Bestaande octrooiwetten in verschillende landen vereisen niet dat een werkbaar voorbeeld van een uitvinding bij een aanvraag wordt gevoegd. Dit maakt met name het leven van verschillende "projectoren" gemakkelijker die opzettelijk onrealistische ideeën aanbieden. Als gevolg daarvan hebben octrooibureaus te maken met een groot aantal dubieuze ideeën, die toch leiden tot octrooien. Om objectieve redenen zullen de ideeën die in deze octrooien worden uiteengezet nooit in de praktijk worden gerealiseerd, maar in sommige gevallen kunnen ze van zeker belang zijn.
In maart van dit jaar werd een patent gepubliceerd onder het nummer RU 2494004 met de laconieke naam "Kernonderzeeër". Ondanks de eenvoud van de titel bevat het document een aantal overdreven gewaagde ideeën die zijn voorgesteld voor gebruik in de nucleaire onderzeeërvloot. De uitvinders M. N. Bolotina, EN Nefedova, M. L. Nefedova en N. B. Bolotin stelt een origineel ontwerp van de onderzeeër voor, die een merkbare toename van sommige kenmerken zal bieden, evenals een aantal nieuwe mogelijkheden die nog niet beschikbaar zijn voor moderne onderzeeërs.
De voorgestelde onderzeeër, beschreven in het octrooi, heeft een niet-standaard "trimaran" -type lay-out. Het belangrijkste element van de boot is de centrale module van het traditionele dubbelwandige ontwerp. Bescherming van de bemanning en eenheden tegen waterdruk wordt verzorgd door een robuuste behuizing, waarop een lichtgewicht behuizing is geplaatst. Voorgesteld wordt om de ruimte tussen de twee rompen te vullen met ballasttanks. Daarnaast dient een stevige romp te zijn voorzien van een stevig stuurhuis waarin een uitklapbare reddingskamer kan worden ondergebracht. Het centrale gebouw wijkt qua opzet en gebruiksdoel nauwelijks af van de eenheden die op moderne onderzeeërs worden gebruikt. Toch biedt het nieuwe project een aantal nieuwe niet-standaard oplossingen.
Algemeen schema van de voorgestelde onderzeeër, bovenaanzicht
Aan de zijkanten aan de centrale module wordt voorgesteld om twee zgn. gestroomlijnde torpedomodule. De torpedomodules, zoals bedacht door de auteurs, vormen een soort centrale eenheid met een aantal kenmerkende veranderingen. Extra power units en propellers moeten in de zijmodules worden geplaatst. Ten slotte moet er bovenop de centrale module een grote gestroomlijnde straalmotorbehuizing komen. Net als de zijtorpedomodules moet de straalmotor worden gebruikt om de prestaties van de onderzeeër te verbeteren.
Rekening houdend met enkele kenmerken van bestaande onderzeeërontwerpen, stellen de auteurs van het octrooi een originele lay-out van een robuuste romp voor. Moderne onderzeeërs hebben een enkele robuuste romp, verdeeld in compartimenten door verzegelde schotten. Niettemin, zoals de uitvinders opmerken, lost een dergelijke verdeling de taak van het scheiden van de compartimenten niet op, aangezien er veel openingen in de schotten zijn voor pijpleidingen, kabels, enz. Zo is het in geval van nood mogelijk om het via de bestaande technologische openingen naar aangrenzende compartimenten te verspreiden.
Om dit probleem op te lossen, wordt een niet-standaard lay-out van een robuuste romp voorgesteld, met daarin een energiecentrale, wapens, controlesystemen, woonruimten, enz. Het belangrijkste element van een sterke romp van een veelbelovende nucleaire onderzeeër moet een speciale kielspant zijn, waarop de rest van de eenheden moet worden geïnstalleerd. In plaats van een enkel robuust lichaam stellen de uitvinders voor om meerdere relatief kleine capsules te gebruiken. Elke dergelijke eenheid moet een of andere uitrusting bevatten: een elektriciteitscentrale, bewoonbaar volume, wapens, enz. Aangenomen wordt dat een dergelijke opstelling van robuuste rompen het mogelijk zal maken om de vereiste kenmerken van bescherming tegen externe druk te behouden, evenals de compartimenten van elkaar te scheiden, in het bijzonder de bemanning en de gevaarlijke delen van een kernreactor. In dit geval mogen de capsules niet volledig worden gescheiden. Voor de onderlinge communicatie wordt voorgesteld om verzegelde luiken en luchtsluizen te gebruiken.
Een van de capsules van de voorgestelde onderzeeër moet verschillende functies vervullen om de onderzeeër onder controle te houden en de bemanning te redden. Voorgesteld wordt om daarin een centrale paal en alle systeembesturingsapparatuur te plaatsen. De capsule van het centraal station moet ook als reddingskamer fungeren. Indien nodig moet het worden gescheiden, waardoor de hele bemanning wordt gered. Voor een effectievere uitvoering van taken om mensen te redden, moet de camera worden gemaakt in de vorm van een volwaardige mini-onderzeeër.
Een ander origineel voorstel betreft manieren om de onderzeeër van stroom te voorzien. Dus in plaats van een set dieselgeneratoren en een grote batterij met een grote capaciteit, wordt voorgesteld om thermo-elektrische generatoren te gebruiken. Het vermogen van deze eenheden die bij een kernreactor horen, moet volgens de uitvinders worden gekozen in overeenstemming met de parameters van de hoofdmotor en andere systemen aan boord.
Schema centrale module, zijaanzicht
Controle over de systemen aan boord van een veelbelovende nucleaire onderzeeër moet worden uitgevoerd met behulp van afstandsbedieningen. Met name deze functie van het project stelt u in staat om de omvang van de bemanning aanzienlijk te verkleinen. Volgens de berekeningen van de auteurs van de uitvinding mogen er niet meer dan 15 mensen in de bemanning aanwezig zijn om een wacht in drie ploegen te garanderen. Het is hun taak om de werking van systemen te bewaken en te controleren met behulp van geautomatiseerde tools. Bijkomende taken zoals eten, schoonmaken, medische hulp, etc. moet worden uitgevoerd door de wachtdienst. Als bewijs van de effectiviteit van deze aanpak noemen de uitvinders de ervaring van astronauten.
Voor extra bescherming van de schroef- en stuureenheden, evenals om een aantal bestaande problemen op te lossen, stellen de uitvinders een origineel ontwerp voor van de schroefas en andere krachtcentrales. In bestaande projecten van onderzeeërs is het achterste deel van de romp versmald, waardoor het beschikbare volume voor de installatie van verschillende apparatuur wordt verminderd. Het patent RU 2494004 stelt voor om een niet-standaard propellernaafontwerp te gebruiken dat geen vernauwing van het lichaam vereist.
Hiertoe is in het achterste deel van de lichte romp een spleet aangebracht waarin zich de schroefnaaf bevindt. Deze laatste rust op zijn beurt op de structuur van een vast lichaam en moet langs speciale steunvlakken met een antifrictiecoating bewegen. Voorgesteld wordt een soortgelijke unit te koelen met zeewater.
Vanwege de grotere naafdiameter is een nieuw propellerontwerp vereist. Er wordt voorgesteld om te worden uitgerust met een groot aantal bladen van verminderde hoogte. Volgens de uitvinders zal dit ontwerp zelfs bij superlage toerentallen de vereiste tractie bieden.
Er wordt voorgesteld om de propeller te laten draaien vanwege verschillende elektromotoren die radiaal in een duurzaam lichaam zijn geïnstalleerd. Op de uitgaande assen van de motoren wordt voorgesteld om tandwielen te plaatsen die in elkaar grijpen met een tandwiel in de schroefnaaf.
Een andere variant van het schema van de centrale module
Zijtorpedomodules zijn dubbelwandige eenheden met hun eigen kernreactoren en andere elementen van de energiecentrale. Daarnaast zijn de modules voorzien van eigen propellers, hetzelfde ontwerp als bij de centrale module van de onderzeeër. In de boeg van de torpedomodules bevinden zich geautomatiseerde compartimenten met wapens. De eigen bewapening van de zijmodules moet bestaan uit meerdere torpedobuizen met een torpedotoevoer. Net als bij andere systemen moeten wapens op afstand worden bestuurd vanuit een centrale post.
De torpedomodules zouden volgens de uitvinders met snelsluitingen moeten worden verbonden met de centrale module van de kernonderzeeër. Hiervoor kunnen met name blusbouten worden gebruikt. Indien nodig moet de bemanning de modules kunnen resetten en de taak zonder deze kunnen voortzetten.
Een van de meest interessante voorstellen van de uitvinders betreft een extra energiecentrale. Het team van auteurs stelt voor om een veelbelovende nucleaire onderzeeër niet alleen uit te rusten met drie propellers met elektromotoren, maar ook met een raketmotor met vloeibare stuwstof. Een dergelijke eenheid, die helemaal niet kenmerkend is voor oude, moderne of veelbelovende onderzeeërs, zou de kenmerken van de onderzeeër positief moeten beïnvloeden.
Op het bovenste deel van de achtersteven van de centrale romp wordt voorgesteld om een pyloon te monteren met een grote behuizing van de raketcentrale. Om de units te beschermen, kan het mondstuk worden afgedekt met een verwijderbare hoes. Een krachtframe, een motor met een verbrandingskamer en een mondstuk, een gasgenerator, een turbopompeenheid en andere componenten van een vloeistofmotor moeten in de behuizing worden geplaatst. Daarnaast voorziet het project in het gebruik van stuwkrachtvectorcontrolesystemen in twee vlakken.
Om de stuwkrachtvector te regelen, moet de motor horizontaal en verticaal zwaaien, wat zorgt voor directionele en trimcontrole. In het motorontwerp is niet voorzien in rolcontrolesystemen. Blijkbaar wordt voorgesteld een dergelijke controle uit te voeren met behulp van de roeren op de romp van de boot.
Originele propellerlay-out
Patent RU 2494004 stelt een originele methode voor om een motor van brandstof te voorzien. Om het gebruik van tanks voor het transport van brandstof en oxidatiemiddel te vermijden, kan een motor worden gebruikt die draait op een mengsel van waterstof en zuurstof. Dergelijke brandstof kan door elektrolyse uit zeewater worden gewonnen. Vanwege de aanwezigheid van een kernreactor op de onderzeeër, wordt een dergelijke methode voor het extraheren van brandstof als optimaal beschouwd. Hierdoor kan de onderzeeër, zoals bedacht door de auteurs, lang onder water blijven, desnoods met behulp van een raketmotor die draait op onafhankelijk geproduceerde brandstof.
Een veelbelovende raketaangedreven nucleaire onderzeeër kan torpedo- en raketwapens dragen. Het is de bedoeling dat de torpedobuizen en hun munitie in de zijtorpedomodules worden geplaatst. Raketwerpers moeten op hun beurt in een van de neuscapsules van de robuuste behuizing van de centrale module worden geplaatst. De uitvinders zijn van mening dat een dergelijke nucleaire onderzeeër raketten van verschillende typen kan dragen, zowel anti-schip als ontworpen om doelen aan te vallen op een afstand van maximaal 3-5 duizend km.
Een onderzeeër met een niet-standaard ontwerp moet geschikte gevechtstactieken hebben. Octrooi RU 2494004 stelt inderdaad een buitengewone methode voor om aanvallen uit te voeren. Volgens de auteurs van de uitvinding zou een veelbelovende onderzeeër in staat moeten zijn om tot hoge snelheden te accelereren. Dus bij het aan de oppervlakte komen en het inschakelen van de straalmotor, zou deze een snelheid moeten ontwikkelen in de orde van M = 0,5 … 1. In dit geval is de onderzeeër vrijwel onkwetsbaar voor vijandelijke aanvallen.
Nadat de onderzeeër is versneld tot hoge snelheid, moet hij een aanval uitvoeren met torpedo's of raketten. Opgemerkt wordt dat vanwege de hoge snelheid van de boot op het moment van lancering, het onmogelijk wordt om de gelanceerde torpedo's tegen te gaan. Ook kan de onderzeeër, terwijl hij met hoge snelheid beweegt, raketten lanceren. Door het gebruik van verschillende wapens is het mogelijk om operationeel-tactische of strategische taken op te lossen. Na het voltooien van de aanval moet de onderzeeër terugkeren naar de diepte.
Het gebruik van een extra boosterraketmotor maakt het mogelijk om zowel plotselinge snelle aanvallen uit te voeren als het doelgebied te verlaten. Met name in het geval van detectie zal een dergelijke onderzeeër in de kortst mogelijke tijd op aanzienlijke afstand van de vijand kunnen wegvaren en vervolgens onder water gaan. Dus tegen de tijd dat anti-onderzeeërschepen of vijandelijke vliegtuigen in het detectiegebied aankomen, zal de veelbelovende nucleaire onderzeeër zich op veilige afstand ervan bevinden.
Krachtcentrale, propeller en straalmotor
De uitvinders zijn van mening dat ze in het voorgestelde project een aantal belangrijke problemen met succes hebben kunnen oplossen. Ten eerste: zorgen voor een significante toename op korte termijn van de snelheid van het dol-niveau van M = 0, 5 … 1. Wanneer deze mogelijkheid wordt gebruikt tijdens een torpedo- of raketaanval, is het mogelijk om het doelwit effectief te verslaan met de bijna volledige onkwetsbaarheid van de boot zelf voor de verdediging van de vijand.
Tweede taak: stuwkracht vector controle. Vanwege verschillende originele ideeën kan de voorgestelde raketmotor met vloeibare stuwstof worden gebruikt voor besturing in twee vliegtuigen. Vanwege het schommelen van de verbrandingskamer en het mondstuk, wordt voorgesteld om de trim en richting te regelen.
Het derde succes, volgens de uitvinders, betreft de veiligheid van de bemanning. Omdat ze zich in een aparte capsule bevinden en alle systemen op afstand bedienen, riskeren duikers niets. Bovendien wordt de redding van de bemanning in geval van nood verzorgd door een afneembare kamer, die normaal de functies van een centrale post vervult. Daarnaast zijn er geen brandstoftanks in de bewoonbare capsule, wat de veiligheid van de bemanning moet vergroten.
De krachtcentrale van de voorgestelde nucleaire onderzeeër omvat drie onafhankelijke modules. Elk van hen heeft zijn eigen kernreactor en een aantal andere apparatuur. Bovendien zijn alle drie de hoofdmodules van de onderzeeër uitgerust met hun eigen propellers van het oorspronkelijke ontwerp, verbonden met een set elektromotoren. Dit alles zou volgens de uitvinders de mogelijkheid van lange autonome navigatie moeten garanderen.
Hetzelfde ontwerpkenmerk is de oplossing voor het vijfde probleem van het project. Drie autonome energiecentrales zorgen voor een hoge structurele betrouwbaarheid. Bij uitval van een van de installaties behoudt de onderzeeër zijn koers en kan hij de opgedragen gevechtsmissie voortzetten.
Ten slotte maakt het modulaire ontwerp van de structuur het mogelijk om, indien nodig, een veelbelovende nucleaire onderzeeër te gebruiken voor niet-militaire doeleinden. Om dit te doen, is het noodzakelijk om de zijtorpedomodules te demonteren en de uitrusting van sommige capsules die voor militaire doeleinden worden gebruikt, te veranderen.
Het voorstel van de uitvinders M. N. Bolotina, EN Nefedova, M. L. Nefedova en N. B. Bolotin is op zijn minst interessant als een merkwaardige technische curiositeit. Hun uitvinding is zo ongewoon en complex dat men de vooruitzichten zelfs zonder een gedetailleerde studie kan beoordelen. Bovendien blijkt zelfs bij een oppervlakkig onderzoek dat het voorgestelde project technische, operationele en tactische problemen vertoont. Als gevolg hiervan is het onwaarschijnlijk dat het op middellange termijn of zelfs in de verre toekomst zal kunnen worden toegepast.
Schema van een extra elektriciteitscentrale met een straalmotor
Desalniettemin moet worden opgemerkt dat een deel van de voorstellen er degelijk uitziet en in de een of andere vorm al in de praktijk wordt toegepast. Huisontwerpers hebben dus al het idee gebruikt om een enkel sterk cilindrisch compartiment te verdelen in verschillende afzonderlijke eenheden met een andere vorm. Zo heeft een speciale onderzeeër (nucleair diepwaterstation) AS-12 van project 210 Losharik, volgens sommige bronnen, een solide romp samengesteld uit verschillende bolvormige compartimenten. Deze opstelling heeft de sterkte van de romp vergroot en daarmee de maximale inzinkdiepte.
Andere ideeën kunnen op geen enkele manier worden herkend als realiseerbaar of geschikt voor praktisch gebruik. Het idee van volledige controle over alle systemen vanaf een centrale locatie, terwijl het er veelbelovend en aantrekkelijk uitziet, is bijvoorbeeld beladen met moeilijkheden. Dit vereist veel geautomatiseerde systemen, maar zelfs in dit geval is het onwaarschijnlijk dat het mogelijk zal zijn om de menselijke participatie tot het vereiste niveau te verminderen of de noodzaak voor onderzeeërs om buiten het aangewezen bewoonbare compartiment te blijven, te elimineren.
Ook kan de min van het voorstel worden beschouwd als een specifieke lay-out met een centrale module en twee daarop aangesloten torpedobuizen. Dit ontwerp kan vanuit het oogpunt van hydrodynamica nauwelijks als optimaal worden beschouwd. Het zal een verhoogde waterbestendigheid tegenkomen, wat een aantal basiskenmerken negatief zal beïnvloeden, in de eerste plaats de bewegingssnelheid en het energieverbruik.
Vooral dergelijke ontwerpkenmerken kunnen het moeilijk of zelfs onmogelijk maken om de geplande snelheidskenmerken te bereiken. Zoals bedacht door de uitvinders, zou een veelbelovende nucleaire onderzeeër aan de oppervlakte een snelheid moeten ontwikkelen op het niveau van de geluidssnelheid (waarschijnlijk is er een geluidssnelheid in lucht, niet in water). Vanwege het grote oppervlak van het bevochtigde oppervlak, moet het ontwerp van de onderzeeër echter een hoge waterbestendigheid hebben, wat de mogelijkheid van versnelling zelfs tot 50-100 km / u in twijfel trekt, om nog maar te zwijgen van hogere snelheden.
Het patent stelt voor om de onderzeeër uit te rusten met een extra straalmotor. Dit idee lijkt niet erg aannemelijk, vooral omdat raketmotoren om verschillende redenen nog geen toepassing hebben gevonden in de onderzeebootvloot als het belangrijkste voortstuwingsapparaat voor onderzeeërs. Bovendien is er reden om te betwijfelen of ze op dit gebied überhaupt zullen worden gebruikt. Dus voorlopig blijven straalonderzeeërs alleen in sciencefiction. Dus de onderzeeër "Pioneer" uit het boek "The Secret of Two Oceans" van G. Adamov was uitgerust met een straalmotor die op een mengsel van waterstof en zuurstof liep.
Schema van een raketmotor en zijn besturingssystemen
Zelfs als je je voorstelt dat een onderzeeër echt kan worden uitgerust met een straalmotor, zal een dergelijke techniek zeker met een aantal ernstige problemen worden geconfronteerd. Het is gemakkelijk te raden dat een grote behuizing van een dergelijke krachtcentrale, die zich boven het centrale lichaam bevindt, noodzakelijkerwijs zal leiden tot een verslechtering van de toch al niet erg beste stroomlijning. De motor kan dus alleen nuttig zijn tijdens een aanval op hoge snelheid, terwijl hij de rest van de tijd alleen de prestaties zal verstoren en verslechteren.
Ook het voorstel om doelen vanaf de oppervlakte aan te vallen met versnelling tot maximale snelheid lijkt dubieus. De belangrijkste "troef" van onderzeeërs is hun stealth, waardoor ze stilletjes een voordelige positie kunnen innemen voor een aanval en torpedo's of raketten kunnen afvuren. Opstijgen naar de oppervlakte en versnelling naar transsone snelheid passen niet in de klassieke methode van het gebruik van onderzeeërs. Bovendien zijn dergelijke voorstellen rechtstreeks in tegenspraak met het.
Bovendien rijst in dit geval een terechte vraag: als de voorgestelde onderzeeër de vijand aan de oppervlakte zou moeten aanvallen, waarom heeft hij dan zelfs het vermogen nodig om op diepte te bewegen? Je kunt ook de tweede vraag stellen: waarom naar de oppervlakte stijgen en versnellen, als je het doelwit net zo goed kunt vernietigen door vanuit de diepte aan te vallen? Deze vragen hebben geen normale antwoorden, wat overeenkomt met de klassieke bewezen tactiek van het gebruik van onderzeeërs van verschillende klassen. Bovendien is het twijfelachtig of deze vragen überhaupt een logisch en begrijpelijk antwoord kunnen hebben.
Zoals u kunt zien, heeft de originele nucleaire onderzeeër, die het onderwerp is van patent RU 2494004, veel originele en ongebruikelijke kenmerken die de aandacht trekken, maar de weg van het project naar implementatie afsluiten. Bij nader onderzoek bleek het voorstel van de uitvinders M. N. Bolotina, EN Nefedova, M. L. Nefedova en N. B. Bolotina blijkt opnieuw een veelbelovend project zonder duidelijke vooruitzichten.
Dergelijke uitvindingen verschijnen met benijdenswaardige regelmaat en worden vaak het onderwerp van octrooien. Ze bereiken echter nooit het stadium van praktische toepassing. Complexiteit, ondoordachtheid en andere negatieve kenmerken beïnvloeden uiteindelijk het verdere lot van de voorstellen, daarom blijven ze op papier en kunnen ze niet meer worden dan een reden voor de trots van de maker. Aan de andere kant, ondanks de dubieuze vooruitzichten, zijn dergelijke dingen zeker interessant. Ze laten perfect zien tot welke trucs de menselijke geest in staat is bij het creëren van nieuwe ideeën.
