В 1834 г. на Александровском литейном заводе в Петербурге по проекту военного инженера К. А. Шильдера была построена первая в мире цельнометаллическая подводная лодка, вооруженная пусковыми ракетными установками (по три с каждого борта). Лодка двигалась при помощи четырех специальных гребков, устроенных по принципу гусиных лапок и расположенных попарно на каждом борту вне корпуса. Они приводились в действие матросами-гребцами, но скорость подводного хода (при неимоверных усилиях экипажа) не превышала километра в час. Шильдер надеялся перевести гребки на электродвижение, однако прогресс в электротехнике в те годы был слишком медленным, и осенью 1841 г. дальнейшие работы по совершенствованию лодки были прекращены.
Русский изобретатель И. Ф. Александровский пришел к выводу, что решение проблемы подводного плавания немыслимо без механического двигателя. Перебрав все имевшиеся в то время двигатели, он остановил свое внимание на двигателе, работающем на сжатом воздухе. Хотя в 1866 г. лодка по проекту Александровского была построена, двигатель, установленный на ней, мог обеспечить скорость не более полутора узлов и дальность плавания всего лишь три мили.
Лишь в 1884 г. русский изобретатель С. К. Джевецкий добился успеха, установив на подводной лодке своей конструкции электродвигатель мощностью в одну лошадиную силу с новым в то время источником электрической энергии — аккумуляторной батареей. На испытаниях лодка шла под водой против течения Невы со скоростью 4 узла. Это была первая в мире подводная лодка с электродвижением.
Джевецкий был и автором проекта подводной лодки «Почтовый»[13]
, которая вошла в историю как первый подводный корабль с единым двигателем. Эта лодка, заложенная на стапеле Металлического завода в Петербурге в 1906 г., при длине 36 м, ширине 3,2 м имела подводное водоизмещение 146 т. На ней были установлены два бензиновых мотора мощностью по 130 л. с, работавших через зубчатую передачу на один гребной вал. При работе обоих двигателей скорость лодки в надводном положении достигала 11,5 узла (21 км/ч). На подводной лодке имелось также сорок пять баллонов сжатого воздуха с давлением до 200 атмосфер. Через сложную систему подачи воздух поступал к одному из двигателей и обеспечивал кораблю подводный ход более шести узлов (11 км/ч). Выхлопные газы выбрасывались в водонепроницаемую выгородку в надстройке, откуда откачивались за борт. Дальность плавания лодки под водой составляла 28 миль (52 км). На испытаниях она показала неплохие результаты, но ее основной недостаток — пузырчатый след при движении под водой — демаскировал корабль и делал его малопригодным для военных целей.Проблема создания энергетической установки для подводных лодок была успешно решена, когда появились аккумуляторные батареи большой емкости и сравнительно надежные двигатели внутреннего сгорания. Это позволило создать хорошо известную сегодня схему: двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель-генератор, аккумуляторная батарея. При этом двигатель внутреннего сгорания обеспечивал движение лодки в надводном положении и подзарядку аккумуляторной батареи от электрогенератора (динамо-машины). В подводном положении лодка двигалась с помощью электродвигателя, который питался от аккумуляторной батареи.
Параллельно с энергетическими установками совершенствовалось и оружие для подводных лодок. И. Ф. Александровский создал в 1865 году первую самодвижущуюся мину-торпеду, а несколько позже С. К. Джевецкий сконструировал и торпедные аппараты, устанавливавшиеся снаружи на корпусе подводной лодки. Они многие годы находились на вооружении отечественных кораблей наряду с трубчатыми торпедными аппаратами, размещавшимися внутри прочного корпуса. Хотя российские изобретатели К. А. Шильдер, И. Ф. Александровский, С. К. Джевецкий и другие конструкторы внесли большой вклад в дело создания подводных лодок, построить боевую подводную лодку в XIX веке из-за низкого уровня развития электротехники и тепловых двигателей им все же не удалось.
Первая русская боевая подводная лодка «Дельфин» была построена в 1904 году на Балтийском заводе в Петербурге по проекту выдающегося ученого-кораблестроителя И. Г. Бубнова в соавторстве с капитаном 2 ранга M. H. Беклемишевым и инженер-механиком И. С. Горюновым. В качестве двигателей на ней были установлены бензиновый мотор и электродвигатель, который мог работать в режиме генератора. «Дельфин»[14]
по своим тактико-техническим характеристикам превосходил подводную лодку, построенную в то же время в США фирмой «Фултон» под руководством инженера Голланда. «Дельфин» имел водоизмещение 113/135,5 т, при главных размерениях 25,9 х 3,4 х 3 м и мог погружаться на глубину 55 м.