Befintliga patentlagar i olika länder kräver inte att ett användbart exempel på en uppfinning bifogas en ansökan. Detta gör i synnerhet livet enklare för olika "projektorer" som erbjuder avsiktligt orealiserade idéer. Som en konsekvens måste patentkontoren hantera ett stort antal tvivelaktiga idéer, som ändå leder till patent. Av objektiva skäl kommer idéerna i dessa patent aldrig att förverkligas i praktiken, men i vissa fall kan de vara av visst intresse.
I mars i år publicerades ett patent under numret RU 2494004 med det lakoniska namnet "Nuclear submarine". Trots titelns enkelhet innehåller dokumentet flera alltför djärva idéer som föreslås för användning i kärnkraftsubåtflottan. Uppfinnarna M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova och N. B. Bolotin föreslår en original design av ubåten, som kommer att ge en märkbar ökning av vissa egenskaper, samt ge den ett antal nya funktioner som ännu inte är tillgängliga för moderna ubåtar.
Den föreslagna ubåten, beskriven i patentet, har en icke-standard "trimaran" typ layout. Båtens huvudelement är den centrala modulen i den traditionella dubbelskrovskonstruktionen. Skydd av besättningen och enheterna mot vattentryck tillhandahålls av ett robust hölje, ovanpå vilket ett lätt hölje är placerat. Det föreslås att fylla utrymmet mellan de två skroven med ballasttankar. Dessutom bör ett robust skrov vara utrustat med ett robust styrhus som rymmer en popup-räddningskammare. Ur den allmänna utformningen och syftet skiljer sig centralbyggnaden knappast från de enheter som används på moderna ubåtar. Det nya projektet erbjuder dock ett antal nya icke-standardiserade lösningar.
Allmänt schema för den föreslagna ubåten, ovanifrån
På sidorna till den centrala modulen föreslås att fästa två s.k. strömlinjeformad torpedomodul. Torpedomodulerna, som tänkt av författarna, är en slags central enhet med ett antal karakteristiska förändringar. Ytterligare kraftenheter och propellrar bör placeras i sidomodulerna. Slutligen, ovanpå den centrala modulen, bör det finnas ett stort strömlinjeformat jetmotorhölje. Precis som sidotorpedmodulerna bör jetmotorn användas för att förbättra ubåtens prestanda.
Med hänsyn till några av funktionerna i befintliga ubåtsdesigner föreslår patentförfattarna en original layout av ett robust skrov. Moderna ubåtar har ett enda robust skrov, uppdelat i fack av förseglade skott. Men som uppfinnarna noterar löser en sådan uppdelning inte uppgiften att separera avdelningarna, eftersom det finns många öppningar i skotten för rörledningar, kablar etc. Således är det i händelse av en nödsituation möjligt att sprida det till angränsande fack genom de befintliga tekniska öppningarna.
För att lösa detta problem föreslås en icke-standardiserad layout av ett robust skrov, som innehåller ett kraftverk, vapen, styrsystem, bostäder etc. Huvudelementet i ett starkt skrov av en lovande kärnbåt bör vara en speciell kölstol, på vilken resten av enheterna ska installeras. Istället för en enda robust kropp föreslår uppfinnarna att använda flera relativt små kapslar. Varje sådan enhet måste innehålla en eller annan utrustning: ett kraftverk, beboelig volym, vapen etc. Det antas att ett sådant arrangemang av robusta skrov kommer att möjliggöra bibehållande av de nödvändiga egenskaperna för skydd mot yttre tryck, samt separera avdelningarna från varandra, i synnerhet separera besättningen och farliga delar i en kärnreaktor. I detta fall ska kapslarna inte separeras helt. För kommunikation mellan dem föreslås att man använder förseglade luckor och luftslussar.
En av kapslarna i den föreslagna ubåten bör utföra flera funktioner som syftar till att säkerställa kontroll över ubåten och rädda besättningen. Det föreslås att placera en central post och all systemstyrutrustning i den. Centralstationskapseln bör också fungera som en räddningskammare. Om det behövs bör det separeras, vilket sparar hela besättningen. För effektivare utförande av uppgifter för att rädda människor, bör kameran göras i form av en fullfjädrad mini-ubåt.
Ett annat originalförslag gäller sätt att förse ubåten med ström. Så istället för en uppsättning dieselgeneratorer och ett stort batteri med stor kapacitet föreslås att man använder termoelektriska generatorer. Kraften hos dessa enheter associerade med en kärnreaktor, enligt uppfinnarna, bör väljas i enlighet med parametrarna för huvudmotorn och andra system ombord.
Schematisk central modul, sidovy
Kontroll över de inbyggda systemen i en lovande atomubåt bör utföras med hjälp av fjärrstyrningssystem. Denna funktion i projektet, i synnerhet, låter dig avsevärt minska storleken på besättningen. Enligt beräkningarna av författarna till uppfinningen bör högst 15 personer vara närvarande i besättningen för att säkerställa en treskiftsklocka. Deras uppgift är att övervaka driften av system och kontrollera dem med hjälp av automatiserade verktyg. Tilläggsuppgifter som mat, städning, medicinsk hjälp etc. måste utföras av klockskiftet. Som bevis på effektiviteten i detta tillvägagångssätt citerar uppfinnarna astronauternas erfarenhet.
För ytterligare skydd av propellern och styrenheterna, liksom för att lösa ett antal befintliga problem, föreslår uppfinnarna en originalkonstruktion av propelleraxeln och andra kraftverksenheter. I befintliga ubåtsprojekt är skrovets bakre del smalare, vilket minskar volymen för installation av olika utrustningar. Patentet RU 2494004 föreslår att man använder en icke-standardiserad propellernavdesign som inte kräver en förträngning av kroppen.
För detta ändamål tillhandahålls ett gap i den bakre delen av det lätta skrovet, i vilket propellernavet är beläget. Den senare vilar i sin tur på strukturen hos en fast kropp och måste röra sig längs speciella stödytor med en friktionsbeläggning. En liknande enhet föreslås kylas med havsvatten.
På grund av den ökade navdiametern krävs en ny propellerdesign. Det föreslås att utrustas med ett stort antal blad med reducerad höjd. Enligt uppfinnarna kommer denna konstruktion att ge erforderlig dragkraft även vid superlåga varvtal.
Det föreslås att rotera propellern på grund av flera elektriska motorer installerade radiellt inuti en hållbar kaross. På motorernas utgående axlar föreslås det att placera kugghjul som passar med ett kugghjul inuti propellernavet.
En annan variant av schemat för den centrala modulen
Sidotorpedomoduler är dubbelskrovsenheter med egna kärnreaktorer och andra delar av kraftverket. Dessutom är modulerna utrustade med egna propellrar, samma design som för ubåtens centrala modul. I fören på torpedmodulerna finns automatiska fack med vapen. Sidomodulernas egen beväpning bör bestå av flera torpedorör med torpedmatning. Som med andra system måste vapen fjärrstyras från en central post.
Torpedomodulerna, enligt uppfinnarna, bör anslutas till den centrala modulen i atomubåten med hjälp av snabbkopplingar. I synnerhet kan brandbultar användas för detta. Om det behövs bör besättningen kunna återställa modulerna och fortsätta uppgiften utan dem.
Ett av uppfinningarnas mest intressanta förslag gäller ett ytterligare kraftverk. Författarteamet föreslår att utrusta en lovande atomubåt inte bara med tre propellrar med elmotorer, utan också med en vätskedrivande raketmotor. En sådan enhet, som inte alls kännetecknar gamla, moderna eller lovande ubåtar, borde påverka ubåtens egenskaper positivt.
På den övre delen av aktern i det centrala skrovet föreslås att montera en pylon med ett stort hölje av raketkraftverket. För att skydda enheterna kan munstycket täckas med ett lösgörbart lock. En kraftram, en motor med en förbränningskammare och ett munstycke, en gasgenerator, en turbopumpenhet och andra komponenter i en vätskemotor bör placeras inuti höljet. Dessutom tillhandahåller projektet användning av tryckvektorstyrsystem i två plan.
För att styra tryckvektorn måste motorn svänga horisontellt och vertikalt, vilket ger riktning och trimkontroll. Några rullkontrollsystem föreskrivs inte i motordesignen. Tydligen föreslås en sådan kontroll utföras med hjälp av rodren på båtens skrov.
Original propellerlayout
Patent RU 2494004 föreslår en originalmetod för att förse en motor med bränsle. För att undvika användning av tankar för transport av bränsle och oxidationsmedel kan en motor som körs på en blandning av väte och syre användas. Sådant bränsle kan erhållas från havsvatten genom elektrolys. På grund av närvaron av en kärnreaktor på ubåten anses en sådan metod för att utvinna bränsle vara optimal. Som ett resultat kan ubåten, som tänkt av författarna, förbli under vatten under lång tid, om det behövs med hjälp av en raketmotor som körs på oberoende producerat bränsle.
En lovande raketdriven kärnkraftsubåt kan bära torpedo- och missilvapen. Torpedorören och deras ammunition är planerade att placeras i sidtorpedmodulerna. Missilskjutare måste i sin tur vara placerade i en av näskapslarna i det robusta huset på den centrala modulen. Uppfinnarna tror att en sådan atomubåt kan bära missiler av olika slag, både antifartyg och konstruerade för att attackera mål i sträckor upp till 3-5 tusen km.
En ubåt med icke-standardiserad design måste ha lämplig stridstaktik. Patent RU 2494004 föreslår faktiskt en extraordinär metod för att utföra attacker. Enligt författarna till uppfinningen ska en lovande ubåt kunna accelerera till höga hastigheter. Så när du kommer upp och slår på jetmotorn bör den utveckla en hastighet i storleksordningen M = 0,5 … 1. I detta fall är ubåten praktiskt taget osårbar för fiendens attacker.
Efter att ha accelererat till hög hastighet måste ubåten göra ett angrepp med torpeder eller missiler. Det noteras att på grund av båtens höga hastighet vid sjösättningen blir det omöjligt att motverka de sjösatta torpederna. Under färden i hög hastighet kan ubåten också skjuta upp missiler. Genom användning av olika vapen är det möjligt att lösa operationellt-taktiska eller strategiska uppgifter. Efter att ha avslutat attacken bör ubåten återgå till djupet.
Användningen av en extra boosterraketmotor gör det möjligt att utföra plötsliga snabba attacker, samt att lämna målområdet. I synnerhet vid en upptäckt kommer en sådan ubåt att kunna röra sig bort på ett avsevärt avstånd från fienden på kortast möjliga tid och sedan gå under vatten. Således, när anti-ubåtsfartyg eller fiendens flygplan anländer till detekteringsområdet, kommer den lovande kärnbåten att vara på ett säkert avstånd från den.
Kraftverk, propeller och jetmotor
Uppfinnarna tror att de i det föreslagna projektet lyckades lösa ett antal viktiga problem. För det första: säkerställa en kortsiktig signifikant ökning av hastigheten för dolnivån M = 0, 5 … 1. När du använder detta tillfälle under en torpedo- eller missilattack är det möjligt att effektivt besegra målet med båtens nästan fullständiga sårbarhet för fiendens försvar.
Andra uppgiften: vektorkontroll. På grund av flera originalidéer kan den föreslagna vätskedrivande raketmotorn användas för kontroll i två plan. På grund av gungningen av förbränningskammaren och munstycket föreslås att styra trim och riktning.
Den tredje framgången, enligt uppfinnarna, gäller säkerheten för besättningen. Att vara i en separat kapsel och fjärrstyra alla system, riskerar inte dykare någonting. Dessutom tillhandahålls räddningen av besättningen i en nödsituation av en avtagbar kammare, som normalt utför funktionerna i en central post. Dessutom finns det inga bränsletankar i den beboeliga kapseln, vilket borde öka besättningens säkerhet.
Kraftverket i den föreslagna atomubåten inkluderar tre oberoende moduler. Var och en av dem har sin egen kärnreaktor och ett antal andra utrustningar. Dessutom är ubåtens alla tre huvudmoduler utrustade med egna propellrar av den ursprungliga designen, anslutna till en uppsättning elmotorer. Allt detta, enligt uppfinnarna, bör säkerställa möjligheten till lång autonom navigering.
Samma designfunktion är lösningen på projektets femte problem. Tre autonoma kraftverk möjliggör hög strukturell tillförlitlighet. Om en av anläggningarna misslyckas behåller ubåten sin kurs och kan fortsätta utföra det tilldelade stridsuppdraget.
Slutligen tillåter den modulära konstruktionen av strukturen, om det behövs, att använda en lovande atomubåt för icke-militära ändamål. För att göra detta är det nödvändigt att demontera sidotorpedomodulerna och byta utrustning för vissa kapslar som används för militära ändamål.
Förslaget från uppfinnarna M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova och N. B. Bolotin är av intresse, åtminstone, som en nyfiken teknisk nyfikenhet. Deras uppfinning är så ovanlig och komplex att man kan bedöma dess utsikter även utan en detaljerad studie. Dessutom, även med en ytlig undersökning, kan det ses att det föreslagna projektet har tekniska, operativa och taktiska problem. Som ett resultat är det osannolikt att det kommer att kunna tillämpas på medellång sikt eller till och med inom en avlägsen framtid.
Diagram över ett extra kraftverk med en jetmotor
Det bör dock noteras att vissa av förslagen ser sunda ut och redan används i praktiken i en eller annan form. Så, inhemska designers har redan använt tanken på att dela ett enda starkt cylindriskt fack i flera separata enheter med en annan form. Således har en särskild ubåt (kärnkraftig djupvattenstation) AS-12 från projekt 210 Losharik, enligt vissa källor, ett solidt skrov monterat från flera sfäriska fack. Detta arrangemang har ökat skrovets styrka och som ett resultat det maximala nedsänkningsdjupet.
Andra idéer kan inte på något sätt erkännas som realiserbara eller lämpliga för praktisk användning. Till exempel är tanken på full kontroll över alla system från en central plats, samtidigt som den ser lovande och attraktiv ut, svårad. Detta kräver många automatiserade system, men även i det här fallet är det osannolikt att det kommer att vara möjligt att minska mänskligt deltagande till den nödvändiga nivån eller eliminera behovet av ubåtar att stanna utanför den angivna beboeliga avdelningen.
Förslagets minus kan också betraktas som en specifik layout med en central modul och två torpedorör anslutna till den. Denna design kan knappast anses vara optimal ur hydrodynamikens synvinkel. Den kommer att stöta på ökad vattenmotstånd, vilket kommer att påverka ett antal grundläggande egenskaper negativt, först och främst rörelsehastigheten och energiförbrukningen.
Sådana konstruktionsegenskaper kan i synnerhet göra det svårt eller till och med omöjligt att uppnå de planerade hastighetsegenskaperna. Som tänkt av uppfinnarna bör en lovande kärnbåt på ytan utveckla en hastighet vid ljudets hastighet (förmodligen finns det en ljudhastighet i luft, inte i vatten). Men på grund av den stora ytan på den våta ytan måste ubåtsdesignen stå inför hög vattentäthet, vilket kommer att ifrågasätta möjligheten till acceleration till och med 50-100 km / h, för att inte tala om högre hastigheter.
Patentet föreslår att utrusta ubåten med en extra jetmotor. Denna idé ser inte särskilt trolig ut, främst av den anledningen att raketmotorer av olika skäl ännu inte har funnits tillämpning i ubåtsflottan som den främsta framdrivningsanordningen för ubåtar. Dessutom finns det anledning att tvivla på att de överhuvudtaget kommer att användas inom detta område. Således finns för närvarande jetubåtar bara kvar i science fiction. Så ubåten "Pioneer" från boken "The Secret of Two Oceans" av G. Adamov var utrustad med en jetmotor som körs på en blandning av väte och syre.
Diagram över en raketmotor och dess styrsystem
Även om du föreställer dig att en ubåt verkligen kan utrustas med en jetmotor, kommer en sådan teknik säkert att möta ett antal allvarliga problem. Det är lätt att gissa att ett stort hölje av ett sådant kraftverk, beläget ovanför den centrala kroppen, nödvändigtvis kommer att leda till en försämring av den redan inte särskilt bästa effektiviseringen. Således kan motorn bara vara användbar under en höghastighetsattack, medan resten av tiden bara kommer att störa och försämra prestanda.
Förslaget att attackera mål från ytan med acceleration till maximal hastighet ser också tveksamt ut. Det viktigaste "trumfkortet" för ubåtar är deras smyg, vilket gör att de i lugn och ro kan ta en fördelaktig position för en attack och avfyra torpeder eller missiler. Uppstigning till ytan och acceleration till transonisk hastighet passar inte in i den klassiska metoden att använda ubåtar. Dessutom motsäger sådana förslag det direkt.
Dessutom uppstår i detta fall en rättvis fråga: om den föreslagna ubåten skulle attackera fienden på ytan, varför behöver den ens förmågan att röra sig på djupet? Du kan också ställa den andra frågan: varför stiga upp till ytan och accelerera, om du lika gärna kan förstöra målet genom att attackera från djupet? Dessa frågor har inga normala svar, motsvarande den klassiska beprövade taktiken att använda ubåtar från olika klasser. Dessutom är det tveksamt om dessa frågor alls kan ha några logiska och begripliga svar.
Som du kan se har den ursprungliga kärnkraftsubåten, som är föremål för patent RU 2494004, många original och ovanliga funktioner som lockar uppmärksamhet, men stänger projektets väg till genomförande. Vid noggrann undersökning kommer förslaget från uppfinnarna M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova och N. B. Bolotina visar sig vara ännu ett lovande projekt utan tydliga utsikter.
Sådana uppfinningar framträder med avundsvärd regelbundenhet och blir ofta föremål för patent. De når dock aldrig det praktiska tillämpningsstadiet. Komplexitet, missuppfattning och andra negativa drag påverkar i slutändan förslagens vidare öde, varför de förblir på papper och inte kan bli något mer än en anledning till skaparens stolthet. Å andra sidan, trots de tvivelaktiga utsikterna, är sådana saker av visst intresse. De visar perfekt vilka knep det mänskliga sinnet kan för att skapa nya idéer.
