Статья №7.

КТО ИЗОБРЕЛ ПЕРИСКОП

 

А. Тарас

 

Слово «перископ» переводится с греческого языка как «смотреть вокруг». Это оптический прибор для наблюдения из укрытий (окопов, блиндажей, развалин), из танков и других бронемашин, а главное – из подводных лодок. Здесь я рассматриваю только перископы для подводных лодок.

Во времена борьбы с «космополитами» и с «низкопоклонством перед Западом» (1949—1953 гг.) борзые авторы приписывали отечественным гениям изобретение всего на свете. Вот и генерала Карла Андреевича Шильдера они назвали изобретателем «первого в мире перископа» для его «первой в мире металлической подводной лодки»». Например, об этом мимоходом писал Владимир Лупач в своей двухсот страничной книжке «Русский флот – колыбель величайших открытий и изобретений” (Москва: издание ДОСААФ, 1952).

С тех пор прошло около 70 лет. Казалось бы, что все точки над “i” давно расставлены. Но и сейчас нет-нет, да появляются в интернете заявления о том, что «первый в мире перископ изобрел российский инженер-генерал Карл Шильдер». Или, в более скромном варианте, – «Шильдер изобрел первый перископ в России».

Однако эти утверждения не соответствуют действительности.

Самый первый перископ в мире придумал и серийно изготовлял в 1430-е годы (за 400 лет до Шильдера!) немецкий первопечатник и ювелир Иоганн Гутенберг (ок. 1399—1468). Свои устройства он продавал в городе Аахен (Aachen) паломникам, чтобы они могли видеть в толпе поверх голов впереди стоящих людей религиозные сцены (мистерии) на площади перед ссобором.

Перископ Гутенберга представлял собой узкую коробку прямоугольного сечения, вытянутую по вертикали. В верхнем и нижнем концах коробки были закреплены зеркальца, наклонённые на 45° относительно линии горизонта. Зеркальца дважды изменяли ход световых лучей и благодаря этому человек мог видеть объект, закрытый от него препятствием.

В 1644 г. французский монах Марин Мерсенн (Marin Mercenn; 1588—1648) в своей книге «Физико-математические рассуждения», в параграфе под названием «О судах, плавающих под водой» изложил идею применения камеры-обскуры (camera lucida) для рассматривания предметов, находящихся на поверхности воды неподалеку от подводной лодки, погруженной на небольшую глубину.

В 1647 г. астроном и механик Иоганн Гевел (на латыни Johannes Hevelius; 1611—1687) из немецкого вольного города Данциг издал книгу «Selenographia sive Lunae description» (Селенография, или описание Луны). В ней он, помимо многого другого, описал зеркальный перископ с линзами, которому дал название «полемоскоп». (Рис. 1). В этой же книге Гевел впервые предложил использовать перископ на войне – для наблюдения за объектами из укрытий.

Российский ученый и изобретатель Михаил Ломоносов (1711—1765) в своих неопубликованных записках периода 1763—64 гг. описал устройство оригинального зеркального перископа. (Рис. 2).

Он хотел снабдить свой прибор двумя полезными механизмами. Один из них должен был менять угол наклона верхнего зеркала с целью наводки на рассматриваемый объект по вертикали. Другой механизм, состоявший из червячной шестерни, охватывающей трубу перископа, и червячного винта, позволял вращать трубу на 360 градусов, чтобы обозревать весь горизонт. Поэтому Ломоносов назвал этот прибор «горизонтоскопом».  

В 1798 г. французский изобретатель, некий Мартнер, подал в морское министерство страны проект подводной лодки. Описывая её устройство, он упомянул и перископ. Мартнер предлагал использовать для обнаружения вражеских кораблей длинную круглую трубку, верхний конец которой находится выше уровня воды. Принцип устройства этой зрительной трубки был аналогичен зеркальному перископу Гутенберга, но Мартнер дополнил его двумя стеклами. Стекло в верхней части трубки защищало зеркало от заливания водой, а в нижней части изобретатель предусмотрел простейший окуляр для удобства наблюдения.

По сообщениям ряда источников, в 20-е годы XIX века в Париже, на набережной Сены где-то в районе королевского дворца Лувр действовал платный аттракцион «Магические зеркала». За небольшую плату любой желающий мог рассматривать предметы, закрытые от него каменным блоком.

Устройство представляло собой зрительную трубу, разрезанную в середине на две части. Между обеими частями находился каменный блок. Но благодаря четырем плоским зеркалам, размещенным под углом 45 градусов друг к другу, можно было видеть предмет, закрытый от наблюдателя камнем. (Рис. 3). Таким образом, это был перископ, но не вертикальный, а горизонтальный. 

В 1828 году студент Медико-хирургической академии в Санкт-Петербурге Казимир Черновский (1791—1847), по происхождению – шляхтич из Минской губернии, был заключен в Петропавловскую крепость за участие в тайном патриотическом обществе. Члены общества ставили целью восстановление независимости своего Отечества – Великого княжества Литовского, Русского, Жамойтского и иных – захваченного царской Россией в ходе так называемых «разделов Речи Посполитой» в 1772—1795 гг. Естественно, власти империи считали подобный замысел государственным преступлением. 

Пребывая в тюрьме, Черновский к 1832 г. разработал детальный проект большой металлической подводной лодки и целого ряда устройств для неё, в том числе перископа зеркального типа, выдвигающегося и поворачиваемого изнутри корпуса субмарины.

В 1834 году российский инженер-генерал Карл Шильдер (1785—1854) построил в Санкт-Петербурге металлическую подводную лодку своей конструкции. В кормовой наблюдательной башенке лодки изобретатель установил зеркальный перископ. (Рис. 4). Он представлял собой частично поворачиваемую влево и вправо короткую медную трубу с зеркалами в верхнем и нижнем коленах, установленными под углом 45 градусов к горизонту.

Следует отметить, что общую схему устройства подводной лодки (металлический корпус, наблюдательную башенку, складывающиеся гребки, зеркальный перископ, насос-вентилятор. мину для подведения к днищу вражеского корабля) Шильдер позаимствовал у К. Черновского. С чертежами и описанием его субмарины Шильдера познакомил военный инженер, генерал-майор П.П. Базен, составлявший экспертное заключение по проекту Черновского*.

/* Пьер-Доминик Базен (1786—1938) был француз, поступивший на русскую службу. В России его называли Петром Петровичем. /

В ходе длительных испытаний (7 лет, с 1834 по 1841 гг.) стало ясно, что командир лодки не способен ориентироваться ни через иллюминаторы в наблюдательных башенках, заливаемых водой, ни с помощью перископа. Изображение предметов в перископе получалось в том же масштабе, что и невооруженным глазом, но с размывкой их контуров. А поле зрения было невелико.

Пришлось К. Шильдеру самому подавать команды рулевому в лодку через каучуковую переговорную трубку. При этом он находился «на палубе, погруженный в воду по грудь в одежде из непроницаемой водою ткани» и в ботинках со свинцовыми подошвами. Позже он подавал команды из гребного катера:

«…генерал-адъютант Шильдер, следуя непосредственно за подводной лодкой, с катера направлял ея ход приказанием чрез разговорную трубку, укрепленную в башне лодки, класть руль по его усмотрению – вправо или влево».  

Таким образом, Шильдеру предшествовали проекты перископов И. Гутенберга, М. Мерсенна, И. Гевеля, М. Ломоносова, Мартнера, К. Черновского и, несомненно, некоторых других изобретателей. Называть его «первым в мире» или хотя бы «первым в России» нет оснований. Вдобавок, перископ Шильдера оказался практически непригодным. 

В апреле 1845 г. гражданка Соединенных Штатов Сара Матер (Sarah Mather; 1796—1868) получила патент на «подводный телескоп». Это был как бы «перископ наоборот». С помощью устройства С. Матер можно было с поверхности воды (например, с палубы водолазного бота) осматривать подводные препятствия, затонувшие корабли, искать донные и якорные мины. (Рис. 5). Кстати говоря, в «телескоп» была встроена лампа для освещения пространства возле объектива. Изобретение талантливой женщины получило широкое распространение в середине XIX века. 

В 1854 г. Ипполит Мари-Дэви (Hippolyte Marie-Davy; 1820—1893), профессор физики университета во французском городе Монпелье, разработал проект подводной лодки «Эро» (Herault) с электрическим двигателем. Для своей лодки он предусмотрел частично втягивающийся в корпус лодки, но не вращающийся перископ. Перископ состоял из вертикальной трубы с двумя маленькими зеркалами, закрепленными на каждом конце под углом 45 градусов, и двух линз. Понятно, что если бы лодку построили, то этот перископ (как и перископ Шильдера) не дал бы возможности управлять её движением. 

В 1859 г. голландcкий художник и архитектор Пауль Тетар ван Эльвен (Paul Tetar van Elven; 1823—1896) подал патентную заявку на проект полуподводного корабля с паровой машиной и с бронированной верхней палубой, вооруженного буравом с приводом от машины. Для него он сконструировал перископ зеркального типа с линзами, поворачиваемый на 360 градусов. Проект ван Эльвена перископа часто упоминается в литературе. 

В 1864 г. офицер флота США Томас Х. Доути (Thomas H. Doughty; умер в 1896 г.) применил зеркальный перископ на войне. Во время кампании на Красной реке (Red river) в штате Луизиана в марте – мае 1864 г. он служил на речном колесном мониторе «Оsage». Корабль был вооружен двумя орудиями калибра 279 мм в одной башне и очень низко сидел в воде – это видно на фотографии. (Рис. 6).

Солдаты конфедератов с высокого берега реки постоянно обстреливали корабли федералов из ружей и легких орудий, а те не могли видеть их ни сквозь смотровые щели башен, ни через иллюминаторы в палубных надстройках кораблей. Тогда Доути взял кусок металлической трубы, вставил с обоих её концов небольшие зеркала и продел трубу через крышу башню. Этот перископ дал возможность артиллеристам монитора вести прицельный огонь по береговым целям. Перископ Доути быстро приобрел популярность не только на кораблях речных флотилий, но и среди солдат в окопах.

В 1872 г. инженер бельгийской армии П. Доденар построил одноместную подводную лодку с мускульным приводом. За основу её проекта он взял подводную лодку «Черепаха» (Turtle), которую почти за 100 лет до него (в 1775 г.) построил американец Дэвид Бушнелл (David Bushnell; 1740—1826).

Для того, чтобы подводник мог наблюдать обстановку на поверхности воды, Доденар сконструировал перископ, в котором заменил зеркала стеклянными призмами, а также сделал к нему объектив и окуляр. Призматические перископы стали важным шагом в развитии военной оптики, но распространение они получили только в ХХ веке. (Рис. 7).

Российский изобретатель польского происхождения Стефан Джевецкий (1843—1938) на своих подводных лодках образцов 1879 и 1884 гг. установил неподвижный призматический перископ П. Доденара в водонепроницаемом кожухе. Вопреки заявлениям некоторых современных авторов, этот перископ не вращался. Но его можно было выдвигать вверх примерно на 40 см и втягивать обратно из наблюдательной башенки субмарины. (Рис. 8).

Лейтенант испанского флота Исаак Пераль (1851—1895) в 1888 г. построил по своему проекту подводную лодку, которую так и назвал – «Peral». Для неё он сконструировал оригинальную «оптическую башню непрямого видения». Перископ в виде стационарной конусообразной башенки через систему линз и зеркал проецировал изображение надводной остановки на «курсовой стол», позволявший командиру субмарины видеть цель и определять её курсовой угол, а также дистанцию до неё. (Рис. 9). Однако субмарина «Пераль» имела много конструктивных недостатков и после двух лет испытаний её сдали в порт.

Сейчас трудно установить, кто самым первым создал по-настоящему работоспособный перископ для подводных лодок. Французы уверяют, что первыми были они. Правда, история с их перископами не вполне ясна.

В сентябре 1888 г. была спущена на воду экспериментальная подводная лодка «Угорь» (Gymnote) с электромотором, построенная по проекту инженера Густава Зедэ (1825—1891). Его друг, военный инженер Артур Кребс (Arthur Constantin Krebs; 1850—1935) изготовил для неё зеркальный перископ с линзами. Но уже первые испытания в море показали, что он не дает четкого изображения целей, а поле обзора весьма ограничено. От перископа Кребса пришлось отказаться.

В июне 1891 г. на воду сошла со стапеля вторая французская экспериментальная лодка «Густав Зедэ» (её назвали в честь конструктора, погибшего в начале того года).  

Инженер Гастон Ромацотти (Gaston Romazotti; 1855—1915), который достраивал субмарину после гибели Г. Зедэ, установил на ней неподвижный зеркальный перископ с двояковыпуклыми линзами (так называемый клептоскоп) высотой один метр. Он обеспечивал панорамный обзор вперед в секторе 40 градусов (по 20 градусов влево и вправо от оси корабля) и до 7 градусов вверх над поверхностью воды.

У клептоскопа лучи света, проходившие через линзу, отражались призмой вниз по трубе, усиливались двояковыпуклой линзой, затем проходили через вторую призму и фокусировались на бумажном экране перед рулевым в лодке. Изображение на экране давало ему представление о том, что находится впереди по курсу. Практика показала, что этого совершенно недостаточно.

Тогда лодку в 1895 г. дополнительно оснастили зеркальным перископом с линзами. Его создали офицеры флота Рене Давелюй (Rene Daveluy; 1863—1939) и Луи-Ипполит Вайолет (Louis-Hippolyte Violette; 1869—1950). (Рис. 10). Позже, став адмиралом, Давелюй писал в своих «Воспоминаниях»:

«Надо было вылечить подводную лодку от слепоты. (...) Я пришел к выводу, что перископ на «Gustave Zede» должен иметь высоту не менее 3,5 м. Что касается диаметра, то чем меньше, тем лучше, чтобы обеспечить меньшее сопротивление движению. Желательно, чтобы диаметр не превышал 8 см. Я понимал проблему, но у меня не было её решения. (...)

Тогда я призвал на помощь лейтенанта Вайолета, второго после Густава Зедэ, для которой не было секретов в науке. (...) Вайолет разработал научное обоснование и решил технические вопросы. После этого нам осталось лишь изготовить само устройство. (…) Увы, первое испытание нас разочаровало. Тогда мы с Вайолетом решили модифицировать устройство. Для этого отвинтили окуляры от моего бинокля и установили их на трубу перископа. Посмотрев в окуляр, мы убедились, что решение непрямого зрения через толщу воду найдено».

Фабрикант Жюль Карпантье (Jules Carpentier; 1851—1921) на своем оптическом заводе изготовил с 1905 по 1919 годы более 80 перископов конструкции Давелюя – Вайолета для подводных лодок французского флота.  

Американские же историки техники утверждают, что первым был Саймон Лейк (Simon Lake; 1866—1945). Действительно, он самым первым спроектировал и построил большой линзо-призматический перископ, который в 1902 г. установил на своей подводной лодке «Protector» (Защитник). Лейк назвал его «омнископ» («всевидящий»). (Рис. 11—13). Линзы увеличивают изображение рассматриваемого объекта («приближают» его к наблюдателю), а призмы обеспечивают четкость «картинки». (Рис. 14).  

В Англии создателем перископа современного типа считают Говарда Грабба (Howard Grubb; 1844—1931), инженера-оптика, владевшего оптической фабрики в Дублине. Грабб также известен телескопами для астрономических наблюдений. Однако он начал производить перископы не ранее 1905 года, т.к. первые две серии британских субмарин, спущенные на воду в 1901—1905 гг. были весьма примитивными и перископов не имели. (Рис. 15).

В Италии роль первопроходца отдают инженеру Паоло Триульци (Paolo Triulzi; 1860—1945). В период 1905—1918 гг. перископы его конструкции получили все подводные лодки, спроектированные Чезаре Лауренти: типа «Глауко» (1905.), типа «Фока» (1908), типа «Медуза» (1911), типа «Балилья» (1915), типа «Аргонавт» (1914), типа «Ф» (1916), типа «Пачинотти» (1916), типа «Прована» (1917). (Рис. 16.)  

В Германии перископы для подводных лодок производила знаменитая фирма оптики «Карл Цейсс» в городе Йена. Инженеры фирмы начали с перископа С. Лейка, у которого фирма купила лицензию в 1907 г., но затем значительно усовершенствовали исходный образец*. В частности, они сделали трубу перископа двойной. Более прочная внешняя защищала от давления набегающей воды внутреннюю трубу, где была размещена линзо-призматическая система. Они также увеличили длину перископа.

/* Основатель фирмы Карл Цейсс умер ещё в 1888 г. /  

Дело в том, что чем больше глубина погружения, тем меньше возмущение поверхности воды от её движения и тем лучше она защищена от артиллерийского огня и тарана. К тому же, чем глубже плывет подводная лодка, тем легче ею управлять.

По этим причинам во время войны 1914—1918 гг. длина перископа постоянно увеличивалась, а размеры верхнего торца неуклонно уменьшались. Увеличение длины потребовало, в свою очередь, увеличения диаметра внутренней трубы для ограничения амплитуды колебаний, неизбежно возникающих при подводном движении.

Для немецких «у-ботов» фирма «Карл Цейсс» изготовляла перископы длиной 7 метров, с диаметром внутренней трубы 15 см, тогда как диаметр верхней части (76 см) внешней трубы составлял 3 см.

Перископы британских субмарин постройки 1917—19 гг. были ещё длиннее – 30 футов (9,14 м). Диаметр внутренней трубы тоже составлял 15 см (5,9 дюйма, а верхние 3 фута внешней трубы имели диаметр 5,1 см (2 дюйма).

К лету 1916 года новейшие перископы уже состояли из трех основных частей: трубы с оптикой, тумбы с сальниками и механизма подъема/опускания.

При этом внешняя труба перископа проходила через два сальника: в верхней части тумбы и в корпусе самой лодки. Командир, находившийся в центральном посту, смотрел в окуляр, перпендикулярно прикрепленный к нижней части трубы и видел, что происходит на поверхности, управляя подводной лодкой на глубине от 4,5 до 7,5 м.

Перископ никогда не держали постоянно поднятым. Специальный механизм поднимал или опускал перископ со скоростью 6—8 метров в минуту.

Поле зрения обычно составляло 40° при 15-кратном увеличении. Следовательно, надо было смотреть через перископ по кругу, проводя наблюдение с разных пеленгов. Это делали одним из двух способов: вращая оптическую систему внутри внешней трубы, либо, что бывало чаще, вращая весь перископ. 

Из-за близости к магнитному компасу весь перископ должен быть немагнитным. Поэтому его трубы делали из высокопрочной бронзы, а затем перешли на хромоникелевую сталь, хотя она намного дороже бронзы.

Своего совершенства перископ достиг в конце 1930-х годов, то есть к началу Второй мировой войны. Его основой была всё та же труба, но оптика в ней стала намного сложнее и качественнее. (Рис. 18—19)  

Обычно подводные лодки имели два перископа: командирский и зенитный. Командирский служил для определения расстояния до цели, пеленга и своего курсового угла на нее, курсового угла цели и ее скорости.

Зенитные перископы отличаются от командирских углом вертикального наведения (до 90°) и большей светосилой, что делало их предпочтительными при наблюдении в сумерках и ночью. (Рис. 20).

В XXI веке новейшие подводные лодки уже не имеют перископов. Их заменили гидроакустические и электронные локаторы с компьютерной обработкой данных.

Перископы и их составные части. Из книги И. Гевела «Селенография» (1647)       «Магические зеркала» (начало XIX века) действовали по принципу перископа


Макет подводной лодки К. Шильдера с перископом в кормовой наблюдательной башенке.|    «Горизонтоскоп» М.В. Ломоносова (около 1763 г.) Набросок изобретателя

 На некоторых рисунках и макетах перископ неправильно размещают в носовой башенке. |











«Перископ наоборот» Сары Матер (1845). Рисунок из патента                 Речной монитор «Osage», в башне которого Т. Доути установил перископ (1864)  




 







Типы перископов: А – зеркальный; В  – призматический                                            Линзо-призматические перископы: А– 4 линзы; Б – 5 линз 

Перископ П. Доденара на подводной лодке С. Джевецкого                                             «Оптическая башня» И. Пераля на его подводной лодке 

Перископ И. Вайолета и Р. Давелюя для подводной лодки «Gustave Zede»      Омнископ С. Лейка на подводной лодке «Protector» (1902)

Верхняя часть омнископа, выступвшая из рубки «Защитника» (1902)                                                      «Омнископ» С. Лейка в музее


Омнископ С. Лейка периода Первой мировой войны                                               Английский перископ периода 1910-х гг.










Командир советской подводной лодки К-3 капитан 2 ранга К.И. Малофеев у перископа (лодку потопили 21 марта 1943 г. вместе со всем экипажем немецкие катера-охотники своими глубинными бомбами



Примерно так подводник видел цель в перископ во время войны 1914—1918 гг.   


Итальянский перископ конструкции П. Триульци   

 Перископы 1980-х гг.

 .