Zemūdenes vēsture un dizains

Zemūdens laivu vai zemūdenu dizaini ir meklējami 1500. gados, un zemūdens ceļojumu idejas ir radītas vēl vairāk. Tomēr tas notika tikai līdz 19. gadsimts ka sāka parādīties pirmās noderīgās zemūdenes.

Laikā Pilsoņu karš, konfederāti uzcēla zemūdeni H. L. Hunley, kas nogrima Savienības kuģī. ASV Housatonic tika uzcelts 1864. gadā. Bet tas notika tikai pēc tam Pirmais pasaules karš sākās, ka tika izgudrotas pirmās patiesi praktiskās un modernās zemūdenes.

Zemūdenes problēma vienmēr ir bijusi tā, kā uzlabot viņa zemūdens izturību un veiktspēju, un abas iespējas nosaka kuģis. Zemūdenes vēstures sākumā zemūdenes problēma bieži bija tā, kā panākt, lai viņa kuģis vispār darbotos.

Vēsturiskie pārskati norāda, ka cilvēks vienmēr ir centies izpētīt okeāna dzīles. Sākotnējie Nīlas ielejas Ēģiptes ieraksti dod mums pirmo ilustrāciju. Tas ir sienas gleznojums, kurā redzami pīļu mednieki, putnu šķēpi rokā, zem lodes ložņādami līdz savam laupījumam, elpojot caur dobām papirusa niedrēm. Tiek uzskatīts, ka atēnieši ir izmantojuši ūdenslīdējus, lai notīrītu ostas ieeju Sirakūzas aplenkuma laikā.

Un Aleksandrs Lielaisoperācijās pret Tyre pavēlēja ūdenslīdējiem iznīcināt visas zemūdens transporta līdzekļu (zemūdens) aizsargspējas, kuras pilsēta varētu uzņemties būvēt. Lai gan nevienā no šiem ierakstiem patiesībā nav teikts, ka Aleksandram bija jebkāda veida zemūdens transporta līdzeklis, leģenda vēsta, ka viņš nolaidies ierīcē, kas tās iemītniekus uzturēja sausus un ļāva gaismai.

Tikai līdz 1578. gadam neparādījās neviens ieraksts par zemūdens navigācijai paredzētu kuģi. Bijušais Karaliskās jūras kara flotes lielgabals Viljams Burns projektēja pilnīgi slēgtu laivu, kuru varēja iegremdēt un airēt zem virsmas. Viņa darbs bija koka karkass, kas iesiets ar hidroizolētu ādu. To vajadzēja iegremdēt, izmantojot rokas vīzas, lai savelktu sānus un samazinātu skaļumu.

Lai arī Burna ideja nekad netika sasniegta ārpus zīmēšanas tāfeles, līdzīgs aparāts tika palaists 1605. gadā. Bet tas nepalika daudz tālāk, jo dizaineri bija atstājuši novārtā apsvērt zemūdens dubļu izturību. Kuģis bija iestrēdzis upes dibena laikā, kad notika pirmais zemūdens izmēģinājums.

Ko varētu dēvēt par pirmo “praktisko” zemūdeni, bija airu laiva, kas pārklāta ar ieeļļotu ādu. Tā bija 1620. gadā Anglijā dzīvojošā holandiešu ārsta Kornēlija van Drebela ideja. Van Drebela zemūdeni darbināja airētāji, kas velk airus, kas izvirzīti caur elastīgiem ādas blīvējumiem korpusā. Snorkel gaisa caurules virs virsmas noturēja pludiņi, tādējādi ļaujot vairāku stundu ilgam iegremdēšanās laikam. Van Drebela zemūdene veiksmīgi manevrēja 12 līdz 15 pēdu dziļumā zem Temzas upes virsmas.

Van Drebels sekoja savai pirmajai laivai kopā ar diviem citiem. Vēlākie modeļi bija lielāki, taču tie balstījās uz vieniem un tiem pašiem principiem. Leģenda vēsta, ka pēc vairākkārtējiem testiem Anglijas karalis Džeimss I brauca vienā no saviem vēlākajiem modeļiem, lai pierādītu tā drošību. Neskatoties uz veiksmīgajām demonstrācijām, Van Drebela izgudrojums neizdevās izraisīt Lielbritānijas Jūras spēku interesi. Tas bija laikmets, kad zemūdens kara iespēja nākotnē vēl bija tālu.

1749. gadā britu periodiskais izdevums "Gentlemen's Magazine" izdrukāja īsu rakstu, kurā aprakstīja visneparastākās ierīces iegremdēšanai un pārklāšanai. Atveidojot itāļu shēmu, kuru Džovanni Borelli izstrādāja 1680. gadā, rakstā tika attēlots kuģis ar vairākām kazu ādām, kas iebūvētas korpusā. Katrai kazas ādai bija jābūt savienotai ar atveri apakšā. Borelli plānoja šo kuģi iegremdēt, piepildot ādas ar ūdeni, un novadīt to virspusē, izspiežot ūdeni ar pagriežamo stieni. Kaut arī Borelli zemūdene nekad netika uzbūvēta, tā nodrošināja to, kas, iespējams, bija pirmā pieeja mūsdienu balasta tvertnei.

Pirmā amerikāņu zemūdene ir tikpat veca kā pašas ASV. Jēlas absolvents Deivids Bushnels (1742-1824) 1776. gadā projektēja un uzbūvēja zemūdens torpēdu laivu. Vienu cilvēku kuģis bija iegremdēts, ienācot ūdenī korpusā, un virsma, to izsūknējot ar rokas sūkni. Ar olu darbināmu dzenskrūvi un bruņotu ar muciņu pulvera olu formas bruņurupucis deva revolucionāro Amerikāņi ļoti cer uz slepenu ieroci - ieroci, kas varētu iznīcināt Ņujorkā noenkurotos britu karakuģus Osta.

Bruņurupuča torpēdu, pulvera muciņu, vajadzēja piestiprināt pie ienaidnieka kuģa korpusa un detonēt ar laika drošinātāju. Naktī uz 1776. gada 7. septembri bruņurupucis, kuru vadīja armijas brīvprātīgais seržants Ezra Lī, veica uzbrukumu britu kuģim HMS Eagle. Tomēr garlaicīgajai ierīcei, kas tika darbināta no ozolkoka bruņurupuča iekšpuses, neizdevās iekļūt mērķa kuģa korpusā.

Iespējams, ka koka korpuss bija pārāk grūti iesūcas, garlaicīgā ierīce atsitās pret skrūvi vai dzelzs stiprinājumu vai operators bija pārāk izsmelts, lai ieskrūvētu ieroci. Kad seržants Lī mēģināja pārvietot bruņurupuci citā pozīcijā zem korpusa, viņš zaudēja kontaktu ar mērķa kuģi un galu galā bija spiests pamest torpēdu. Kaut arī torpēda nekad nebija piestiprināta mērķim, pulksteņa rādītāja taimeris to detonēja apmēram stundu pēc tās izlaišanas.

Rezultāts bija iespaidīgs sprādziens, kas galu galā piespieda britus palielināt modrību un pārcelt sava kuģa enkurvietu ostā. Karaliskās jūras kara flotes žurnālos un ziņojumos par šo periodu šis incidents netiek pieminēts, un ir iespējams, ka Bruņurupuča uzbrukums varētu būt vairāk zemūdens leģenda nekā vēsturisks notikums.

• David Bushnell lielāks Turtle Submarine foto
  Deivids Bushnells uzbūvēja unikālu kuģi, kuru sauca par Turtle un kuru bija paredzēts dzīt zem ūdens operatora, kurš pagrieza dzenskrūvi ar roku.
• Deivida Bushnela amerikāņu bruņurupucis
  Vienīgais strādājošais, pilna mēroga Dāvida Bushnela 1776. gada izgudrojuma, Amerikas bruņurupuča, modelis.
• Deivids Bušels 1740-1826
  Sensacionālais patriota un izgudrotāja Deivida Bušelu ieguldījums Amerikas revolucionārajā kara centienos bija pasaulē pirmā funkcionējošā zemūdene.

Pēc tam nāca cits amerikānis Roberts Fultons, kurš 1801. gadā veiksmīgi uzbūvēja un vadīja zemūdeni Francijā, pirms viņa izgudrošanas talantus pievērsa tvaika laiva.

Roberta Fultona cigāra formas zemūdeni Nautilus virzīja ar roku darbināms dzenskrūve, kad tā bija iegremdēta, un tai bija pūķim līdzīga bura virszemes enerģijas iegūšanai. Zemūdene Nautilus bija pirmā iegremdējamā, kurai bija atsevišķas vilces sistēmas virszemes un zemūdens operācijām. Tajā bija arī saspiesta gaisa kolbas, kas ļāva divu cilvēku apkalpei piecas stundas palikt zem ūdens.

Vācietis Viljams Bauers 1850. gadā Ķīlē uzbūvēja zemūdeni, taču ar nelielu panākumu to nespēja. Pirmā Bauera laiva nogrima 55 pēdu ūdenī. Tā kā viņa kuģis nogrima, viņš atvēra plūdu vārstus, lai izlīdzinātu spiedienu zemūdenē, lai evakuācijas lūku varētu atvērt. Baueram bija jāpārliecina divi pārbijušies jūrnieki, ka tas bija vienīgais bēgšanas līdzeklis. Kad ūdens bija zoda līmenī, vīriešus nošāva uz virsmu ar gaisa burbuli, kas atvēra lūku. Bauera vienkāršā tehnika tika atklāta gadus vēlāk un tika izmantota mūsdienu zemūdenes evakuācijas nodalījumos, kas darbojas pēc tāda paša principa.

Laikā Amerikas pilsoņu karš, Konfederācijas izgudrotājs Horacijs Lawsons Hunlijs tvaika katlu pārveidoja par zemūdeni.

Šo konfederācijas zemūdeni, kuru sauca par, varētu ar rokas piedziņas skrūvi virzīt četros mezglos. Diemžēl zemūdene divreiz nogrima izmēģinājumu laikā Čārlstonā, Dienvidkarolīnā. Šīs nejaušās nogrimšanas Čārlstonas ostā izmaksāja divu ekipāžu dzīvības. Otrajā negadījumā zemūdene bija iesprūdusi apakšā, un pats Horacijs Lawsons Hunlijs bija nosmacis ar astoņiem citiem apkalpes locekļiem.

Pēc tam zemūdene tika pacelta un pārdēvēta par Hunliju. 1864. gadā, apbruņojies ar 90 mārciņu lielu pulvera lādiņu uz garā staba, Hantlijs uzbruka un nogrima jaunam federālajam tvaika slānim - USS Housatonic - pie ieejas Čārlstonas ostā. Pēc viņas veiksmīgā uzbrukuma Housatonic, Hundija pazuda, un viņas liktenis nebija zināms 131 gadu.

1995. gadā Hunlijas vraks atradās četras jūdzes no Sullivans salas, Dienvidkarolīnā. Kaut arī viņa nogrima, Hunlija pierādīja, ka zemūdene kara laikā varētu būt vērtīgs ierocis.

Horace Lawson Hunley dzimis Sumneras grāfistē, Tenesī, 1823. gada 29. decembrī. Kā pieaugušais viņš darbojās Luiziānas štata likumdevējā, praktizēja likumu Ņūorleānā un bija visnotaļ ievērojams cilvēks šajā apgabalā.

1861. gadā pēc Amerikas pilsoņu kara sākuma Horacijs Lawsons Hunlijs pievienojās Džeimam R. Maklintoks un Baksters Vatsons, būvējot zemūdeni Pioneer, kuru 1862. gadā nojauca, lai novērstu tās sagūstīšanu. Trīs vīri vēlāk uzbūvēja divas zemūdenes Alabamas štatā Mobilajā, no kurām otrā tika nosaukta par H. L. Hunliju. Šis kuģis 1863. gadā tika nogādāts Čarlstonā, Dienvidkarolīnā, kur to vajadzēja izmantot, lai uzbruktu bloķējošiem Savienības kuģiem.

Pārbaudes niršanas laikā 1863. gada 15. oktobrī ar Horace Lawson Hunley vadību zemūdene neizdevās izkļūt. Visi uz klāja esošie, ieskaitot Horace Lawson Hunley, zaudēja dzīvību. 1864. gada 17. februārī pēc tam, kad tas tika paaugstināts, atjaunots un piešķirta jauna apkalpe, kļuva par H. L. Hunliju pirmā zemūdene, kas veiksmīgi uzbruka ienaidnieka karakuģim, kad viņa nogrima USS Housatonic Čārlstona.