Las leyes de patentes vigentes en varios países no requieren que se adjunte a la solicitud un ejemplo viable de invención. Esto, en particular, facilita la vida a varios "proyectores" que ofrecen ideas deliberadamente irrealizables. Como consecuencia, las oficinas de patentes tienen que lidiar con un gran número de ideas dudosas, que sin embargo conducen a patentes. Por razones objetivas, las ideas expuestas en estas patentes nunca se realizarán en la práctica, pero en algunos casos pueden ser de cierto interés.
En marzo de este año se publicó una patente con el número RU 2494004 con el lacónico nombre "Submarino nuclear". A pesar de la simplicidad del título, el documento contiene varias ideas demasiado audaces propuestas para su uso en la flota de submarinos nucleares. Los inventores M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova y N. B. Bolotin propone un diseño original del submarino, que proporcionará un aumento notable en algunas características, además de darle una serie de nuevas capacidades que aún no están disponibles para los submarinos modernos.
El submarino propuesto, descrito en la patente, tiene un diseño de tipo "trimarán" no estándar. El elemento principal del barco es el módulo central del diseño tradicional de doble casco. La protección de la tripulación y las unidades contra la presión del agua es proporcionada por una carcasa robusta, encima de la cual se coloca una carcasa liviana. Se propone llenar el espacio entre los dos cascos con tanques de lastre. Además, un casco resistente debe estar equipado con una timonera resistente que pueda acomodar una cámara de rescate emergente. Desde el punto de vista del diseño general y el propósito, el edificio central apenas difiere de las unidades utilizadas en los submarinos modernos. Sin embargo, el nuevo proyecto ofrece una serie de nuevas soluciones no estándar.
Esquema general del submarino propuesto, vista superior.
En los lados del módulo central se propone adjuntar dos llamados. módulo de torpedos aerodinámico. Los módulos de torpedos, tal como los concibieron los autores, son una especie de unidad central con una serie de cambios característicos. Se deben colocar unidades de potencia y hélices adicionales en los módulos laterales. Finalmente, en la parte superior del módulo central, debe haber una carcasa grande y aerodinámica del motor a reacción. Al igual que los módulos de torpedos laterales, el motor a reacción debe utilizarse para mejorar el rendimiento del submarino.
Teniendo en cuenta algunas de las características de los diseños de submarinos existentes, los autores de la patente proponen un diseño original de un casco robusto. Los submarinos modernos tienen un solo casco robusto, dividido en compartimentos por mamparos sellados. Sin embargo, como señalan los inventores, tal división no resuelve la tarea de separar los compartimentos, ya que existen muchas aberturas en los mamparos para tuberías, cables, etc. Así, en caso de emergencia, es posible extenderlo a los compartimentos vecinos a través de las aberturas tecnológicas existentes.
Para resolver este problema, se propone un diseño no estándar de un casco robusto, que contiene una planta de energía, armas, sistemas de control, viviendas, etc. El elemento principal de un casco fuerte de un submarino nuclear prometedor debe ser una armadura de quilla especial, en la que se deben instalar el resto de las unidades. En lugar de un solo cuerpo robusto, los inventores proponen utilizar varias cápsulas relativamente pequeñas. Cada una de esas unidades debe contener uno u otro equipo: una planta de energía, volumen habitable, armas, etc. Se supone que tal disposición de cascos robustos permitirá mantener las características requeridas de protección contra la presión externa, así como separar los compartimentos entre sí, en particular, separando la tripulación y las partes peligrosas de un reactor nuclear. En este caso, las cápsulas no deben separarse por completo. Para la comunicación entre ellos, se propone utilizar escotillas selladas y esclusas de aire.
Una de las cápsulas del submarino propuesto debería realizar varias funciones destinadas a garantizar el control del submarino y rescatar a la tripulación. Se propone colocar un puesto central y todos los equipos de control de sistemas en él. La cápsula de la estación central también debería funcionar como una cámara de rescate. Si es necesario, debe separarse, salvando a toda la tripulación. Para un desempeño más efectivo de las tareas de rescate de personas, la cámara debe tener la forma de un minisubmarino en toda regla.
Otra propuesta original se refiere a las formas de suministrar energía al submarino. Entonces, en lugar de un conjunto de generadores diesel y una gran batería de gran capacidad, se propone utilizar generadores termoeléctricos. La potencia de estas unidades asociadas a un reactor nuclear, según los inventores, debe seleccionarse de acuerdo con los parámetros del motor principal y otros sistemas a bordo.
Esquema del módulo central, vista lateral
El control de los sistemas a bordo de un submarino nuclear prometedor debería llevarse a cabo mediante sistemas de control remoto. Esta característica del proyecto, en particular, le permite reducir significativamente el tamaño de la tripulación. Según los cálculos de los autores de la invención, no deben estar presentes más de 15 personas en la tripulación para garantizar una guardia de tres turnos. Su tarea es monitorear el funcionamiento de los sistemas y controlarlos mediante herramientas automatizadas. Tareas auxiliares como alimentación, limpieza, asistencia médica, etc. debe ser realizado por el turno de reloj. Como prueba de la eficacia de este enfoque, los inventores citan la experiencia de los astronautas.
Para una protección adicional de la hélice y las unidades de dirección, así como para resolver una serie de problemas existentes, los inventores proponen un diseño original del eje de la hélice y otras unidades de la central eléctrica. En proyectos existentes de submarinos, la parte de popa del casco se estrecha, lo que reduce el volumen disponible para la instalación de diversos equipos. La patente RU 2494004 propone utilizar un diseño de buje de hélice no estándar que no requiere un estrechamiento del cuerpo.
Para este propósito, se proporciona un espacio en la parte trasera del casco ligero, en el que se encuentra el cubo de la hélice. Este último, a su vez, descansa sobre la estructura de un cuerpo macizo y debe moverse a lo largo de superficies de apoyo especiales con un revestimiento antifricción. Se propone enfriar una unidad similar con agua de mar.
Debido al mayor diámetro del cubo, se requiere un nuevo diseño de hélice. Se propone equipar una gran cantidad de palas de altura reducida. Según los inventores, este diseño proporcionará la tracción necesaria incluso a muy bajas revoluciones.
Se propone rotar la hélice debido a varios motores eléctricos instalados radialmente dentro de un cuerpo duradero. En los ejes de salida de los motores, se propone colocar engranajes que engranen con una rueda dentada dentro del cubo de la hélice.
Otra variante del esquema del módulo central.
Los módulos laterales de torpedos son unidades de doble casco con sus propios reactores nucleares y otros elementos de la central eléctrica. Además, los módulos están equipados con hélices propias, el mismo diseño que en el caso del módulo central del submarino. En la proa de los módulos de torpedos hay compartimentos automatizados con armas. El armamento propio de los módulos laterales debe consistir en varios tubos de torpedos con un suministro de torpedos. Como ocurre con otros sistemas, las armas deben controlarse de forma remota desde un puesto central.
Los módulos de torpedos, según los inventores, deberían conectarse al módulo central del submarino nuclear mediante sujetadores de liberación rápida. En particular, se pueden usar pernos de fuego para esto. Si es necesario, la tripulación debería poder restablecer los módulos y continuar la tarea sin ellos.
Una de las propuestas más interesantes de los inventores se refiere a una central eléctrica adicional. El equipo de autores propone equipar un submarino nuclear prometedor no solo con tres hélices con motores eléctricos, sino también con un motor cohete de propulsión líquida. Tal unidad, que no es en absoluto característica de los submarinos antiguos, modernos o prometedores, debería afectar positivamente las características del submarino.
En la parte superior de la popa del casco central, se propone montar un pilón con una gran carcasa de la central de cohetes. Para proteger las unidades, la boquilla puede cubrirse con una cubierta desprendible. Dentro de la carcasa deben ubicarse un bastidor de potencia, un motor con una cámara de combustión y una boquilla, un generador de gas, una unidad de turbobomba y otros componentes de un motor líquido. Además, el proyecto prevé el uso de sistemas de control del vector de empuje en dos planos.
Para controlar el vector de empuje, el motor debe girar horizontal y verticalmente, proporcionando control direccional y de compensación. Los sistemas de control de balanceo no están previstos en el diseño del motor. Al parecer, se propone que dicho control se lleve a cabo utilizando los timones del casco del barco.
Disposición original de la hélice
La patente RU 2494004 propone un método original para suministrar combustible a un motor. Para evitar el uso de tanques para transportar combustible y oxidante, se puede utilizar un motor que funcione con una mezcla de hidrógeno y oxígeno. Dicho combustible se puede obtener del agua de mar mediante electrólisis. Debido a la presencia de un reactor nuclear en el submarino, dicho método de extracción de combustible se considera óptimo. Como resultado, el submarino, tal como lo concibieron los autores, puede permanecer bajo el agua durante mucho tiempo, si es necesario utilizando un motor de cohete que funcione con combustible producido de forma independiente.
Un submarino nuclear prometedor propulsado por cohetes puede llevar torpedos y armas de misiles. Está previsto que los tubos de torpedos y sus municiones se coloquen en los módulos laterales de torpedos. Los lanzadores de misiles, a su vez, deben estar ubicados en una de las cápsulas nasales de la robusta carcasa del módulo central. Los inventores creen que un submarino nuclear de este tipo puede transportar misiles de varios tipos, tanto antibuque como diseñados para atacar objetivos a distancias de hasta 3-5 mil km.
Un submarino de diseño no estándar debe tener tácticas de combate adecuadas. De hecho, la patente RU 2494004 propone un método extraordinario para llevar a cabo ataques. Según los autores de la invención, un submarino prometedor debería poder acelerar a altas velocidades. Entonces, al salir a la superficie y encender el motor a reacción, debería desarrollar una velocidad del orden de M = 0.5 … 1. En este caso, el submarino es prácticamente invulnerable a los ataques enemigos.
Habiendo acelerado a alta velocidad, el submarino debe realizar un ataque con torpedos o misiles. Se observa que debido a la alta velocidad del barco en el momento del lanzamiento, contrarrestar los torpedos lanzados se vuelve imposible. Además, mientras se mueve a alta velocidad, el submarino puede lanzar misiles. Mediante el uso de diversas armas, es posible resolver tareas operativas-tácticas o estratégicas. Después de completar el ataque, el submarino debe regresar a la profundidad.
El uso de un motor cohete propulsor adicional permite llevar a cabo ataques rápidos y repentinos, así como abandonar el área objetivo. En particular, en caso de detección, dicho submarino podrá alejarse a una distancia considerable del enemigo en el menor tiempo posible y luego sumergirse en el agua. Por lo tanto, para cuando los barcos antisubmarinos o los aviones enemigos lleguen al área de detección, el prometedor submarino nuclear estará a una distancia segura de él.
Central eléctrica, hélice y motor a reacción
Los inventores creen que en el proyecto propuesto pudieron resolver con éxito una serie de problemas importantes. Primero: asegurar un aumento significativo a corto plazo en la velocidad del nivel dol de M = 0, 5 … 1. Cuando se aprovecha esta oportunidad durante un ataque con torpedos o misiles, es posible derrotar eficazmente al objetivo con la invulnerabilidad casi completa del propio barco para las defensas enemigas.
Segunda tarea: control del vector de empuje. Debido a varias ideas originales, el motor cohete propulsor líquido propuesto se puede utilizar para el control en dos planos. Debido al balanceo de la cámara de combustión y la boquilla, se propone controlar el ajuste y la dirección.
El tercer éxito, según los inventores, se refiere a la seguridad de la tripulación. Al estar en una cápsula separada y controlando todos los sistemas de forma remota, los buceadores no arriesgan nada. Además, el rescate de la tripulación en caso de emergencia lo proporciona una cámara desmontable, que normalmente realiza las funciones de un puesto central. Además, no hay tanques de combustible en la cápsula habitable, lo que debería aumentar la seguridad de la tripulación.
La planta de energía del submarino nuclear propuesto incluye tres módulos independientes. Cada uno de ellos tiene su propio reactor nuclear y varios otros equipos. Además, los tres módulos principales del submarino están equipados con sus propias hélices del diseño original, conectadas a un conjunto de motores eléctricos. Todo esto, según los inventores, debería garantizar la posibilidad de una navegación autónoma prolongada.
La misma característica de diseño es la solución al quinto problema del proyecto. Tres plantas de energía autónomas permiten lograr una alta confiabilidad estructural. En caso de avería de una de las instalaciones, el submarino conserva su rumbo y puede continuar realizando la misión de combate asignada.
Finalmente, el diseño modular de la estructura permite, si es necesario, utilizar un prometedor submarino nuclear para fines no militares. Para ello, es necesario desmontar los módulos de torpedos laterales y cambiar el equipamiento de algunas cápsulas utilizadas con fines militares.
La propuesta de los inventores M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova y N. B. Bolotin es de interés, al menos, como una curiosa curiosidad técnica. Su invención es tan inusual y compleja que uno puede juzgar sus perspectivas incluso sin un estudio detallado. Además, incluso con un examen superficial, se puede ver que el proyecto propuesto tiene problemas técnicos, operativos y tácticos. Como resultado, es poco probable que pueda encontrar una aplicación a medio plazo o incluso en un futuro lejano.
Diagrama de una planta de energía adicional con un motor a reacción.
No obstante, cabe señalar que algunas de las propuestas parecen sólidas y ya se utilizan en la práctica de una forma u otra. Por lo tanto, los diseñadores nacionales ya han utilizado la idea de dividir un solo compartimento cilíndrico fuerte en varias unidades separadas de una forma diferente. Así, un submarino especial (estación nuclear de aguas profundas) AS-12 del proyecto 210 Losharik, según algunas fuentes, tiene un casco sólido ensamblado a partir de varios compartimentos esféricos. Esta disposición ha aumentado la resistencia del casco y, como resultado, la profundidad máxima de inmersión.
Otras ideas no pueden ser reconocidas de ninguna manera como realizables o adecuadas para un uso práctico. Por ejemplo, la idea de un control total de todos los sistemas desde una ubicación central, aunque parece prometedora y atractiva, está plagada de dificultades. Esto requiere muchos sistemas automatizados, sin embargo, incluso en este caso, es poco probable que sea posible reducir la participación humana al nivel requerido o eliminar la necesidad de que los submarinistas permanezcan fuera del compartimiento habitable designado.
Además, el inconveniente de la propuesta puede considerarse un diseño específico con un módulo central y dos tubos de torpedo conectados a él. Este diseño difícilmente puede considerarse óptimo desde el punto de vista de la hidrodinámica. Encontrará una mayor resistencia al agua, lo que afectará negativamente a una serie de características básicas, en primer lugar, la velocidad de movimiento y el consumo de energía.
Tales características de diseño, en particular, pueden dificultar o incluso hacer imposible lograr las características de velocidad planificadas. Tal como lo concibieron los inventores, un submarino nuclear prometedor en la superficie debería desarrollar una velocidad al nivel de la velocidad del sonido (probablemente, hay una velocidad del sonido en el aire, no en el agua). Sin embargo, debido a la gran área de la superficie mojada, el diseño del submarino debe enfrentar una alta resistencia al agua, lo que cuestionará la posibilidad de aceleración incluso a 50-100 km / h, sin mencionar velocidades más altas.
La patente propone equipar el submarino con un motor a reacción adicional. Esta idea no parece muy plausible, principalmente porque los motores de cohetes, por diversas razones, aún no han encontrado aplicación en la flota de submarinos como el principal dispositivo de propulsión de los submarinos. Además, hay motivos para dudar de que se utilizarán en absoluto en este ámbito. Por lo tanto, por ahora, los submarinos a reacción permanecen solo en la ciencia ficción. Entonces, el submarino "Pioneer" del libro "El secreto de dos océanos" de G. Adamov estaba equipado con un motor a reacción que funcionaba con una mezcla de hidrógeno y oxígeno.
Diagrama de un motor cohete y sus sistemas de control.
Incluso si imagina que un submarino realmente puede estar equipado con un motor a reacción, tal técnica seguramente enfrentará una serie de problemas graves. Es fácil adivinar que una carcasa grande de una planta de energía de este tipo, ubicada sobre el cuerpo central, conducirá necesariamente a un deterioro en la racionalización que ya no es la mejor. Por lo tanto, el motor solo puede ser útil durante un ataque a alta velocidad, mientras que el resto del tiempo solo interferirá y degradará el rendimiento.
La propuesta de atacar objetivos desde la superficie con aceleración a la velocidad máxima también parece dudosa. La principal "carta de triunfo" de los submarinos es su sigilo, que les permite tomar tranquilamente una posición ventajosa para un ataque y disparar torpedos o misiles. El ascenso a la superficie y la aceleración a la velocidad transónica no encajan en el método clásico de utilizar submarinos. Además, tales propuestas lo contradicen directamente.
Además, en este caso, surge una pregunta justa: si el submarino propuesto debe atacar al enemigo en la superficie, ¿por qué incluso necesita la capacidad de moverse en profundidad? También puede hacer la segunda pregunta: ¿por qué subir a la superficie y acelerar, si también puede destruir al objetivo atacando desde las profundidades? Estas preguntas no tienen respuestas normales, lo que corresponde a las tácticas clásicas probadas de usar submarinos de varias clases. Además, es dudoso que estas preguntas puedan tener alguna respuesta lógica y comprensible.
Como puede ver, el submarino nuclear original, que es objeto de la patente RU 2494004, tiene muchas características originales e inusuales que llaman la atención, pero cierran el camino del proyecto hacia la implementación. Tras un examen detenido, la propuesta de los inventores M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova y N. B. Bolotina resulta ser otro proyecto prometedor sin perspectivas claras.
Tales invenciones aparecen con una regularidad envidiable y a menudo se convierten en objeto de patentes. Sin embargo, nunca llegan a la etapa de aplicación práctica. La complejidad, la mala concepción y otros aspectos negativos repercuten en última instancia en el futuro destino de las propuestas, por lo que quedan en el papel y no pueden convertirse en algo más que un motivo de orgullo del creador. Por otro lado, a pesar de las dudosas perspectivas, estas cosas son de cierto interés. Demuestran perfectamente de qué trucos es capaz la mente humana para crear nuevas ideas.
