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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
잠수함. 발명과 생산의 역사
잠수함 (잠수함, 잠수함, 잠수함) - 오랫동안 잠수 및 수중 작전이 가능한 선박 등급. 잠수함의 창조는 인간 정신의 놀라운 성취이자 군사 기술의 역사에서 중요한 사건입니다. 아시다시피 잠수함은 은밀하게, 보이지 않게, 따라서 갑자기 행동할 수 있는 능력이 있습니다. 은신은 무엇보다 잠수, 자신의 존재를 배신하지 않고 일정 수심에서 헤엄치고, 뜻밖에 적을 공격하는 능력으로 이루어진다.
다른 육체와 마찬가지로 잠수함은 아르키메데스의 법칙을 따릅니다. 즉, 액체에 잠긴 모든 육체는 그 물체가 밀어낸 액체의 무게만큼 위쪽으로 부력을 받습니다. 단순화를 위해 이 법칙은 다음과 같이 공식화할 수 있습니다. "물에 잠긴 몸은 몸이 밀어낸 물의 무게만큼 무게가 줄어듭니다." 모든 선박의 주요 속성 중 하나가 기반이 되는 것은 이 법칙에 있습니다. 부력, 즉 물 표면에 머무를 수 있는 능력입니다. 이것은 선체의 잠긴 부분에 의해 변위된 물의 무게가 선박의 무게와 같을 때 가능합니다. 이 위치에서 선박은 양의 부력을 갖습니다. 밀려난 물의 무게가 배의 무게보다 작으면 배는 가라앉게 됩니다. 이 경우 선박은 음의 부력을 갖는 것으로 간주됩니다. 잠수함의 경우 부력은 잠수 및 수면 모두의 능력에 따라 결정됩니다. 분명히 보트가 긍정적인 부력을 가지고 있다면 표면에 떠 있을 것입니다. 음의 부력을 얻으면 보트는 바닥에 놓일 때까지 가라앉습니다. 그녀가 상승하거나 가라 앉지 않으려면 잠수함의 무게와 잠수함이 밀어내는 물의 무게를 동일하게해야합니다. 이 경우 움직이지 않는 보트는 물에서 불안정한 무관심한 위치를 취하고 어떤 깊이에서도 "매달" 것입니다. 이것은 보트가 XNUMX의 부력을 받았다는 것을 의미합니다. 잠수함이 가라앉거나, 떠오르거나, 수중에 머물기 위해서는 부력을 변경할 수 있어야 합니다. 이것은 매우 간단한 방법으로 이루어집니다. 물 밸러스트를 보트에 가져가는 것입니다. 보트 선체에 배열된 특수 탱크는 선외 물을 채운 다음 다시 비웁니다. 완전히 채워지면 보트는 부력이 XNUMX이 됩니다. 잠수함이 수면 위로 떠오르려면 탱크를 물에서 풀어야 합니다. 그러나 탱크를 사용한 딥 조정은 결코 정확할 수 없습니다. 수직면에서의 기동은 수평 방향타를 이동하여 이루어집니다. 공중에 있는 항공기가 승강기의 도움으로 비행 고도를 변경할 수 있는 것처럼 잠수함은 부력을 변경하지 않고 수평 방향타 또는 깊이 방향타로 작동합니다. 방향타 블레이드의 앞전이 뒷전보다 높으면 다가오는 물의 흐름이 위쪽으로 양력을 생성합니다. 반대로 방향타의 앞쪽 가장자리가 뒤쪽보다 낮으면 다가오는 흐름이 펜의 작업 표면을 아래로 누릅니다. 수평 위치에서 잠수함의 이동 방향 변경은 수직 방향타의 회전 각도를 변경하여 잠수함 및 수상 선박에 대해 수행됩니다. 실용화 된 최초의 잠수함은 1776년 미국에서 건조된 프랑스 발명가 뷰넬의 "Tartu"("거북이")였습니다. 원시성에도 불구하고 이미 실제 잠수함의 모든 요소를 갖추고 있습니다. 직경 약 2m의 달걀 모양의 몸체는 구리로 만들어졌으며 하부는 납 층으로 덮여 있습니다. 보트의 승무원은 한 사람으로 구성되었습니다.
침수는 맨 아래에 위치한 특수 탱크(a)를 밸러스트수로 채우는 방식으로 이루어졌습니다. 수직 나사(c)를 사용하여 침지량을 조정했습니다. 상승은 수동으로 작동되는 두 개의 펌프(b)로 밸러스트수를 펌핑하여 수행되었습니다. 수평 나사(g)를 사용하여 수평선을 따라 이동했습니다. 방향을 바꾸기 위해 운전석(g) 뒤에 스티어링 휠(e)이 있었습니다. 군사 목적을위한이 배의 군비는 핸들 아래의 특수 상자에 배치 된 70kg 무게의 광산 (h)으로 구성되었습니다. 공격 당시 잠수한 토르튜는 적함의 용골 아래로 접근을 시도했다. 그곳에서 광산이 상자에서 풀려나면서 약간의 부력을 받았기 때문에 위로 떠오른 후 배의 용골에 부딪혀 폭발했습니다. 이것은 일반적으로 미국에서 "잠수함의 아버지"라는 명예로운 이름을 받은 최초의 잠수함이었습니다. Bouchnel의 배는 50년 1776월 미국 독립 전쟁 중 잉글랜드 프리깃함 "Eagle"에 대한 성공적인 공격으로 유명해졌습니다. 일반적으로 잠수함 함대의 역사에 좋은 출발점이 되었습니다. 그녀의 다음 페이지는 이미 유럽과 연결되어 있었습니다.
1800년, 미국의 Fulton은 프랑스에서 Nautilus 잠수함을 건조했습니다. 길이 6m, 지름 5m의 유선형 시가 모양을 가졌지만 노틸러스는 디자인이 타르투와 매우 유사했습니다. 침수는 선박 하부에 위치한 밸러스트 챔버(a)를 채워서 이루어졌습니다. 잠수 추진력의 원천은 2인조 팀의 힘이었다. 핸들(b)의 회전은 보트에 병진 운동을 제공하는 5날 프로펠러(c)로 전달되었습니다. 표면에서의 움직임을 위해 접이식 돛대에 장착 된 돛 (g)이 사용되었습니다. 표면 속력은 7~2km/h, 잠긴 상태에서는 약 5km/h였다. 수직 Buchnel 프로펠러 대신 Fulton은 현대 잠수함에서와 같이 선체 뒤에 위치한 두 개의 수평 방향타 사용을 개척했습니다. 노틸러스호에는 몇 시간 동안 물 속에 머물 수 있는 압축 공기 탱크가 있었습니다. 몇 번의 예비 시험을 거친 후 Fulton의 배는 센 강을 따라 르아브르로 항해하여 첫 항해를 시작했습니다. 테스트는 만족스러웠습니다: 5시간 동안 전체 승무원이 있는 보트는 7m 깊이의 물 속에 있었고 다른 지표도 양호했습니다. 450년 7월 Fulton은 자신의 함선의 전투 능력을 시연했습니다. 이를 위해 오래된 영창이 습격에 동원되었습니다. 노틸러스는 수중에서 그에게 접근하여 지뢰로 그를 날려 버렸습니다. 그러나 노틸러스의 추가 운명은 발명가가 그에게 두었던 희망을 정당화하지 못했습니다. 르아브르(Le Havre)에서 셰르부르(Cherbourg)로 전환하는 동안 폭풍우를 만나 침몰했습니다. 새로운 잠수함을 건조하려는 Fulton의 모든 시도(그는 자신의 프로젝트를 프랑스뿐만 아니라 그들의 적인 영국에게도 제안했습니다)는 실패했습니다. 잠수함 개발의 새로운 단계는 1860년에 건조된 잠수함 "Submarine" Bourgeois and Brun이었습니다. 크기로 인해 길이 42m, 너비 - 5m, 높이 - 6m, 배수량 - 3톤 이전에 건조된 모든 잠수함을 크게 초과했습니다. 처음으로 압축 공기 모터가 이 보트에 설치되어 가능했습니다. 공격 시 표면에서 약 420km/h, 수중에서 9km/h의 속도로 발전합니다. 이 함선의 다른 특징으로는 전임자보다 더 진지하고 실용적인 무기가 있습니다. "Submariner"에서 광산은 배의 선수에 10m 길이의 막대 끝에서 강화되었습니다. 이것은 이전 보트에서는 완전히 불가능했던 이동 중에 적을 공격하는 것을 가능하게 하여 심각한 이점을 제공했습니다. 첫째, 속력이 낮아 잠수함이 공격한 배의 밑으로 접근하기가 어려웠고, 둘째, 이것이 가능하다면 발사된 기뢰가 출현하는 데 걸리는 시간에 적군이 떠나는데 성공했다. "submariner"는 움직이는 배를 가로 질러 막대 끝에 매달린 광산으로 그를 칠 기회가있었습니다. 충격을 받으면 광산이 폭발해야 했습니다. 하지만 10m의 안전거리에 있던 서브마리너 자신은 피해를 입지 말았어야 했다. 부르주아와 브룬은 배를 가라앉히기 위해 여러 가지 방법을 조합하여 사용했습니다. 잠수함에는 평형수 탱크, 수직 프로펠러 및 XNUMX개의 수평 방향타가 있었습니다. 처음으로 Submariner는 압축 공기로 탱크를 퍼지하도록 제공하여 상승 시간을 크게 줄였습니다. 잠수함은 1861-1865년 미국 남북 전쟁 중에 처음 사용되었습니다. 그 당시 남부 사람들은 여러 대의 David 잠수함으로 무장했습니다. 그러나 이 보트는 물속에 완전히 가라앉지 않았습니다. 선실의 일부가 바다 표면 위로 돌출되었지만 여전히 북쪽 사람들의 배에 은밀하게 잠입할 수 있었습니다. "David"의 길이는 20m, 너비는 3m이며 보트에는 증기 엔진과 선체 앞에 다이빙 방향타가 장착되어 있습니다. 1864년 XNUMX월, Dixon 중위의 지휘하에 이 잠수함 중 하나가 북부인의 Guzatanik 코르벳을 바닥으로 발사하여 광산과 함께 선상에서 충돌했습니다. Guzatanik은 역사상 최초의 잠수함 전쟁 희생자가 되었고, 그 이후 잠수함은 순수한 발명의 대상이 아니며 다른 군함과 동등하게 존재할 권리를 획득했습니다. 잠수함 조선 역사의 다음 단계는 러시아 발명가 Dzhevetsky의 보트였습니다. 1879년에 그가 만든 첫 번째 모델에는 페달 모터가 있었습니다. 4명의 승무원이 프로펠러를 운전했습니다. 물 및 공압 펌프도 풋 드라이브에서 작동했습니다. 그 중 첫 번째는 선박 내부의 공기를 정화하는 역할을 했습니다. 그것의 도움으로 공기는 이산화탄소를 흡수하는 가성 나트륨 실린더를 통해 구동되었습니다. 부족한 양의 산소는 예비 실린더에서 보충되었습니다. 워터 펌프의 도움으로 밸러스트 탱크에서 물을 펌핑했습니다. 배의 길이는 1미터, 너비는 5미터였습니다.
보트에는 잠망경이 장착되어 있습니다. 잠망경은 잠긴 위치에서 표면을 관찰하는 장치입니다. 가장 간단한 디자인의 잠망경은 파이프로 상단이 수면 위로 확장되고 하단이 보트 내부에 있습니다. 두 개의 경사 거울이 튜브에 설치되었습니다. 하나는 튜브의 상단 끝에, 다른 하나는 하단에 있습니다. 위쪽 거울에서 먼저 반사된 광선은 아래쪽 거울에 떨어지며 관찰자의 눈 방향으로 반사되었습니다.
보트의 무장은 특수 고무 흡입 컵이 있는 광산과 갈바닉 배터리의 전류에 의해 점화된 퓨즈로 구성되어 있습니다(기뢰는 서 있는 배의 바닥에 부착되었습니다. 그런 다음 보트는 와이어를 풀고 안전한 곳으로 이동했습니다. 거리; 적절한 순간에 회로가 닫히고 폭발이 발생했습니다). 시험에서 보트는 뛰어난 기동성을 보여주었습니다. 그녀는 러시아 군대에 의해 채택된 최초의 직렬 보트였습니다(총 50척의 그러한 보트가 제작됨). 1884년 Drzewiecki는 배터리로 구동되는 전기 모터를 보트에 처음 장착하여 보트에 10시간 동안 약 7km/h의 속도로 제공했습니다. 이것은 중요한 혁신이었습니다. 같은 해에 스웨덴의 Nordenfeld는 잠수함에 증기 기관을 설치했습니다. 다이빙하기 전에 두 개의 보일러에 고압 증기가 채워져 잠수함이 7km / h의 속도로 수중에서 5 시간 동안 수영 할 수있었습니다. Nordenfeld는 또한 처음으로 그의 배에 어뢰를 장착했습니다. 어뢰(자체 추진 광산)는 소형 잠수함이었습니다.
최초의 자체 추진 광산은 영국 엔지니어 Whitehead와 그의 오스트리아 협력자 Luppi에 의해 만들어졌습니다. 첫 번째 테스트는 1864년 피우메 시에서 이루어졌습니다. 그런 다음 광산은 650km/h의 속도로 13m를 통과했습니다. 운동은 실린더에서 압축 공기를받는 공압 엔진에 의해 수행되었습니다. 미래에는 제 XNUMX 차 세계 대전까지 어뢰 설계가 크게 변경되지 않았습니다. 그들은 시가 모양이었습니다. 기폭장치 앞에는 장약이 놓여 있었다. 또한 - 압축 공기가 있는 저장소, 조절기, 엔진, 프로펠러 및 스티어링 휠. 어뢰로 무장한 잠수함은 모든 수상함에서 매우 강력한 적이 되었습니다. 어뢰 발사는 어뢰 발사관의 도움으로 이루어졌습니다. 어뢰는 레일을 따라 해치(a)로 공급되었습니다. 해치가 열리고 어뢰가 장치 내부에 놓였습니다. 그 후, 외부 해치를 열고 장치에 물을 채웠습니다. 압축 공기는 장치의 배럴에 연결을 통해 실린더(c)에서 공급되었습니다. 그런 다음 실행중인 엔진, 프로펠러 및 방향타가있는 어뢰가 외부에서 방출되었습니다. 외부 해치가 닫히고 물이 튜브(c)를 통해 빠져나갔습니다.
그 후 몇 년 동안 잠수함에는 수상 항해용 가솔린 내연 기관과 수중 이동용 전기 모터(배터리 구동)가 장착되기 시작했습니다. 잠수함은 빠르게 개선되었습니다. 그들은 빠르게 물에 뜨고 물 아래에서 사라질 수 있습니다. 이것은 목적에 따라 주 밸러스트 탱크와 보조 밸러스트 탱크의 두 가지 주요 유형으로 나뉜 밸러스트 탱크의 세심한 설계 덕분에 달성되었습니다. 첫 번째 탱크는 수면에서 수중 위치로 이동할 때 수중 선박의 부력을 흡수하도록 설계되었습니다(선수, 선미 및 중간으로 구분). 보조 밸러스트 탱크에는 선체 양쪽 끝(전미부 및 선미)에 위치한 트림 탱크, 서지 탱크 및 빠른 잠수 탱크가 포함됩니다. 그들 각각은 특별한 목적을 가지고 있었습니다. 빠른 잠수 탱크를 채우면서 잠수함은 음의 부력을 얻었고 빠르게 물에 빠졌습니다. 트림 탱크는 트림, 즉 잠수함 선체의 경사각을 균등화하고 "고른 용골"로 가져 오는 역할을했습니다. 그들의 도움으로 잠수함의 선수와 선미의 균형을 잡는 것이 가능하여 선체가 엄격하게 수평 위치를 차지했습니다. 이러한 잠수함은 수중에서 쉽게 제어할 수 있습니다. 잠수함의 중요한 사건은 선박용 디젤의 발명이었습니다. 사실 가솔린 엔진으로 물속에서 수영하는 것은 매우 위험했습니다. 모든 예방 조치에도 불구하고 휘발성 가솔린 증기가 보트 내부에 축적되어 작은 스파크에도 발화될 수 있습니다. 그 결과 인명 피해를 동반한 폭발이 자주 발생했습니다. 세계 최초의 디젤 잠수함 "미노가"가 러시아에서 건조되었습니다. 그것은 발트해 조선소의 수석 디자이너인 Ivan Bubnov에 의해 설계되었습니다. 디젤 보트 프로젝트는 1905년 초 Bubnov에 의해 개발되었습니다. 공사는 이듬해 시작됐다. 위에서 언급한 것처럼 "Lamprey"를 위한 두 개의 디젤 엔진은 상트페테르부르크의 노벨 공장에서 제조되었습니다. "Lamprey"의 건설에는 몇 가지 방해 행위가 수반되었습니다(1908년 1909월 배터리 구획에 화재가 발생했으며 1908년 XNUMX월 누군가 주 엔진의 베어링에 에머리를 부었습니다). 그러나 이러한 범죄의 가해자를 찾는 것은 불가능했습니다. 발사는 XNUMX년에 이루어졌다.
발전소 "Lamprey"는 두 개의 디젤 엔진, 전기 모터 및 배터리로 구성되었습니다. 디젤과 전기 모터가 한 라인에 설치되어 하나의 프로펠러에서 작동했습니다. 모든 모터는 분리 커플링을 사용하여 프로펠러 샤프트에 연결되어 캡틴의 요청에 따라 샤프트가 하나 또는 두 개의 디젤 엔진 또는 전기 모터에 연결될 수 있습니다. 디젤 엔진 중 하나는 전기 모터에 연결되어 회전하도록 설정할 수 있습니다. 이 경우 전기 모터가 발전기로 작동하여 배터리를 충전했습니다. 배터리는 33개의 배터리로 구성된 두 그룹으로 구성되어 있으며 각 그룹 사이에는 유지 관리 통로가 있습니다. "Lamprey"의 길이는 32m이며 표면의 속도는 약 20km / h, 수중 - 8,5km / h입니다. 무장 - XNUMX개의 활 어뢰 발사관. 저자: Ryzhov K.V.
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