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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
U-Boot. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Ein U-Boot (U-Boot, U-Boot, U-Boot) ist eine Klasse von Schiffen, die lange Zeit unter Wasser tauchen und operieren können. Die Schaffung eines U-Bootes ist eine bemerkenswerte Leistung des menschlichen Geistes und ein bedeutendes Ereignis in der Geschichte der Militärtechnologie. Wie Sie wissen, hat das U-Boot die Fähigkeit, verdeckt, unsichtbar und daher plötzlich zu handeln. Stealth wird vor allem durch die Fähigkeit erreicht, zu tauchen, in einer bestimmten Tiefe zu schwimmen, ohne seine Anwesenheit zu verraten, und den Feind unerwartet anzugreifen.
Wie jeder physische Körper gehorcht ein U-Boot dem Gesetz von Archimedes, das besagt, dass jeder Körper, der in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, einer Auftriebskraft ausgesetzt ist, die dem Gewicht der vom Körper verdrängten Flüssigkeit entspricht. Vereinfacht lässt sich dieses Gesetz wie folgt formulieren: „Ein in Wasser getauchter Körper verliert so viel an Gewicht, wie das vom Körper verdrängte Wasservolumen wiegt.“ Auf diesem Gesetz basiert eine der Haupteigenschaften eines jeden Schiffes - sein Auftrieb, dh die Fähigkeit, an der Wasseroberfläche zu bleiben. Dies ist möglich, wenn das Gewicht des durch den eingetauchten Teil des Schiffskörpers verdrängten Wassers gleich dem Gewicht des Schiffes ist. In dieser Position hat das Schiff positiven Auftrieb. Wenn das Gewicht des verdrängten Wassers geringer ist als das Gewicht des Schiffes, dann sinkt das Schiff. In diesem Fall wird angenommen, dass das Schiff einen negativen Auftrieb hat. Bei einem U-Boot wird der Auftrieb durch seine Fähigkeit bestimmt, sowohl untergetaucht als auch aufgetaucht zu sein. Offensichtlich wird das Boot an der Oberfläche sein, wenn es einen positiven Auftrieb hat. Bei negativem Auftrieb sinkt das Boot, bis es auf dem Grund liegt. Damit es weder steigt noch sinkt, muss das Gewicht des U-Bootes und das Gewicht des von ihm verdrängten Wasservolumens ausgeglichen werden. In diesem Fall nimmt das Boot ohne Bewegung eine instabile, gleichgültige Position im Wasser ein und "hängt" in jeder Tiefe. Dies bedeutet, dass das Boot keinen Auftrieb erhalten hat. Damit ein U-Boot sinken, auftauchen oder unter Wasser bleiben kann, muss es seinen Auftrieb ändern können. Dies geschieht auf sehr einfache Weise - indem Wasserballast auf das Boot gebracht wird: Spezielle Tanks, die im Rumpf des Bootes angeordnet sind, werden entweder mit Außenbordwasser gefüllt und dann wieder entleert. Wenn sie vollständig gefüllt sind, erhält das Boot keinen Auftrieb. Damit das U-Boot auftaucht, müssen die Tanks aus dem Wasser befreit werden. Die Neigungseinstellung mit Tanks kann jedoch niemals genau sein. Das Manövrieren in der vertikalen Ebene wird durch Verschieben der horizontalen Ruder erreicht. So wie ein Flugzeug in der Luft seine Flughöhe mit Hilfe von Höhenrudern verändern kann, so arbeitet ein U-Boot mit Horizontal- oder Tiefenrudern, ohne seinen Auftrieb zu verändern. Wenn die Vorderkante des Ruderblattes höher ist als die Hinterkante, erzeugt die entgegenkommende Wasserströmung einen Auftrieb. Umgekehrt, wenn die Vorderkante des Ruders niedriger als die Rückseite ist, wird die entgegenkommende Strömung nach unten auf die Arbeitsfläche des Stifts drücken. Eine Änderung der Bewegungsrichtung eines U-Bootes in einer horizontalen Position wird sowohl für U-Boote als auch für Überwasserschiffe durchgeführt, indem der Drehwinkel des vertikalen Ruders geändert wird. Das erste praktisch eingesetzte U-Boot war die 1776 in den USA gebaute „Tartu“ („Schildkröte“) des französischen Erfinders Byuchnel. Trotz seiner Primitivität hatte es bereits alle Elemente eines echten U-Bootes. Der eiförmige Körper mit einem Durchmesser von etwa 2 m bestand aus Kupfer und war im unteren Teil mit einer Bleischicht überzogen. Die Besatzung des Bootes bestand aus einer Person.
Das Eintauchen wurde erreicht, indem ein spezieller Tank (a), der sich ganz unten befand, mit Ballastwasser gefüllt wurde. Die Eintauchtiefe wurde mit einer vertikalen Schraube (c) eingestellt. Der Aufstieg erfolgte durch Abpumpen von Ballastwasser mit zwei ebenfalls manuell betriebenen Pumpen (b). Die Bewegung entlang einer horizontalen Linie erfolgte mit Hilfe einer horizontalen Schraube (g). Um die Richtung zu ändern, befand sich hinter dem Personensitz (g) ein Lenkrad (e). Die Bewaffnung dieses für militärische Zwecke bestimmten Schiffes bestand aus einer Mine (h) mit einem Gewicht von 70 kg, die in einer speziellen Kiste unter dem Steuerrad untergebracht war. Zum Zeitpunkt des Angriffs versuchte die Tortyu, nachdem sie untergetaucht war, sich unter dem Kiel eines feindlichen Schiffes zu nähern. Dort löste sich die Mine aus der Kiste und trieb, da ihr etwas Auftrieb verliehen wurde, nach oben, traf den Kiel des Schiffes und explodierte. Dies war im Allgemeinen das erste U-Boot, dessen Schöpfer in den Vereinigten Staaten den Ehrennamen "Vater des U-Bootes" erhielt. Bouchnel wurde berühmt durch einen erfolgreichen Angriff, den sie im August 50 während des amerikanischen Unabhängigkeitskrieges gegen die englische 1776-Kanonen-Fregatte "Eagle" durchführte. Im Allgemeinen war es ein guter Start in die Geschichte der U-Boot-Flotte. Ihre nächsten Seiten waren bereits mit Europa verbunden.
1800 baute der Amerikaner Fulton in Frankreich das U-Boot Nautilus. Sie hatte eine stromlinienförmige Zigarrenform mit einer Länge von 6 m und einem Durchmesser von 5 m. Ansonsten war die Nautilus im Design der Tartu sehr ähnlich. Das Eintauchen wurde durch Füllen der Ballastkammer (a) erreicht, die sich im unteren Teil des Schiffes befand. Die Quelle des Unterwasserantriebs war die Stärke des dreiköpfigen Teams. Die Drehung des Griffs (b) wurde auf einen zweiblättrigen Propeller (c) übertragen, der das Boot in Translationsbewegung versetzte. Für die Bewegung an der Oberfläche wurde ein Segel (g) verwendet, das an einem Klappmast montiert war. Die Geschwindigkeit an der Oberfläche betrug 2-5 km / h und im getauchten Zustand etwa 7 km / h. Anstelle des vertikalen Buchnel-Propellers leistete Fulton Pionierarbeit bei der Verwendung von zwei horizontalen Rudern, die sich wie bei modernen U-Booten hinter dem Rumpf befinden. An Bord der Nautilus befand sich ein Drucklufttank, der es ihr ermöglichte, mehrere Stunden unter Wasser zu bleiben. Nach mehreren Vorversuchen segelte Fultons Schiff die Seine hinunter nach Le Havre, wo es seine erste Reise unternahm. Die Tests waren zufriedenstellend: 5 Stunden lang befand sich das Boot mit der gesamten Besatzung unter Wasser in einer Tiefe von 7 m. Andere Indikatoren waren ebenfalls gut - das Boot legte in 450 Minuten eine Strecke von 7 m unter Wasser zurück. Im August 1801 demonstrierte Fulton die Kampffähigkeiten seines Schiffes. Dazu wurde die alte Brigg zum Überfall gebracht. Die Nautilus näherte sich ihm unter Wasser und sprengte ihn mit einer Mine in die Luft. Das weitere Schicksal des Nautilus rechtfertigte jedoch nicht die Hoffnungen, die der Erfinder in ihn gesetzt hatte. Beim Übergang von Le Havre nach Cherbourg wurde er von einem Sturm erfasst und sank. Alle Versuche Fultons, ein neues U-Boot zu bauen (er bot sein Projekt nicht nur den Franzosen, sondern auch ihren Feinden, den Briten, an) blieben erfolglos. Eine neue Stufe in der Entwicklung des U-Bootes war das 1860 gebaute U-Boot "Submarine" Bourgeois und Brun. Mit seinen Abmessungen übertraf es alle zuvor gebauten U-Boote deutlich: Länge 42 m, Breite - 5 m, Höhe - 6 m, Verdrängung - 3 t. Zum ersten Mal wurde auf diesem Boot ein Druckluftmotor installiert, der dies ermöglichte entwickeln Sie zum Zeitpunkt des Angriffs eine Geschwindigkeit von etwa 420 km / h an der Oberfläche und 9 km / h unter Wasser. Zu den weiteren Merkmalen dieses Schiffes gehören seine Waffen, die ernsthafter und praktischer sind als die seiner Vorgänger. Bei der „Submariner“ wurde die Mine am Ende einer 10 m langen Stange am Bug des Schiffes verstärkt. Dies brachte ernsthafte Vorteile, da es möglich war, den Feind aus der Bewegung anzugreifen, was für frühere Boote völlig unmöglich war. Erstens war es für ein U-Boot aufgrund seiner geringen Geschwindigkeit schwierig, sich unter dem Boden des angegriffenen Schiffs zu nähern, und zweitens hätte der Feind in der Zeit, die es dauert, bis die gestartete Mine auftaucht, es getan, wenn dies möglich wäre geschafft zu gehen. Der "U-Bootfahrer" hatte die Gelegenheit, als er über das fahrende Schiff ging, ihn mit einer am Ende der Stange aufgehängten Mine an Bord zu schlagen. Beim Aufprall sollte die Mine explodieren. Der Submariner selbst, der sich in einem sicheren Abstand von 10 m befand, dürfte jedoch nicht gelitten haben. Um ihr Schiff zu versenken, verwendeten Bourgeois und Brun eine Kombination mehrerer Methoden. Das U-Boot hatte Ballastwassertanks, einen vertikalen Propeller und zwei horizontale Ruder. Erstmals war bei der Submariner auch eine Tankspülung mit Druckluft vorgesehen, was die Aufstiegszeit deutlich verkürzte. U-Boote wurden erstmals während des amerikanischen Bürgerkriegs von 1861-1865 eingesetzt. Zu dieser Zeit waren die Südstaatler mit mehreren David-U-Booten bewaffnet. Diese Boote sanken jedoch nicht vollständig unter Wasser - ein Teil der Kabine ragte über die Meeresoberfläche hinaus, aber sie konnten sich trotzdem heimlich an die Schiffe der Nordländer anschleichen. Die Länge des "David" betrug 20 m, die Breite - 3 m. Das Boot war mit einer Dampfmaschine und einem vor dem Rumpf befindlichen Tauchruder ausgestattet. Im Februar 1864 startete eines dieser U-Boote unter dem Kommando von Leutnant Dixon die Guzatanik-Korvette der Nordländer auf den Grund und traf sie mit ihrer Mine an Bord. Die Guzatanik wurde das erste Opfer eines U-Boot-Krieges in der Geschichte, und U-Boote waren danach kein reines Erfindungsobjekt mehr und gewannen das Recht, auf Augenhöhe mit anderen Kriegsschiffen zu existieren. Der nächste Schritt in der Geschichte des U-Boot-Schiffbaus waren die Boote des russischen Erfinders Dzhevetsky. Das erste von ihm 1879 geschaffene Modell hatte einen Tretmotor. Eine vierköpfige Besatzung fuhr den Propeller. Wasser- und pneumatische Pumpen arbeiteten auch vom Fußantrieb aus. Die erste diente der Reinigung der Luft im Inneren des Schiffes. Mit seiner Hilfe wurde Luft durch einen Zylinder aus ätzendem Natrium getrieben, das Kohlendioxid absorbierte. Die fehlende Sauerstoffmenge wurde aus einer Reserveflasche nachgefüllt. Mit Hilfe einer Wasserpumpe wurde Wasser aus den Ballasttanks gepumpt. Das Boot war 4 Meter lang und 1 Meter breit.
Das Boot war mit einem Periskop ausgestattet - einem Gerät zur Beobachtung der Oberfläche aus einer untergetauchten Position. Das Periskop des einfachsten Designs ist ein Rohr, dessen oberes Ende über die Wasseroberfläche hinausragt und dessen unteres Ende sich im Boot befindet. In die Röhre wurden zwei geneigte Spiegel eingebaut: einer am oberen Ende der Röhre, der andere am unteren Ende. Lichtstrahlen, die zuerst vom oberen Spiegel reflektiert wurden, fielen dann auf den unteren und wurden von diesem in Richtung des Betrachterauges reflektiert.
Die Bewaffnung des Bootes bestand aus einer Mine mit speziellen Gummisaugnäpfen und einer Zündschnur, die durch einen Strom aus einer galvanischen Batterie gezündet wurde (die Mine wurde am Boden eines stehenden Schiffes befestigt; dann segelte das Boot und wickelte den Draht zu einem Safe ab Entfernung; im richtigen Moment schloss sich der Stromkreis und es kam zu einer Explosion). Bei Versuchen zeigte das Boot eine hervorragende Manövrierfähigkeit. Sie war das erste Serienboot, das von der russischen Armee übernommen wurde (insgesamt wurden 50 solcher Boote hergestellt). 1884 stattete Drzewiecki sein Boot erstmals mit einem batteriebetriebenen Elektromotor aus, der das Boot 10 Stunden lang mit einer Geschwindigkeit von etwa 7 km / h versorgte. Dies war eine wichtige Neuerung. Im selben Jahr baute der Schwede Nordenfeld eine Dampfmaschine in sein U-Boot ein. Vor dem Tauchen wurden zwei Kessel mit Hochdruckdampf gefüllt, wodurch das U-Boot vier Stunden lang mit einer Geschwindigkeit von 7 km / h unter Wasser schwimmen konnte. Nordenfeld stattete sein Boot auch erstmals mit Torpedos aus. Ein Torpedo (selbstfahrende Mine) war ein Miniatur-U-Boot.
Die erste selbstfahrende Mine wurde vom englischen Ingenieur Whitehead und seinem österreichischen Mitarbeiter Luppi entwickelt. Die ersten Tests fanden 1864 in der Stadt Fiume statt. Dann passierte die Mine 650 m mit einer Geschwindigkeit von 13 km/h. Die Bewegung wurde von einem pneumatischen Motor ausgeführt, der Druckluft von einem Zylinder erhielt. In der Zukunft, bis zum Ersten Weltkrieg, wurde das Design von Torpedos nicht wesentlich geändert. Sie waren zigarrenförmig. Davor wurden Zünder und Ladung platziert. Weiter - ein Vorratsbehälter mit Druckluft, ein Regler, ein Motor, ein Propeller und ein Lenkrad. Das mit Torpedos bewaffnete U-Boot wurde zu einem außergewöhnlich gefährlichen Feind für alle Überwasserschiffe. Das Abfeuern von Torpedos erfolgte mit Hilfe von Torpedorohren. Der Torpedo wurde entlang der Schienen zur Luke (a) geführt. Die Luke öffnete sich und der Torpedo wurde in den Apparat gelegt. Danach wurde die Außenluke geöffnet und die Apparatur mit Wasser gefüllt. Druckluft wurde aus dem Zylinder (c) durch die Verbindung zum Zylinder der Vorrichtung zugeführt. Dann wurde draußen ein Torpedo mit laufendem Motor, Propellern und Rudern losgelassen. Die äußere Luke wurde geschlossen und das Wasser verließ sie durch das Rohr (c).
In den folgenden Jahren wurden U-Boote mit Benzin-Verbrennungsmotoren für die Navigation an der Oberfläche und Elektromotoren (batteriebetrieben) für die Fortbewegung unter Wasser ausgestattet. U-Boote verbesserten sich schnell. Sie konnten schnell aufschwimmen und unter Wasser verschwinden. Dies wurde durch das durchdachte Design von Ballasttanks erreicht, die nun nach ihrem Zweck in zwei Haupttypen unterteilt wurden: Hauptballasttanks und Hilfsballasttanks. Die ersten Tanks wurden entwickelt, um den Auftrieb eines Unterwasserschiffs zu absorbieren, wenn es sich von einer Oberflächen- in eine Unterwasserposition bewegte (sie waren in Bug, Heck und Mitte unterteilt). Zu den Hilfsballasttanks gehörten Trimmtanks an gegenüberliegenden Enden des Rumpfes (Bug und Heck), ein Ausgleichstank und ein Schnelltauchtank. Jeder von ihnen hatte einen besonderen Zweck. Mit dem Füllen des Schnelltauchertanks bekam das U-Boot negativen Auftrieb und ging schnell unter Wasser. Trimmtanks dienten dazu, die Trimmung, dh den Neigungswinkel des Rumpfes des U-Bootes, auszugleichen und auf einen "ebenen Kiel" zu bringen. Mit ihrer Hilfe war es möglich, Bug und Heck des U-Bootes so auszugleichen, dass sein Rumpf eine streng horizontale Position einnahm. Ein solches U-Boot könnte leicht unter Wasser gesteuert werden. Ein wichtiges Ereignis für U-Boote war die Erfindung des Schiffsdiesels. Tatsache ist, dass das Schwimmen unter Wasser mit einem Benzinmotor sehr gefährlich war. Trotz aller Vorsichtsmaßnahmen sammelten sich im Inneren des Bootes flüchtige Benzindämpfe, die durch den kleinsten Funken entzündet werden konnten. Infolgedessen kam es nicht selten zu Explosionen, begleitet von menschlichen Opfern. Das weltweit erste Diesel-U-Boot „Minoga“ wurde in Russland gebaut. Es wurde von Ivan Bubnov, dem Chefdesigner der baltischen Werft, entworfen. Das Dieselbootprojekt wurde Anfang 1905 von Bubnov entwickelt. Der Bau begann im folgenden Jahr. Zwei Dieselmotoren für die oben erwähnte "Lamprey" wurden im Nobel-Werk in St. Petersburg hergestellt. Der Bau der „Neunaugen“ war von mehreren Sabotageakten begleitet (im März 1908 brannte das Batteriefach, im Oktober 1909 goss jemand Schmirgel in die Lager der Hauptmaschinen). Es war jedoch nicht möglich, die Täter dieser Verbrechen zu finden. Der Stapellauf erfolgte 1908.
Das Kraftwerk "Lamprey" bestand aus zwei Dieselmotoren, einem Elektromotor und einer Batterie. Diesel und ein Elektromotor wurden in einer Linie installiert und arbeiteten an einem Propeller. Alle Motoren wurden über Trennkupplungen mit der Propellerwelle verbunden, so dass auf Wunsch des Kapitäns die Welle mit einem oder zwei Dieselmotoren oder einem Elektromotor verbunden werden konnte. Einer der Dieselmotoren konnte mit einem Elektromotor verbunden und in Rotation versetzt werden. In diesem Fall arbeitete der Elektromotor als Generator und lud die Batterien auf. Die Batterie bestand aus zwei Gruppen von jeweils 33 Batterien mit einem dazwischen liegenden Wartungskorridor. Die Länge der "Neunaugen" beträgt 32 m. Die Geschwindigkeit an der Oberfläche beträgt etwa 20 km / h, unter Wasser - 8,5 km / h. Bewaffnung - zwei Bugtorpedorohre. Autor: Ryzhov K.V.
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