Den första ubåten: en historia om undervattensstrid

Det sägs att vi vet mindre om havsbotten än om månens yta. Men den kunskap vi har om havsbotten kommer från vår användning och uppfinning av ubåtar. Ubåtarna är också kraftfulla i militära tillämpningar och har gjort det möjligt för människor att göra saker under vattnet som tidigare var otänkbara.

Som med många moderna uppfinningar är ubåtens historia ungefär som en berg- och dalbana, med framsteg och bakslag längs vägen. Vi börjar med den första ubåten

Vad var den första militära ubåten?

Den första undervattensfarkosten som konstruerades och byggdes för militären var Yefim Nikonovs skapelse. Nikonov var en analfabetisk skeppsbyggare utan formell ingenjörsutbildning, men lyckades ändå övertyga Peter den store av Ryssland att finansiera flera experiment och till slut bygga en ubåt i trä. Morel betecknades som ett "smygfartyg" och flera versioner av ubåten testades.

När uppfanns den första ubåten?

Den experimentella ubåten, som beställdes av Peter den store, kallades Morel färdigställdes 1724. Den var cirka sex meter lång och sju meter hög. Den var tillverkad av trä, järn och tenn och använde läderpåsar som kunde fyllas och tömmas som ballast. Den var avsedd att innehålla "eldiga kopparrör" som skulle stiga upp ur vattnet och bränna fiendens fartyg ovanför, samtidigt som den också hade en luftsluss utformad för dykare att komma in och ut ur.

Tyvärr under testning i Neva, Morel Männen i skrovet kunde fly, men det gick inte att skapa en ny version - när tsar Peter dog förlorade Nikonov sin finansiering och återgick till att vara skeppsbyggare i Astrakhan vid Kaspiska havet.

Ubåten "Sköldpaddan

Även om Sköldpadda var inte den första militära ubåten som konstruerades, men den var den första som byggdes i Amerika och den första som påstods användas i sjökrigföring. 1775 byggdes den för att fästa sprängämnen på skrovet på ett fientligt fartyg och hade plats för en enda man.

David Bushnell var lärare, läkare och krigsingenjör och arbetade för amerikanerna under det amerikanska frihetskriget. När han studerade vid Yale utvecklade han en sprängladdning som kunde detoneras under vattnet. Han trodde att han kunde använda denna anordning för att öppna de brittiska flottblockaderna och började arbeta med att utforma en undervattensfarkost som skulle göra det möjligt för en soldat att smyga upp på fartyg ochResultatet av ett års design och experimenterande blev en glödlampsliknande behållare som kallas Sköldpadda .

Bushnell hade sannolikt tagit del av Cornelius Drebbels arbete, som hade skapat en fungerande ubåt 150 år tidigare. Bushnells design byggde vidare på kunskaperna från detta, samt många tekniska framsteg sedan dess, och inkluderade den första undervattenspropellern, interna instrument målade med bioluminescerande rävgift och fotdriven vattenballast. Bushnell fick stöd av urmakaren IsaacDoolittle, som troligen tillverkade instrumenten och smidde propellern för hand.

Bushnell stod i direkt kontakt med revolutionens ledare och skrev till Benjamin Franklin att Sköldpadda skulle "konstrueras med stor enkelhet och enligt naturfilosofiska principer." Efter att ha rekommenderats av Connecticuts guvernör Jonathan Trumbull avsatte George Washington medel för att säkerställa att projektet slutfördes, och Bushnells bror Ezra började utbilda sig till pilot för fartyget.

År 1776 valdes ytterligare tre sjömän ut och tränades i att använda Turtle, och efter bara två veckor var de redo att testa den i strid. Den skickades till New York för att sänka det brittiska krigsfartyget HMS Eagle.

Det enskilda stridsuppdraget för Turtle

Klockan 11.00 den 6 september 1776 gav sig sergeant Ezra Lee iväg mot Örn Mellan att ständigt behöva stiga (på grund av att endast tjugo minuters luft fanns tillgänglig i fartyget) och att vara trött av den fysiska ansträngningen att styra tog ubåten två timmar att göra den korta resan till britternas fiendefartyg. Väl där stod Lee dock inför ett större problem. Efter att ha tänt sprängämnet vägrade anordningen att fastna på skrovet.

Enligt rapporter upptäckte brittiska soldater fartyget och Lee beslutade att det var bäst att utlösa sprängladdningen och komma undan. Han hoppades att soldaterna skulle undersöka anordningen och "därmed skulle alla sprängas till atomer." Istället drog sig britterna tillbaka något och laddningen drev ut i East River innan den exploderade utan att orsaka någon skada.

Medan amerikanska militära register idag registrerar detta som det första dokumenterade stridsuppdraget med en ubåt, finns det inga uppgifter om explosionen i brittisk historia. Detta har fått vissa historiker att ifrågasätta den historiska korrektheten och om historien istället var ett propagandaarbete. Detta argument stärks av det faktum att det inte gjordes några andra försök med Sköldpadda , och det ursprungliga fartygets öde är okänt.

I ett brev till Thomas Jefferson 1785 skrev George Washington: "På grund av svårigheten att leda maskinen och styra den under vatten på grund av strömmarna och den därav följande osäkerheten att träffa destinationsobjektet utan att ofta stiga över vattnet för ny observation, som när den är nära fartyget, skulle utsätta äventyraren för en upptäckt, & nästan till visshetdöd - Till dessa orsaker har jag alltid tillskrivit att hans plan inte genomfördes, eftersom han inte ville ha något som jag kunde tillhandahålla för att säkra dess framgång."

En kopia gjord efter originalritningarna av den experimentella ubåten kan nu ses på Connecticut River Museum i Essex.

Cornelius Drebbels undervattensfarkost

Cornelis Jacobszoon Drebbel var en nederländsk uppfinnare som 1604 fick betalt för att flytta till England och arbeta direkt för James I. Han tillbringade en tid som lärare för Rudolf II och Ferdinand II, men han återvände också till England för att fortsätta arbeta på sina större uppfinningar.

Bland Drebbels många uppfinningar fanns en självreglerande kycklinginkubator, ett luftkonditioneringssystem och kvicksilvertermometern. Drebbel är känd för slipningen av mycket exakta linser och skapade också det första sammansatta mikroskopet.

Drebbels ubåt utvecklades för den engelska flottan och är den första som kunde styras inifrån fartyget och den första som hade en inre syretillförsel. Följande utdrag ur den holländske poeten Constantijn Huygens självbiografi beskriver ett av testerna av Drebbels fantastiska maskiner:

[...] Han höll kungen och flera tusen Londonbor i största spänning. De allra flesta av dessa trodde redan att mannen som på ett mycket skickligt sätt hade förblivit osynlig för dem - i tre timmar, enligt ryktet - hade gått under, när han plötsligt steg upp till ytan ett stort avstånd från där han hade dykt ner och tog med sig de många följeslagarna från sitt farliga äventyr tillvittnar om att de inte hade upplevt några problem eller rädsla under vattnet, utan hade suttit på botten, när de så önskade, och hade stigit upp när de ville göra det[...] Av allt detta är det inte svårt att föreställa sig vilken nytta denna djärva uppfinning skulle göra i krigstid, om på detta sätt (en sak som jag flera gånger har hört Drebbel påstå) fiendens fartyg som låg säkert för ankar skulle kunnaattackeras i hemlighet och sänkas oväntat.

Drebbels ubåt var tillverkad av trä och läder, styrdes av åror och kunde öka sin syretillförsel genom att bränna salpeter. Den använde en kvicksilverbarometer för att mäta hur djupt den befann sig under vattnet. Vissa källor hävdar till och med att James I testade enheten och blev den första monarken att resa under vattnet!

Man vet inte mycket om vad som hände med Drebbel och hans ubåt. Det sista decenniet av Drebbels liv har inte dokumenterats, och han avled 1633 som ägare till en pub.

Var Nautilus den första ubåten?

På intet sätt var den franska Nautilus Den första ubåten, men också den första som lyckades attackera ett annat fartyg under tester. Den konstruerades av den amerikanske uppfinnaren Robert Fulton och var först avsedd för den franska flottan, och senare togs ritningar fram för den engelska flottan.

Robert Fulton, amerikansk uppfinnare

Robert Fulton var en ingenjör från 1700-talet. Han är mest känd för att ha byggt den första kommersiella ångbåten, men han utvecklade också några av de första torpederna till sjöss, arbetade med utformningen av Erie-kanalen och visade upp den första panoramamålningen för Paris befolkning.

År 1793 fick Fulton i direkt uppdrag av Napoleon Bonaparte att designa och skapa en ubåt för den franska flottan. När Napoleon avbröt projektet anlitades Fulton av britterna för att designa deras egen ubåt innan han återvände till Amerika. Där designade han världens första ångdrivna krigsfartyg samtidigt som han startade sin egen kommersiella ångbåtsverksamhet.

Sedan hans död 1815 har den amerikanska flottan uppkallat fem olika fartyg efter marininnovatören, och en staty har rests vid kongressbiblioteket, där han placeras bredvid Christopher Columbus.

Innovationen av Nautilus

Den Nautilus var kulmen på all tidigare forskning om ubåtar. Den drevs under vattnet av en handdriven skruv. När den kom upp till ytan kunde den hissa ett hopfällbart segel som var utformat efter kinesiska fartyg som Fulton tidigare hade studerat. Den hade en observationskupol och horisontella fenor, tillägg som finns kvar i ubåtskonstruktioner idag. Nautilus använde en "snorkel" av läder för att få luft.

Ubåten hade en "kadavermina" med en unik design - ubåten avfyrade en harpunliknande spets mot ett fientligt fartyg och förband de två fartygen med ett rep. När ubåten rörde sig tillbaka drog repet minan mot målet och den exploderade.

Nautilus krävde en besättning på tre personer, som kunde överleva över fyra timmar under vattnet. Senare konstruktioner för britterna tillät en besättning på sex personer och skulle innehålla tillräckligt med proviant för att klara 20 dagar till havs på ytan och upp till sex timmar i följd under vattnet.

Nautilus testades första gången år 1800. Två män som arbetade med skruven kunde uppnå högre hastigheter än två roddare på ytan, och den lyckades dyka under 25 fot. Ett år senare testades den i strid och förstörde en 40-fots sloop som erbjudits som testmål. Detta är den första beskrivningen av ett fartyg som förstörs av en ubåt.

Tyvärr hade Nautilus problem med läckage, och efter ett särskilt dåligt test i närvaro av självaste Napoleon skrotades experimenten. Fulton lät montera ned prototypen och förstörde alla maskiner som skulle kunna användas i framtiden.

Raketer, dykare och den första framgångsrika ubåtsattacken

Det gjordes många stora framsteg inom militära ubåtar under början till mitten av 1800-talet. En rysk ubåt som byggdes 1834 var den första som utrustades med raketer, även om de aldrig passerade experimentstadiet.

Den Submarin utforskare som byggdes av Julius H. Kroehl 1863, hade en tryckkammare som gjorde att dykare kunde komma och gå från undervattensfarkosten. Den användes inte som en militär ubåt utan som ett fartyg för pärldykning i Panama. Submarin utforskare satte också nya rekord genom att dyka under 100 fot.

Den första framgångsrika användningen av en ubåt i strid var CSS Hunley En konfedererad ubåt under det amerikanska inbördeskriget, som använde torpeder för att sänka USS Housatonic , ett krigsfartyg som hade 12 stora kanoner och blockerade inloppet till Charleston. Fem sjömän omkom vid förlisningen.

Olyckligtvis, efter att ha undkommit detta möte Hunley Mellan dessa män och de många sjömän som dog under testerna förlorade de konfedererade totalt 21 liv.

Den Hunley återupptäcktes 1970 och restes slutligen 2000. Dess kvarlevor kan idag beskådas på Warren Lasch Conservation Center.

De första mekaniska ubåtarna

Det franska fartyget Plongeur var tekniskt sett den första mekaniska ubåten som använde en tryckluftsmotor. Den konstruerades 1859 och sjösattes fyra år senare, men dess konstruktion gjorde den tyvärr nästan omöjlig att kontrollera.

Dock har Plongeur spelade en viktig roll i ubåtarnas historia och kultur - en modell av ubåten visades på världsutställningen 1867, men den betraktades av Jules Verne, som senare skulle skriva den klassiska Sci-Fi-boken Tjugo tusen lejd under havet. Den populära boken ökade allmänhetens intresse för ubåtar och undervattensutforskning, vilket gjorde det lättare för senare ingenjörer attfå finansiering för sina experiment.

Efter att ha misslyckats som ubåt ombyggdes fartyget till vattentankfartyg och behöll den rollen tills det togs ur drift 1935.

Under 1870- och 80-talen experimenterade ingenjörer runt om i världen med både luft- och ångmaskiner, med ubåtar som Ictineo II, Resurgam, och Nordenfelt I . den Nordenfelt blev också den första undervattensfarkosten med beväpnade torpeder och kulsprutor. En senare design av denna ubåt, med namnet Abdülhamid skulle bli den första att avfyra torpeder från undervattensläge.

I slutet av 1800-talet experimenterade man också med batteridrivna ubåtar, t.ex. Goubet I och Goubet II På grund av de begränsningar som fanns för batterier vid den tiden skrotades dock dessa projekt eftersom de hade för kort räckvidd.

Den första dieselubåten

Under 1900-talet började man använda bensin- och sedan dieseldrivna ubåtar. 1896 konstruerade John Holland ett fartyg med diesel- och batteridrift som skulle bli prototypen för den amerikanska flottans första ubåtsflotta. Dessa ubåtar av Plunger-klassen skulle bli de första som sattes in på regelbundna uppdrag för att stödja hamnförsvarssystemen i Filippinerna.

John Holland, den moderna ubåtens fader

John Philip Holland var en irländsk lärare och ingenjör. Holland föddes 1841 som barn till en medlem av kustbevakningen och växte upp med båtar. Han utbildades av de irländska kristna bröderna och undervisade i matematik tills han var 32 när han blev sjuk. Hans mor och bröder hade nyligen flyttat till Boston, så Holland beslutade sig för att flytta till dem där vädret var något bättre för hans hälsa.

När han anlände till Amerika föll han tyvärr illa på en isig gångväg. Han låg på sjukhus och tänkte på de ritningar han hade gjort sedan han var 18 år - ritningar till en ny form av ubåt. Med finansiering från irländska revolutionärer byggde Holland denna första ubåt och förbättrade den senare för att skapa The Fenian Ram.

Holland och hans irländska finansiärer blev oense om finansieringen, och revolutionärerna kunde inte få fartyget att fungera utan uppfinnarens hjälp. Holland kunde dock använda sina experiment för att få den amerikanska flottans uppmärksamhet. Hans konstruktion, som använde bensin- och elmotorer, kunde färdas nästan 30 miles under vatten, mycket längre än något som flottan tidigare hade kunnat tillverka. Den 11 april 1900,USA köpte Holland VI för 160 000 dollar och beställde ytterligare sju ubåtar av "A-klass" för att byggas.

Holland dog 1914 vid 73 års ålder. Innan han gick bort hann han få höra att hans fartyg användes i strider utomlands.

USS Holland

Den Holland VI eller USS Holland var den första moderna ubåten som beställdes av US Navy. Även om den aldrig själv deltog i strid användes den som prototyp för den första flottan, som skulle användas på de filippinska öarna under första världskriget.

Den Holland var ett 16 meter långt fartyg med en besättning på sex personer, ett torpedtub, två reservtorpeder och en pneumatisk "dynamitkanon". Det kunde färdas 35 miles under vattnet med en hastighet på 5,5 knop och kunde dyka över 20 meter på djupet. Det rymde 1 500 gallon bensin och använde en batteridriven 110-volts motor under vattnet.

Den Holland användes främst som prototyp för senare ubåtar och som experimentfartyg för att samla in data och förbättra taktiska kunskaper. Under en kort tid 1899 var den baserad i New Suffolk med fem av sina ättlingar, vilket gjorde basen till den första officiella ubåtsbasen i USA:s historia. Den flyttades sedan till Rhode Island, där den användes för träning tills den togs ur drift 1905.

Baserat på utformningen av Holland skapade den amerikanska flottan ytterligare fem ubåtar i "Plunger"- eller "Adder"-klassen. Dessa versioner var större, med kraftfullare elmotorer och större batterier. De var dock inte helt problemfria. Ventilationen för bensinmotorn var dålig, djupmätaren gick bara till trettio fot och det var ingen sikt under vattnet. Även om dessa fartyg deltog i vissa strider i Filippinerna, var deblev snabbt föråldrade på grund av den snabbt framväxande tekniken under första världskriget. 1920 hade de flesta tagits ur drift, och vissa användes som måltavlor.

Världskrigen och ubåtarna

Nazitysklands ubåtar var några av de bästa ubåtar som byggdes på den tiden, och de spelade en viktig roll i andra världskriget. Underseeboot eller "undervattensbåt" utvecklades först i slutet av 1800-talet, och 1914 hade den tyska flottan 48 ubåtar i sin ägo. Den 5 september det året avfyrade HMS Pathfinder blev det första fartyget som sänktes av en ubåt med en självgående torped. Den 22:a samma månad sänkte U-9 tre olika brittiska krigsfartyg på en och samma dag.

U-båtar användes främst som "handelsfartyg" och attackerade handels- och försörjningsfartyg. U-båtarna var bättre än brittiska och amerikanska fartyg och hade funktionella snorklar som gjorde att de kunde drivas med dieselmotorer och periskop som gav kaptenen en tydlig sikt på djupet. Vid slutet av första världskriget hade 373 tyska ubåtar byggts, medan 178 hade förlorats i strid.

I början av andra världskriget blev ubåtarna ett effektivt sätt att hindra amerikanerna från att stödja de allierade trupperna i Europa. De allierades flygvapen kunde inte täcka Atlanten i någon större utsträckning, vilket gjorde att tyska ubåtar kunde angripa försörjningsfartyg och försvinna när hjälpen anlände.

I det tidiga ubåtskriget användes främst ytgående fartyg som dök om radarn upptäcktes. Ny radarteknik gjorde dock denna taktik ineffektiv, och tyska forskare koncentrerade sina ansträngningar på att bygga båtar som kunde klara långvarig nedsänkning. Typ XXI ubåt, som byggdes mellan 1943 och 45, kunde köra 75 timmar i följd under vatten, men endast två av dem kom att användas i strid innankriget tog slut.

Var USS Nautilus den första atomubåten?

Med en längd på nästan hundra meter och plats för över hundra man USS Nautilus var den första operativa atomubåten i världen. Den konstruerades 1950, men det dröjde fem år innan den sjösattes för första gången.

Med förmågan att stiga och sjunka snabbt och med en hastighet på 23 knop var modern radar och ubåtsjaktflyg ineffektiva mot det. Fartyget hade sex torpedtuber.

Hur kärnkraften förändrade ubåtstekniken för alltid

Medan ubåtar från andra världskriget kunde klara sig upp till två dygn under vattenytan Nautilus kan pågå i två veckor.

År 1957 hade USS Nautilus hade färdats över 60 000 nautiska mil. Den 3 augusti 1958 dök den under Nordpolen, efter att ha färdats över 1 000 mil genom vatten som den inte kunde ta sig ur i en nödsituation. 1962, Nautilus ingick i marinblockaden under Kubakrisen och fortsatte att arbeta som operativt marinfartyg i ytterligare sex år. Det var inte förrän 1980 som båten togs ur bruk. Fartyget fungerar nu som ett museum över ubåtshistoria i New London.

Hur överlevde vi under vattnet innan vi hade ubåtar?

Före ubåtarna experimenterades det i århundraden med hur vi skulle kunna överleva under vattnet. De gamla assyrierna använde de första "lufttankarna" i form av läderväskor fyllda med luft. I gamla texter beskrivs undervattenskonster som bara skulle ha varit möjliga med någon form av konstgjord hjälp, medan legenden säger att Alexander den store utforskade havet med en gammal prototyp av en dykutrustningklocka.

Vad är ubåtarnas framtid?

2000-talets ubåtar har inte förändrats särskilt mycket jämfört med ubåtarna i mitten av 1900-talet. Detta beror främst på utvecklingen av tekniken för ubåtsjakt (ASW). Den stora fördelen med ubåtar var deras smygförmåga, och om fienden visste exakt var ubåten befann sig förlorade den fördelen. Moderna tekniker för att upptäcka ubåtar involverar komplexa algoritmer somkan detektera fartygets ljud, till och med under det vanliga havsbruset. Medan vissa ingenjörer försöker skapa ubåtar som är "mer smygande", tar andra en annan väg.

Unmanned Underwater Vehicles, eller UUVS, är "ubåtsdrönare". Precis som de drönare som flyger över stridsuppdrag, knappt upptäcks men kan åstadkomma stor förödelse, kan UUV vara billiga, mindre och rädda liv. Andra förslag från futurister inkluderar snabba "attackubåtar", som skapar flottor med unika fartyg precis som flygvapnet gör med flygplan.

Obemannade farkoster har använts för att utforska de extrema havsdjupen och för att undersöka vraket efter Titanic.

Även om havet har blivit så mycket svårare att gömma sig i finns det fortfarande en roll för ubåtar i krigföring. Militären i världens supermakter kommer att fortsätta att vända sig till innovativa tänkare inom både privat och offentlig sektor för att hitta nya sätt att både utforska och strida under vattnet.