Мир без пара. Парусная ПЛ
Содержание:
Развилка
Как известно, в нашей истории изобретение паровой машины обязано тому, что крышечка чайника, находящегося на кухне Джеймса Уатта, сидела неплотно и противно дребезжала, когда чайник закипал. Эти противные звуки и побудили изобретателя задуматься о том, как можно использовать энергию пара.
На самом деле, для изобретения паровой машины были необходимы четыре условия.
1. Физические предпосылки. Наличие топлива, способного гореть в атмосфере. Способность воды кипеть при высоком давлении. Способность пара выполнять механическую работу при расширении.
2. Технические предпосылки. Достаточный уровень развития техники.
3. Дребезжащая крышка чайника.
4. Гениальная догадка изобретателя.
Рассмотрим историю, в которой крышка чайника была подогнана более плотно. В этом нет абсолютно ничего невозможного. В таком случае из необходимых условий изобретения паровой машины выполняются только первые два. Паровая машина изобретена не будет.
Строго говоря, предложенная развилка дает три варианта развития событий.
Вариант первый строится на гипотезе о том, что все изобретения делаются в момент, когда техника развилась до определенного уровня. Пример – изобретение телефона. Когда наступило время этого изобретения, то заявку на него подали сразу несколько человек, буквально в один день. Если так, то все изобретения предопределены, и паровая машина все-равно будет изобретена в то же самое время. Изменится только фамилия изобретателя.
Но есть второй вариант на основе противоположенной гипотезы. В этом случае предполагается, что развитие техники лишь предоставляет шанс для совершения изобретений и открытий. Если предоставленный шанс был упущен, то другой возможности может и не быть. И изобретение не состоится никогда. Пример – неоткрытие колеса в доколумбовской Америке.
Третий вариант предполагает, что упущенное изобретение изобретение просто будет сделано позже.
Рассмотрим третий вариант.
Промышленность и транспорт
Исходя из сделанных допущений, изобретение паровой машины задержалось. Допустим, лет на двести. Допустим, что и двигатели внутреннего сгорания также были изобретены позже.
Тогда научно-техническая революция 19-го века будет проходить практически без применения механических двигателей. Теплотворная способность угля и нефти не может быть использована для совершения механической работы, так как тепловые двигатели не изобретены.
При этом другие открытия в своих областях состоятся в должное время
Получило применение производство стали методом пудлингования. Кузнечный молот и другие устройства приводятся в движение водяными колесами.
Значительную часть энергии, применяемой в технике, обеспечивает гидроэнергетика.
В силу необходимости, ускоренно развивается электрификация. Электричество вырабатывается на ГЭС и в меньшей степени на ветровых станциях.
Так как энергия угля используется только в металлургии и для отопления, то такие страны, как Великобритания и Германия оказались на голодном энергетическом пайке. А Швеция (включая и Норвегию) наоборот, оказалась энергетической сверхдержавой.
В России дела обстоят не сильно плохо – один только Волховский каскад может дать до 100 МВт электроэнергии.
В североамериканских штатах гидроэнергетика обеспечивает значительную часть потребностей промышленности (как оно и было во второй половине 19-го века).
Но этого явно недостаточно. Поэтому увеличивается завоз чернокожих переселенцев из Африки (негров). Причем, как на сельскохозяйственный Юг, так и на промышленный Север. Будет ли теперь война — непонятно. Но об освобождении негров речь уже не идет — негритянская рабочая сила нужна как Северу, так и Югу. Формально негры едут в Америку добровольно, получают статус «негр с хижиной», работают на плантациях и мануфактурах, по вечерам поют спиричуэлс. Строится трансконтинентальная железная дорога, по большей части не электрифицированная. Поэтому получают распространение конные локомотивы.
Изобретены негритянские локомотивы, они технически проще, так как не требуется сложный механизм транспортера. Но с ними проблема — для замены 4-х лошадей нужно минимум 16 негров, а они остро требуются в других отраслях промышленности.
На североамериканских железных дорогах широко применяется также и парусная тяга.
В равнинных странах Африки и Азии в сухопутном транспорте также получает распространение парусная тяга.
И, там, где были доступные источники электроэнергии, появились электромобили, электротрамваи и электропоезда.
Естественно, электромобили используются и в армии в качестве грузовиков и артиллерийских тягачей. Также в виде бронеэлектромобилей.
Появятся ли электрические танки — это отдельный вопрос. Если появятся, то, вероятно, будут иметь очень небольшую дальность хода. Их можно будет применять только на электрифицированных участках фронта. И при прорыве обороны, придется тянуть за ними ЛЭП. ЛЭП в любом случае придется тянуть, так как «современная война -это война электромоторов».
Еще одно устройство, которое наверняка окажется полезным в мире без пара — самоходный электрический ветряк.
Военное кораблестроение
Отсутствие механических двигателей привело к тому, что главным источником энергии для морских кораблей по-прежнему остается энергия ветра. И, в значительно меньшей степени – мускульная энергия.
Появление современных пушек и брони привело к созданию новых типов кораблей. По типу силовой установки их можно условно различить как чисто-гребные, чисто-парусные и смешанного типа.
Для проверки возможности создания чисто-гребного корабля, во Франции в 19-м веке была построена реконструкция древнегреческой триремы.
Корабль водоизмещением около 100 тон, имея 130 гребцов, развил скорость 5,5 узла. Результат неплохой, но — испытания проводились на реке при отсутствии волнения, на корабле отсутствовали припасы, вооружение и броня, указанная скорость поддерживалась непродолжительное время. Поэтому строительство крупных чисто-гребных кораблей не получило распространения. Такая схема широко применяется для маломерных катеров и, в качестве исключения — на шведской броненосной галере «Шёльд»
В целом проект считается неудачным, так как 24 гребца могли сообщить кораблю скорость всего лишь в 1,5 узла. Но зато было опробован тип трансмиссии, получивший название «качалка» и нашедший очень широкое применение.
С изобретением качалки, на флоте появилась и новая военно-учетная специальность — «качок».
К чисто-парусным кораблям можно отнести, например, французские 40-ка пушечные броненосные фрегаты (по другой классификации — батарейные броненосцы) типа «Прованс».
Для корабля водоизмещением 6000 т проектировщики посчитали установку дополнительного гребного привода нецелесообразной. Но на корабле имеется четыре больших 40-ка местных винтовых гребных катера, которые в тихую погоду могут быть оперативно спущены на воду и использованы в качестве буксиров, для связи с берегом, или для противолодочного патрулирования.
Смешанную силовую установку получила броненосная плавбатарея «Девастасьон»
Корабль имел полное парусное вооружение и вспомогательный гребной винт с качалкой на 100 гребцов, что обеспечивало скорость хода до 2-х узлов.
Развитие этого типа можно проследить на примере броненосной батареи «Арроганте» — четко просматривается как уменьшение количества парусов, так и увеличение мощности мускульного привода — две качалки по 100 гребцов, работающие на 2 винта обеспечивали скорость уже в 3 узла.
В России получили распространение броненосные батареи и канонерские лодки с полноценным парусным вооружением и вспомогательной качалкой.
Стремление к усилению бронезащиты и артиллерии привело к созданию тихоходных башенных броненосных фрегатов с ограниченной мореходностью.
Фрегат «Адмирал Лазарев» при водоизмещении в 4000 т несет 1000 квм парусов, а также имеет качалку на 100 качков. Благодаря легкому винту большого диаметра, корабль может развить 2…2,5 узла на качалке. Под парусами корабль может идти до полного бейдевинда, благодаря трехмачтовой схеме сохраняет управляемость и в слабый ветер.
Моряки старой парусной школы давали весьма нелестную и даже уничижительную оценку как парусного вооружения “Лазарева”, так и его лавировочных качеств. Тут они правы лишь отчасти – умеренное парусное вооружение позволяет уменьшить численность палубной команды и быстро смайнать паруса при ходе в левинтик. С другой стороны, при свежем ветре на полных курсах фрегат развивает скорость 4…5 узлов при тяге парусов до 10 килоньютон. Это означает мощность парусного привода до 200 кВт, на прядок больше, чем мощность качалки. Так что парусов для броненосца береговой обороны – достаточно. А “Лазарев” – это именно ББО, о чем говорит и высота его надводного борта всего в 1 ½ метра.
Для действий на океанских коммуникациях более подходят парусно-гребные клиппера.
Парусно-гребной клиппер «Стрелок». Водоизмещение 600 т, качалка на 40 качков. Скорость хода 3,5 узлов. Вооружение — восемь 4-х фунтовых пушек.
В мире без пара оказалось весьма востребовано изобретение, описанное в предыдущем посте — нарезной книппель.
Так как 4-х фунтовые пушки, стоящие на клипперах (и на броненосных фрегатах в качестве противоминной артиллерии), неспособны пробить кованную броню современных им броненосных кораблей, толщиной 100…150 мм, то в морском бою их разрывные снаряды окажутся бесполезны. Но при использовании книппелей возможна стрельба по парусному вооружению вражеских бронированных кораблей на дистанции до 5…6 км.
В качестве примера удачного и весьма скоростного парусно-гребного корабля стоит упомянуть сторожевой катер МО-4. При водоизмещении 40 т, этот деревянный корабль имеет качалку на 40 человек и развивает скорость 5 узлов.
Вооружение — две 2,5 дюймовые пушки, мины, минный трал, глубинные бомбы.
Высокая скорость малого охотника была достигнута за счет малой автономности плавания и низкой обитаемости — фактически все внутреннее помещение корабля занято гребцами.
Парусные подводные лодки
В названии этого раздела явно просматривается противоречие — на подводные лодки, идущие под водой, нельзя поставить паруса. А если и можно, то будет нарушаться скрытность.
Тем не менее, также как и в реальной истории, большинство конструкторов понимало недостаточность мощности мускульного привода, отсюда стремление оснастить лодки парусами.
Вот один из реальных проектов парусно-гребной лодки. В подводном положении мачта складывается и движение производится на мускульной тяге.
Вот один из сохранившихся образцов старинных подлодок. Также имеет небольшой складной парус. Обратите внимание на тихоходный винт большого диаметра.
Одна из первых отечественных подводных лодок системы Шильдера также имела складную мачту и паруса.
Правда, не удалось найти картинки, где бы лодка Шильдера шла под парусами, но необходимость в парусах очевидна — в гребном варианте лодка развивала скорость 0,6 км/ч. Значит, атаковать она могла только корабль, стоящий на якоре (как и показано на рисунке выше).
Более совершенный движитель имели лодки Джевецкого, где 4 члена экипажа могли разогнать лодку до скорости 2 узла. Но и это очень мало для боевого корабля.
В мире без пара, когда и у надводных кораблей скорости невелики, лодки Джевецкого могли бы иметь развитие. Для этого надо было удлинить корпус, поставить качалку на 8 качков, установить систему водяного балласта, вытесняемого сжатым воздухом и эффективные горизонтальные рули.
Или, как и в реальной истории, поставить на них электропривод.
Такие лодки уже можно было бы использовать для обороны морских баз и крепостей. Но и только — дальность хода у них невелика, а поставить паруса сложно из-за малой надводной остойчивости.
Теоретически, такие малые чисто-гребные или электрические лодки можно было бы погрузить на быстроходную шхуну и доставить к вражескому порту для проведения диверсии.
По настоящему эффективным оружием стали парусно-электрические ПЛ. Паруса используются для движения в надводном положении и для подзарядки аккумуляторов, когда гребной электродвигатель работает в режиме генератора.
Подводный минный крейсер “Сом”
Подводный крейсер в положении хода под парусами и со сложенными мачтами.
Характеристики:
- Длина/ширина 30/6 м
- Водоизмещение 150/200 т
- Мачты А-образные, высотой 15 м
- Площадь основных парусов 70+70 квм
- Мощность эл.двигателя 25 лс
- Качалка 12 качков
- Скорость на двигателе и качалке 5 и 2 узла
- Емкость аккумуляторов 20 часов полного хода
- Глубина погружения 10…20 м
- Экипаж 15 чел
Вооружение;
- Три орудия 2,5″
- Два палубных минных аппарата для 15″ электрических мин.
- Четыре якорные мины.
Корпус — композитный, набор стальной, обшивка деревянная. Большинство кораблей в мире без пара имеют деревянную обшивку из-за дефицита стали. В прочном корпусе «Сома» устроены следующие отсеки — управления (спереди), кубрик, качалка и электродвигателей. Аккумуляторные ямы устроены под пайолами. И везде — клапана, трубопроводы и баллоны со сжатым воздухом.
Как уже говорилось, при ходе под парусами производится зарядка аккумуляторов. Как и на современных дизель-электрических ПЛ. Движение под парусами возможно ночью и днем; в последнем случае обязательно наличие сигнальщика в бочке на грот-мачте, так как лодка должна первой обнаружить паруса вражеского корабля. Дальше следует действовать по ситуации, полная уборка парусов, завал и найтовка мачт и погружение производится в течении 10 минут. Для ускорения уборки парусов и выбрано стаксельное вооружение и А-образные мачты.
Кроме минной атаки на неприятельский корабли, «Сом» может использоваться для разведывательной службы при эскадре, для скрытной постановки минных заграждений и для действий на коммуникациях противника с использованием артиллерии.
Любопытная деталь конструкции «Сома» — лодка имеет набор из 3-х выдвижных устройств — перископ, вентиляционная трубка и выдвижной флюгер-анемометр, позволяющий из подводного положения определить направление и силу вымпельного ветра.
