободно време и се финансира изцяло с лични средства от инж. Филип Карагьозов. Всеки, който има желание да публикува материал или да съдейства по друг начин за развитието на сайта, нека се чувства свободен да се свърже с мен.