潜艇的先驱者——“霍兰”号，美国海军第一艘
美国海军第一艘正式装备的潜艇(美国海军舷号SS-1)是以设计师爱尔兰裔美国人约翰・P・霍兰命名的“霍兰”号潜艇。这艘潜艇有许多十分新颖的设计,其中对后世影响深远的最重要的功能是这艘潜艇在水面航行和在水下航行的时候,分别使用独立的动力系统。
约翰・P・霍兰作为潜艇设计师出名是在1875年为“芬尼亚社”(芬尼亚社是19世纪50年代末在侨居美国的爱尔兰人中间出现的为争取爱尔兰独立的民间组织)在美国的成员为爱尔兰武装独立而设计建造潜艇。
1893年3月3日,美国国会批准海军建造一艘潜艇,海军旋即对新潜艇展开设计招标。霍兰的“鱼雷艇公司”提出的方案赢得了这次设计招标。很快美国海军授予霍兰一份价值15万美元的合同委托霍兰建造一艘潜艇、1895年3月3日,霍兰为美国海军设计了“潜水者”号( USS Plunger)潜艇。不过美国海军对这份用蒸汽动力作为潜艇动力的设计方案并不满意,霍兰自己也对蒸汽推进信心不大,所以霍兰立刻停止了原有方案,转而设计建造另一个潜艇(他自己的第6艘潜艇)。
新的潜艇使用的是电力和汽油机相结合的推进方案。1897年5月17日,这艘新潜艇在刘易斯・新松位于新泽西州伊丽莎白市的新月船厂下水。其尖细的圆柱形艇体由一系列钢制框架构成。艇体上部搭建了一个平整的主甲板,甲板上还有一个小型指挥塔,这个指挥塔除了有供人员进出的舱口之外,也是操艇人员工作的地方。指挥塔高约为46厘米,舱口直径为61厘米。一个叶螺旋桨负责推动潜艇前进,在螺旋桨的后方有控制方向的方向舵,除了方向舵以外,另外两个升降舵负责潜艇的上升与下潜。
动力推进系统潜艇的动力系统包含一台来自费城电气动力公司生产的75马力电动机和一个66隔的埃克斯铅酸蓄电池,以及一台50马力的四冲程汽油发动机。潜艇内有6个容积为0.9立方米,压力为140千克/平方厘米的压缩空气罐,还有两个容积较小的压缩气罐,其压力分别为3.5千克/平方厘米和0.7千克/平方厘米。
浮力罐也经过了重新设计:在早期的潜艇中,浮力罐缺乏详细的划分,它们只是被设计成一种足够大水量的装置。在实际运用中,很多时候并不需要将其全部装满,所以在浮力罐中,水是可以随着潜艇的姿态改变而自由来回流动。
来回流动的水会让潜艇的重心不断发生变化,进一步加大了潜艇的控制难度,所以早期的潜艇在水中的姿态控制一直是一个难题。在霍兰设计的新潜艇上,当主要的几个浮力罐装满的时侯,潜艇刚刚达到能被水淹没的平衡点,潜艇需要做更为精确的动作的时候,只需要用几个隔开的小水箱分别进行注水或者排水,然后依靠潜艇的水平升降舵,就能进行精确的角度和深度控制。
当潜艇需要完全下潜或者上浮的时候,只需要将主压载舱全部装满或排空即可。霍兰的潜艇可以潜水23米,水下航程为40海里,水面速度为3节。在1898年3月17日,经过方案初步审定以后,潜艇的前后两端还都被加上了外表光滑的木质整流罩,以改善航行性能。
武器系统作为一艘军舰,这艘潜艇在艇艏装备有一个可再装填的457毫米鱼雷管,还在潜艇前后各安装了一门由波兰裔炮兵军官扎林斯基发明的210毫米气动加农炮,这种武器使用压缩空气发射类似于鱼雷样的炮弹。这两门炮并没有被安放在甲板上,而是被安放在了艇体内。随着鱼雷技术的成熟,这两门空气炮于1900年被拆除。
尽管这艘潜艇表现出的澘力比以前霍兰建造的所有潜艇都要大,但是霍兰和他的团队仍要面对各种问题和大大小小不断的事故,并且要对潜艇进行实验,以便对各项操作性能有更好的了解。
1898年,潜艇首次在外海进行了成功的水下作业,由于外海盐度较高,潜艇需要更多的压载才能顺利下潜。而且潜艇的设计中没有潜望镜,所以潜艇对任何目标位置的确定都要通过一种叫“颠动”的方法,即在水面上将潜艇的舰艏对准目标几秒钟,进行确认后再下潜。
霍兰的爱尔兰裔美国人的身份对他在政治上与美国军队打交道还是颇有帮助的,尽管霍兰和海军委员会的关系因为一系列的问题已经变得非常棘手,而原来海军订购的“潜水者”号项目也变得孤立无援无依无靠随时会被下马。但是依靠霍兰和海军的关系,海军还是要求霍兰拿出新的方案来测试新型潜艇,在这种情况下,霍兰拿出了“霍兰W”号来应对海军的要求。
1900年4月11日,美国海军正式宣布以15万美元的价格购买了“霍兰V”号。同年10月12日,美国海军宣布这艘潜艇成为美国海军正式装备的第一艘潜艇,并且正式将其命名为美国海军“霍兰”号潜艇( USS SS-1“霍兰”号)。随后海军又追加了6艘新潜艇的订单,这6艘潜艇全部建成于“霍兰”号的诞生地,新泽西伊丽莎白市的新月船厂。霍兰的公司也于1899年2月7日正式更名为“电气船舶公司”,成了美国海军的潜艇制造者。
1905年7月,“霍兰”号退役,不过直到1910年11月21日“霍兰”号オ正式从海车花名册上除名,1932年“霍兰”号被拆解。就这样作为现代潜艇先驱的“霍兰”号潜艇结束了其传奇的一生。
成功的夜袭演习霍兰”号在进入美国海军后隶属印第安纳波利斯海军学院用于训练,由于内部空间狭小,训练的人员数量有限和不时出现的机械故障,潜艇的服役生涯较短。
但是在1901年9月25日所进行的舰队演习中展示了其威力。“霍兰”号在夜幕的掩护下从水下慢慢靠近“敌舰”“基萨奇”号,并且将鱼雷管打开。在接近到9米的时候“霍兰”号浮出水面,潜艇指挥官卡德维尔中尉发出了一个灯光信号后发起了模拟攻击,随后他向“基萨奇”号喊道:“你好!“基萨奇”号,你已经被送入海底啦!”这次演习也是“霍兰”号服役生涯中最为辉煌的一次。