Съществуващите патентни закони в различни страни не изискват работещ пример за изобретение да бъде приложен към заявка. Това, по -специално, улеснява живота на различни „проектори“, предлагащи умишлено неосъществими идеи. В резултат на това патентните ведомства трябва да се справят с голям брой съмнителни идеи, които въпреки това водят до патенти. По обективни причини идеите, изложени в тези патенти, никога няма да бъдат реализирани на практика, но в някои случаи те могат да представляват определен интерес.
През март тази година беше публикуван патент под номер RU 2494004 с лаконичното име „Ядрена подводница“. Въпреки простотата на заглавието, документът съдържа няколко твърде смели идеи, предложени за използване в атомния подводен флот. Изобретателите М. Н. Болотина, Е. Н. Нефедова, М. Л. Нефедова и Н. Б. Болотин предлага оригинален дизайн на подводницата, който ще осигури забележимо увеличаване на някои характеристики, както и ще й даде редица нови възможности, които все още не са достъпни за съвременните подводници.
Предложената подводница, описана в патента, има нестандартно оформление тип „тримаран“. Основният елемент на лодката е централният модул на традиционния двукорпусен дизайн. Защитата на екипажа и частите от водно налягане се осигурява от здрав корпус, върху който е поставен лек корпус. Предлага се пространството между двата корпуса да се запълни с баластни резервоари. В допълнение, здравият корпус трябва да бъде оборудван със здрава кормилна рубка, която може да побере изскачаща спасителна камера. От гледна точка на общото оформление и предназначение, централната сграда почти не се различава от единиците, използвани на съвременните подводници. Независимо от това, новият проект предлага редица нови нестандартни решения.
Обща схема на предложената подводница, изглед отгоре
Отстрани към централния модул се предлага да се прикрепят два т.нар. рационализиран торпеден модул. Торпедните модули, замислени от авторите, са един вид централен блок с редица характерни промени. В страничните модули трябва да се поставят допълнителни силови агрегати и витла. И накрая, отгоре на централния модул трябва да има голям рационализиран корпус на реактивен двигател. Подобно на страничните торпедни модули, реактивният двигател трябва да се използва за подобряване на производителността на подводницата.
Като се вземат предвид някои от характеристиките на съществуващите подводни конструкции, авторите на патента предлагат оригинално оформление на здрав корпус. Съвременните подводници имат един здрав корпус, разделен на отделения чрез запечатани прегради. Въпреки това, както отбелязват изобретателите, подобно разделение не решава задачата за отделяне на отделенията, тъй като в преградите има много отвори за тръбопроводи, кабели и т.н. По този начин, в случай на извънредна ситуация, е възможно да се разпространи в съседните отделения през съществуващите технологични отвори.
За да се реши този проблем, се предлага нестандартно оформление на здрав корпус, съдържащ електроцентрала, оръжия, системи за управление, жилищни помещения и т.н. Основният елемент на здрав корпус на обещаваща атомна подводница трябва да бъде специална килова ферма, върху която трябва да се монтират останалите блокове. Вместо един здрав корпус, изобретателите предлагат да се използват няколко относително малки капсули. Всеки такъв блок трябва да съдържа едно или друго оборудване: електроцентрала, обитаем обем, оръжия и т.н. Предполага се, че такова подреждане на здрави корпуси ще позволи да се запазят необходимите характеристики на защита срещу външно налягане, както и да се отделят отделенията един от друг, по -специално, разделяйки екипажа и опасните части на ядрен реактор. В този случай капсулите не трябва да се разделят напълно. За комуникация между тях се предлага използването на запечатани люкове и въздушни шлюзове.
Една от капсулите на предложената подводница трябва да изпълнява няколко функции, насочени към осигуряване на контрол над подводницата и спасяване на екипажа. Предлага се да се постави централен пост и цялото оборудване за управление на системите в него. Капсулата на централната станция трябва да функционира и като спасителна камера. Ако е необходимо, той трябва да бъде отделен, като се спаси целият екипаж. За по-ефективно изпълнение на задачите за спасяване на хората, камерата трябва да бъде направена под формата на пълноценна мини-подводница.
Друго първоначално предложение се отнася до начините за захранване на подводницата. Така че, вместо набор от дизелови генератори и голяма батерия с голям капацитет, се предлага използването на термоелектрически генератори. Мощността на тези блокове, свързани с ядрен реактор, според изобретателите, трябва да бъде избрана в съответствие с параметрите на основния двигател и други бордови системи.
Схема на централен модул, страничен изглед
Контролът върху бордовите системи на обещаваща атомна подводница трябва да се осъществява с помощта на системи за дистанционно управление. Тази особеност на проекта, по -специално, ви позволява значително да намалите размера на екипажа. Според изчисленията на авторите на изобретението, не повече от 15 души трябва да присъстват в екипажа, за да осигурят трисменен часовник. Тяхната задача е да наблюдават работата на системите и да ги контролират с помощта на автоматизирани инструменти. Спомагателни задачи като храна, почистване, медицинска помощ и др. трябва да се извършва от смяната на часовника. Като доказателство за ефективността на този подход изобретателите цитират опита на астронавтите.
За допълнителна защита на витлото и кормилните устройства, както и за решаване на редица съществуващи проблеми, изобретателите предлагат оригинален дизайн на вала на витлото и други агрегати на електроцентрали. В съществуващите проекти на подводници, задната част на корпуса е стеснена, което намалява обема, наличен за инсталиране на различно оборудване. Патентът RU 2494004 предлага използването на нестандартна конструкция на главината на витлото, която не изисква стесняване на корпуса.
За тази цел е предвидена празнина в задната част на лекия корпус, в която е разположена главината на витлото. Последният от своя страна се опира на структурата на твърдо тяло и трябва да се движи по специални опорни повърхности с антифрикционно покритие. Предлага се подобно устройство да се охлажда с помощта на морска вода.
Поради увеличения диаметър на главината е необходим нов дизайн на витлото. Предлага се да бъде оборудван с голям брой остриета с намалена височина. Според изобретателите този дизайн ще осигури необходимото сцепление дори при супер ниски обороти.
Предлага се въртене на витлото поради няколко електрически двигателя, монтирани радиално вътре в издръжлив корпус. На изходните валове на двигателите се предлага да се поставят зъбни колела, които са свързани с зъбно колело вътре в главината на витлото.
Друг вариант на схемата на централния модул
Страничните торпедни модули са двукорпусни блокове със собствени ядрени реактори и други елементи на електроцентралата. В допълнение, модулите са оборудвани със собствени витла, със същия дизайн, както в случая с централния модул на подводницата. В носа на торпедните модули има автоматизирани отделения с оръжия. Собственото въоръжение на страничните модули трябва да се състои от няколко торпедни тръби с подаване на торпеда. Както при другите системи, оръжията трябва да се управляват дистанционно от централен пост.
Според изобретателите торпедните модули трябва да бъдат свързани към централния модул на ядрената подводница с помощта на бързо освобождаващи се крепежни елементи. По -специално за това могат да се използват противопожарни болтове. Ако е необходимо, екипажът трябва да може да нулира модулите и да продължи задачата без тях.
Едно от най -интересните предложения на изобретателите се отнася до допълнителна електроцентрала. Екипът от автори предлага да се оборудва обещаваща атомна подводница не само с три витла с електродвигатели, но и с ракетно двигател с течно гориво. Подобна единица, която изобщо не е характерна за стари, модерни или обещаващи подводници, трябва да повлияе положително на характеристиките на подводницата.
В горната част на кърмата на централния корпус се предлага монтиране на пилон с голям корпус на ракетната електроцентрала. За да се защитят устройствата, дюзата може да бъде покрита с капак, който може да се освобождава. Електрическа рамка, двигател с горивна камера и дюза, генератор на газ, агрегат с турбопомпа и други компоненти на двигател с течност трябва да бъдат разположени вътре в корпуса. В допълнение, проектът предвижда използването на системи за управление на вектора на тягата в две равнини.
За да контролира вектора на тягата, двигателят трябва да се люлее хоризонтално и вертикално, осигурявайки насочване и управление на подреждането. В конструкцията на двигателя не са предвидени никакви системи за контрол на ролката. Очевидно такъв контрол се предлага да се извърши с помощта на кормилата на корпуса на лодката.
Оригинално оформление на витлото
Патент RU 2494004 предлага оригинален метод за захранване на двигателя с гориво. За да се избегне използването на резервоари за транспортиране на гориво и окислител, може да се използва двигател, работещ на смес от водород и кислород. Такова гориво може да се получи от морска вода чрез електролиза. Поради наличието на ядрен реактор на подводницата такъв метод за извличане на гориво се счита за оптимален. В резултат на това подводницата, замислена от авторите, може да остане под вода за дълго време, ако е необходимо с помощта на ракетен двигател, работещ на независимо произведено гориво.
Обещаваща ракетна ядрена подводница може да носи торпедни и ракетни оръжия. Планира се торпедните тръби и техните боеприпаси да бъдат поставени в страничните торпедни модули. Ракетните пускови установки от своя страна трябва да бъдат разположени в една от носовите капсули на здравия корпус на централния модул. Изобретателите смятат, че такава ядрена подводница може да носи ракети от различен тип, както противокорабни, така и предназначени за атака на цели на обхвати до 3-5 хиляди км.
Подводница с нестандартна конструкция трябва да има подходяща бойна тактика. Всъщност патент RU 2494004 предлага изключителен метод за извършване на атаки. Според авторите на изобретението обещаваща подводница трябва да може да ускорява до високи скорости. Така че, при изплуване и включване на реактивния двигател, той трябва да развие скорост от порядъка на M = 0,5 … 1. В този случай подводницата е практически неуязвима за вражески атаки.
След като ускори до висока скорост, подводницата трябва да извърши атака с помощта на торпеда или ракети. Отбелязва се, че поради високата скорост на лодката по време на старта, противодействието на изстреляните торпеда става невъзможно. Също така, докато се движи с висока скорост, подводницата може да изстрелва ракети. Чрез използването на различни оръжия е възможно да се решават оперативно-тактически или стратегически задачи. След приключване на атаката подводницата трябва да се върне на дълбочина.
Използването на допълнителен усилващ ракетен двигател дава възможност за извършване на внезапни бързи атаки, както и за напускане на целевата зона. По -специално, в случай на откриване, такава подводница ще може да се отдалечи на значително разстояние от противника в най -кратки срокове и след това да отиде под вода. По този начин, докато корабите против подводници или вражеските самолети пристигнат в зоната за откриване, обещаващата ядрена подводница ще бъде на безопасно разстояние от нея.
Електроцентрала, витло и реактивен двигател
Изобретателите смятат, че в предложения проект са успели да решат редица важни проблеми. Първо: осигуряване на краткосрочно значително увеличение на скоростта на нивото на дол на M = 0, 5 … 1. Когато се използва тази възможност по време на торпедно или ракетно нападение, е възможно ефективно да се победи целта с почти пълната неуязвимост на самата лодка за отбраната на противника.
Втора задача: управление на вектора на тягата. Поради няколко оригинални идеи, предложеният ракетен двигател с течно гориво може да се използва за управление в две равнини. Поради люлеенето на горивната камера и дюзата се предлага да се контролира подреждането и посоката.
Третият успех, според изобретателите, се отнася до безопасността на екипажа. Намирайки се в отделна капсула и управлявайки дистанционно всички системи, водолазите не рискуват нищо. Освен това спасяването на екипажа при спешни случаи се осигурява от отделяща се камера, която обикновено изпълнява функциите на централен пост. Освен това в обитаемата капсула няма резервоари за гориво, което би трябвало да повиши безопасността на екипажа.
Електроцентралата на предложената атомна подводница включва три независими модула. Всеки от тях има собствен ядрен реактор и редица друго оборудване. Освен това и трите основни модула на подводницата са оборудвани със собствени витла с оригинален дизайн, свързани към набор от електродвигатели. Всичко това, според изобретателите, трябва да гарантира възможността за продължителна автономна навигация.
Същата дизайнерска характеристика е решението на петия проблем на проекта. Три автономни електроцентрали позволяват постигане на висока структурна надеждност. В случай на повреда на една от инсталациите, подводницата запазва курса си и може да продължи да изпълнява възложената бойна задача.
И накрая, модулният дизайн на конструкцията позволява, ако е необходимо, да се използва обещаваща ядрена подводница за невоенни цели. За да направите това, е необходимо да демонтирате страничните торпедни модули и да смените оборудването на някои капсули, използвани за военни цели.
Предложението на изобретателите М. Н. Болотина, Е. Н. Нефедова, М. Л. Нефедова и Н. Б. Болотин представлява интерес поне като любопитно техническо любопитство. Тяхното изобретение е толкова необичайно и сложно, че човек може да прецени перспективите му дори без подробно проучване. Нещо повече, дори при повърхностно разглеждане може да се види, че предложеният проект има технически, оперативни и тактически проблеми. В резултат на това е малко вероятно той да успее да намери приложение в средносрочен план или дори в далечното бъдеще.
Схема на допълнителна електроцентрала с реактивен двигател
Независимо от това, трябва да се отбележи, че някои от предложенията изглеждат здрави и вече се използват на практика под една или друга форма. И така, местните дизайнери вече са използвали идеята за разделяне на едно силно цилиндрично отделение на няколко отделни единици с различна форма. По този начин специална подводница (ядрена дълбоководна станция) AS-12 от проект 210 Лошарик според някои източници има плътен корпус, сглобен от няколко сферични отделения. Това разположение е увеличило здравината на корпуса и в резултат на това максималната дълбочина на потапяне.
Други идеи по никакъв начин не могат да бъдат признати за осъществими или подходящи за практическа употреба. Например идеята за пълен контрол върху всички системи от централно място, макар и да изглежда обещаваща и привлекателна, е изпълнена с трудности. Това изисква много автоматизирани системи, но дори в този случай е малко вероятно да бъде възможно да се намали участието на хората до необходимото ниво или да се премахне необходимостта подводниците да останат извън определеното обитаемо отделение.
Също така, минусът на предложението може да се счита за специфично оформление с централен модул и две торпедни тръби, свързани към него. Този дизайн едва ли може да се счита за оптимален от гледна точка на хидродинамиката. Той ще срещне повишена водоустойчивост, което ще се отрази негативно на редица основни характеристики, на първо място, скоростта на движение и консумацията на енергия.
Такива конструктивни характеристики, по -специално, могат да затруднят или дори невъзможно постигането на планираните характеристики на скоростта. Както е замислено от изобретателите, обещаващата ядрена подводница на повърхността трябва да развива скорост на нивото на скоростта на звука (вероятно има скорост на звука във въздуха, а не във водата). Въпреки това, поради голямата площ на намокрената повърхност, подводният дизайн трябва да се изправи пред висока водоустойчивост, което ще постави под въпрос възможността за ускорение дори до 50-100 км / ч, да не говорим за по-високи скорости.
Патентът предлага оборудването на подводницата с допълнителен реактивен двигател. Тази идея не изглежда много правдоподобна, най -вече поради причината, че ракетните двигатели по различни причини все още не са намерили приложение в подводния флот като основно задвижващо устройство за подводници. Освен това има основание да се съмняваме, че те изобщо ще се използват в тази област. Така засега реактивните подводници остават само в научната фантастика. И така, подводницата „Пионер“от книгата „Тайната на два океана“от Г. Адамов е оборудвана с реактивен двигател, работещ на смес от водород и кислород.
Схема на ракетен двигател и неговите системи за управление
Дори да си представите, че подводница наистина може да бъде оборудвана с реактивен двигател, такава техника със сигурност ще се сблъска с редица сериозни проблеми. Лесно е да се предположи, че голям корпус на такава електроцентрала, разположен над централното тяло, непременно ще доведе до влошаване на и без това не най -доброто рационализиране. По този начин двигателят може да бъде полезен само по време на високоскоростна атака, докато през останалото време само ще пречи и влошава производителността.
Съмнително изглежда и предложението за атака на цели от повърхността с ускорение до максимална скорост. Основният „коз“на подводниците е тяхната стелтност, която им позволява тихо да заемат изгодна позиция за атака и да стрелят с торпеда или ракети. Изкачването на повърхността и ускорението до трансзвукова скорост не се вписват в класическия метод за използване на подводници. Нещо повече, подобни предложения пряко му противоречат.
Освен това в този случай възниква справедлив въпрос: ако предложената подводница трябва да атакува противника на повърхността, тогава защо изобщо се нуждае от способността да се движи на дълбочина? Можете също така да зададете втория въпрос: защо да се издигате на повърхността и да ускорявате, ако можете също толкова добре да унищожите целта, като атакувате от дълбините? Тези въпроси нямат нормални отговори, съответстващи на класическата доказана тактика за използване на подводници от различни класове. Освен това е съмнително, че тези въпроси изобщо могат да имат логични и разбираеми отговори.
Както можете да видите, оригиналната ядрена подводница, която е обект на патент RU 2494004, има много оригинални и необичайни характеристики, които привличат вниманието, но затварят пътя на проекта към изпълнение. При внимателно проучване, предложението на изобретателите М. Н. Болотина, Е. Н. Нефедова, М. Л. Нефедова и Н. Б. Болотина се оказва друг обещаващ проект без ясни перспективи.
Подобни изобретения се появяват със завидна редовност и често стават обект на патенти. Те обаче никога не достигат етапа на практическо приложение. Сложността, недобросъзнателността и други отрицателни черти в крайна сметка влияят върху по-нататъшната съдба на предложенията, поради което те остават на хартия и не могат да се превърнат в нещо повече от причина за гордостта на създателя. От друга страна, въпреки съмнителните перспективи, такива неща представляват определен интерес. Те перфектно демонстрират на какви трикове е способен човешкият ум при създаването на нови идеи.
