РПФ | Стапель | К-141 | Гаджиево | Морское Братство | В. Королюк | Н. Курьянчик | А. Покровский | Модели ПЛ


Сайт | История | Флот | Железо | Люди | Информация | Литература | Галерея | Общение | Ссылки | Контакты
Cоздание и развитие подводного корабля

ОСВОБОЖДЕННЫЙ КИСЛОРОД,
ИЛИ КАК ДЫШАЛИ В ПОДВОДНОЙ ЛОДКЕ ДРЕББЕЛЯ

Юрий Полунов
Мечты. Проекты. Реальность.
Одной из наиболее сложных проблем, с которыми столкнулся Дреббель при конструировании подводной лодки, была проблема жизнеобеспечения команды и пассажиров. По свидетельству немецкого ученого Иоганна Фабера, лодка могла находиться под водой непрерывно 24 часа. Но даже если это время преувеличено и если принять во внимание более скромный показатель, о котором писал другой современник изобретателя,– 3 часа – и допустить, что в лодке находились только гребцы, то задача обеспечения 12 человек пригодным для дыхания воздухом все равно останется чрезвычайно сложной.
Дреббель не мог использовать известный с древности способ дыхания водолазов через кожаную трубку, выходящую на поверхность воды, ввиду его очевидной непригодности для движущегося аппарата. Не мог он воспользоваться и рекомендацией Уильяма Буэна (к тому же трудно предположить, что Дреббель читал его книгу), поскольку воздух в лодке находился под избыточным давлением, зависящим от глубины погружения, и поэтому подвод его извне был затруднен.

Какое же решение предложил и использовал Дреббель?

Ответ на этот вопрос волновал многих ученых и изобретателей XVII века. Например, аббат Жан де Отфей, врач и механик, в книге «Способ дыхания под водой» (1680) писал:
«Секретом Дреббеля, должно быть, была машина, которую я изобрел и которая состоит из меха с двумя клапанами и двумя трубами, поднимающимися над поверхностью воды: одна для притока воздуха и другая – для его отвода». Точка зрения де Отфея вполне объяснима, поскольку аббат, заслуживший известность работами в области пневматики и гидравлики, использовал известные и привычные для него средства. Дреббель же был, помимо всего прочего, химиком, и арсенал его средств был неизмеримо шире.
Многочисленные высказывания современников Дреббеля и тех ученых, которые знали о его лодке со слов очевидцев или из слухов, витавших в научных кругах, позволяют с высокой степенью достоверности предположить, что Дреббель использовал для «восстановления» воздуха в подводной лодке кислород, который он научился получать путем нагревания селитры. Сам изобретатель не оставил никаких указаний на этот счет, если не считать одного, довольно туманного места в его «Кратком трактате», из которого можно заключить, что Дреббель экспериментально обнаружил выделение какого-то газа при нагревании селитры: «Очень сухой, тонкий или горячий воздух, стремительно проникая в грубые тяжелые облака, расширяет их, делает тонкими и к тому же превращает в иной состав воздуха, в результате чего их объем мгновенно увеличивается в сотни раз; это вызывает ужасающее движение, которое, все разрушая и ломая, вытесняет и движет воздух до тех пор, пока объем и плотность не выровняются и наступит состояние покоя. Так происходит и в тех случаях, когда некоторое количество селитры разрушается и разлагается на составные части силой огня и таким образом меняется качественный состав воздуха, или когда мокрой рукой или куском материи машут около раскаленного железа или расплавленного свинца, каковые благодаря тепловому расширению или увеличению трескаются и лопаются с шумом, подобным грому».
Дреббель, сам того не подозревая, экспериментально подтвердил ятрохимическую, парацельсианскую концепцию, согласно которой одной из составных частей воздуха является «vital nither» («жизненная селитра»). Рассуждения о ней содержатся в сочинениях врача французского короля Генриха IV Жозефа дю Шэна, о «жизненной селитре» писали алхимики Михаил Сендивогий, Блез де Виженер, Роберт Флуд. Начало же концепции vital nither, которая в первой четверти XVII века стала общепринятой среди химиков, следует искать, с одной стороны, в известном уже с древних времен факте необходимости воздуха для поддержания flamma vitals (пламени жизни), а с другой – в довольно туманном намеке Парацельса на то, что sal nitum (соль селитры) является необходимой для протекания жизненных процессов в организме человека или животного.

Сочинения ятрохимиков, щедро приукрашенные мистическими и философскими рассуждениями, вряд ли были доступны пониманию такого практика, как Корнелис Дреббель, искавшего вдохновение для своих открытий и изобретений не в книжной мудрости, а в экспериментах и наблюдениях за природными явлениями. Успешное испытание его подводной лодки в 20-е годы привлекло, спустя почти 40 лет, внимание тех исследователей, которые, изучая природу горения и дыхания, пытались проникнуть в тайну «секрета» Дреббеля или, по крайней мере, собрать о нем как можно больше сведений.

Первым из этих исследователей следует назвать сэра Кенельма Дигби (1603–1665) – удивительную, но в то же время и характерную для XVII века личность. Он был сыном сэра Эверарда Дигби, казненного в 1606 году за участие в Пороховом заговоре. Дигби учился в 1618–1620 годах в Оксфорде под руководством известного философа и математика Томаса Аллена, затем, следуя почти никогда не нарушаемой традиции, бытовавшей среди английской знати, путешествовал по континентальной Европе (Франция, Италия, Испания). Вернувшись в 1623 году в Англию, он был приближен Иаковом I ко двору и стал другом всесильного королевского фаворита Джорджа Уильерса, герцога Бекингемского. Двумя годами позднее Дигби тайно обвенчался с девушкой необычайной красоты, но низкого происхождения Венецией Стэнли. От этого брака у супругов было пятеро детей. В 1627 году он предпринял «частную миссию в Средиземноморье» (так в английских энциклопедиях застенчиво именуется морской разбой, которым занимался блестящий придворный). В 1633 году Венеция умерла, и Дигби удалился от двора, оставив своих прежних друзей и прежние увлечения. Он поселился во Франции, где встречался с английским философом Томасом Гоббсом и французским математиком и физиком Мареном Мерсеном, собирал книги и рукописи и переписывался с великим Декартом, которого посетил в Нидерландах. Под влиянием философии последнего Дигби написал два трактата по натуральной философии: «О природе тел» и «О природе человеческой души» (1644). В Англию он вернулся после Реставрации и продолжал вести жизнь «ученого джентльмена»: изучал «естественную историю», путешествовал по Германии и Скандинавии, обменивался письмами со многими выдающимися учеными.

23 января 1661 года Дигби прочитал в Грэшем-колледже, этой «колыбели Королевского общества», доклад «Рассуждения, касающиеся вегетации растений», опубликованный в том же году в Лондоне в виде отдельной брошюры. Доклад содержал изложение опытов, касающихся роста и развития растений. Дигби утверждал, что как растения, так и животные поглощают специальную пищу, находящуюся в воде и воздухе. «В воздухе имеется,– говорит он,– скрытая пища жизни (hidden food of life)». Само по себе это утверждение верно и делает честь его автору. Дигби, однако, ошибался, считая, что одно и то же вещество составляет основу питания и растений, и животных, иначе говоря, он не делал различия между азотом и кислородом. Согласно его теории, корни растений впитывают содержащуюся в земле «азотистую соль» (nitrous salt), т. е. селитру, а последняя, в свою очередь, поглощает из воздуха «скрытую пищу жизни».

Для нас наибольший интерес представляет следующее замечание Дигби:
«Корнелис Дреббель, спекая большое количество селитры в узкой камере (narrow room), мог оживлять и восстанавливать силы ослабевших гостей, находившихся в его уютном подводном доме, когда ими был испит весь бальзам (they had fed upon all the balsam), содержащийся в воздухе камеры: открывая сосуд (phial), давали возможность свежему спирту испаряться в этом обедненном и несвежем воздухе».

Итак, Дреббель вводил «скрытую пищу жизни» (то есть кислород) в обедненный воздух и таким образом позволял ослабевшим гостям свободно дышать и продолжать подводное путешествие, не поднимая лодку на поверхность и не запасаясь при этом атмосферным воздухом.
Нет никаких свидетельств в пользу того, что Дигби, который в 1620 году семнадцатилетним юношей завершал свое университетское образование, наблюдал за испытанием лодки на Темзе. Весьма вероятно, что он получил информацию из вторых рук, в частности от Роберта Бойля, уделившего лодке Дреббеля много внимания в своих «Новых физико-механических экспериментах, касающихся упругости воздуха» (1661).
В отрывке, непосредственно предшествующем рассказу о подводном аппарате, Бойль описывает «внезапную гибель животных при удалении окружающего воздуха», а затем, обращаясь к Чарлзу, лорду Дангэрвину, говорит:
«Возможно, Ваше лордство предположит, что имеется некоторая польза (use) от воздуха, недостаточно хорошо понятная нам и делающая его постоянно необходимым для жизни животных».
Далее Бойль пишет:
«Парацельс на самом деле говорит нам, что так же как желудок усваивает животную плоть и делает одни ее части полезными, а другие отвергает, так и легкие потребляют часть воздуха и отторгают (proscribe) остальное... Это позволяет сделать предположение, что в воздухе имеется немного жизненной квинтэссенции... которая служит для освежения нашего жизненного духа».

Переходя к рассказу о подводной лодке Дреббеля, Бойль пишет:
«Но, кроме того, говоря о точке зрения Парацельса, возможно будет уместным перед тем, как продолжить рассказ, познакомить Ваше лордство с самонадеянностью (conceit) этого заслуженно известного механика и химика Корнелиса Дреббеля, который, наряду с другими удивительными вещами, изготовленными им для ныне покойного короля Иакова (что подтверждают многие, заслуживающие доверия особы), изобрел судно для подводного плавания. Испытание судна проводилось на Темзе и имело восхитительный успех; на нем находились 12 гребцов и, кроме того, пассажиры, один из которых и рассказал об этом превосходному математику, а тот передал этот рассказ мне. А теперь о том, ради чего я вспоминал эту историю. Проявив любознательность и обстоятельно расспросив родственников Дреббеля, особенно его зятя – искусного врача, который женился на его дочери,– я поинтересовался, на чем основано его утверждение, что неподготовленный (unaccustomed) человек может пробыть долго под водой без ощущения удушья. Мне разъяснили, к какому выводу пришел Дреббель: не вся масса воздуха, а некоторая его квинтэссенция, как говорят химики (или спиртовая часть), делает его пригодным для дыхания; и если она истрачена, то вся оставшаяся большая часть воздуха, или – как я назвал бы ее – основа, не в состоянии сохранить жизненное пламя. Таким образом, из собранных мною сведений, я заключил, что кроме механической конструкции лодки, у изобретателя имелся химический раствор (liquor), который он считал главным секретом подводного плавания. И когда время от времени он убеждался в том, что пригодная для дыхания часть воздуха уже израсходована и затрудняла дыхание находящихся в лодке людей, он мог, раскупорив наполненный этим раствором сосуд, быстро восполнить воздух таким содержанием жизненных частей, которые сделали бы его вновь пригодным для дыхания на достаточно длительное время (посредством диссипации раствора или охлаждением сгущенных испарений или каким-то другим разумным способом, который здесь не подлежит рассмотрению). Ограничусь лишь тем, что добавлю следующее. Имея возможность оказать некоторые услуги (Дреббеля. – Ю.П.) наиболее близким ему родственникам, и поставив себе целью узнать, что представлял собой этот странный раствор, я неизменно выслушивал от них заверения, что Дреббель никому не раскрывал его секрета, равно как ничего не говорил о веществе, из которого раствор приготовлен».

В другом своем трактате – «О пользе экспериментальной натуральной философии» – Бойль писал:
«Как заверяет нас Мерсенн, попытка подводного плавания (по крайней мере на короткое расстояние) была успешно предпринята превосходнейшим Корнелисом Дреббелем; об этом же рассказывали мне оба зятя Дреббеля и многие другие здравомыслящие особы, слышавшие отчет об испытаниях от тех самых людей, которые в течение длительного времени плыли в этой лодке под водой. Они подтвердили, что, хотя в лодке было много людей, им дышалось очень легко, и они не испытывали неудобств из-за отсутствия свежего воздуха...».

Живой интерес к «секрету» Дреббеля проявляли и другие члены Лондонского королевского общества (ЛКО).

В 1663 году бессменный секретарь ЛКО Генри Ольденбург рассказывал французскому любителю наук де Монконису о том, что Дреббель «мог извлечь из воздуха «тонкий спирт», заставляющий падать тяжелые частицы, содержавшиеся в «грубом» воздухе (coarse air), которым мы уже не могли более дышать, и делал его вновь пригодным для дыхания». Посетив вместе с Ольденбургом Кюффлера, де Монконис записал следующий рассказ о Дреббеле:
«Он владел секретом поддерживания воздуха совершенно чистым и постоянно пригодным для дыхания. Поэтому, зная секрет или метод погружения в воду в устройстве, имевшем форму колокола, он мог оставаться там как угодно долго, т. к. владел неким секретом. Воздух в подводном устройстве сразу же становился теплее или грубее или, как он полагал, до некоторой степени расходовался, т. к. в воздухе имеется некая квинтэссенция, которой мы и дышим; она поддерживает в нас жизнь и если отсутствует, то мы, долгое время оставаясь в замкнутом пространстве, умираем; он же восстанавливал воздух с помощью эссенции, которую готовил сам и называл «квинтэссенцией воздуха». При испарении капли этого вещества дышалось с большим удовольствием и легкостью, как если бы мы находились на восхитительном горном склоне».

Полученные Дреббелем результаты нередко упоминаются в протоколах собраний ЛКО в связи с обсуждением проблемы горения и дыхания. Так, запись от 26 июня 1667 года гласит:
«Мистер Бойль сообщил, что знал человека, который, используя известный ему способ, брался пробыть 3 часа под водой без всякого ущерба для себя. Это дает повод для размышлений о том, какого рода вещество делает воздух пригодным для дыхания. Некоторые думают, что он становится непригодным, когда засоряется и захватывается тяжелым паром. По мнению мистера Гука, в воздухе имеется азотистое вещество особого качества, восстанавливающего жизненные силы, и если оно израсходовано, воздух становится непригодным для дыхания».
Следует отметить, что Роберт Гук высказывал аналогичные суждения и ранее: в своей «Микрографии» (1665) он писал о том, что в воздухе содержится особое вещество, подобное веществу, находящемуся в селитре в связанном, «сжатом» состоянии.

Интерес ученых к изобретенному Дреббелем способу дыхания под водой не ослабевал в течение всего XVII столетия. Например, Эдмунд Дикинсон (1624–1707), врач Карла II и Иакова II, писал:
«Я слышал от очень ученых и честных людей, которым можно было полностью доверять, что существует способ приготовления некоего рода газа, с помощью которого можно восполнить отсутствие свежего воздуха, что дает возможность жить в течение длительного времени в небольшом и совершенно закрытом пространстве (space). Они также говорили, что этот способ проверен опытом, проведенным в Лондоне на реке Темзе известным голландцем Корнелисом Дреббелем и заключавшимся в том, что несколько человек оставались долгое время под водой в закрытой лодке, и всякий раз, когда их дыхание становилось затрудненным, оно облегчалось очень быстро, если открывали бутылку и позволяли тем самым содержавшемуся в ней газу выходить наружу; при этом казалось, что в замкнутое пространство вводится свежий воздух».

Особый интерес представляет переписка замечательного французского механика Дени Папена с Христианом Гюйгенсом и Готфридом Вильгельмом Лейбницем, в которой активно обсуждались проблемы дыхания людей в подводной лодке.

2 ноября 1691 года Гюйгенс писал Папену:
«Трубы для возобновления воздуха, которые должны быть укреплены на легком куске дерева, плавающем на поверхности воды, могут, по моему мнению, обнаружить ваше судно при приближении к неприятельским судам, если в это время не царит глубокая темнота. Судно Дреббеля не имело таких труб, как мне рассказал мой покойный отец, побывавший в Лондоне в то время, когда Дреббель сам опускался в Темзу, через довольно долгое время он появился на поверхности в месте, сильно удаленном от места погружения. Говорили, что он имел какое-то средство для возобновления воздуха на своем подводном судне...».
Спустя четыре года, летом 1695 года, к Папену обращается Лейбниц:
«Я хочу сообщить Вам о своем предположении относительно квинтэссенции знаменитого Дреббеля. Это, по всей видимости, был винный спирт, который он сжигал. Ибо нет другой жидкости, которая бы по своей природе в большей степени соответствовала воздуху. И весьма возможно, что пары, выделяемые этим спиртом, могут быть использованы для восстановления воздуха, испорченного дыханием. Никто не может лучше Вас вынести приговор по этому делу, но мне представляется, что использование только этого способа, без введения свежего воздуха извне в течение длительного времени, малоэффективно. Я понял со слов мистера Бойля и дочери Дреббеля, которую я встретил вместе с ее мужем в Лондоне, что лодка Дреббеля проделала значительный путь под водой. Но они не упоминали о использовании при этом внешнего воздуха».
В ответном письме (от 22 августа 1695 года) Папен выражает сомнение относительно правильности гипотезы Лейбница, поскольку его, Папена, эксперименты показали, что пламя винного спирта не улучшает «испорченный» воздух, но, напротив, «портит» его в еще большей степени, как, впрочем, и любое пламя, поскольку потребляет оставшийся свежий воздух.
Лейбниц просит (30 августа 1695 года) подробно рассказать об экспериментах, подтвердивших это умозаключение. Спустя некоторое время, Папен сообщает своему адресату о следующем опыте: лампу, содержащую винный спирт, надо зажечь и поместить в сосуд, а затем его герметично закрыть – вскоре после этого пламя лампы погаснет. Произойдет это потому, что воздух в сосуде испортится и не сможет поддерживать горение.
Характерно, что, сообщая этот общеизвестный факт Лейбницу, Папен не высказал никаких предположений о том, что горение поддерживается какой-то определенной компонентой воздуха. Что же касается квинтэссенции Дреббеля, то Папен вообще сомневался в ее существовании. В книге «Собрание различных рассуждений, касающихся некоторых машин», изданной в 1695 году в Касселе, он писал:
«Подводная лодка Дреббелиуса произвела в мире столько шума, столько авторов о ней высказывались.., что Его сиятельство Карл ландграф Гессенский не пренебрег работой по усовершенствованию этого изобретения. Но чтобы сделать его пригодным для использования, необходимо было преодолеть великое затруднение — обеспечить подачу свежего воздуха для пассажиров судна; говорят, что для этого Дреббелиус нашел способ приготовления некоей квинтэссенции воздуха, посредством которой он мог восстанавливать потерянную силу использованного воздуха таким образом, что последний вновь становился пригодным для дыхания и для поддержания огня, и что достаточно было всего одной капли жидкости в замкнутом объеме воздуха, почти полностью непригодного для дыхания, чтобы сразу же произошло чудесное изменение и дыхание стало бы столь же легким и приятным, как на природе. Однако, по всей видимости, это приготовление квинтэссенции воздуха было скорее обещанием, чем реальным воплощением искусства Дреббелиуса, потому что если бы на самом деле существовал такой секрет, то его машину ввели бы в практику, однако за отсутствием средств обеспечения необходимым для дыхания воздухом, его судно может служить только любознательности».

Итак, приведенные выше сведения (за исключением мнения Папена) позволяют сделать вывод о том, что Корнелис Дреббель, намного опередив Карла Вильгельма Шееле (1742–1786) и Джозефа Пристли (1733–1804), экспериментально открыл способ получения кислорода, изучил его полезные свойства и с замечательной изобретательностью нашел применение своему открытию.
Содержание
Начало

Cамые первые

Корнелий ван Дреббель

Освобожденный кислород

Последователи Дреббеля

Наутилус и другие

Несбывшаяся надежда

Пар и воздух

Давид сокрушает Голиафа

Cудьба таланта

Обращение к электричеству

Электрические подводные лодки

На пороге перемен

Первенцы подводного флота России

На базе дизеля

В поисках единого двигателя

Накануне мировой войны

Удары из под воды

На что затрачивается мощность?

В чем суть проблемы?

Cовершенно секретно...перекись водорода

Диктует обстановка

Чудо не состоялось

Вторая жизнь идеи

И снова дизель-электрические

На пределе возможного

На атомной энергии

Не мощностью единой

Новые корабли-новые проблемы

Прорыв в глубину

Без права отставать

Реабилитация водометного движителя

В разных направлениях

Практически бесшумные

К патентам природы


Доступ

Компания
Московская Сотовая
Связь


Хостинг

Компания Зенон

Реклама






Сайт | История | Флот | Железо | Люди | Информация | Литература | Галерея | Общение | Ссылки | Контакты
РПФ | Стапель | К-141 | Гаджиево | Морское Братство | В. Королюк | Н. Курьянчик | А. Покровский | Модели ПЛ
о3он Rambler's Top100

Хостинг предоставлен компанией Zenon. Email: info@zenon.ru
© Copyright 1997-2001 by Submarina.Ru. Email: podlodka@aha.ru