As leis de patentes existentes em vários países não exigem que um exemplo viável de uma invenção seja anexado a um pedido. Isso, em particular, torna a vida mais fácil para vários "projetores" que oferecem idéias deliberadamente irrealizáveis. Como consequência, os escritórios de patentes têm que lidar com um grande número de idéias duvidosas, que, no entanto, levam a patentes. Por razões objetivas, as idéias apresentadas nessas patentes nunca serão realizadas na prática, mas em alguns casos podem ser de certo interesse.
Em março deste ano, foi publicada uma patente sob o número RU 2494004 com o lacônico nome "Submarino nuclear". Apesar da simplicidade do título, o documento contém várias ideias excessivamente ousadas propostas para uso na frota de submarinos nucleares. Os inventores M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova e N. B. Bolotin propõe um projeto original do submarino, que proporcionará um notável aumento em algumas características, bem como uma série de novas capacidades que ainda não estão disponíveis para os submarinos modernos.
O submarino proposto, descrito na patente, tem um layout do tipo "trimarã" não padrão. O elemento principal do barco é o módulo central do design tradicional de casco duplo. A proteção da tripulação e das unidades contra a pressão da água é fornecida por um invólucro robusto, no topo do qual é colocado um invólucro leve. Propõe-se preencher o espaço entre os dois cascos com tanques de lastro. Além disso, um casco robusto deve ser equipado com uma casa do leme robusta que possa acomodar uma câmara de resgate emergente. Do ponto de vista do layout geral e finalidade, o edifício central dificilmente difere das unidades usadas nos submarinos modernos. No entanto, o novo projeto oferece uma série de novas soluções fora do padrão.
Esquema geral do submarino proposto, vista superior
Nas laterais do módulo central, propõe-se anexar dois chamados. módulo de torpedo simplificado. Os módulos de torpedo, conforme concebidos pelos autores, são uma espécie de unidade central com uma série de mudanças características. Unidades de potência e hélices adicionais devem ser colocadas nos módulos laterais. Finalmente, no topo do módulo central, deve haver uma grande carcaça de motor a jato aerodinâmica. Como os módulos de torpedo laterais, o motor a jato deve ser usado para melhorar o desempenho do submarino.
Levando em consideração algumas das características dos projetos de submarinos existentes, os autores da patente propõem um layout original de um casco robusto. Os submarinos modernos têm um casco único e robusto, dividido em compartimentos por anteparas seladas. No entanto, como observam os inventores, tal divisão não resolve a tarefa de separar os compartimentos, uma vez que existem muitas aberturas nas anteparas para dutos, cabos, etc. Assim, em caso de emergência, é possível distribuí-lo aos compartimentos vizinhos através das aberturas tecnológicas existentes.
Para resolver este problema, é proposto um layout não padronizado de um casco robusto, contendo uma usina de energia, armas, sistemas de controle, alojamentos, etc. O elemento principal de um casco forte de um submarino nuclear promissor deve ser uma treliça de quilha especial, na qual as demais unidades devem ser instaladas. Em vez de um único corpo robusto, os inventores propõem o uso de várias cápsulas relativamente pequenas. Cada uma dessas unidades deve conter um ou outro equipamento: uma usina, volume habitável, armas, etc. Supõe-se que tal arranjo de cascos robustos permitirá manter as características de proteção exigidas contra pressões externas, bem como separar os compartimentos entre si, em particular, separando a tripulação e as partes perigosas de um reator nuclear. Neste caso, as cápsulas não devem ser completamente separadas. Para a comunicação entre eles, propõe-se o uso de escotilhas e eclusas de ar seladas.
Uma das cápsulas do submarino proposto deverá desempenhar diversas funções destinadas a garantir o controle do submarino e resgatar a tripulação. É proposto colocar um posto central e todos os equipamentos de controle de sistemas nele. A cápsula da estação central também deve funcionar como uma câmara de resgate. Se necessário, deve ser separado, salvando toda a tripulação. Para um desempenho mais eficaz das tarefas de resgate de pessoas, a câmera deve ser feita na forma de um minissubmarino de pleno direito.
Outra proposta original diz respeito às formas de fornecer energia ao submarino. Assim, em vez de um conjunto de geradores a diesel e uma grande bateria de grande capacidade, propõe-se a utilização de geradores termelétricos. A potência dessas unidades associadas a um reator nuclear, segundo os inventores, deve ser selecionada de acordo com os parâmetros do motor principal e demais sistemas de bordo.
Esquemático do módulo central, vista lateral
O controle dos sistemas de bordo de um submarino nuclear promissor deve ser realizado por meio de sistemas de controle remoto. Esta característica do projeto, em particular, permite reduzir significativamente o tamanho da tripulação. De acordo com os cálculos dos autores da invenção, no máximo 15 pessoas deveriam estar presentes na tripulação para garantir um turno de vigia de três turnos. Sua tarefa é monitorar a operação dos sistemas e controlá-los usando ferramentas automatizadas. Tarefas auxiliares como alimentação, limpeza, assistência médica, etc. deve ser executado pelo turno do relógio. Como evidência da eficácia dessa abordagem, os inventores citam a experiência dos astronautas.
Para proteção adicional da hélice e unidades de direção, bem como para resolver uma série de problemas existentes, os inventores propõem um projeto original do eixo da hélice e outras unidades da usina. Nos projetos existentes de submarinos, a parte posterior do casco é estreitada, o que reduz o volume disponível para a instalação de diversos equipamentos. A patente RU 2494004 propõe o uso de um projeto de cubo de hélice não padrão que não requer um estreitamento do corpo.
Para isso, é prevista uma folga na parte traseira do casco leve, na qual está localizado o cubo da hélice. Este, por sua vez, repousa sobre a estrutura de um corpo sólido e deve mover-se ao longo de superfícies de apoio especiais com revestimento antifricção. Uma unidade semelhante é proposta para ser resfriada com água do mar.
Devido ao maior diâmetro do cubo, um novo projeto de hélice é necessário. É proposto ser equipado com um grande número de lâminas de altura reduzida. De acordo com os inventores, este projeto fornecerá a tração necessária mesmo em rotações super baixas.
Propõe-se girar a hélice devido a diversos motores elétricos instalados radialmente dentro de um corpo durável. Nos eixos de saída dos motores, propõe-se a colocação de engrenagens que se engrenem com uma roda dentada dentro do cubo da hélice.
Outra variante do esquema do módulo central
Os módulos laterais de torpedo são unidades de casco duplo com seus próprios reatores nucleares e outros elementos da usina. Além disso, os módulos são equipados com hélices próprias, com o mesmo desenho do módulo central do submarino. Na proa dos módulos de torpedo existem compartimentos automatizados com armas. O próprio armamento dos módulos laterais deve consistir em vários tubos de torpedo com um fornecimento de torpedo. Tal como acontece com outros sistemas, as armas devem ser controladas remotamente a partir de um posto central.
Os módulos de torpedo, segundo os inventores, deveriam ser conectados ao módulo central do submarino nuclear por meio de fechos de liberação rápida. Em particular, os parafusos de incêndio podem ser usados para isso. Se necessário, a tripulação deve ser capaz de redefinir os módulos e continuar a tarefa sem eles.
Uma das propostas mais interessantes dos inventores diz respeito a uma usina adicional. A equipe de autores propõe equipar um promissor submarino nuclear não apenas com três hélices com motores elétricos, mas também com um motor de foguete de propelente líquido. Tal unidade, que não é característica de submarinos antigos, modernos ou promissores, deve afetar positivamente as características do submarino.
Na parte superior da popa do casco central, propõe-se a montagem de um poste com um grande invólucro da usina de foguete. Para proteger as unidades, o bico pode ser coberto com uma tampa removível. Um quadro de força, um motor com uma câmara de combustão e um bico, um gerador de gás, uma unidade de turbo-bomba e outros componentes de um motor líquido devem estar localizados dentro da carcaça. Além disso, o projeto prevê a utilização de sistemas de controle vetorial de empuxo em dois planos.
Para controlar o vetor de empuxo, o motor deve girar horizontal e verticalmente, fornecendo controle direcional e de compensação. Quaisquer sistemas de controle de rotação não estão previstos no projeto do motor. Aparentemente, esse controle é proposto para ser realizado com os lemes no casco do barco.
Layout original da hélice
A patente RU 2494004 propõe um método original para fornecer combustível a um motor. Para evitar o uso de tanques para transporte de combustível e oxidante, pode-se utilizar um motor movido a uma mistura de hidrogênio e oxigênio. Esse combustível pode ser obtido da água do mar por eletrólise. Devido à presença de um reator nuclear no submarino, esse método de extração de combustível é considerado ótimo. Como resultado, o submarino, conforme concebido pelos autores, pode permanecer submerso por muito tempo, se necessário usando um motor de foguete movido a combustível produzido de forma independente.
Um promissor submarino nuclear movido a foguete pode transportar torpedos e armas de mísseis. Os tubos do torpedo e suas munições são planejados para serem colocados nos módulos laterais do torpedo. Os lançadores de mísseis, por sua vez, devem estar localizados em uma das cápsulas nasais do robusto invólucro do módulo central. Os inventores acreditam que tal submarino nuclear pode transportar mísseis de vários tipos, tanto anti-navio como projetados para atacar alvos em distâncias de até 3-5 mil km.
Um submarino de design fora do padrão deve ter táticas de combate apropriadas. Na verdade, a patente RU 2494004 propõe um método extraordinário de realizar ataques. De acordo com os autores da invenção, um submarino promissor deve ser capaz de acelerar a altas velocidades. Portanto, ao emergir e ligar o motor a jato, ele deve desenvolver uma velocidade da ordem de M = 0,5 … 1. Nesse caso, o submarino é virtualmente invulnerável a ataques inimigos.
Tendo acelerado para alta velocidade, o submarino deve fazer um ataque usando torpedos ou mísseis. Nota-se que devido à alta velocidade do barco no momento do lançamento, o combate aos torpedos lançados torna-se impossível. Além disso, ao se mover em alta velocidade, o submarino pode lançar mísseis. Por meio do uso de várias armas, é possível resolver tarefas tático-operacionais ou estratégicas. Após completar o ataque, o submarino deve retornar às profundezas.
A utilização de um motor de foguete auxiliar adicional permite realizar ataques rápidos repentinos, bem como sair da área alvo. Em particular, em caso de detecção, esse submarino será capaz de se afastar a uma distância considerável do inimigo no menor tempo possível e então mergulhar. Assim, quando os navios anti-submarinos ou aeronaves inimigas chegarem à área de detecção, o promissor submarino nuclear estará a uma distância segura dele.
Usina de energia, hélice e motor a jato
Os inventores acreditam que no projeto proposto eles foram capazes de resolver com sucesso uma série de problemas importantes. Primeiro: garantir um aumento significativo de curto prazo na velocidade do nível dol de M = 0, 5 … 1. Ao usar esta oportunidade durante um ataque de torpedo ou míssil, é possível derrotar efetivamente o alvo com a invulnerabilidade quase completa do próprio barco para as defesas do inimigo.
Segunda tarefa: controle do vetor de empuxo. Devido a várias idéias originais, o motor de foguete de propelente líquido proposto pode ser usado para controle em dois aviões. Devido ao balanço da câmara de combustão e do bico, propõe-se controlar o trim e a direção.
O terceiro sucesso, segundo os inventores, diz respeito à segurança da tripulação. Estando em uma cápsula separada e controlando todos os sistemas remotamente, os mergulhadores não arriscam nada. Além disso, o resgate da tripulação em caso de emergência é proporcionado por uma câmara destacável, que normalmente desempenha as funções de um posto central. Além disso, não há tanques de combustível na cápsula habitável, o que deve aumentar a segurança da tripulação.
A usina do submarino nuclear proposto inclui três módulos independentes. Cada um deles tem seu próprio reator nuclear e vários outros equipamentos. Além disso, todos os três módulos principais do submarino estão equipados com hélices próprias do projeto original, conectadas a um conjunto de motores elétricos. Tudo isso, segundo os inventores, deve garantir a possibilidade de uma longa navegação autônoma.
O mesmo recurso de design é a solução para o quinto problema do projeto. Três usinas autônomas permitem alcançar alta confiabilidade estrutural. Em caso de falha de uma das instalações, o submarino mantém seu curso e pode continuar a realizar a missão de combate atribuída.
Finalmente, o projeto modular da estrutura permite, se necessário, usar um submarino nuclear promissor para fins não militares. Para isso, é necessário desmontar os módulos laterais do torpedo e trocar o equipamento de algumas cápsulas de uso militar.
A proposta dos inventores M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova e N. B. Bolotin interessa, pelo menos, como curiosa curiosidade técnica. Sua invenção é tão incomum e complexa que se pode julgar suas perspectivas mesmo sem um estudo detalhado. Além disso, mesmo com um exame superficial, pode-se perceber que o projeto proposto apresenta problemas técnicos, operacionais e táticos. Como resultado, é improvável que consiga encontrar aplicação a médio prazo ou mesmo num futuro distante.
Diagrama de uma usina adicional com um motor a jato
No entanto, deve-se notar que algumas das propostas parecem sólidas e já são utilizadas na prática de uma forma ou de outra. Assim, os designers domésticos já usaram a ideia de dividir um único compartimento cilíndrico forte em várias unidades separadas de uma forma diferente. Assim, um submarino especial (estação nuclear de águas profundas) AS-12 do projeto 210 Losharik, de acordo com algumas fontes, tem um casco sólido montado a partir de vários compartimentos esféricos. Esse arranjo aumentou a resistência do casco e, como resultado, a profundidade máxima de imersão.
Outras idéias não podem de forma alguma ser reconhecidas como realizáveis ou adequadas para uso prático. Por exemplo, a ideia de controle total de todos os sistemas a partir de um local central, embora pareça promissora e atraente, é repleta de dificuldades. Isso requer muitos sistemas automatizados, no entanto, mesmo neste caso, é improvável que seja possível reduzir a participação humana ao nível necessário ou eliminar a necessidade de os submarinistas ficarem fora do compartimento habitável designado.
Além disso, o menos da proposta pode ser considerado um layout específico com um módulo central e dois tubos torpedo conectados a ele. Este projeto dificilmente pode ser considerado ótimo do ponto de vista da hidrodinâmica. Ele encontrará maior resistência à água, o que afetará negativamente uma série de características básicas, em primeiro lugar, a velocidade de movimento e o consumo de energia.
Essas características de projeto, em particular, podem tornar difícil ou mesmo impossível atingir as características de velocidade planejadas. Conforme concebido pelos inventores, um submarino nuclear promissor na superfície deve desenvolver uma velocidade no nível da velocidade do som (provavelmente, há uma velocidade do som no ar, não na água). Porém, devido à grande área de superfície molhada, o projeto do submarino deve enfrentar alta resistência à água, o que porá em dúvida a possibilidade de aceleração até 50-100 km / h, sem falar em velocidades maiores.
A patente propõe equipar o submarino com um motor a jato adicional. Essa ideia não parece muito plausível, principalmente pela razão de que os motores de foguetes, por motivos diversos, ainda não encontraram aplicação na frota de submarinos como principal dispositivo de propulsão de submarinos. Além disso, há razão para duvidar de que sejam usados nesta área. Assim, por enquanto, os submarinos a jato permanecem apenas na ficção científica. Assim, o submarino "Pioneer" do livro "O Segredo dos Dois Oceanos" de G. Adamov foi equipado com um motor a jato movido a uma mistura de hidrogênio e oxigênio.
Diagrama de um motor de foguete e seus sistemas de controle
Mesmo que você imagine que um submarino pode realmente ser equipado com um motor a jato, essa técnica certamente enfrentará uma série de problemas sérios. É fácil adivinhar que uma grande caixa de tal usina, localizada acima do corpo central, necessariamente levará a uma deterioração na já não muito melhor aerodinâmica. Assim, o motor só pode ser útil durante um ataque em alta velocidade, enquanto no resto do tempo ele apenas interfere e prejudica o desempenho.
A proposta de atacar alvos da superfície com aceleração até a velocidade máxima também parece duvidosa. O principal "trunfo" dos submarinos é a furtividade, que lhes permite tomar uma posição vantajosa para um ataque e disparar torpedos ou mísseis. A subida à superfície e a aceleração até a velocidade transônica não se encaixam no método clássico de usar submarinos. Além disso, tais propostas o contradizem diretamente.
Além disso, neste caso, surge uma questão justa: se o submarino proposto deve atacar o inimigo na superfície, então por que ele precisa mesmo da habilidade de se mover em profundidade? Você também pode fazer a segunda pergunta: por que subir à superfície e acelerar, se você também pode destruir o alvo atacando das profundezas? Estas questões não têm respostas normais, correspondendo às clássicas táticas comprovadas de utilização de submarinos de várias classes. Além disso, é duvidoso que essas perguntas possam ter qualquer resposta lógica e compreensível.
Como você pode ver, o submarino nuclear original, que é objeto da patente RU 2494004, possui muitas características originais e inusitadas que chamam a atenção, mas fecham o caminho do projeto para a implementação. Após um exame atento, a proposta dos inventores M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova e N. B. Bolotina acaba por ser outro projeto promissor, sem perspectivas claras.
Essas invenções aparecem com regularidade invejável e muitas vezes tornam-se objeto de patentes. No entanto, eles nunca alcançam o estágio de aplicação prática. A complexidade, a concepção errada e outras características negativas acabam por afetar o destino posterior das propostas, razão pela qual permanecem no papel e não podem se tornar algo mais do que um motivo para o orgulho do criador. Por outro lado, apesar das perspectivas duvidosas, tais coisas são de certo interesse. Eles demonstram perfeitamente quais truques a mente humana é capaz de criar novas idéias.
