Legile brevetelor existente în diferite țări nu necesită ca un exemplu fezabil de invenție să fie atașat la o cerere. Acest lucru, în special, face viața mai ușoară pentru diferiți „proiectoare” care oferă idei irealizate în mod deliberat. În consecință, oficiile de brevete trebuie să se ocupe de un număr mare de idei dubioase, care duc totuși la brevete. Din motive obiective, ideile prezentate în aceste brevete nu vor fi realizate niciodată în practică, dar în unele cazuri pot fi de un anumit interes.
În luna martie a acestui an, a fost publicat un brevet sub numărul RU 2494004 cu numele laconic „Submarin nuclear”. În ciuda simplității titlului, documentul conține câteva idei prea îndrăznețe propuse pentru a fi utilizate în flota de submarine nucleare. Inventatorii M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova și N. B. Bolotin propune un design original al submarinului, care va oferi o creștere notabilă a unor caracteristici, precum și îi va oferi o serie de noi capacități care nu sunt încă disponibile pentru submarinele moderne.
Submarinul propus, descris în brevet, are un aspect de tip „trimaran” nestandard. Elementul principal al ambarcațiunii este modulul central al designului tradițional cu carenă dublă. Protecția echipajului și a unităților împotriva presiunii apei este asigurată de o carcasă robustă, deasupra căreia este așezată o carcasă ușoară. Se propune umplerea spațiului dintre cele două corpuri cu tancuri de balast. În plus, o carenă robustă ar trebui să fie echipată cu o timonerie robustă care să poată găzdui o cameră de salvare pop-up. Din punct de vedere al aspectului general și al scopului, clădirea centrală diferă cu greu de unitățile utilizate la submarinele moderne. Cu toate acestea, noul proiect oferă o serie de noi soluții non-standard.
Schema generală a submarinului propus, vedere de sus
Pe laturile modulului central se propune atașarea a două așa-numite. modul de torpila simplificat. Modulele torpilei, așa cum au fost concepute de autori, sunt un fel de unitate centrală cu o serie de modificări caracteristice. Unitățile de putere și elicele suplimentare ar trebui plasate în modulele laterale. În cele din urmă, deasupra modulului central, ar trebui să existe o carcasă mare a motorului cu reacție. La fel ca modulele torpilei laterale, motorul cu reacție trebuie utilizat pentru a spori performanțele submarinului.
Luând în considerare unele dintre caracteristicile proiectelor de submarine existente, autorii brevetului propun un aspect original al unui corp robust. Submarinele moderne au un singur corp robust, împărțit în compartimente de pereți etanși sigilați. Cu toate acestea, așa cum observă inventatorii, o astfel de diviziune nu rezolvă sarcina de separare a compartimentelor, deoarece există multe deschideri în pereții etanși pentru conducte, cabluri etc. Astfel, în caz de urgență, este posibil să se răspândească în compartimentele învecinate prin deschiderile tehnologice existente.
Pentru a rezolva această problemă, este propusă o dispunere non-standard a unei corpuri robuste, care conține o centrală electrică, arme, sisteme de control, încăperi de locuit etc. Elementul principal al unei corpuri puternice a unui submarin nuclear promițător ar trebui să fie o fermă specială pe chila, pe care ar trebui să fie instalate restul unităților. În loc de un singur corp robust, inventatorii propun să utilizeze mai multe capsule relativ mici. Fiecare astfel de unitate trebuie să conțină unul sau alt echipament: o centrală electrică, volumul locuibil, arme etc. Se presupune că un astfel de aranjament de corpuri robuste va permite menținerea caracteristicilor necesare de protecție împotriva presiunii externe, precum și separarea compartimentelor unele de altele, în special, separarea echipajului și a părților periculoase ale unui reactor nuclear. În acest caz, capsulele nu trebuie separate complet. Pentru comunicarea dintre aceștia, se propune utilizarea trape etanșe sigilate.
Una dintre capsulele submarinului propus ar trebui să îndeplinească mai multe funcții care să asigure controlul submarinului și salvarea echipajului. Se propune amplasarea unui post central și a tuturor echipamentelor de control al sistemelor în el. Capsula stației centrale ar trebui să funcționeze și ca o cameră de salvare. Dacă este necesar, ar trebui să fie separat, salvând întregul echipaj. Pentru realizarea mai eficientă a sarcinilor de salvare a oamenilor, camera ar trebui să fie realizată sub forma unui mini-submarin cu drepturi depline.
O altă propunere originală se referă la modalitățile de alimentare cu energie a submarinului. Deci, în loc de un set de generatoare diesel și o baterie mare de mare capacitate, se propune utilizarea generatoarelor termoelectrice. Puterea acestor unități asociate cu un reactor nuclear, conform inventatorilor, ar trebui selectată în conformitate cu parametrii motorului principal și al altor sisteme de la bord.
Schema modulului central, vedere laterală
Controlul sistemelor de la bordul unui submarin nuclear promițător ar trebui să fie efectuat folosind sisteme de control de la distanță. Această caracteristică a proiectului, în special, vă permite să reduceți semnificativ dimensiunea echipajului. Conform calculelor autorilor invenției, nu mai mult de 15 persoane ar trebui să fie prezente în echipaj pentru a asigura un ceas cu trei schimburi. Sarcina lor este de a monitoriza funcționarea sistemelor și de a le controla folosind instrumente automate. Sarcini auxiliare precum alimente, curățenie, asistență medicală etc. trebuie efectuată de tura de ceas. Ca dovadă a eficacității acestei abordări, inventatorii citează experiența astronauților.
Pentru protecția suplimentară a elicelor și a unităților de direcție, precum și pentru a rezolva o serie de probleme existente, inventatorii propun un design original al arborelui elicei și al altor unități ale centralei electrice. În proiectele existente de submarine, partea din spate a corpului este îngustată, ceea ce reduce volumul disponibil pentru instalarea diferitelor echipamente. Brevetul RU 2494004 propune utilizarea unui design de butuc de elice non-standard care nu necesită o îngustare a corpului.
În acest scop, este prevăzut un spațiu în partea din spate a corpului ușor, în care este situat butucul elicei. Acesta din urmă, la rândul său, se sprijină pe structura unui corp solid și trebuie să se deplaseze de-a lungul suprafețelor speciale de susținere cu un strat anti-frecare. Se propune ca o unitate similară să fie răcită cu apă de mare.
Datorită diametrului crescut al butucului, este necesar un nou design al elicei. Se propune să fie echipat cu un număr mare de lame cu înălțime redusă. Potrivit inventatorilor, acest design va asigura tracțiunea necesară chiar și la turații foarte mici.
Se propune rotirea elicei datorită mai multor motoare electrice instalate radial în interiorul unui corp durabil. Pe arborii de ieșire ai motoarelor, se propune amplasarea angrenajelor care se plasează cu o roată dințată în interiorul butucului elicei.
O altă variantă a schemei modulului central
Modulele torpile laterale sunt unități cu carenă dublă, cu reactoare nucleare proprii și alte elemente ale centralei. În plus, modulele sunt echipate cu elice proprii, același design ca și în cazul modulului central al submarinului. În prova modulelor torpilelor există compartimente automate cu arme. Armamentul propriu-zis al modulelor laterale ar trebui să fie alcătuit din mai multe tuburi de torpilă cu sursă de torpilă. Ca și în cazul altor sisteme, armele trebuie controlate de la distanță de la un post central.
Conform inventatorilor, modulele torpilei ar trebui conectate la modulul central al submarinului nuclear folosind elemente de fixare cu eliberare rapidă. În special, șuruburile de foc pot fi utilizate pentru aceasta. Dacă este necesar, echipajul ar trebui să poată reseta modulele și să continue sarcina fără ele.
Una dintre cele mai interesante propuneri ale inventatorilor se referă la o centrală electrică suplimentară. Echipa de autori propune echiparea unui submarin nuclear promițător nu numai cu trei elice cu motoare electrice, ci și cu un motor rachetă cu propulsie lichidă. O astfel de unitate, care nu este deloc caracteristică submarinelor vechi, moderne sau promițătoare, ar trebui să afecteze pozitiv caracteristicile submarinului.
În partea superioară a pupa a corpului central, se propune montarea unui pilon cu o carcasă mare a centralei rachete. Pentru a proteja unitățile, duza poate fi acoperită cu un capac eliberabil. Un cadru electric, un motor cu o cameră de ardere și o duză, un generator de gaz, o unitate de pompă turbo și alte componente ale unui motor lichid ar trebui să fie amplasate în interiorul carcasei. În plus, proiectul prevede utilizarea sistemelor de control al vectorului de împingere în două planuri.
Pentru a controla vectorul de tracțiune, motorul trebuie să se balanseze orizontal și vertical, asigurând un control direcțional și de decupare. Orice sistem de control al rolelor nu este prevăzut în proiectarea motorului. Se pare că un astfel de control se propune a fi efectuat folosind cârmele de pe corpul bărcii.
Dispunerea originală a elicei
Brevetul RU 2494004 propune o metodă originală pentru alimentarea cu motor a unui motor. Pentru a evita utilizarea rezervoarelor pentru transportul combustibilului și oxidantului, poate fi utilizat un motor care funcționează pe un amestec de hidrogen și oxigen. Un astfel de combustibil poate fi obținut din apa de mare prin electroliză. Datorită prezenței unui reactor nuclear pe submarin, o astfel de metodă de extragere a combustibilului este considerată optimă. Drept urmare, submarinul, așa cum a fost conceput de autori, poate rămâne sub apă pentru o lungă perioadă de timp, dacă este necesar, folosind un motor rachetă care funcționează cu combustibil produs independent.
Un submarin nuclear promițător cu rachetă poate transporta arme pentru torpile și rachete. Tuburile torpilei și muniția lor sunt planificate să fie plasate în modulele torpilei laterale. La rândul lor, lansatoarele de rachete trebuie să fie amplasate într-una din capsulele nasului carcasei robuste a modulului central. Inventatorii cred că un astfel de submarin nuclear poate transporta rachete de diferite tipuri, atât anti-nave, cât și concepute pentru a ataca ținte la distanțe de până la 3-5 mii de km.
Un submarin cu design non-standard trebuie să aibă tactici de luptă adecvate. Într-adevăr, brevetul RU 2494004 propune o metodă extraordinară de efectuare a atacurilor. Potrivit autorilor invenției, un submarin promițător ar trebui să poată accelera la viteze mari. Deci, la suprafața și pornirea motorului cu reacție, acesta ar trebui să dezvolte o viteză de ordinul M = 0,5 … 1. În acest caz, submarinul este practic invulnerabil la atacurile inamice.
După ce a accelerat la viteză mare, submarinul trebuie să facă un atac folosind torpile sau rachete. Se remarcă faptul că, datorită vitezei mari a bărcii în momentul lansării, contracararea torpilelor lansate devine imposibilă. De asemenea, în timp ce se deplasează cu viteză mare, submarinul poate lansa rachete. Prin utilizarea diferitelor arme, este posibil să se rezolve sarcini operaționale-tactice sau strategice. După finalizarea atacului, submarinul ar trebui să revină la adâncime.
Utilizarea unui motor de rachetă suplimentar suplimentar face posibilă efectuarea unor atacuri bruște rapide, precum și părăsirea zonei țintă. În special, în caz de detectare, un astfel de submarin va putea să se îndepărteze la o distanță considerabilă de inamic în cel mai scurt timp posibil și apoi să meargă sub apă. Astfel, până când navele antisubmarin sau avioanele inamice vor ajunge în zona de detectare, submarinul nuclear promițător va fi la o distanță sigură de acesta.
Centrală electrică, elice și motor cu reacție
Inventatorii cred că în proiectul propus au reușit să rezolve cu succes o serie de probleme importante. În primul rând: asigurarea unei creșteri semnificative pe termen scurt a vitezei nivelului dol de M = 0, 5 … 1. Când folosiți această oportunitate în timpul unui atac cu torpile sau rachete, este posibil să învingeți efectiv ținta cu invulnerabilitatea aproape completă a bărcii în sine pentru apărarea inamicului.
A doua sarcină: controlul vectorului de tracțiune. Datorită mai multor idei originale, propulsorul cu rachetă propulsor lichid poate fi utilizat pentru control în două planuri. Datorită oscilației camerei de ardere și a duzei, se propune controlul tăieturii și direcției.
Al treilea succes, potrivit inventatorilor, se referă la siguranța echipajului. Fiind într-o capsulă separată și controlând toate sistemele de la distanță, scafandrii nu riscă nimic. În plus, salvarea echipajului în caz de urgență este asigurată de o cameră detașabilă, care îndeplinește în mod normal funcțiile unui post central. În plus, nu există rezervoare de combustibil în capsula locuibilă, ceea ce ar trebui să sporească siguranța echipajului.
Centrala electrică a submarinului nuclear propus include trei module independente. Fiecare dintre ele are propriul său reactor nuclear și o serie de alte echipamente. În plus, toate cele trei module principale ale submarinului sunt echipate cu elice proprii de design original, conectate la un set de motoare electrice. Toate acestea, potrivit inventatorilor, ar trebui să asigure posibilitatea unei navigații autonome îndelungate.
Aceeași caracteristică de proiectare este soluția la a cincea problemă a proiectului. Trei centrale electrice autonome permit obținerea unei fiabilități structurale ridicate. În caz de eșec al uneia dintre instalații, submarinul își păstrează cursul și poate continua să îndeplinească misiunea de luptă atribuită.
În cele din urmă, designul modular al structurii permite, dacă este necesar, utilizarea unui submarin nuclear promițător în scopuri non-militare. Pentru a face acest lucru, este necesar să demontați modulele torpilelor laterale și să schimbați echipamentul unor capsule utilizate în scopuri militare.
Propunerea inventatorilor M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova și N. B. Bolotin este de interes, cel puțin, ca o curiozitate tehnică curioasă. Invenția lor este atât de neobișnuită și complexă încât se poate judeca perspectivele sale chiar și fără un studiu detaliat. Mai mult, chiar și cu o examinare superficială, se poate observa că proiectul propus are probleme tehnice, operaționale și tactice. Ca rezultat, este puțin probabil ca acesta să poată găsi aplicații pe termen mediu sau chiar în viitorul îndepărtat.
Diagrama unei centrale electrice suplimentare cu un motor cu reacție
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că unele dintre propuneri arată bine și sunt deja utilizate în practică într-o formă sau alta. Așadar, designerii autohtoni au folosit deja ideea de a împărți un singur compartiment cilindric puternic în mai multe unități separate de o formă diferită. Astfel, un submarin special (stație nucleară de apă adâncă) AS-12 al proiectului 210 Losharik, conform unor surse, are o carenă solidă asamblată din mai multe compartimente sferice. Acest aranjament a sporit rezistența corpului navei și, ca rezultat, adâncimea maximă de imersie.
Alte idei nu pot fi în niciun caz recunoscute ca realizabile sau potrivite pentru utilizare practică. De exemplu, ideea controlului deplin al tuturor sistemelor dintr-o locație centrală, deși pare promițătoare și atrăgătoare, este plină de dificultăți. Acest lucru necesită multe sisteme automatizate, cu toate acestea, chiar și în acest caz, este puțin probabil ca va fi posibilă reducerea participării umane la nivelul necesar sau eliminarea necesității ca submarinistii să rămână în afara compartimentului locuibil desemnat.
De asemenea, minusul propunerii poate fi considerat un aspect specific cu un modul central și două tuburi torpilă conectate la acesta. Acest design poate fi greu considerat optim din punct de vedere al hidrodinamicii. Se va confrunta cu o rezistență crescută a apei, care va afecta negativ o serie de caracteristici de bază, în primul rând, viteza de mișcare și consumul de energie.
Astfel de caracteristici de proiectare, în special, pot face dificilă sau chiar imposibilă atingerea caracteristicilor de viteză planificate. După cum au conceput inventatorii, un submarin nuclear promițător la suprafață ar trebui să dezvolte o viteză la nivelul vitezei sunetului (probabil, există o viteză a sunetului în aer, nu în apă). Cu toate acestea, datorită suprafeței mari a suprafeței umezite, designul submarin trebuie să facă față unei rezistențe ridicate la apă, ceea ce va pune sub semnul întrebării posibilitatea accelerației chiar și la 50-100 km / h, ca să nu mai vorbim de viteze mai mari.
Brevetul propune echiparea submarinului cu un motor cu reacție suplimentar. Această idee nu pare foarte plauzibilă, în primul rând din motivul că motoarele rachete, din diverse motive, nu și-au găsit încă aplicarea în flota de submarine ca principal dispozitiv de propulsie pentru submarine. Mai mult, există motive să ne îndoim că vor fi utilizate deloc în acest domeniu. Astfel, deocamdată, submarinele cu jet rămân doar în science fiction. Deci, submarinul „Pionier” din cartea „Secretul celor două oceane” de G. Adamov era echipat cu un motor cu reacție care funcționa pe un amestec de hidrogen și oxigen.
Diagrama unui motor de rachetă și a sistemelor sale de control
Chiar dacă vă imaginați că un submarin poate fi cu adevărat echipat cu un motor cu reacție, o astfel de tehnică se va confrunta cu siguranță cu o serie de probleme grave. Este ușor de ghicit că o carcasă mare a unei astfel de centrale electrice, situată deasupra corpului central, va duce neapărat la o deteriorare a sistemului deja nu foarte eficient. Astfel, motorul poate fi util numai în timpul unui atac de mare viteză, în timp ce în restul timpului va interfera și va degrada performanțele.
Propunerea de a ataca ținte de la suprafață cu accelerație la viteză maximă pare, de asemenea, îndoielnică. Principalul „atu” al submarinelor este stealth-ul lor, care le permite să ia în liniște o poziție avantajoasă pentru un atac și să lanseze torpile sau rachete. Ascensiunea la suprafață și accelerația la viteza transonic nu se încadrează în metoda clasică de utilizare a submarinelor. Mai mult, astfel de propuneri îl contrazic direct.
În plus, în acest caz, apare o întrebare corectă: dacă submarinul propus ar trebui să atace inamicul la suprafață, atunci de ce are nevoie chiar de capacitatea de a se mișca la adâncime? De asemenea, puteți pune a doua întrebare: de ce să vă ridicați la suprafață și să accelerați, dacă puteți distruge la fel de bine ținta atacând din adâncuri? Aceste întrebări nu au răspunsuri normale, care corespund tacticii clasice dovedite de utilizare a submarinelor din diferite clase. În plus, este îndoielnic că aceste întrebări pot avea deloc răspunsuri logice și de înțeles.
După cum puteți vedea, submarinul nuclear original, care face obiectul brevetului RU 2494004, are o mulțime de caracteristici originale și neobișnuite care atrag atenția, dar închid drumul proiectului către implementare. La o examinare atentă, propunerea inventatorilor M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova și N. B. Bolotina se dovedește a fi un alt proiect promițător, fără perspective clare.
Astfel de invenții apar cu o regularitate de invidiat și devin adesea subiectul brevetelor. Cu toate acestea, ei nu ajung niciodată la stadiul de aplicare practică. Complexitatea, concepția greșită și alte caracteristici negative afectează în cele din urmă soarta propunerilor, motiv pentru care ele rămân pe hârtie și nu pot deveni ceva mai mult decât un motiv pentru mândria creatorului. Pe de altă parte, în ciuda perspectivelor dubioase, astfel de lucruri prezintă un anumit interes. Ele demonstrează perfect din ce trucuri este capabilă mintea umană în crearea de idei noi.
