Istniejące prawa patentowe w różnych krajach nie wymagają dołączenia do wniosku wykonalnego przykładu wynalazku. To w szczególności ułatwia życie różnym „projektorom” oferującym celowo nierealne pomysły. W konsekwencji urzędy patentowe mają do czynienia z dużą liczbą wątpliwych pomysłów, które jednak prowadzą do patentów. Z przyczyn obiektywnych idee zawarte w tych patentach nigdy nie zostaną zrealizowane w praktyce, ale w niektórych przypadkach mogą być interesujące.
W marcu tego roku opublikowano patent pod numerem RU 2494004 o lakonicznej nazwie „Nuclear submarine”. Pomimo prostoty tytułu, dokument zawiera kilka zbyt śmiałych pomysłów proponowanych do wykorzystania w nuklearnej flocie okrętów podwodnych. Wynalazcy M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova i N. B. Bolotin proponuje oryginalny projekt okrętu podwodnego, który zapewni zauważalny wzrost niektórych cech, a także nada mu szereg nowych możliwości, które nie są jeszcze dostępne dla nowoczesnych okrętów podwodnych.
Proponowana łódź podwodna, opisana w patencie, ma niestandardowy układ typu „trimaran”. Głównym elementem łodzi jest moduł centralny tradycyjnej konstrukcji dwukadłubowej. Ochronę załogi i jednostek przed naporem wody zapewnia solidna obudowa, na którą nałożona jest lekka obudowa. Proponuje się wypełnienie przestrzeni między dwoma kadłubami zbiornikami balastowymi. Ponadto solidny kadłub powinien być wyposażony w solidną sterówkę, która może pomieścić wyskakującą komorę ratunkową. Z punktu widzenia ogólnego układu i przeznaczenia budynek centralny niewiele różni się od jednostek stosowanych na nowoczesnych okrętach podwodnych. Niemniej jednak nowy projekt oferuje szereg nowych niestandardowych rozwiązań.
Ogólny schemat proponowanej łodzi podwodnej, widok z góry
Po bokach do modułu centralnego proponuje się dołączenie dwóch tzw. usprawniony moduł torpedowy. Moduły torpedowe w zamyśle autorów są rodzajem jednostki centralnej z szeregiem charakterystycznych zmian. Dodatkowe jednostki napędowe i śmigła należy umieścić w modułach bocznych. Wreszcie nad modułem centralnym powinna znajdować się duża, opływowa obudowa silnika odrzutowego. Podobnie jak boczne moduły torpedowe, silnik odrzutowy powinien służyć do zwiększenia osiągów okrętu podwodnego.
Biorąc pod uwagę niektóre cechy istniejących konstrukcji okrętów podwodnych, autorzy patentu proponują oryginalny układ solidnego kadłuba. Nowoczesne okręty podwodne mają jeden solidny kadłub, podzielony na przedziały szczelnymi grodziami. Niemniej jednak, jak zauważają wynalazcy, taki podział nie rozwiązuje zadania oddzielenia przedziałów, ponieważ w grodziach znajduje się wiele otworów na rurociągi, kable itp. Dzięki temu w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnej możliwe jest rozłożenie jej na sąsiednie pomieszczenia poprzez istniejące otwory technologiczne.
Aby rozwiązać ten problem, proponuje się niestandardowy układ solidnego kadłuba, zawierający elektrownię, broń, systemy sterowania, pomieszczenia mieszkalne itp. Głównym elementem mocnego kadłuba obiecującego atomowego okrętu podwodnego powinna być specjalna kratownica stępkowa, na której powinny być zainstalowane pozostałe jednostki. Zamiast jednego solidnego korpusu wynalazcy proponują zastosowanie kilku stosunkowo małych kapsułek. Każda taka jednostka musi zawierać jedno lub drugie wyposażenie: elektrownię, kubaturę mieszkalną, broń itp. Zakłada się, że taki układ wytrzymałych kadłubów pozwoli zachować wymagane właściwości ochrony przed ciśnieniem zewnętrznym, a także oddzielić od siebie przedziały, w szczególności oddzielić załogę i niebezpieczne części reaktora jądrowego. W takim przypadku kapsułki nie powinny być całkowicie rozdzielone. Do komunikacji między nimi proponuje się stosowanie szczelnych włazów i śluz powietrznych.
Jedna z kapsuł proponowanej łodzi podwodnej powinna pełnić kilka funkcji mających na celu zapewnienie kontroli nad łodzią podwodną i ratowanie załogi. Proponuje się umieszczenie w nim centralnego słupa i wszystkich urządzeń sterujących systemami. Kapsuła stacji centralnej powinna również pełnić funkcję komory ratunkowej. W razie potrzeby należy go rozdzielić, ratując całą załogę. Aby efektywniej wykonywać zadania ratowania ludzi, kamera powinna być wykonana w formie pełnoprawnej mini łodzi podwodnej.
Kolejna oryginalna propozycja dotyczy sposobów zasilania łodzi podwodnej w energię. Tak więc zamiast zestawu generatorów diesla i dużej baterii o dużej pojemności proponuje się zastosowanie generatorów termoelektrycznych. Moc tych jednostek związanych z reaktorem jądrowym, zdaniem wynalazców, powinna być dobierana zgodnie z parametrami silnika głównego i innych systemów pokładowych.
Schemat modułu centralnego, widok z boku
Kontrola nad systemami pokładowymi obiecującego atomowego okrętu podwodnego powinna odbywać się za pomocą systemów zdalnego sterowania. Ta cecha projektu w szczególności pozwala znacznie zmniejszyć liczebność załogi. Według wyliczeń autorów wynalazku, w załodze powinno być obecnych nie więcej niż 15 osób, aby zapewnić wachtę trzyzmianową. Ich zadaniem jest monitorowanie pracy systemów i kontrolowanie ich za pomocą zautomatyzowanych narzędzi. Zadania pomocnicze, takie jak jedzenie, sprzątanie, pomoc medyczna itp. musi być wykonana przez zmianę zegarka. Jako dowód skuteczności tego podejścia wynalazcy przytaczają doświadczenie astronautów.
W celu dodatkowego zabezpieczenia zespołu śmigła i układu kierowniczego, a także rozwiązania szeregu istniejących problemów, wynalazcy proponują oryginalną konstrukcję wału śrubowego i innych zespołów elektrowni. W istniejących projektach okrętów podwodnych rufowa część kadłuba jest zwężona, co zmniejsza objętość dostępną do instalacji różnych urządzeń. Patent RU 2494004 proponuje zastosowanie niestandardowej konstrukcji piasty śruby napędowej, która nie wymaga zwężenia korpusu.
W tym celu w części rufowej lekkiego kadłuba przewidziana jest szczelina, w której znajduje się piasta śmigła. Ten z kolei opiera się na konstrukcji bryły i musi poruszać się po specjalnych powierzchniach nośnych z powłoką przeciwcierną. Proponuje się, aby podobna jednostka była chłodzona wodą morską.
Ze względu na zwiększoną średnicę piasty wymagana jest nowa konstrukcja śruby napędowej. Proponuje się wyposażyć w dużą liczbę ostrzy o zmniejszonej wysokości. Według wynalazców ta konstrukcja zapewni wymaganą przyczepność nawet przy bardzo niskich obrotach.
Proponuje się obracanie śmigła ze względu na kilka silników elektrycznych zainstalowanych promieniowo wewnątrz trwałego korpusu. Na wałach wyjściowych silników proponuje się umieszczenie kół zębatych zazębiających się z kołem zębatym wewnątrz piasty śmigła.
Kolejny wariant schematu modułu centralnego
Boczne moduły torpedowe to jednostki dwukadłubowe z własnymi reaktorami jądrowymi i innymi elementami elektrowni. Dodatkowo moduły wyposażone są we własne śmigła, takie same jak w przypadku modułu centralnego łodzi podwodnej. Na dziobie modułów torpedowych znajdują się zautomatyzowane przedziały z bronią. Uzbrojenie własne modułów bocznych powinno składać się z kilku wyrzutni torped z zapasem torped. Podobnie jak w przypadku innych systemów, broń musi być kontrolowana zdalnie z centralnego stanowiska.
Moduły torpedowe, zdaniem wynalazców, powinny być połączone z centralnym modułem atomowej łodzi podwodnej za pomocą szybkozłączek. W szczególności można do tego użyć rygli ogniowych. W razie potrzeby załoga powinna mieć możliwość zresetowania modułów i kontynuowania zadania bez nich.
Jedna z ciekawszych propozycji wynalazców dotyczy dodatkowej elektrowni. Zespół autorów proponuje wyposażenie obiecującego atomowego okrętu podwodnego nie tylko w trzy śmigła z silnikami elektrycznymi, ale także w silnik rakietowy na paliwo ciekłe. Taka jednostka, która wcale nie jest charakterystyczna dla starych, nowoczesnych lub obiecujących okrętów podwodnych, powinna pozytywnie wpłynąć na charakterystykę okrętu podwodnego.
W górnej części rufy kadłuba centralnego proponuje się zamontować pylon z dużą obudową elektrowni rakietowej. Aby chronić jednostki, dyszę można przykryć zdejmowaną pokrywą. Wewnątrz obudowy powinna znajdować się rama napędowa, silnik z komorą spalania i dyszą, generator gazu, turbosprężarka i inne elementy silnika płynnego. Ponadto projekt przewiduje zastosowanie systemów sterowania wektorem ciągu w dwóch płaszczyznach.
Aby kontrolować wektor ciągu, silnik musi obracać się w poziomie i pionie, zapewniając kontrolę kierunku i trymu. W konstrukcji silnika nie przewidziano żadnych systemów kontroli przechyłów. Podobno taką kontrolę proponuje się przeprowadzić za pomocą sterów na kadłubie łodzi.
Oryginalny układ śmigła
Patent RU 2494004 proponuje oryginalny sposób zasilania silnika paliwem. Aby uniknąć stosowania zbiorników do transportu paliwa i utleniacza, można zastosować silnik napędzany mieszaniną wodoru i tlenu. Takie paliwo można otrzymać z wody morskiej metodą elektrolizy. Ze względu na obecność reaktora jądrowego na okręcie podwodnym taki sposób wydobycia paliwa jest uważany za optymalny. W rezultacie okręt podwodny, zgodnie z koncepcją autorów, może pozostawać pod wodą przez długi czas, jeśli to konieczne, korzystając z silnika rakietowego zasilanego niezależnie wyprodukowanym paliwem.
Obiecujący atomowy okręt podwodny o napędzie rakietowym może przenosić broń torpedową i rakietową. Wyrzutnie torped wraz z amunicją planuje się umieścić w bocznych modułach torpedowych. Z kolei wyrzutnie rakiet muszą znajdować się w jednej z kapsuł nosowych solidnej obudowy modułu centralnego. Wynalazcy uważają, że taka atomowa łódź podwodna może przenosić pociski różnych typów, zarówno przeciwokrętowe, jak i przeznaczone do atakowania celów w zasięgu do 3-5 tys. km.
Okręt podwodny o niestandardowej konstrukcji musi mieć odpowiednią taktykę walki. Rzeczywiście, patent RU 2494004 proponuje niezwykłą metodę przeprowadzania ataków. Zdaniem autorów wynalazku, obiecujący okręt podwodny powinien być w stanie rozpędzać się do dużych prędkości. Tak więc przy wynurzaniu i włączaniu silnika odrzutowego powinien on rozwijać prędkość rzędu M = 0,5 … 1. W tym przypadku okręt podwodny jest praktycznie niewrażliwy na ataki wroga.
Po przyspieszeniu do dużej prędkości okręt podwodny musi wykonać atak za pomocą torped lub pocisków. Należy zauważyć, że ze względu na dużą prędkość łodzi w momencie wodowania, skontrowanie wystrzelonych torped staje się niemożliwe. Ponadto, poruszając się z dużą prędkością, łódź podwodna może wystrzeliwać pociski. Dzięki użyciu różnych rodzajów broni możliwe jest rozwiązywanie zadań operacyjno-taktycznych lub strategicznych. Po zakończeniu ataku łódź podwodna powinna wrócić na głębokość.
Zastosowanie dodatkowego silnika rakietowego wspomagającego umożliwia przeprowadzanie nagłych, szybkich ataków, a także opuszczenie obszaru docelowego. W szczególności w przypadku wykrycia taka łódź podwodna będzie w stanie w jak najkrótszym czasie oddalić się na znaczną odległość od wroga, a następnie zejść pod wodę. Tak więc, zanim okręty przeciw okrętom podwodnym lub samoloty wroga dotrą do obszaru wykrywania, obiecujący atomowy okręt podwodny będzie w bezpiecznej odległości od niego.
Elektrownia, śmigło i silnik odrzutowy
Wynalazcy uważają, że w proponowanym projekcie udało im się z powodzeniem rozwiązać szereg ważnych problemów. Po pierwsze: zapewnienie krótkotrwałego znacznego wzrostu prędkości poziomu dol M = 0,5 … 1. Korzystając z tej okazji podczas ataku torpedowego lub rakietowego, możliwe jest skuteczne pokonanie celu z prawie całkowitą niewrażliwością samej łodzi na obronę wroga.
Drugie zadanie: sterowanie wektorem ciągu. Dzięki kilku oryginalnym pomysłom, proponowany silnik rakietowy na paliwo ciekłe może być wykorzystywany do sterowania w dwóch samolotach. Ze względu na kołysanie komory spalania i dyszy proponuje się sterowanie trymem i kierunkiem.
Trzeci sukces, zdaniem wynalazców, dotyczy bezpieczeństwa załogi. Będąc w oddzielnej kapsule i zdalnie sterując wszystkimi systemami, nurkowie nic nie ryzykują. Dodatkowo ratowanie załogi w sytuacji awaryjnej zapewnia zdejmowana komora, która standardowo pełni funkcje stanowiska centralnego. Ponadto w kapsule mieszkalnej nie ma zbiorników paliwa, co powinno zwiększyć bezpieczeństwo załogi.
Elektrownia proponowanego atomowego okrętu podwodnego składa się z trzech niezależnych modułów. Każdy z nich ma własny reaktor jądrowy i szereg innych urządzeń. Ponadto wszystkie trzy główne moduły łodzi podwodnej wyposażone są we własne śmigła oryginalnej konstrukcji, połączone z zestawem silników elektrycznych. Wszystko to, zdaniem wynalazców, powinno zapewnić możliwość długiej autonomicznej nawigacji.
Ta sama cecha projektowa jest rozwiązaniem piątego problemu projektu. Trzy autonomiczne elektrownie pozwalają na osiągnięcie wysokiej niezawodności konstrukcyjnej. W przypadku awarii jednej z instalacji okręt podwodny zachowuje swój kurs i może kontynuować przydzieloną misję bojową.
Wreszcie modułowa konstrukcja konstrukcji pozwala, w razie potrzeby, wykorzystać obiecujący atomowy okręt podwodny do celów niewojskowych. W tym celu należy zdemontować boczne moduły torpedowe i zmienić wyposażenie niektórych kapsuł używanych do celów wojskowych.
Propozycja wynalazców M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova i N. B. Bolotin jest interesujący, przynajmniej jako ciekawa ciekawostka techniczna. Ich wynalazek jest tak niezwykły i złożony, że można ocenić jego perspektywy nawet bez szczegółowego badania. Co więcej, nawet po powierzchownym zbadaniu można zauważyć, że proponowany projekt ma problemy techniczne, operacyjne i taktyczne. W rezultacie jest mało prawdopodobne, że znajdzie zastosowanie w perspektywie średnioterminowej lub nawet w odległej przyszłości.
Schemat dodatkowej elektrowni z silnikiem odrzutowym
Należy jednak zauważyć, że niektóre propozycje wyglądają na solidne i są już stosowane w praktyce w takiej czy innej formie. Tak więc projektanci krajowi wykorzystali już pomysł podzielenia jednego mocnego cylindrycznego przedziału na kilka oddzielnych jednostek o innym kształcie. Tak więc specjalna łódź podwodna (nuklearna stacja głębinowa) AS-12 projektu 210 Losharik, według niektórych źródeł, ma solidny kadłub złożony z kilku kulistych przedziałów. Taki układ zwiększył wytrzymałość kadłuba, a co za tym idzie maksymalną głębokość zanurzenia.
Inne pomysły nie mogą być w żaden sposób uznane za możliwe do zrealizowania lub odpowiednie do praktycznego zastosowania. Na przykład pomysł pełnej kontroli wszystkich systemów z centralnej lokalizacji, choć wygląda obiecująco i atrakcyjnie, jest obarczony trudnościami. Wymaga to wielu zautomatyzowanych systemów, jednak nawet w tym przypadku jest mało prawdopodobne, aby możliwe było zmniejszenie udziału ludzi do wymaganego poziomu lub wyeliminowanie konieczności przebywania okrętów podwodnych poza wyznaczonym przedziałem mieszkalnym.
Również minusem propozycji można uznać specyficzny układ z modułem centralnym i podłączonymi do niego dwiema wyrzutniami torped. Ten projekt trudno uznać za optymalny z punktu widzenia hydrodynamiki. Spotka się ze zwiększoną wodoodpornością, co negatywnie wpłynie na szereg podstawowych cech, przede wszystkim na szybkość poruszania się i zużycie energii.
W szczególności takie cechy konstrukcyjne mogą utrudnić lub nawet uniemożliwić osiągnięcie planowanych charakterystyk prędkości. Zgodnie z koncepcją wynalazców obiecująca atomowa łódź podwodna na powierzchni powinna rozwijać prędkość na poziomie prędkości dźwięku (prawdopodobnie prędkość dźwięku występuje w powietrzu, a nie w wodzie). Jednak ze względu na dużą powierzchnię zwilżanej powierzchni, konstrukcja łodzi podwodnej musi stawić czoła dużej wodoodporności, która postawi pod znakiem zapytania możliwość przyspieszenia nawet do 50-100 km/h, nie mówiąc już o wyższych prędkościach.
Patent proponuje wyposażenie łodzi podwodnej w dodatkowy silnik odrzutowy. Pomysł ten wydaje się mało prawdopodobny, przede wszystkim dlatego, że silniki rakietowe z różnych powodów nie znalazły jeszcze zastosowania we flocie okrętów podwodnych jako główne urządzenie napędowe okrętów podwodnych. Co więcej, istnieją powody, aby wątpić, czy będą one w ogóle wykorzystywane w tym obszarze. Tak więc na razie odrzutowe łodzie podwodne pozostają tylko w science fiction. Tak więc łódź podwodna „Pioneer” z książki „Sekret dwóch oceanów” G. Adamova została wyposażona w silnik odrzutowy napędzany mieszaniną wodoru i tlenu.
Schemat silnika rakietowego i jego systemów sterowania
Nawet jeśli wyobrażasz sobie, że łódź podwodna naprawdę może być wyposażona w silnik odrzutowy, taka technika z pewnością napotka szereg poważnych problemów. Nietrudno się domyślić, że duża obudowa takiej elektrowni, umieszczona nad korpusem centralnym, z konieczności doprowadzi do pogorszenia i tak już niezbyt najlepszego usprawnienia. Tak więc silnik może być użyteczny tylko podczas szybkiego ataku, podczas gdy przez resztę czasu będzie tylko przeszkadzał i pogarszał osiągi.
Wątpliwa jest również propozycja atakowania celów z powierzchni z przyspieszeniem do maksymalnej prędkości. Główną „kartą atutową” okrętów podwodnych jest ich niewidzialność, która pozwala im spokojnie zająć korzystną pozycję do ataku i wystrzelić torpedy lub pociski. Wynurzenie na powierzchnię i przyspieszenie do prędkości transsonicznej nie pasują do klasycznej metody używania okrętów podwodnych. Co więcej, takie propozycje wprost temu zaprzeczają.
Ponadto w tym przypadku pojawia się słuszne pytanie: jeśli proponowana łódź podwodna ma atakować wroga na powierzchni, to dlaczego potrzebuje nawet zdolności do poruszania się na głębokości? Możesz też zadać drugie pytanie: po co wynurzać się i przyspieszać, skoro równie dobrze możesz zniszczyć cel atakując z głębin? Na te pytania nie ma normalnych odpowiedzi, odpowiadających klasycznej, sprawdzonej taktyce korzystania z okrętów podwodnych różnych klas. Ponadto wątpliwe jest, aby te pytania w ogóle mogły mieć jakiekolwiek logiczne i zrozumiałe odpowiedzi.
Jak widać, oryginalny atomowy okręt podwodny, który jest przedmiotem patentu RU 2494004, posiada wiele oryginalnych i nietypowych cech, które przyciągają uwagę, ale zamykają drogę projektu do realizacji. Po dokładnym zbadaniu propozycja wynalazców M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova i N. B. Bolotina okazuje się kolejnym obiecującym projektem bez jasnych perspektyw.
Takie wynalazki pojawiają się z godną pozazdroszczenia regularnością i często stają się przedmiotem patentów. Jednak nigdy nie dochodzą do etapu praktycznego zastosowania. Złożoność, nieprzemyślana koncepcja i inne negatywne cechy ostatecznie wpływają na dalsze losy propozycji, dlatego pozostają na papierze i nie mogą stać się czymś więcej niż powodem do dumy twórcy. Z drugiej strony, pomimo wątpliwych perspektyw, takie rzeczy są interesujące. Doskonale pokazują, do jakich sztuczek zdolny jest ludzki umysł w tworzeniu nowych pomysłów.
