Проект атомной подлодки с ракетным двигателем (патент RU 2494004)
Существующее патентное законодательство в различных странах не требует прилагать к заявке работоспособный образец изобретения. Это, в частности, облегчает жизнь различным «прожектерам», предлагающим заведомо нереализуемые идеи. Как следствие, патентным ведомствам приходится иметь дело с большим количеством сомнительных идей, которые, тем не менее, приводят к получению патентов. По объективным причинам идеи, излагаемые в этих патентах, никогда не будут реализованы на практике, однако в некоторых случаях они могут представлять определенный интерес.
В марте этого года был опубликован патент за номером RU 2494004 с лаконичным названием «Атомная подводная лодка». Несмотря на простоту заголовка, в документе содержатся несколько чересчур смелых идей, предлагаемых для использования в атомном подводном флоте. Изобретатели М.Н. Болотина, Е.Н. Нефедова, М.Л. Нефедова и Н.Б. Болотин предлагают оригинальную конструкцию субмарины, которая обеспечит заметное повышение некоторых характеристик, а также даст ей ряд новых возможностей, которые пока не доступны современным подлодкам.
Предлагаемая подлодка, описываемая в патенте, имеет нестандартную компоновку типа «тримаран». Основным элементом лодки является центральный модуль традиционной двухкорпусной конструкции. Защита экипажа и агрегатов от давления воды обеспечивается прочным корпусом, поверх которого размещается легкий корпус. Пространство между двумя корпусами предлагается заполнить балластными цистернами. Кроме того, прочный корпус должен оснащаться прочной рубкой, вмещающей в себя всплывающую спасательную камеру. С точки зрения общей компоновки и предназначения центральный корпус почти не отличается от агрегатов, используемых на современных подводных лодках. Тем не менее, новый проект предлагает ряд новых нестандартных решений.
Общая схема предлагаемой подлодки, вид сверху
По бокам к центральному модулю предлагается крепить два т.н. торпедных модуля обтекаемой формы. Торпедные модули, по задумке авторов, представляют собой некое подобие центрального блока с рядом характерных изменений. В боковых модулях следует поместить дополнительные силовые установки и гребные винты. Наконец, сверху на центральном модуле должен располагаться крупный обтекаемый кожух реактивного двигателя. Как и боковые «торпедные модули», реактивный двигатель должен использоваться для повышения характеристик субмарины.
Принимая во внимание некоторые особенности существующих конструкций подводных лодок, авторы патента предлагают оригинальную компоновку прочного корпуса. Современные субмарины имеют единый прочный корпус, разделенный на отсеки герметичными переборками. Тем не менее, как отмечают изобретатели, такое разделение не решает поставленную задачу разделения отсеков, поскольку в переборках присутствует множество отверстий для трубопроводов, кабелей и т.д. Таким образом, в случае возникновения аварийной ситуации возможно ее распространение на соседние отсеки через имеющиеся технологические отверстия.
Для решения этой проблемы предлагается нестандартная компоновка прочного корпуса, вмещающего в себя энергетическую установку, вооружение, системы управления, жилые отсеки и т.д. Основным элементом прочного корпуса перспективной АПЛ должна стать специальная килевая ферма, на которой следует устанавливать остальные агрегаты. Вместо единого прочного корпуса изобретатели предлагают использовать несколько сравнительно небольших капсул. В каждом таком агрегате должно располагаться то или иное оборудование: энергетическая установка, обитаемый объем, вооружение и т.д. Предполагается, что такая компоновка прочных корпусов позволит сохранить требуемые характеристики защиты от внешнего давления, а также отделить отсеки друг от друга, в частности разделить экипаж и опасные части ядерного реактора. При этом капсулы не должны быть разъединены полностью. Для связи между ними предлагается использовать герметичные люки и шлюзы.
Одна из капсул предлагаемой подлодки должна выполнять несколько функций, направленных на обеспечение управления субмариной и спасение экипажа. В ней предлагается разместить центральный пост и всю аппаратуру управления системами. Капсула с центральным постом также должна выполнять функции спасательной камеры. При необходимости она должна отделяться, спасая весь экипаж. Для более эффективного выполнения задач по спасению людей камера должна выполняться в виде полноценной мини-субмарины.
Еще одно оригинальное предложение касается способов энергоснабжения подлодки. Так, вместо набора дизельных генераторов и крупной батареи большой емкости предлагается использовать термоэлектрические генераторы. Мощность этих агрегатов, связанных с ядерным реактором, по мнению изобретателей, следует подбирать в соответствии с параметрами главного двигателя и других бортовых систем.
Схема центрального модуля, вид сбоку
Контроль за бортовыми системами перспективной АПЛ должен осуществляться при помощи систем дистанционного управления. Такая особенность проекта, в частности, позволяет значительно сократить размеры экипажа. По подсчетам авторов изобретения, для обеспечения трехсменной вахты в экипаже должно присутствовать не более 15 человек. Их задачей является слежение за работой систем и управление ими при помощи автоматизированных средств. Вспомогательные задачи, такие как питание, уборка помещений, медицинская помощь и т.д. должны выполняться подвахтенной сменой. В качестве подтверждения эффективности такого подхода изобретатели приводят опыт работы космонавтов.
Для дополнительной защиты гребного винта и рулевых агрегатов, а также для решения ряда существующих проблем, изобретатели предлагают оригинальную конструкцию гребного вала и иных агрегатов силовой установки. В существующих проектах подлодок кормовая часть корпуса сужается, что сокращает объемы, доступные для установки различного оборудования. В патенте RU 2494004 предлагается использовать нестандартную конструкцию ступицы гребного винта, не требующую сужения корпуса.
С этой целью в кормовой части легкого корпуса предусматривается разрыв, в котором располагается ступица винта. Последняя, в свою очередь, опирается на конструкции прочного корпуса и должна двигаться по специальным опорным поверхностям с антифрикционным покрытием. Подобный агрегат предлагается охлаждать при помощи забортной воды.
Из-за увеличения диаметра ступицы требуется новая конструкция гребного винта. Его предлагается оснащать большим количеством лопастей уменьшенной высоты. Как полагают изобретатели, такая конструкция обеспечит требуемую тягу даже на супернизких оборотах.
Вращение гребного винта предлагается осуществлять за счет нескольких электродвигателей, установленных радиально внутри прочного корпуса. На выходных валах двигателей предлагается разместить шестерни, входящие в зацепление с зубчатым колесом внутри втулки гребного винта.
Другой вариант схемы центрального модуля
Боковые торпедные модули представляют собой двухкорпусные агрегаты с собственными ядерными реакторами и другими элементами энергетической установки. Кроме того, модули оснащаются собственными гребными винтами той же конструкции, что и в случае с центральным модулем подлодки. В носовой части торпедных модулей располагаются автоматизированные отсеки с вооружением. Собственное вооружение боковых модулей должно состоять из нескольких торпедных аппаратов с запасом торпед. Как и в случае с другими системами, вооружение должно управляться дистанционно с центрального поста.
Торпедные модули, по мнению изобретателей, должны соединяться с центральным модулем АПЛ при помощи быстроразъемных креплений. В частности, для этого могут использоваться пироболты. В случае необходимости экипаж должен иметь возможность сбросить модули и продолжить выполнение поставленной задачи без них.
Одно из самых интересных предложений изобретателей касается дополнительной силовой установки. Авторский коллектив предлагает оснастить перспективную атомную подлодку не только тремя гребными винтами с электромоторами, но и жидкостным ракетным двигателем. Такой агрегат, совсем не свойственный старым, современным или перспективным подлодкам, должен положительным образом повлиять на характеристики субмарины.
На верхней части кормы центрального корпуса предлагается монтировать пилон с крупным кожухом ракетной силовой установки. Для защиты агрегатов сопло может прикрываться сбрасываемой крышкой. Внутри кожуха должны располагаться силовая рама, двигатель с камерой сгорания и соплом, газогенератор, турбонасосный агрегат и другие узлы жидкостного двигателя. Кроме того, проектом предусматривается использование систем управления вектором тяги в двух плоскостях.
Для управления вектором тяги двигатель должен качаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, обеспечивая управление по направлению и дифференту. Какие-либо системы управления по крену в конструкции двигателя не предусматриваются. По-видимому, подобное управление предлагается осуществлять при помощи рулей на корпусе лодки.
Оригинальная компоновка гребного винта
В патенте RU 2494004 предлагается оригинальный способ снабжения двигателя топливом. С целью отказа от баков для перевозки топлива и окислителя можно использовать двигатель, работающий на смеси водорода и кислорода. Подобное топливо можно получать из забортной воды путем электролиза. Ввиду наличия на подлодке ядерного реактора подобный способ добычи топлива считается оптимальным. Как следствие, подлодка, по задумке авторов, может в течение длительного времени оставаться под водой, при необходимости используя ракетный двигатель, работающий на самостоятельно добываемом топливе.
Перспективная атомная подлодка с ракетным двигателем может нести торпедное и ракетное вооружение. Торпедные аппараты и их боезапас планируется размещать в боковых торпедных модулях. Пусковые установки ракет, в свою очередь, должны располагаться в одной из носовых капсул прочного корпуса центрального модуля. Изобретатели полагают, что подобная АПЛ может нести ракеты различных типов, как противокорабельные, так и предназначенные для атаки целей на дальностях до 3-5 тыс. км.
Подлодка нестандартной конструкции должна иметь соответствующую тактику боевого применения. Действительно, в патенте RU 2494004 предлагается неординарный способ проведения атак. По мнению авторов изобретения, перспективная подлодка должна иметь возможность разгона до высоких скоростей. Так, при всплытии на поверхность и включении реактивного двигателя она должна развивать скорость порядка М=0,5…1. В таком случае подлодка оказывается фактически неуязвимой для атак противника.
Разогнавшись до высокой скорости, субмарина должна производить атаку с использованием торпед или ракет. Отмечается, что за счет высокой скорости лодки в момент пуска противодействие запущенным торпедам становится невозможным. Также во время движения на высокой скорости подлодка может выполнить пуск ракет. За счет использования различного вооружения возможно решение оперативно-тактических или стратегических задач. После завершения атаки субмарине следует возвращаться на глубину.
Применение дополнительного разгонного ракетного двигателя позволяет осуществлять внезапные скоротечные атаки, а также уходить из района нахождения цели. В частности, в случае обнаружения такая субмарина сможет в кратчайшее время удалиться на значительное расстояние от противника и после уйти под воду. Таким образом, к моменту прибытия в район обнаружения противолодочных кораблей или самолетов противника перспективная АПЛ будет на безопасном расстоянии от него.
Силовая установка, гребной винт и реактивный двигатель
Авторы изобретения полагают, что в предложенном проекте им удалось успешно решить ряд важнейших задач. Первая: обеспечение кратковременного значительного роста скорости дол уровня М=0,5…1. При использовании этой возможности при торпедной или ракетной атаке возможно эффективное поражение цели при почти полной неуязвимости самой лодки для средств обороны противника.
Вторая задача: управление вектором тяги. За счет нескольких оригинальных идей предлагаемый жидкостный ракетный двигатель сможет использоваться для управления в двух плоскостях. За счет качания камеры сгорания и сопла предлагается управлять по дифференту и направлению.
Третий успех, по утверждению изобретателей, касается безопасности экипажа. Находясь в отдельной капсуле и управляя всеми системами дистанционно, подводники ничем не рискуют. Кроме того, спасение экипажа в аварийной ситуации обеспечивается за счет отделяемой камеры, штатно выполняющей функции центрального поста. Кроме того, в обитаемой капсуле отсутствуют баки для горючего, что должно повышать безопасность экипажа.
В составе энергетической установки предлагаемой АПЛ присутствуют три независимых модуля. В составе каждого из них имеется собственный ядерный реактор и ряд другой аппаратуры. Кроме того, все три основных модуля подлодки оснащаются собственными гребными винтами оригинальной конструкции, соединенными с набором электродвигателей. Все это, по мнению изобретателей, должно обеспечить возможность длительного автономного плавания.
Эта же особенность конструкции является решением пятой задачи проекта. Три автономные энергетические установки позволяют достичь высокой надежности конструкции. При выходе из строя одной из установок субмарина сохраняет ход и может продолжать выполнение поставленной боевой задачи.
Наконец, модульное построение конструкции позволяет при необходимости использовать перспективную АПЛ в невоенных целях. Для этого следует демонтировать боковые торпедные модули и изменять оборудование некоторых капсул, используемых в военных целях.
***
Предложение изобретателей М.Н. Болотиной, Е.Н. Нефедовой, М.Л. Нефедовой и Н.Б. Болотина представляет интерес, как минимум, в качестве любопытного технического курьеза. Их изобретение настолько необычно и сложно, что судить о его перспективах можно даже без подробного изучения. Причем даже при поверхностном рассмотрении можно заметить, что предлагаемый проект имеет проблемы технического, эксплуатационного и тактического характера. Как следствие, вряд ли он сможет найти применение в средней перспективе или даже в отдаленном будущем.
Схема дополнительной силовой установкой с реактивным двигателем
Тем не менее, нельзя не отметить, что некоторые предложения выглядят здраво и уже используются на практике в том или ином виде. Так, отечественные конструкторы уже использовали идею разделения единого прочного отсека цилиндрического на несколько отдельных агрегатов иной формы. Так, специальная подводная лодка (атомная глубоководная станция) АС-12 проекта 210 «Лошарик», по некоторым данным, имеет прочный корпус, собранный из нескольких сферических отсеков. Такая компоновка позволила увеличить прочность корпуса и, как следствие, максимальную глубину погружения.
Иные идеи никак нельзя признать реализуемыми или пригодными к практическому использованию. К примеру, идея полного управления всеми системами с центрального поста, хотя и выглядит многообещающе и привлекательно, связана с массой трудностей. Для этого требуется множество автоматизированных систем, однако и в таком случае вряд ли удастся сократить участие человека до требуемого уровня или исключить необходимость пребывания подводников за пределами выделенного обитаемого отсека.
Также минусом предложения можно считать специфическую компоновку с центральным модулем и двумя торпедными, соединяемыми с ним. Такую конструкцию вряд ли можно считать оптимальной с точки зрения гидродинамики. Она будет сталкиваться с повышенным сопротивлением воды, что негативным образом скажется на ряде основных характеристик, прежде всего скорости движения и расходе энергии.
Подобные особенности конструкции, в частности, могут затруднить или даже сделать невозможным достижение планируемых скоростных характеристик. По задумке изобретателей, перспективная АПЛ в надводном положении должна развивать скорость на уровне скорости звука (вероятно, имеется скорость звука в воздухе, а не в воде). Однако из-за большой площади смоченной поверхности конструкция субмарины должна столкнуться с высоким сопротивлением воды, которое поставит под сомнение возможность разгона даже до 50-100 км/ч, не говоря уже о более высоких скоростях.
Патент предлагает оснастить подлодку дополнительным реактивным двигателем. Такая идея выглядит не слишком правдоподобно, в первую очередь по той причине, что ракетные двигатели в силу разных причин до сих пор не нашли применения в подводном флоте в качестве основного движителя субмарин. Более того, есть основания сомневаться в том, что они вообще будут использоваться в этой сфере. Таким образом, пока реактивные подлодки остаются только в научной фантастике. Так, субмарина «Пионер» из книги Г. Адамова «Тайна двух океанов» оснащалась именно реактивным двигателем, работающим на смеси водорода и кислорода.
Схема ракетного двигателя и его систем управления
Даже если представить, что подлодку действительно можно оснастить реактивным двигателем, такая техника обязательно столкнется с рядом серьезных проблем. Нетрудно догадаться, что крупный кожух такой силовой установки, расположенный над центральным корпусом, обязательно приведет к ухудшению и без того не самой лучшей обтекаемости. Таким образом, двигатель сможет быть полезным только в ходе скоростной атаки, тогда как в остальное время будет только мешать и ухудшать характеристики.
Предложение атаковать цели из надводного положения с разгоном до максимальной скорости так же выглядит сомнительно. Главный «козырь» подлодок – их скрытность, позволяющая незаметно занять выгодную позицию для атаки и произвести стрельбу торпедами или ракетами. Всплытие на поверхность и разгон до околозвуковой скорости никак не вписываются в классическую методику применения субмарин. Более того, подобные предложения прямо противоречат ей.
Кроме того, в таком случае возникает справедливый вопрос: если предлагаемая подлодка должна атаковать противника в надводном положении, то зачем ей вообще нужна возможность перемещения на глубине? Также можно задать второй вопрос: зачем подниматься на поверхность и разгоняться, если с таким же успехом можно уничтожать цель, атакуя с глубины? Эти вопросы не имеют нормальных ответов, соответствующих классической отработанной тактике применения подводных лодок различных классов. Кроме того, сомнительно, что эти вопросы вообще могут иметь какие-либо логичные и понятные ответы.
Как видим, оригинальная атомная подводная лодка, являющаяся предметом патента RU 2494004, имеет массу оригинальных и необычных особенностей, которые привлекают внимание, но закрывают проекту дорогу к реализации. При внимательном рассмотрении предложение изобретателей М.Н. Болотиной, Е.Н. Нефедовой, М.Л. Нефедовой и Н.Б. Болотина оказывается очередным многообещающим прожектом без явных перспектив.
Подобные изобретения появляются с завидной регулярностью и нередко становятся предметами патентов. Тем не менее, они никогда не доходят до стадии практического применения. Сложность, непродуманность и другие отрицательные черты в итоге сказываются на дальнейшей судьбе предложений, из-за чего они остаются на бумаге и не могут стать чем-то большим, чем повод для гордости создателя. С другой стороны, несмотря на сомнительные перспективы, подобные вещи представляют определенный интерес. Они прекрасно демонстрируют, на какие хитрости способен человеческий ум в деле создания новых идей.
По материалам сайтов:
http://findpatent.ru/
http://russianpatents.com/
http://raigap.livejournal.com/
Патент RU 2494004:
http://findpatent.ru/patent/249/2494004.html
В марте этого года был опубликован патент за номером RU 2494004 с лаконичным названием «Атомная подводная лодка». Несмотря на простоту заголовка, в документе содержатся несколько чересчур смелых идей, предлагаемых для использования в атомном подводном флоте. Изобретатели М.Н. Болотина, Е.Н. Нефедова, М.Л. Нефедова и Н.Б. Болотин предлагают оригинальную конструкцию субмарины, которая обеспечит заметное повышение некоторых характеристик, а также даст ей ряд новых возможностей, которые пока не доступны современным подлодкам.
Предлагаемая подлодка, описываемая в патенте, имеет нестандартную компоновку типа «тримаран». Основным элементом лодки является центральный модуль традиционной двухкорпусной конструкции. Защита экипажа и агрегатов от давления воды обеспечивается прочным корпусом, поверх которого размещается легкий корпус. Пространство между двумя корпусами предлагается заполнить балластными цистернами. Кроме того, прочный корпус должен оснащаться прочной рубкой, вмещающей в себя всплывающую спасательную камеру. С точки зрения общей компоновки и предназначения центральный корпус почти не отличается от агрегатов, используемых на современных подводных лодках. Тем не менее, новый проект предлагает ряд новых нестандартных решений.
Общая схема предлагаемой подлодки, вид сверху
По бокам к центральному модулю предлагается крепить два т.н. торпедных модуля обтекаемой формы. Торпедные модули, по задумке авторов, представляют собой некое подобие центрального блока с рядом характерных изменений. В боковых модулях следует поместить дополнительные силовые установки и гребные винты. Наконец, сверху на центральном модуле должен располагаться крупный обтекаемый кожух реактивного двигателя. Как и боковые «торпедные модули», реактивный двигатель должен использоваться для повышения характеристик субмарины.
Принимая во внимание некоторые особенности существующих конструкций подводных лодок, авторы патента предлагают оригинальную компоновку прочного корпуса. Современные субмарины имеют единый прочный корпус, разделенный на отсеки герметичными переборками. Тем не менее, как отмечают изобретатели, такое разделение не решает поставленную задачу разделения отсеков, поскольку в переборках присутствует множество отверстий для трубопроводов, кабелей и т.д. Таким образом, в случае возникновения аварийной ситуации возможно ее распространение на соседние отсеки через имеющиеся технологические отверстия.
Для решения этой проблемы предлагается нестандартная компоновка прочного корпуса, вмещающего в себя энергетическую установку, вооружение, системы управления, жилые отсеки и т.д. Основным элементом прочного корпуса перспективной АПЛ должна стать специальная килевая ферма, на которой следует устанавливать остальные агрегаты. Вместо единого прочного корпуса изобретатели предлагают использовать несколько сравнительно небольших капсул. В каждом таком агрегате должно располагаться то или иное оборудование: энергетическая установка, обитаемый объем, вооружение и т.д. Предполагается, что такая компоновка прочных корпусов позволит сохранить требуемые характеристики защиты от внешнего давления, а также отделить отсеки друг от друга, в частности разделить экипаж и опасные части ядерного реактора. При этом капсулы не должны быть разъединены полностью. Для связи между ними предлагается использовать герметичные люки и шлюзы.
Одна из капсул предлагаемой подлодки должна выполнять несколько функций, направленных на обеспечение управления субмариной и спасение экипажа. В ней предлагается разместить центральный пост и всю аппаратуру управления системами. Капсула с центральным постом также должна выполнять функции спасательной камеры. При необходимости она должна отделяться, спасая весь экипаж. Для более эффективного выполнения задач по спасению людей камера должна выполняться в виде полноценной мини-субмарины.
Еще одно оригинальное предложение касается способов энергоснабжения подлодки. Так, вместо набора дизельных генераторов и крупной батареи большой емкости предлагается использовать термоэлектрические генераторы. Мощность этих агрегатов, связанных с ядерным реактором, по мнению изобретателей, следует подбирать в соответствии с параметрами главного двигателя и других бортовых систем.
Схема центрального модуля, вид сбоку
Контроль за бортовыми системами перспективной АПЛ должен осуществляться при помощи систем дистанционного управления. Такая особенность проекта, в частности, позволяет значительно сократить размеры экипажа. По подсчетам авторов изобретения, для обеспечения трехсменной вахты в экипаже должно присутствовать не более 15 человек. Их задачей является слежение за работой систем и управление ими при помощи автоматизированных средств. Вспомогательные задачи, такие как питание, уборка помещений, медицинская помощь и т.д. должны выполняться подвахтенной сменой. В качестве подтверждения эффективности такого подхода изобретатели приводят опыт работы космонавтов.
Для дополнительной защиты гребного винта и рулевых агрегатов, а также для решения ряда существующих проблем, изобретатели предлагают оригинальную конструкцию гребного вала и иных агрегатов силовой установки. В существующих проектах подлодок кормовая часть корпуса сужается, что сокращает объемы, доступные для установки различного оборудования. В патенте RU 2494004 предлагается использовать нестандартную конструкцию ступицы гребного винта, не требующую сужения корпуса.
С этой целью в кормовой части легкого корпуса предусматривается разрыв, в котором располагается ступица винта. Последняя, в свою очередь, опирается на конструкции прочного корпуса и должна двигаться по специальным опорным поверхностям с антифрикционным покрытием. Подобный агрегат предлагается охлаждать при помощи забортной воды.
Из-за увеличения диаметра ступицы требуется новая конструкция гребного винта. Его предлагается оснащать большим количеством лопастей уменьшенной высоты. Как полагают изобретатели, такая конструкция обеспечит требуемую тягу даже на супернизких оборотах.
Вращение гребного винта предлагается осуществлять за счет нескольких электродвигателей, установленных радиально внутри прочного корпуса. На выходных валах двигателей предлагается разместить шестерни, входящие в зацепление с зубчатым колесом внутри втулки гребного винта.
Другой вариант схемы центрального модуля
Боковые торпедные модули представляют собой двухкорпусные агрегаты с собственными ядерными реакторами и другими элементами энергетической установки. Кроме того, модули оснащаются собственными гребными винтами той же конструкции, что и в случае с центральным модулем подлодки. В носовой части торпедных модулей располагаются автоматизированные отсеки с вооружением. Собственное вооружение боковых модулей должно состоять из нескольких торпедных аппаратов с запасом торпед. Как и в случае с другими системами, вооружение должно управляться дистанционно с центрального поста.
Торпедные модули, по мнению изобретателей, должны соединяться с центральным модулем АПЛ при помощи быстроразъемных креплений. В частности, для этого могут использоваться пироболты. В случае необходимости экипаж должен иметь возможность сбросить модули и продолжить выполнение поставленной задачи без них.
Одно из самых интересных предложений изобретателей касается дополнительной силовой установки. Авторский коллектив предлагает оснастить перспективную атомную подлодку не только тремя гребными винтами с электромоторами, но и жидкостным ракетным двигателем. Такой агрегат, совсем не свойственный старым, современным или перспективным подлодкам, должен положительным образом повлиять на характеристики субмарины.
На верхней части кормы центрального корпуса предлагается монтировать пилон с крупным кожухом ракетной силовой установки. Для защиты агрегатов сопло может прикрываться сбрасываемой крышкой. Внутри кожуха должны располагаться силовая рама, двигатель с камерой сгорания и соплом, газогенератор, турбонасосный агрегат и другие узлы жидкостного двигателя. Кроме того, проектом предусматривается использование систем управления вектором тяги в двух плоскостях.
Для управления вектором тяги двигатель должен качаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, обеспечивая управление по направлению и дифференту. Какие-либо системы управления по крену в конструкции двигателя не предусматриваются. По-видимому, подобное управление предлагается осуществлять при помощи рулей на корпусе лодки.
Оригинальная компоновка гребного винта
В патенте RU 2494004 предлагается оригинальный способ снабжения двигателя топливом. С целью отказа от баков для перевозки топлива и окислителя можно использовать двигатель, работающий на смеси водорода и кислорода. Подобное топливо можно получать из забортной воды путем электролиза. Ввиду наличия на подлодке ядерного реактора подобный способ добычи топлива считается оптимальным. Как следствие, подлодка, по задумке авторов, может в течение длительного времени оставаться под водой, при необходимости используя ракетный двигатель, работающий на самостоятельно добываемом топливе.
Перспективная атомная подлодка с ракетным двигателем может нести торпедное и ракетное вооружение. Торпедные аппараты и их боезапас планируется размещать в боковых торпедных модулях. Пусковые установки ракет, в свою очередь, должны располагаться в одной из носовых капсул прочного корпуса центрального модуля. Изобретатели полагают, что подобная АПЛ может нести ракеты различных типов, как противокорабельные, так и предназначенные для атаки целей на дальностях до 3-5 тыс. км.
Подлодка нестандартной конструкции должна иметь соответствующую тактику боевого применения. Действительно, в патенте RU 2494004 предлагается неординарный способ проведения атак. По мнению авторов изобретения, перспективная подлодка должна иметь возможность разгона до высоких скоростей. Так, при всплытии на поверхность и включении реактивного двигателя она должна развивать скорость порядка М=0,5…1. В таком случае подлодка оказывается фактически неуязвимой для атак противника.
Разогнавшись до высокой скорости, субмарина должна производить атаку с использованием торпед или ракет. Отмечается, что за счет высокой скорости лодки в момент пуска противодействие запущенным торпедам становится невозможным. Также во время движения на высокой скорости подлодка может выполнить пуск ракет. За счет использования различного вооружения возможно решение оперативно-тактических или стратегических задач. После завершения атаки субмарине следует возвращаться на глубину.
Применение дополнительного разгонного ракетного двигателя позволяет осуществлять внезапные скоротечные атаки, а также уходить из района нахождения цели. В частности, в случае обнаружения такая субмарина сможет в кратчайшее время удалиться на значительное расстояние от противника и после уйти под воду. Таким образом, к моменту прибытия в район обнаружения противолодочных кораблей или самолетов противника перспективная АПЛ будет на безопасном расстоянии от него.
Силовая установка, гребной винт и реактивный двигатель
Авторы изобретения полагают, что в предложенном проекте им удалось успешно решить ряд важнейших задач. Первая: обеспечение кратковременного значительного роста скорости дол уровня М=0,5…1. При использовании этой возможности при торпедной или ракетной атаке возможно эффективное поражение цели при почти полной неуязвимости самой лодки для средств обороны противника.
Вторая задача: управление вектором тяги. За счет нескольких оригинальных идей предлагаемый жидкостный ракетный двигатель сможет использоваться для управления в двух плоскостях. За счет качания камеры сгорания и сопла предлагается управлять по дифференту и направлению.
Третий успех, по утверждению изобретателей, касается безопасности экипажа. Находясь в отдельной капсуле и управляя всеми системами дистанционно, подводники ничем не рискуют. Кроме того, спасение экипажа в аварийной ситуации обеспечивается за счет отделяемой камеры, штатно выполняющей функции центрального поста. Кроме того, в обитаемой капсуле отсутствуют баки для горючего, что должно повышать безопасность экипажа.
В составе энергетической установки предлагаемой АПЛ присутствуют три независимых модуля. В составе каждого из них имеется собственный ядерный реактор и ряд другой аппаратуры. Кроме того, все три основных модуля подлодки оснащаются собственными гребными винтами оригинальной конструкции, соединенными с набором электродвигателей. Все это, по мнению изобретателей, должно обеспечить возможность длительного автономного плавания.
Эта же особенность конструкции является решением пятой задачи проекта. Три автономные энергетические установки позволяют достичь высокой надежности конструкции. При выходе из строя одной из установок субмарина сохраняет ход и может продолжать выполнение поставленной боевой задачи.
Наконец, модульное построение конструкции позволяет при необходимости использовать перспективную АПЛ в невоенных целях. Для этого следует демонтировать боковые торпедные модули и изменять оборудование некоторых капсул, используемых в военных целях.
***
Предложение изобретателей М.Н. Болотиной, Е.Н. Нефедовой, М.Л. Нефедовой и Н.Б. Болотина представляет интерес, как минимум, в качестве любопытного технического курьеза. Их изобретение настолько необычно и сложно, что судить о его перспективах можно даже без подробного изучения. Причем даже при поверхностном рассмотрении можно заметить, что предлагаемый проект имеет проблемы технического, эксплуатационного и тактического характера. Как следствие, вряд ли он сможет найти применение в средней перспективе или даже в отдаленном будущем.
Схема дополнительной силовой установкой с реактивным двигателем
Тем не менее, нельзя не отметить, что некоторые предложения выглядят здраво и уже используются на практике в том или ином виде. Так, отечественные конструкторы уже использовали идею разделения единого прочного отсека цилиндрического на несколько отдельных агрегатов иной формы. Так, специальная подводная лодка (атомная глубоководная станция) АС-12 проекта 210 «Лошарик», по некоторым данным, имеет прочный корпус, собранный из нескольких сферических отсеков. Такая компоновка позволила увеличить прочность корпуса и, как следствие, максимальную глубину погружения.
Иные идеи никак нельзя признать реализуемыми или пригодными к практическому использованию. К примеру, идея полного управления всеми системами с центрального поста, хотя и выглядит многообещающе и привлекательно, связана с массой трудностей. Для этого требуется множество автоматизированных систем, однако и в таком случае вряд ли удастся сократить участие человека до требуемого уровня или исключить необходимость пребывания подводников за пределами выделенного обитаемого отсека.
Также минусом предложения можно считать специфическую компоновку с центральным модулем и двумя торпедными, соединяемыми с ним. Такую конструкцию вряд ли можно считать оптимальной с точки зрения гидродинамики. Она будет сталкиваться с повышенным сопротивлением воды, что негативным образом скажется на ряде основных характеристик, прежде всего скорости движения и расходе энергии.
Подобные особенности конструкции, в частности, могут затруднить или даже сделать невозможным достижение планируемых скоростных характеристик. По задумке изобретателей, перспективная АПЛ в надводном положении должна развивать скорость на уровне скорости звука (вероятно, имеется скорость звука в воздухе, а не в воде). Однако из-за большой площади смоченной поверхности конструкция субмарины должна столкнуться с высоким сопротивлением воды, которое поставит под сомнение возможность разгона даже до 50-100 км/ч, не говоря уже о более высоких скоростях.
Патент предлагает оснастить подлодку дополнительным реактивным двигателем. Такая идея выглядит не слишком правдоподобно, в первую очередь по той причине, что ракетные двигатели в силу разных причин до сих пор не нашли применения в подводном флоте в качестве основного движителя субмарин. Более того, есть основания сомневаться в том, что они вообще будут использоваться в этой сфере. Таким образом, пока реактивные подлодки остаются только в научной фантастике. Так, субмарина «Пионер» из книги Г. Адамова «Тайна двух океанов» оснащалась именно реактивным двигателем, работающим на смеси водорода и кислорода.
Схема ракетного двигателя и его систем управления
Даже если представить, что подлодку действительно можно оснастить реактивным двигателем, такая техника обязательно столкнется с рядом серьезных проблем. Нетрудно догадаться, что крупный кожух такой силовой установки, расположенный над центральным корпусом, обязательно приведет к ухудшению и без того не самой лучшей обтекаемости. Таким образом, двигатель сможет быть полезным только в ходе скоростной атаки, тогда как в остальное время будет только мешать и ухудшать характеристики.
Предложение атаковать цели из надводного положения с разгоном до максимальной скорости так же выглядит сомнительно. Главный «козырь» подлодок – их скрытность, позволяющая незаметно занять выгодную позицию для атаки и произвести стрельбу торпедами или ракетами. Всплытие на поверхность и разгон до околозвуковой скорости никак не вписываются в классическую методику применения субмарин. Более того, подобные предложения прямо противоречат ей.
Кроме того, в таком случае возникает справедливый вопрос: если предлагаемая подлодка должна атаковать противника в надводном положении, то зачем ей вообще нужна возможность перемещения на глубине? Также можно задать второй вопрос: зачем подниматься на поверхность и разгоняться, если с таким же успехом можно уничтожать цель, атакуя с глубины? Эти вопросы не имеют нормальных ответов, соответствующих классической отработанной тактике применения подводных лодок различных классов. Кроме того, сомнительно, что эти вопросы вообще могут иметь какие-либо логичные и понятные ответы.
Как видим, оригинальная атомная подводная лодка, являющаяся предметом патента RU 2494004, имеет массу оригинальных и необычных особенностей, которые привлекают внимание, но закрывают проекту дорогу к реализации. При внимательном рассмотрении предложение изобретателей М.Н. Болотиной, Е.Н. Нефедовой, М.Л. Нефедовой и Н.Б. Болотина оказывается очередным многообещающим прожектом без явных перспектив.
Подобные изобретения появляются с завидной регулярностью и нередко становятся предметами патентов. Тем не менее, они никогда не доходят до стадии практического применения. Сложность, непродуманность и другие отрицательные черты в итоге сказываются на дальнейшей судьбе предложений, из-за чего они остаются на бумаге и не могут стать чем-то большим, чем повод для гордости создателя. С другой стороны, несмотря на сомнительные перспективы, подобные вещи представляют определенный интерес. Они прекрасно демонстрируют, на какие хитрости способен человеческий ум в деле создания новых идей.
По материалам сайтов:
http://findpatent.ru/
http://russianpatents.com/
http://raigap.livejournal.com/
Патент RU 2494004:
http://findpatent.ru/patent/249/2494004.html
Информация