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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Submarino. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. Submarino (submarino, submarino, submarino): una clase de barcos capaces de bucear y operar bajo el agua durante mucho tiempo. La creación de un submarino es un logro notable de la mente humana y un evento significativo en la historia de la tecnología militar. El submarino, como saben, tiene la capacidad de actuar de forma encubierta, invisible y, por lo tanto, repentina. El sigilo se logra, en primer lugar, mediante la capacidad de bucear, nadar a cierta profundidad sin traicionar la presencia de uno y golpear inesperadamente al enemigo.
Como cualquier cuerpo físico, un submarino obedece la ley de Arquímedes, que establece que cualquier cuerpo sumergido en un líquido está sujeto a una fuerza de flotación hacia arriba igual al peso del líquido desplazado por el cuerpo. Para simplificar, esta ley se puede formular de la siguiente manera: "Un cuerpo sumergido en agua pierde tanto en su peso como pesa el volumen de agua desplazado por el cuerpo". Es en esta ley que se basa una de las principales propiedades de cualquier barco: su flotabilidad, es decir, la capacidad de permanecer en la superficie del agua. Esto es posible cuando el peso del agua desplazada por la parte sumergida del casco es igual al peso del buque. En esta posición, el barco tiene flotabilidad positiva. Si el peso del agua desplazada es menor que el peso del barco, el barco se hundirá. En este caso, se considera que el barco tiene flotabilidad negativa. Para un submarino, la flotabilidad está determinada por su capacidad para sumergirse y salir a la superficie. Obviamente, el barco estará en la superficie si tiene flotabilidad positiva. Obteniendo flotabilidad negativa, el barco se hundirá hasta quedar en el fondo. Para que no busque subir ni hundirse, es necesario igualar el peso del submarino y el peso del volumen de agua desplazado por él. En este caso, el bote sin moverse tomará una posición inestable e indiferente en el agua y se "colgará" a cualquier profundidad. Esto significa que el barco ha recibido cero flotabilidad. Para que un submarino se hunda, emerja o permanezca bajo el agua, debe poder cambiar su flotabilidad. Esto se logra de una manera muy sencilla: llevando agua de lastre al barco: los tanques especiales dispuestos en el casco del barco se llenan con agua fuera de borda o se vacían nuevamente. Cuando están completamente llenos, el barco adquiere flotabilidad cero. Para que el submarino salga a la superficie, es necesario liberar los tanques del agua. Sin embargo, el ajuste de inmersión con tanques nunca puede ser preciso. Las maniobras en el plano vertical se consiguen desplazando los timones horizontales. Así como un avión en el aire es capaz de cambiar su altitud de vuelo con la ayuda de elevadores, un submarino opera con timones horizontales o timones de profundidad sin cambiar su flotabilidad. Si el borde de ataque de la pala del timón está más alto que el borde de salida, el flujo de agua que se aproxima creará una elevación hacia arriba. Por el contrario, si el borde delantero del timón está más bajo que la parte trasera, el flujo que se aproxima presionará la superficie de trabajo de la pluma. Un cambio en la dirección de movimiento de un submarino en una posición horizontal se lleva a cabo para submarinos, así como para barcos de superficie, cambiando el ángulo de rotación del timón vertical. El primer submarino que se puso en uso práctico fue el "Tartu" ("Tortuga") del inventor francés Byuchnel, construido en 1776 en los Estados Unidos. A pesar de su primitivismo, ya contaba con todos los elementos de un verdadero submarino. El cuerpo en forma de huevo con un diámetro de unos 2 m estaba hecho de cobre y en la parte inferior estaba cubierto con una capa de plomo. La tripulación del barco estaba formada por una sola persona.
La inmersión se logró llenando un tanque especial (a) ubicado en el fondo con agua de lastre. La inmersión se ajustó mediante un tornillo vertical (c). El ascenso se realizó mediante bombeo de agua de lastre con dos bombas (b), también de accionamiento manual. El movimiento a lo largo de una línea horizontal ocurrió con la ayuda de un tornillo horizontal (g). Para cambiar de dirección, había un volante (e) ubicado detrás del asiento de la persona (g). El armamento de este barco, destinado a fines militares, consistía en una mina (h) que pesaba 70 kg, colocada en una caja especial debajo del volante. En el momento del ataque, el Tortyu, sumergido, intentó acercarse bajo la quilla de un barco enemigo. Allí, la mina se soltó de la caja y, como se le dio cierta flotabilidad, flotó, golpeó la quilla del barco y explotó. Este fue, en términos generales, el primer submarino, cuyo creador recibió el nombre honorífico del "padre del submarino" en los Estados Unidos. Bouchnel se hizo famosa después de un ataque exitoso, llevado a cabo por ella contra la fragata inglesa de 50 cañones "Eagle" en agosto de 1776 durante la Guerra de Independencia de los Estados Unidos. En general, fue un buen comienzo para la historia de la flota de submarinos. Sus siguientes páginas ya estaban conectadas con Europa.
En 1800, el estadounidense Fulton construyó el submarino Nautilus en Francia. Tenía una forma aerodinámica de cigarro con una longitud de 6 m y un diámetro de 5 m. Por lo demás, el Nautilus era muy similar en diseño al Tartu. La inmersión se lograba llenando la cámara de lastre (a), ubicada en la parte inferior del buque. La fuente de la propulsión sumergida era la fuerza del equipo de tres hombres. La rotación de la manija (b) se transmitía a una hélice de dos palas (c), que proporcionaba movimiento de traslación a la embarcación. Para el movimiento en superficie se utilizó una vela (g), montada sobre un mástil plegable. La velocidad en la superficie era de 2-5 km/h, y en estado sumergido de unos 7 km/h. En lugar de la hélice vertical Buchnel, Fulton fue pionera en el uso de dos timones horizontales ubicados detrás del casco, como en los submarinos modernos. A bordo del Nautilus había un tanque de aire comprimido que le permitía permanecer bajo el agua durante varias horas. Después de varias pruebas preliminares, el barco de Fulton navegó por el Sena hasta Le Havre, donde realizó su primer viaje. Las pruebas fueron satisfactorias: durante 5 horas el barco con toda la tripulación estuvo bajo el agua a una profundidad de 7 m. Otros indicadores también fueron buenos: el barco cubrió una distancia de 450 m bajo el agua en 7 minutos. En agosto de 1801, Fulton demostró las capacidades de combate de su barco. Para este propósito, el viejo bergantín fue llevado a la redada. El Nautilus se acercó a él bajo el agua y lo hizo estallar con una mina. Sin embargo, el destino posterior del Nautilus no justificó las esperanzas que el inventor había puesto en él. Durante la transición de Le Havre a Cherburgo, fue alcanzado por una tormenta y se hundió. Todos los intentos de Fulton de construir un nuevo submarino (ofreció su proyecto no solo a los franceses, sino también a sus enemigos, los británicos) no tuvieron éxito. Una nueva etapa en el desarrollo del submarino fue el submarino "Submarine" Bourgeois and Brun, construido en 1860. Con sus dimensiones, superó significativamente a todos los submarinos construidos antes de eso: longitud 42 m, ancho - 5 m, altura - 6 m, desplazamiento - 3 toneladas Por primera vez, se instaló un motor de aire comprimido en este barco, lo que le permitió para en el momento del ataque, desarrollar una velocidad de unos 420 km/h en la superficie y de 9 km/h bajo el agua. Otras características de esta nave son sus armas, que son más serias y prácticas que las de sus predecesores. En el "Submariner", la mina se reforzó al final de una varilla de 10 m de largo en la proa del barco. Esto dio serias ventajas, ya que hizo posible atacar al enemigo en movimiento, lo que era completamente imposible para los barcos anteriores. En primer lugar, debido a su baja velocidad, era difícil que un submarino se acercara por debajo del fondo del barco atacado y, en segundo lugar, si esto pudiera hacerse, en el tiempo que tarda en emerger la mina lanzada, el enemigo habría logró salir. El "submarinista" tuvo la oportunidad, al cruzar el barco en movimiento, de golpearlo a bordo con una mina suspendida en el extremo de la varilla. En el impacto, se suponía que la mina explotaría. Sin embargo, el propio Submariner, que estaba a una distancia segura de 10 m, no debería haber sufrido. Para hundir su barco, Bourgeois y Brun utilizaron una combinación de varios métodos. El submarino tenía tanques de agua de lastre, una hélice vertical y dos timones horizontales. Por primera vez, el Submariner también proporcionó tanques de purga con aire comprimido, lo que redujo significativamente el tiempo de ascenso. Los submarinos se utilizaron por primera vez durante la Guerra Civil estadounidense de 1861-1865. En ese momento, los sureños estaban armados con varios submarinos David. Estos barcos, sin embargo, no se hundieron completamente bajo el agua: parte de la cabina sobresalía por encima de la superficie del mar, pero aún así podían acercarse sigilosamente a los barcos de los norteños. La longitud del "David" era de 20 m, ancho - 3 m El barco estaba equipado con una máquina de vapor y un timón de buceo ubicado en la parte delantera del casco. En febrero de 1864, uno de estos submarinos, al mando del teniente Dixon, lanzó al fondo la corbeta de norteños Guzatanik, golpeándola a bordo con su mina. El Guzatanik se convirtió en la primera víctima de la guerra submarina en la historia, y después de eso, los submarinos dejaron de ser un objeto de pura invención y ganaron el derecho a existir a la par de otros buques de guerra. El siguiente paso en la historia de la construcción naval de submarinos fueron los barcos del inventor ruso Dzhevetsky. El primer modelo, creado por él en 1879, tenía un motor de pedales. Una tripulación de cuatro conducía la hélice. Las bombas de agua y neumáticas también funcionaban desde el pie. El primero de ellos servía para purificar el aire del interior de la vasija. Con su ayuda, el aire fue conducido a través de un cilindro de sodio cáustico, que absorbió el dióxido de carbono. La cantidad faltante de oxígeno se repuso de un cilindro de repuesto. Con la ayuda de una bomba de agua, se extrajo agua de los tanques de lastre. El barco tenía 4 metros de largo y 1 metros de ancho.
El bote estaba equipado con un periscopio, un dispositivo para observar la superficie desde una posición sumergida. El periscopio del diseño más simple es una tubería, cuyo extremo superior se extendía por encima de la superficie del agua y el extremo inferior estaba dentro del bote. Se instalaron dos espejos inclinados en el tubo: uno en el extremo superior del tubo, el otro en la parte inferior. Los rayos de luz, reflejados primero desde el espejo superior, luego caían sobre el inferior y se reflejaban desde él en dirección al ojo del observador.
El armamento del bote consistía en una mina con ventosas de goma especiales y una mecha encendida por una corriente de una batería galvánica (la mina estaba unida al fondo de un barco en pie; luego el bote navegaba, desenrollando el cable, a un lugar seguro). distancia; en el momento preciso, el circuito se cerró y se produjo una explosión). En las pruebas, el barco mostró una excelente maniobrabilidad. Fue el primer barco en serie adoptado por el ejército ruso (se fabricaron un total de 50 barcos de este tipo). En 1884, Drzewiecki equipó por primera vez su barco con un motor eléctrico alimentado por una batería, que proporcionaba al barco una velocidad de unos 10 km/h durante 7 horas. Esta fue una innovación importante. En el mismo año, el sueco Nordenfeld instaló una máquina de vapor en su submarino. Antes de sumergirse, se llenaron dos calderas con vapor a alta presión, lo que permitió al submarino nadar durante cuatro horas bajo el agua a una velocidad de 7 km/h. Nordenfeld también instaló torpedos en su barco por primera vez. Un torpedo (mina autopropulsada) era un submarino en miniatura.
La primera mina autopropulsada fue creada por el ingeniero inglés Whitehead y su colaborador austriaco Luppi. Las primeras pruebas tuvieron lugar en la ciudad de Fiume en 1864. Luego la mina pasó 650 m a una velocidad de 13 km/h. El movimiento lo realizaba un motor neumático, que recibía aire comprimido de un cilindro. En el futuro, hasta la Primera Guerra Mundial, el diseño de los torpedos no sufrió grandes cambios. Tenían forma de cigarro. Delante del detonador y la carga se colocaron. Además, un depósito con aire comprimido, un regulador, un motor, una hélice y un volante. El submarino, armado con torpedos, se convirtió en un enemigo excepcionalmente formidable para todos los buques de superficie. El disparo de torpedos se llevó a cabo con la ayuda de tubos de torpedos. El torpedo fue alimentado a lo largo de los rieles hasta la escotilla (a). La escotilla se abrió y el torpedo se colocó dentro del aparato. Después de eso, se abrió la escotilla exterior y se llenó el aparato con agua. Se suministró aire comprimido desde el cilindro (c) a través de la conexión al cilindro del aparato. Luego, se lanzó afuera un torpedo con un motor en marcha, hélices y timones. La trampilla exterior se cerró y el agua salió por el tubo (c).
En años posteriores, los submarinos comenzaron a equiparse con motores de combustión interna de gasolina para la navegación en superficie y motores eléctricos (alimentados por baterías) para el movimiento bajo el agua. Los submarinos mejoraron rápidamente. Podrían flotar rápidamente y desaparecer bajo el agua. Esto se logró gracias al diseño bien pensado de los tanques de lastre, que ahora se dividieron según su propósito en dos tipos principales: tanques de lastre principales y tanques de lastre auxiliares. Los primeros tanques fueron diseñados para absorber la flotabilidad de un barco submarino cuando se movía de la superficie a la posición sumergida (estaban divididos en proa, popa y centro). Los tanques de lastre auxiliares incluían tanques de compensación ubicados en los extremos opuestos del casco (proa y popa), un tanque de compensación y un tanque de inmersión rápida. Cada uno de ellos tenía un propósito especial. Con el llenado del tanque de inmersión rápida, el submarino adquirió flotabilidad negativa y rápidamente se sumergió bajo el agua. Los tanques de compensación sirvieron para alinear la compensación, es decir, el ángulo de inclinación del casco del submarino y llevarlo a una "quilla uniforme". Con su ayuda, fue posible equilibrar la proa y la popa del submarino, de modo que su casco ocupara una posición estrictamente horizontal. Tal submarino podría controlarse fácilmente bajo el agua. Un evento importante para los submarinos fue la invención del diesel marino. El caso es que nadar bajo el agua con un motor de gasolina era muy peligroso. A pesar de todas las precauciones, los vapores volátiles de gasolina se acumularon en el interior de la embarcación y podrían encenderse con la más mínima chispa. Como resultado, con bastante frecuencia ocurrieron explosiones, acompañadas de bajas humanas. El primer submarino diesel del mundo "Minoga" fue construido en Rusia. Fue diseñado por Ivan Bubnov, el diseñador jefe del astillero Báltico. El proyecto del barco diésel fue desarrollado por Bubnov a principios de 1905. La construcción comenzó al año siguiente. Dos motores diesel para "Lamprey", como se mencionó anteriormente, se fabricaron en la planta de Nobel en San Petersburgo. La construcción del "Lamprey" estuvo acompañada de varios actos de sabotaje (en marzo de 1908 hubo un incendio en el compartimiento de la batería, en octubre de 1909 alguien vertió esmeril en los cojinetes de los motores principales). Sin embargo, no fue posible dar con los autores de estos crímenes. El lanzamiento tuvo lugar en 1908.
La planta de energía "Lamprea" constaba de dos motores diesel, un motor eléctrico y una batería. Los motores diesel y un motor eléctrico se instalaron en una línea y trabajaron en una hélice. Todos los motores estaban conectados al eje de la hélice mediante acoplamientos de desconexión, de forma que, a petición del capitán, se podía conectar el eje a uno o dos motores diésel oa un motor eléctrico. Uno de los motores diesel podría conectarse a un motor eléctrico y ponerlo en rotación. En este caso, el motor eléctrico funcionaba como generador y cargaba las baterías. La batería constaba de dos grupos de 33 baterías cada uno con un corredor de mantenimiento entre ellos. La longitud de la "Lamprea" es de 32 m, la velocidad en la superficie es de aproximadamente 20 km / h, bajo el agua: 8,5 km / h. Armamento: dos tubos de torpedos de proa. Autor: Ryzhov K.V.
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