Stávající patentové zákony v různých zemích nevyžadují, aby byl k aplikaci připojen funkční příklad vynálezu. Zejména to usnadňuje život různým „projektorům“nabízejícím záměrně nerealizovatelné nápady. V důsledku toho se patentové úřady musí vypořádat s velkým počtem pochybných myšlenek, které nicméně vedou k patentům. Z objektivních důvodů nebudou myšlenky uvedené v těchto patentech v praxi nikdy realizovány, ale v některých případech mohou být zajímavé.
V březnu tohoto roku byl zveřejněn patent pod číslem RU 2494004 s lakonickým názvem „Jaderná ponorka“. Navzdory jednoduchosti názvu obsahuje dokument několik příliš odvážných myšlenek navržených pro použití ve flotile jaderných ponorek. Vynálezci M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova a N. B. Bolotin navrhuje originální design ponorky, který poskytne znatelné zvýšení některých charakteristik a poskytne mu řadu nových schopností, které zatím moderní ponorky nemají.
Navrhovaná ponorka, popsaná v patentu, má nestandardní rozložení typu „trimaran“. Hlavním prvkem lodi je centrální modul tradiční konstrukce s dvojitým trupem. Ochrana posádky a jednotek před tlakem vody je zajištěna robustním pláštěm, na jehož vrchu je umístěn lehký plášť. Navrhuje se zaplnit prostor mezi dvěma trupy zátěžovými nádržemi. Kromě toho by měl být robustní trup vybaven robustní kormidelnou, do které se vejde vyskakovací záchranná komora. Z hlediska celkového uspořádání a účelu se centrální budova téměř neliší od jednotek používaných na moderních ponorkách. Přesto nový projekt nabízí řadu nových nestandardních řešení.
Obecné schéma navrhované ponorky, pohled shora
Na bocích k centrálnímu modulu je navrženo připevnění dvou tzv. efektivnější torpédový modul. Torpédové moduly, jak je pojali autoři, jsou jakousi centrální jednotkou s řadou charakteristických změn. V bočních modulech by měly být umístěny další pohonné jednotky a vrtule. Konečně, na vrcholu centrálního modulu by měl být velký aerodynamický kryt proudového motoru. Stejně jako boční torpédové moduly by měl být proudový motor použit ke zvýšení výkonu ponorky.
S přihlédnutím k některým vlastnostem stávajících návrhů ponorek autoři patentu navrhují originální uspořádání robustního trupu. Moderní ponorky mají jediný robustní trup rozdělený na oddíly utěsněnými přepážkami. Jak však vynálezci poznamenávají, takové rozdělení neřeší úkol oddělení oddílů, protože v přepážkách je mnoho otvorů pro potrubí, kabely atd. V případě nouze je tedy možné jej rozšířit do sousedních oddílů prostřednictvím stávajících technologických otvorů.
K vyřešení tohoto problému je navrženo nestandardní uspořádání robustního trupu obsahující elektrárnu, zbraně, řídicí systémy, obytné místnosti atd. Hlavním prvkem silného trupu nadějné jaderné ponorky by měl být speciální kýlový vazník, na který by měly být instalovány zbývající jednotky. Místo jediného robustního těla vynálezci navrhují použít několik relativně malých kapslí. Každá taková jednotka musí obsahovat jedno nebo jiné vybavení: elektrárnu, obytný prostor, zbraně atd. Předpokládá se, že takové uspořádání robustních trupů umožní zachování požadovaných charakteristik ochrany před vnějším tlakem, jakož i oddělení oddílů od sebe, zejména oddělení posádky a nebezpečných částí jaderného reaktoru. V tomto případě by kapsle neměly být zcela odděleny. Pro komunikaci mezi nimi se navrhuje použít utěsněné poklopy a vzduchové komory.
Jedna z kapslí navrhované ponorky by měla plnit několik funkcí zaměřených na zajištění kontroly nad ponorkou a záchranu posádky. Navrhuje se v něm umístit centrální sloupek a veškeré zařízení pro ovládání systémů. Kapsle centrální stanice by měla fungovat i jako záchranná komora. Pokud je to nutné, mělo by být odděleno a zachráněna celá posádka. Pro efektivnější plnění úkolů na záchranu lidí by měla být kamera vyrobena ve formě plnohodnotné miniponorky.
Další původní návrh se týká způsobů dodávání energie do ponorky. Místo sady dieselových generátorů a velké baterie s velkou kapacitou se tedy navrhuje použít termoelektrické generátory. Výkon těchto jednotek spojených s jaderným reaktorem by podle vynálezců měl být zvolen v souladu s parametry hlavního motoru a dalších palubních systémů.
Schéma centrálního modulu, boční pohled
Řízení palubních systémů slibné jaderné ponorky by mělo být prováděno pomocí systémů dálkového ovládání. Tato vlastnost projektu vám zejména umožňuje výrazně snížit velikost posádky. Podle výpočtů autorů vynálezu by v posádce nemělo být přítomno více než 15 lidí, aby zajistili třísměnný provoz. Jejich úkolem je monitorovat provoz systémů a řídit je pomocí automatizovaných nástrojů. Pomocné úkoly, jako je jídlo, úklid, lékařská pomoc atd. musí provádět hodinová směna. Jako důkaz účinnosti tohoto přístupu vynálezci uvádějí zkušenosti astronautů.
Pro dodatečnou ochranu vrtulí a řídících jednotek a také pro vyřešení řady stávajících problémů vynálezci navrhují originální konstrukci vrtulového hřídele a dalších jednotek elektrárny. Ve stávajících projektech ponorek je zadní část trupu zúžena, což snižuje objem dostupný pro instalaci různých zařízení. Patent RU 2494004 navrhuje použít nestandardní konstrukci náboje vrtule, která nevyžaduje zúžení těla.
Za tímto účelem je v zadní části lehkého trupu vytvořena mezera, ve které je umístěn náboj vrtule. Ten zase spočívá na struktuře pevného tělesa a musí se pohybovat po speciálních opěrných plochách s povrchovou úpravou proti tření. Podobná jednotka se navrhuje chladit pomocí mořské vody.
Vzhledem ke zvětšenému průměru náboje je nutná nová konstrukce vrtule. Navrhuje se vybavit velkým počtem lopatek snížené výšky. Podle vynálezců tento design poskytne požadovanou trakci i při super nízkých otáčkách.
Navrhuje se otáčet vrtulí kvůli několika elektromotorům instalovaným radiálně uvnitř odolného těla. Na výstupní hřídele motorů se navrhuje umístit ozubená kola, která zapadají do ozubeného kola uvnitř náboje vrtule.
Další varianta schématu centrálního modulu
Boční torpédové moduly jsou jednotky s dvojitým trupem s vlastními jadernými reaktory a dalšími prvky elektrárny. Moduly jsou navíc vybaveny vlastními vrtulemi, stejné konstrukce jako v případě centrálního modulu ponorky. V přídi torpédových modulů jsou automatizované oddíly se zbraněmi. Vlastní výzbroj bočních modulů by měla sestávat z několika torpédometů s torpédovým zásobováním. Stejně jako u jiných systémů musí být zbraně ovládány dálkově z centrálního sloupku.
Torpédové moduly by podle vynálezců měly být spojeny s centrálním modulem jaderné ponorky pomocí rychloupínacích spojovacích prvků. K tomu mohou být použity zejména požární šrouby. Pokud je to nutné, posádka by měla být schopna resetovat moduly a pokračovat v úkolu bez nich.
Jeden z nejzajímavějších návrhů vynálezců se týká další elektrárny. Tým autorů navrhuje vybavit nadějnou jadernou ponorku nejen třemi vrtulemi s elektromotory, ale také raketovým motorem na kapalné palivo. Taková jednotka, která není vůbec charakteristická pro staré, moderní nebo perspektivní ponorky, by měla pozitivně ovlivnit vlastnosti ponorky.
Na horní část zádi centrálního trupu se navrhuje namontovat pylon s velkým pláštěm raketové elektrárny. Pro ochranu jednotek může být tryska zakryta uvolnitelným krytem. Uvnitř skříně by měl být umístěn napájecí rám, motor se spalovací komorou a tryskou, generátor plynu, jednotka turbočerpadla a další součásti kapalinového motoru. Kromě toho projekt počítá s využitím systémů vektorového řízení tahu ve dvou rovinách.
K ovládání vektoru tahu se motor musí otáčet vodorovně a svisle, což poskytuje ovládání směru a trimu. Konstrukce motoru nepředpokládá žádné systémy řízení odvalování. Zdá se, že taková kontrola se navrhuje provádět pomocí kormidel na trupu lodi.
Původní rozvržení vrtule
Patent RU 2494004 navrhuje originální způsob zásobování motoru palivem. Aby se zabránilo používání nádrží pro přepravu paliva a okysličovadla, lze použít motor poháněný směsí vodíku a kyslíku. Takové palivo lze získat z mořské vody elektrolýzou. Vzhledem k přítomnosti jaderného reaktoru na ponorce je takový způsob těžby paliva považován za optimální. Výsledkem je, že ponorka, jak ji autoři pojali, může zůstat dlouho pod vodou, v případě potřeby pomocí raketového motoru běžícího na nezávisle vyráběném palivu.
Slibná raketová jaderná ponorka může nést torpédové a raketové zbraně. Torpédomety a jejich munice jsou plánovány pro umístění do bočních torpédových modulů. Odpalovače raket musí být zase umístěny v jedné z nosních kapslí robustního pouzdra centrálního modulu. Vynálezci se domnívají, že taková jaderná ponorka může nést rakety různých typů, jak protilodních, tak určených k útoku na cíle v dosahu až 3–5 tisíc km.
Ponorka nestandardního designu musí mít vhodnou bojovou taktiku. Patent RU 2494004 skutečně navrhuje mimořádný způsob provádění útoků. Podle autorů vynálezu by nadějná ponorka měla být schopná zrychlit na vysoké rychlosti. Při vynořování a zapínání proudového motoru by tedy měl vyvinout rychlost řádově M = 0,5 … 1. V tomto případě je ponorka prakticky nezranitelná vůči nepřátelským útokům.
Po zrychlení na vysokou rychlost musí ponorka provést útok pomocí torpéd nebo raket. Je třeba poznamenat, že vzhledem k vysoké rychlosti lodi v době startu je nemožné čelit vypuštěným torpédům. Také při vysokorychlostním pohybu může ponorka odpalovat rakety. Použitím různých zbraní je možné řešit operativně-taktické nebo strategické úkoly. Po dokončení útoku by se ponorka měla vrátit do hloubky.
Použití přídavného pomocného raketového motoru umožňuje provádět náhlé rychlé útoky a opustit cílovou oblast. Zejména v případě detekce se taková ponorka bude moci v co nejkratším čase vzdálit na značnou vzdálenost od nepřítele a poté se dostat pod vodu. Než tedy protiponorkové lodě nebo nepřátelská letadla dorazí do detekční oblasti, bude od ní slibná jaderná ponorka v bezpečné vzdálenosti.
Elektrárna, vrtule a proudový motor
Vynálezci věří, že v navrhovaném projektu dokázali úspěšně vyřešit řadu důležitých problémů. Za prvé: zajištění krátkodobého významného zvýšení rychlosti dolaru o M = 0, 5 … 1. Při využití této příležitosti během torpédového nebo raketového útoku je možné efektivně porazit cíl téměř úplnou nezranitelností samotného člunu pro obranu nepřítele.
Druhý úkol: řízení vektoru tahu. Vzhledem k několika originálním nápadům lze navrhovaný raketový motor na kapalné palivo použít k ovládání ve dvou rovinách. V důsledku kývání spalovací komory a trysky se navrhuje ovládat obložení a směr.
Třetí úspěch se podle vynálezců týká bezpečnosti posádky. Být v samostatné kapsli a ovládat všechny systémy na dálku, potápěči nic neriskují. Záchranu posádky v případě nouze navíc zajišťuje odnímatelná komora, která normálně plní funkce centrálního sloupku. V obyvatelné kapsli navíc nejsou žádné palivové nádrže, což by mělo zvýšit bezpečnost posádky.
Elektrárna navrhované jaderné ponorky obsahuje tři nezávislé moduly. Každý z nich má vlastní jaderný reaktor a řadu dalších zařízení. Kromě toho jsou všechny tři hlavní moduly ponorky vybaveny vlastními vrtulemi původního návrhu, připojenými k sadě elektromotorů. To vše by podle vynálezců mělo zajistit možnost dlouhé autonomní navigace.
Stejná konstrukční funkce je řešením pátého problému projektu. Tři autonomní elektrárny umožňují dosáhnout vysoké strukturální spolehlivosti. V případě poruchy jedné z instalací si ponorka zachová kurz a může pokračovat ve výkonu přidělené bojové mise.
A konečně, modulární konstrukce struktury umožňuje v případě potřeby použít perspektivní jadernou ponorku pro nevojenské účely. K tomu je nutné demontovat boční torpédové moduly a vyměnit vybavení některých kapslí používaných pro vojenské účely.
Návrh vynálezců M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova a N. B. Bolotin je zajímavý přinejmenším jako zvláštní technická kuriozita. Jejich vynález je tak neobvyklý a složitý, že je možné posoudit jeho vyhlídky i bez podrobné studie. Navíc i při povrchním zkoumání je vidět, že navrhovaný projekt má technické, provozní a taktické problémy. V důsledku toho je nepravděpodobné, že bude moci najít uplatnění ve střednědobém horizontu nebo dokonce ve vzdálené budoucnosti.
Schéma přídavné elektrárny s proudovým motorem
Je však třeba poznamenat, že některé návrhy vypadají dobře a již jsou v praxi v té či oné formě použity. Domácí designéři tedy již použili myšlenku rozdělit jednu silnou válcovou přihrádku na několik samostatných jednotek jiného tvaru. Speciální ponorka (jaderná hlubinná stanice) projektu 210 Losharik má podle některých zdrojů pevný trup sestavený z několika sférických oddílů. Toto uspořádání zvýšilo pevnost trupu a v důsledku toho maximální hloubku ponoření.
Jiné nápady nelze v žádném případě považovat za realizovatelné nebo vhodné pro praktické použití. Například myšlenka plné kontroly všech systémů z centrálního místa, přestože vypadá slibně a atraktivně, je plná obtíží. To vyžaduje mnoho automatizovaných systémů, nicméně i v tomto případě je nepravděpodobné, že by bylo možné snížit lidskou účast na požadovanou úroveň nebo eliminovat potřebu ponorek zůstat mimo určený obytný prostor.
Také za minus návrhu lze považovat konkrétní rozložení s centrálním modulem a dvěma torpédomety k němu připojenými. Tento design lze jen stěží považovat za optimální z hlediska hydrodynamiky. Setká se se zvýšenou odolností proti vodě, což negativně ovlivní řadu základních charakteristik, především rychlost pohybu a spotřebu energie.
Zejména takové konstrukční vlastnosti mohou ztěžovat nebo dokonce znemožňovat dosažení plánovaných rychlostních charakteristik. Jak vymysleli vynálezci, slibná jaderná ponorka na povrchu by měla vyvinout rychlost na úrovni rychlosti zvuku (pravděpodobně existuje rychlost zvuku ve vzduchu, ne ve vodě). Vzhledem k velké ploše smáčeného povrchu však musí konstrukce ponorky čelit vysoké voděodolnosti, což zpochybní možnost zrychlení i na 50-100 km / h, nemluvě o vyšších rychlostech.
Patent navrhuje vybavit ponorku přídavným proudovým motorem. Tato myšlenka nevypadá příliš věrohodně, především z toho důvodu, že raketové motory z různých důvodů dosud nenašly uplatnění v podmořské flotile jako hlavním pohonném zařízení pro ponorky. Navíc je důvod pochybovat, že budou v této oblasti vůbec použity. Tryskové ponorky tedy prozatím zůstávají pouze ve sci -fi. Ponorka „Pioneer“z knihy „Tajemství dvou oceánů“od G. Adamova byla vybavena proudovým motorem poháněným směsí vodíku a kyslíku.
Schéma raketového motoru a jeho řídicích systémů
I když si představíte, že ponorka může být opravdu vybavena proudovým motorem, taková technika bude jistě čelit řadě vážných problémů. Je snadné uhodnout, že velký plášť takové elektrárny, umístěný nad centrálním tělesem, nutně povede ke zhoršení již nepříliš nejlepšího zefektivnění. Motor tedy může být užitečný pouze při vysokorychlostním útoku, zatímco po zbytek času bude pouze rušit a snižovat výkon.
Pochybně vypadá i návrh útočit na cíle z povrchu se zrychlením na maximální rychlost. Hlavní „trumf“ponorek je jejich utajení, které jim umožňuje v tichosti zaujmout výhodnou pozici pro útok a pálit torpéda nebo rakety. Výstup na povrch a zrychlení na transonickou rychlost se nehodí do klasické metody používání ponorek. Takové návrhy jí navíc přímo odporují.
V tomto případě navíc vyvstává spravedlivá otázka: pokud by navrhovaná ponorka měla zaútočit na nepřítele na povrchu, proč tedy vůbec potřebuje schopnost pohybu do hloubky? Můžete si také položit druhou otázku: proč stoupat na povrch a zrychlovat, když můžete stejně dobře zničit cíl útokem z hlubin? Tyto otázky nemají normální odpovědi, odpovídající klasické osvědčené taktice používání ponorek různých tříd. Navíc je pochybné, že tyto otázky mohou mít vůbec nějaké logické a srozumitelné odpovědi.
Jak vidíte, původní jaderná ponorka, která je předmětem patentu RU 2494004, má spoustu originálních a neobvyklých vlastností, které přitahují pozornost, ale zavírají cestu projektu k realizaci. Po podrobném prozkoumání návrh vynálezců M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova a N. B. Bolotina se ukazuje jako další slibný projekt bez jasných vyhlídek.
Takové vynálezy se objevují se záviděníhodnou pravidelností a často se stávají předmětem patentů. Nikdy se však nedostanou do fáze praktické aplikace. Složitost, nedomyšlenost a další negativní rysy v konečném důsledku ovlivňují další osud návrhů, proto zůstávají na papíře a nemohou se stát něčím víc než důvodem pro hrdost tvůrce. Na druhou stranu, i přes pochybné vyhlídky, o takové věci je jistý zájem. Dokonale ukazují, jakých triků je lidská mysl schopná při vytváření nových myšlenek.
