Le leggi sui brevetti esistenti in vari paesi non richiedono che un esempio praticabile di un'invenzione sia allegato a una domanda. Questo, in particolare, facilita la vita a vari "proiettori" offrendo idee volutamente irrealizzabili. Di conseguenza, gli uffici brevetti devono occuparsi di un gran numero di idee dubbie, che tuttavia portano a brevetti. Per ragioni oggettive, le idee esposte in questi brevetti non saranno mai realizzate nella pratica, ma in alcuni casi potrebbero essere di sicuro interesse.
Nel marzo di quest'anno è stato pubblicato un brevetto con il numero RU 2494004 con il nome laconico "Sottomarino nucleare". Nonostante la semplicità del titolo, il documento contiene diverse idee eccessivamente audaci proposte per l'uso nella flotta di sottomarini nucleari. Gli inventori M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova e N. B. Bolotin propone un design originale del sottomarino, che fornirà un notevole aumento di alcune caratteristiche, oltre a conferirgli una serie di nuove capacità che non sono ancora disponibili per i sottomarini moderni.
Il sottomarino proposto, descritto nel brevetto, ha un layout di tipo "trimarano" non standard. L'elemento principale della barca è il modulo centrale del tradizionale design a doppio scafo. La protezione dell'equipaggio e delle unità dalla pressione dell'acqua è fornita da un robusto involucro, sopra il quale è posizionato un involucro leggero. Si propone di riempire lo spazio tra i due scafi con cisterne di zavorra. Inoltre, uno scafo robusto dovrebbe essere dotato di una timoneria robusta in grado di ospitare una camera di salvataggio a scomparsa. Dal punto di vista della disposizione generale e della destinazione, l'edificio centrale si discosta di poco dalle unità utilizzate sui moderni sottomarini. Tuttavia, il nuovo progetto offre una serie di nuove soluzioni non standard.
Schema generale del sottomarino proposto, vista dall'alto
Ai lati del modulo centrale si propone di allegare due cosiddetti. modulo siluro aerodinamico. I moduli siluri, come concepiti dagli autori, sono una sorta di unità centrale con una serie di modifiche caratteristiche. Ulteriori unità di potenza ed eliche devono essere posizionate nei moduli laterali. Infine, sopra il modulo centrale, dovrebbe esserci un grande involucro aerodinamico del motore a reazione. Come i moduli siluri laterali, il motore a reazione dovrebbe essere utilizzato per migliorare le prestazioni del sottomarino.
Tenendo conto di alcune delle caratteristiche dei progetti di sottomarini esistenti, gli autori del brevetto propongono un layout originale di uno scafo robusto. I moderni sottomarini hanno un unico scafo robusto, diviso in compartimenti da paratie sigillate. Tuttavia, come notano gli inventori, tale divisione non risolve il compito di separare i compartimenti, poiché ci sono molte aperture nelle paratie per condutture, cavi, ecc. Pertanto, in caso di emergenza, è possibile diffonderlo ai vani limitrofi attraverso le aperture tecnologiche esistenti.
Per risolvere questo problema, viene proposto un layout non standard di uno scafo robusto, contenente una centrale elettrica, armi, sistemi di controllo, alloggi, ecc. L'elemento principale di un forte scafo di un promettente sottomarino nucleare dovrebbe essere una speciale travatura a chiglia, su cui dovrebbe essere installato il resto delle unità. Invece di un unico corpo robusto, gli inventori propongono di utilizzare diverse capsule relativamente piccole. Ciascuna di queste unità deve contenere l'uno o l'altro equipaggiamento: una centrale elettrica, un volume abitabile, armi, ecc. Si presume che una tale disposizione di scafi robusti consentirà di mantenere le caratteristiche richieste di protezione contro la pressione esterna, nonché di separare i compartimenti l'uno dall'altro, in particolare, separando l'equipaggio e le parti pericolose di un reattore nucleare. In questo caso, le capsule non devono essere completamente separate. Per la comunicazione tra loro, si propone di utilizzare portelli sigillati e camere d'equilibrio.
Una delle capsule del sottomarino proposto dovrebbe svolgere diverse funzioni volte a garantire il controllo del sottomarino e il salvataggio dell'equipaggio. Si propone di collocare un posto centrale e tutte le apparecchiature di controllo dei sistemi al suo interno. La capsula della stazione centrale dovrebbe fungere anche da camera di soccorso. Se necessario, dovrebbe essere separato, salvando l'intero equipaggio. Per svolgere in modo più efficace le attività di salvataggio delle persone, la telecamera dovrebbe essere realizzata sotto forma di un mini-sottomarino a tutti gli effetti.
Un'altra proposta originale riguarda le modalità di alimentazione del sottomarino. Quindi, invece di una serie di generatori diesel e una grande batteria di grande capacità, si propone di utilizzare generatori termoelettrici. La potenza di queste unità associate a un reattore nucleare, secondo gli inventori, dovrebbe essere selezionata in base ai parametri del motore principale e di altri sistemi di bordo.
Schema del modulo centrale, vista laterale
Il controllo sui sistemi di bordo di un promettente sottomarino nucleare dovrebbe essere effettuato utilizzando sistemi di controllo remoto. Questa caratteristica del progetto, in particolare, consente di ridurre significativamente le dimensioni dell'equipaggio. Secondo i calcoli degli autori dell'invenzione, nell'equipaggio non dovrebbero essere presenti più di 15 persone per garantire un orologio su tre turni. Il loro compito è monitorare il funzionamento dei sistemi e controllarli utilizzando strumenti automatizzati. Compiti accessori come cibo, pulizia, assistenza medica, ecc. deve essere eseguita dal turno di guardia. Come prova dell'efficacia di questo approccio, gli inventori citano l'esperienza degli astronauti.
Per una protezione aggiuntiva dell'elica e delle unità di governo, nonché per risolvere una serie di problemi esistenti, gli inventori propongono un design originale dell'albero dell'elica e di altre unità della centrale elettrica. Nei progetti esistenti di sottomarini, la parte poppiera dello scafo è ristretta, il che riduce il volume disponibile per l'installazione di varie attrezzature. Il brevetto RU 2494004 propone di utilizzare un design del mozzo dell'elica non standard che non richiede un restringimento del corpo.
A tale scopo, è prevista una fessura nella parte poppiera dello scafo leggero, in cui si trova il mozzo dell'elica. Quest'ultimo, a sua volta, poggia sulla struttura di un corpo solido e deve muoversi lungo speciali piani di appoggio con rivestimento antifrizione. Un'unità simile è proposta per essere raffreddata utilizzando acqua di mare.
A causa dell'aumento del diametro del mozzo, è necessario un nuovo design dell'elica. Si propone per essere dotato di un elevato numero di lame di altezza ridotta. Secondo gli inventori, questo design fornirà la trazione richiesta anche a regimi super bassi.
Si propone di ruotare l'elica a causa di diversi motori elettrici installati radialmente all'interno di un corpo resistente. Sugli alberi di uscita dei motori si propone di posizionare ingranaggi che ingranano con una ruota dentata all'interno del mozzo dell'elica.
Un'altra variante dello schema del modulo centrale
I moduli siluri laterali sono unità a doppio scafo con i propri reattori nucleari e altri elementi della centrale elettrica. Inoltre, i moduli sono dotati di proprie eliche, lo stesso design del modulo centrale del sottomarino. A prua dei moduli siluri ci sono compartimenti automatizzati con armi. L'armamento dei moduli laterali dovrebbe consistere di diversi tubi lanciasiluri con una fornitura di siluri. Come con altri sistemi, le armi devono essere controllate a distanza da un posto centrale.
I moduli siluro, secondo gli inventori, dovrebbero essere collegati al modulo centrale del sottomarino nucleare mediante dispositivi di fissaggio a sgancio rapido. In particolare, i bulloni antincendio possono essere utilizzati per questo. Se necessario, l'equipaggio dovrebbe essere in grado di ripristinare i moduli e continuare l'attività senza di essi.
Una delle proposte più interessanti degli inventori riguarda una centrale elettrica aggiuntiva. Il team di autori propone di dotare un promettente sottomarino nucleare non solo di tre eliche con motori elettrici, ma anche di un motore a razzo a propellente liquido. Tale unità, che non è affatto caratteristica dei sottomarini vecchi, moderni o promettenti, dovrebbe influenzare positivamente le caratteristiche del sottomarino.
Sulla parte superiore della poppa dello scafo centrale, si propone di montare un pilone con un grande involucro della centrale elettrica a razzo. Per proteggere le unità, l'ugello può essere coperto con un coperchio sganciabile. All'interno dell'involucro dovrebbero essere posizionati un telaio di potenza, un motore con una camera di combustione e un ugello, un generatore di gas, un'unità turbopompa e altri componenti di un motore a liquido. Inoltre, il progetto prevede l'utilizzo di sistemi di controllo del vettore di spinta su due piani.
Per controllare il vettore di spinta, il motore deve oscillare orizzontalmente e verticalmente, fornendo il controllo della direzione e dell'assetto. Eventuali sistemi di controllo del rollio non sono previsti nella progettazione del motore. Apparentemente, si propone di effettuare tale controllo utilizzando i timoni sullo scafo della barca.
Layout originale dell'elica
Il brevetto RU 2494004 propone un metodo originale per alimentare un motore con carburante. Per evitare l'uso di serbatoi per il trasporto di carburante e ossidante, è possibile utilizzare un motore funzionante con una miscela di idrogeno e ossigeno. Tale combustibile può essere ottenuto dall'acqua di mare mediante elettrolisi. A causa della presenza di un reattore nucleare sul sottomarino, tale metodo di estrazione del carburante è considerato ottimale. Di conseguenza, il sottomarino, come concepito dagli autori, può rimanere sott'acqua per lungo tempo, se necessario utilizzando un motore a razzo funzionante con carburante prodotto indipendentemente.
Un promettente sottomarino nucleare a razzo può trasportare siluri e armi missilistiche. I tubi lanciasiluri e le relative munizioni sono progettati per essere posizionati nei moduli lanciasiluri laterali. I lanciamissili, a loro volta, devono essere posizionati in una delle capsule nasali del robusto alloggiamento del modulo centrale. Gli inventori ritengono che un tale sottomarino nucleare possa trasportare missili di vario tipo, sia antinave che progettati per attaccare bersagli a distanze fino a 3-5 mila km.
Un sottomarino di progettazione non standard deve avere tattiche di combattimento appropriate. Il brevetto RU 2494004 propone infatti un metodo straordinario per effettuare attacchi. Secondo gli autori dell'invenzione, un sottomarino promettente dovrebbe essere in grado di accelerare a velocità elevate. Quindi, quando affiora e accendi il motore a reazione, dovrebbe sviluppare una velocità dell'ordine di M = 0,5 … 1. In questo caso, il sottomarino è praticamente invulnerabile agli attacchi nemici.
Dopo aver accelerato ad alta velocità, il sottomarino deve effettuare un attacco usando siluri o missili. Si noti che a causa dell'elevata velocità della barca al momento del lancio, diventa impossibile contrastare i siluri lanciati. Inoltre, mentre si muove ad alta velocità, il sottomarino può lanciare missili. Attraverso l'uso di varie armi, è possibile risolvere compiti operativi-tattici o strategici. Dopo aver completato l'attacco, il sottomarino dovrebbe tornare in profondità.
L'uso di un motore a razzo ausiliario aggiuntivo consente di effettuare attacchi rapidi improvvisi, nonché di lasciare l'area bersaglio. In particolare, in caso di rilevamento, tale sommergibile potrà allontanarsi a notevole distanza dal nemico nel minor tempo possibile per poi andare sott'acqua. Pertanto, quando le navi antisommergibile o gli aerei nemici arriveranno nell'area di rilevamento, il promettente sottomarino nucleare sarà a distanza di sicurezza da esso.
Centrale elettrica, elica e motore a reazione
Gli inventori ritengono che nel progetto proposto siano stati in grado di risolvere con successo una serie di importanti problemi. Primo: garantire un aumento significativo a breve termine della velocità del livello dol di M = 0, 5 … 1. Quando si sfrutta questa opportunità durante un attacco con siluri o missili, è possibile sconfiggere efficacemente il bersaglio con la quasi totale invulnerabilità della barca stessa per le difese del nemico.
Secondo compito: controllo del vettore di spinta. A causa di diverse idee originali, il motore a razzo a propellente liquido proposto può essere utilizzato per il controllo su due piani. A causa dell'oscillazione della camera di combustione e dell'ugello, si propone di controllare l'assetto e la direzione.
Il terzo successo, secondo gli inventori, riguarda la sicurezza dell'equipaggio. Essendo in una capsula separata e controllando tutti i sistemi da remoto, i subacquei non rischiano nulla. Inoltre, il salvataggio dell'equipaggio in caso di emergenza è fornito da una camera staccabile, che normalmente svolge le funzioni di un posto centrale. Inoltre, non ci sono serbatoi di carburante nella capsula abitabile, il che dovrebbe aumentare la sicurezza dell'equipaggio.
La centrale elettrica del sottomarino nucleare proposto comprende tre moduli indipendenti. Ognuno di loro ha il proprio reattore nucleare e una serie di altre apparecchiature. Inoltre, tutti e tre i moduli principali del sottomarino sono dotati di proprie eliche del design originale, collegate a una serie di motori elettrici. Tutto questo, secondo gli inventori, dovrebbe garantire la possibilità di una lunga navigazione autonoma.
La stessa caratteristica progettuale è la soluzione al quinto problema del progetto. Tre centrali autonome consentono di raggiungere un'elevata affidabilità strutturale. In caso di guasto di una delle installazioni, il sommergibile mantiene la sua rotta e può continuare a svolgere la missione di combattimento assegnata.
Infine, il design modulare della struttura consente, se necessario, di utilizzare un promettente sottomarino nucleare per scopi non militari. Per fare ciò, è necessario smontare i moduli siluri laterali e cambiare l'equipaggiamento di alcune capsule utilizzate per scopi militari.
La proposta degli inventori M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova e N. B. Bolotin è interessante, almeno, come curiosa curiosità tecnica. La loro invenzione è così insolita e complessa che se ne possono giudicare le prospettive anche senza uno studio approfondito. Inoltre, anche con un esame superficiale, si evince che il progetto proposto presenta problemi tecnici, operativi e tattici. Di conseguenza, è improbabile che possa trovare applicazione a medio termine o addirittura in un lontano futuro.
Schema di una centrale elettrica aggiuntiva con un motore a reazione
Tuttavia, va notato che alcune delle proposte sembrano valide e sono già utilizzate nella pratica in una forma o nell'altra. Quindi, i designer domestici hanno già utilizzato l'idea di dividere un unico forte scomparto cilindrico in diverse unità separate di forma diversa. Pertanto, un sottomarino speciale (stazione nucleare di acque profonde) AS-12 del progetto 210 Losharik, secondo alcune fonti, ha uno scafo solido assemblato da diversi compartimenti sferici. Questa disposizione ha aumentato la robustezza dello scafo e, di conseguenza, la massima profondità di immersione.
Altre idee non possono in alcun modo essere riconosciute come realizzabili o adatte all'uso pratico. Ad esempio, l'idea del pieno controllo di tutti i sistemi da una posizione centrale, pur sembrando promettente e attraente, è piena di difficoltà. Ciò richiede molti sistemi automatizzati, tuttavia, anche in questo caso, è improbabile che sia possibile ridurre la partecipazione umana al livello richiesto o eliminare la necessità per i sommergibilisti di rimanere al di fuori del compartimento abitabile designato.
Inoltre, il meno della proposta può essere considerato un layout specifico con un modulo centrale e due tubi lanciasiluri ad esso collegati. Questo design difficilmente può essere considerato ottimale dal punto di vista idrodinamico. Incontrerà una maggiore resistenza all'acqua, che influenzerà negativamente una serie di caratteristiche di base, prima di tutto, la velocità di movimento e il consumo di energia.
Tali caratteristiche di progettazione, in particolare, possono rendere difficile o addirittura impossibile raggiungere le caratteristiche di velocità pianificate. Come concepito dagli inventori, un promettente sottomarino nucleare in superficie dovrebbe sviluppare una velocità al livello della velocità del suono (probabilmente, c'è una velocità del suono nell'aria, non nell'acqua). Tuttavia, a causa dell'ampia area della superficie bagnata, il design del sottomarino deve affrontare un'elevata resistenza all'acqua, che metterà in discussione la possibilità di accelerazione anche a 50-100 km / h, per non parlare di velocità più elevate.
Il brevetto propone di dotare il sottomarino di un motore a reazione aggiuntivo. Questa idea non sembra molto plausibile, principalmente per il motivo che i motori a razzo, per vari motivi, non hanno ancora trovato applicazione nella flotta sottomarina come principale dispositivo di propulsione per sottomarini. Inoltre, c'è motivo di dubitare che saranno utilizzati affatto in questo settore. Quindi, per ora, i sottomarini a reazione rimangono solo nella fantascienza. Quindi, il sottomarino "Pioneer" del libro "The Secret of Two Oceans" di G. Adamov era dotato di un motore a reazione che funzionava con una miscela di idrogeno e ossigeno.
Schema di un motore a razzo e dei suoi sistemi di controllo
Anche se immagini che un sottomarino possa davvero essere equipaggiato con un motore a reazione, una tale tecnica dovrà sicuramente affrontare una serie di seri problemi. È facile intuire che un grande involucro di una tale centrale, situato sopra il corpo centrale, porterà necessariamente a un deterioramento della già non ottimale razionalizzazione. Pertanto, il motore può essere utile solo durante un attacco ad alta velocità, mentre il resto del tempo interferirà e degraderà le prestazioni.
Anche la proposta di attaccare i bersagli dalla superficie con l'accelerazione alla massima velocità appare dubbia. La principale "carta vincente" dei sottomarini è la loro furtività, che consente loro di assumere tranquillamente una posizione vantaggiosa per un attacco e sparare siluri o missili. L'ascesa in superficie e l'accelerazione alla velocità transonica non rientrano nel metodo classico di utilizzo dei sottomarini. Inoltre, tali proposte la contraddicono direttamente.
Inoltre, in questo caso, sorge una giusta domanda: se il sottomarino proposto dovesse attaccare il nemico in superficie, allora perché ha bisogno anche della capacità di muoversi in profondità? Puoi anche porre la seconda domanda: perché risalire in superficie e accelerare, se puoi anche distruggere il bersaglio attaccando dalle profondità? Queste domande non hanno risposte normali, corrispondenti alle classiche tattiche comprovate dell'uso di sottomarini di varie classi. Inoltre, è dubbio che queste domande possano avere una qualsiasi risposta logica e comprensibile.
Come puoi vedere, il sottomarino nucleare originale, oggetto del brevetto RU 2494004, ha molte caratteristiche originali e insolite che attirano l'attenzione, ma chiudono la strada dell'implementazione del progetto. Ad un attento esame, la proposta degli inventori M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova e N. B. Bolotina si rivela un altro progetto promettente senza chiare prospettive.
Tali invenzioni compaiono con invidiabile regolarità e spesso diventano oggetto di brevetti. Tuttavia, non raggiungono mai la fase di applicazione pratica. Complessità, malconce e altre caratteristiche negative alla fine influenzano l'ulteriore destino delle proposte, motivo per cui rimangono sulla carta e non possono diventare qualcosa di più di un motivo per l'orgoglio del creatore. D'altra parte, nonostante le dubbie prospettive, cose del genere sono di sicuro interesse. Dimostrano perfettamente di quali trucchi è capace la mente umana nel creare nuove idee.
