Les lois sur les brevets en vigueur dans divers pays n'exigent pas qu'un exemple exploitable d'invention soit joint à une demande. Ceci, notamment, facilite la vie de divers "projecteurs" proposant des idées volontairement irréalisables. En conséquence, les offices de brevets doivent faire face à un grand nombre d'idées douteuses, qui conduisent néanmoins à des brevets. Pour des raisons objectives, les idées énoncées dans ces brevets ne seront jamais mises en pratique, mais dans certains cas, elles peuvent présenter un certain intérêt.
En mars de cette année, un brevet a été publié sous le numéro RU 2494004 avec le nom laconique "Sous-marin nucléaire". Malgré la simplicité du titre, le document contient plusieurs idées trop audacieuses proposées pour une utilisation dans la flotte de sous-marins nucléaires. Les inventeurs M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova et N. B. Bolotin propose une conception originale du sous-marin, qui apportera une augmentation notable de certaines caractéristiques, ainsi qu'un certain nombre de nouvelles capacités qui ne sont pas encore disponibles pour les sous-marins modernes.
Le sous-marin proposé, décrit dans le brevet, a une configuration de type "trimaran" non standard. L'élément principal du bateau est le module central de la conception traditionnelle à double coque. La protection de l'équipage et des unités contre la pression de l'eau est assurée par un boîtier robuste, sur lequel est placé un boîtier léger. Il est proposé de remplir l'espace entre les deux coques avec des ballasts. De plus, une coque robuste doit être équipée d'une timonerie robuste pouvant accueillir une chambre de sauvetage escamotable. Du point de vue de la disposition générale et de la destination, le bâtiment central ne diffère guère des unités utilisées sur les sous-marins modernes. Néanmoins, le nouveau projet offre un certain nombre de nouvelles solutions non standard.
Schéma général du sous-marin proposé, vue de dessus
Sur les côtés du module central, il est proposé de fixer deux soi-disant. module de torpille simplifié. Les modules torpilles, tels que conçus par les auteurs, sont une sorte d'unité centrale avec un certain nombre de changements caractéristiques. Des unités de puissance et des hélices supplémentaires doivent être placées dans les modules latéraux. Enfin, au-dessus du module central, il devrait y avoir un grand carter de moteur à réaction profilé. Comme les modules torpilles latéraux, le moteur à réaction devrait être utilisé pour améliorer les performances du sous-marin.
Prenant en compte certaines des caractéristiques des conceptions de sous-marins existantes, les auteurs du brevet proposent une disposition originale d'une coque robuste. Les sous-marins modernes ont une seule coque robuste, divisée en compartiments par des cloisons étanches. Néanmoins, comme le notent les inventeurs, une telle division ne résout pas la tâche de séparation des compartiments, car il existe de nombreuses ouvertures dans les cloisons pour canalisations, câbles, etc. Ainsi, en cas d'urgence, il est possible de l'étendre aux compartiments voisins grâce aux ouvertures technologiques existantes.
Pour résoudre ce problème, une disposition non standard d'une coque robuste est proposée, contenant une centrale électrique, des armes, des systèmes de contrôle, des quartiers d'habitation, etc. L'élément principal d'une coque solide d'un sous-marin nucléaire prometteur devrait être une poutre de quille spéciale, sur laquelle le reste des unités devrait être installé. Au lieu d'un seul corps robuste, les inventeurs proposent d'utiliser plusieurs capsules relativement petites. Chacune de ces unités doit contenir l'un ou l'autre des équipements: une centrale électrique, un volume habitable, des armes, etc. On suppose qu'un tel agencement de coques robustes permettra de maintenir les caractéristiques requises de protection contre les pressions extérieures, ainsi que de séparer les compartiments les uns des autres, en particulier de séparer l'équipage et les parties dangereuses d'un réacteur nucléaire. Dans ce cas, les capsules ne doivent pas être complètement séparées. Pour la communication entre eux, il est proposé d'utiliser des trappes et des sas étanches.
L'une des capsules du sous-marin proposé devrait remplir plusieurs fonctions visant à assurer le contrôle du sous-marin et le sauvetage de l'équipage. Il est proposé d'y placer un poste central et tous les équipements de contrôle des systèmes. La capsule de la station centrale devrait également fonctionner comme une chambre de sauvetage. Si nécessaire, il doit être séparé, sauvant ainsi tout l'équipage. Pour une exécution plus efficace des tâches de sauvetage des personnes, la caméra doit être réalisée sous la forme d'un mini-sous-marin à part entière.
Une autre proposition originale concerne les modalités d'alimentation du sous-marin. Ainsi, au lieu d'un ensemble de générateurs diesel et d'une grosse batterie de grande capacité, il est proposé d'utiliser des générateurs thermoélectriques. La puissance de ces unités associées à un réacteur nucléaire, selon les inventeurs, doit être choisie en fonction des paramètres du moteur principal et des autres systèmes embarqués.
Schéma du module central, vue latérale
Le contrôle des systèmes embarqués d'un sous-marin nucléaire prometteur devrait être effectué à l'aide de systèmes de télécommande. Cette caractéristique du projet, en particulier, vous permet de réduire considérablement la taille de l'équipage. D'après les calculs des auteurs de l'invention, un maximum de 15 personnes devrait être présent dans l'équipage pour assurer un quart de quart. Leur tâche est de surveiller le fonctionnement des systèmes et de les contrôler à l'aide d'outils automatisés. Tâches annexes telles que la nourriture, le nettoyage, l'assistance médicale, etc. doit être effectuée par le quart de quart. Comme preuve de l'efficacité de cette approche, les inventeurs citent l'expérience des astronautes.
Pour une protection supplémentaire des unités d'hélice et de direction, ainsi que pour résoudre un certain nombre de problèmes existants, les inventeurs proposent une conception originale de l'arbre d'hélice et d'autres unités de la centrale. Dans les projets de sous-marins existants, la partie arrière de la coque est rétrécie, ce qui réduit le volume disponible pour l'installation de divers équipements. Le brevet RU 2494004 propose d'utiliser une conception de moyeu d'hélice non standard qui ne nécessite pas de rétrécissement du corps.
A cet effet, un espace est prévu dans la partie arrière de la coque légère, dans laquelle se trouve le moyeu de l'hélice. Ce dernier, à son tour, repose sur la structure d'un corps solide et doit se déplacer le long de surfaces d'appui spéciales avec un revêtement antifriction. Une unité similaire est proposée pour être refroidie à l'eau de mer.
En raison du diamètre accru du moyeu, une nouvelle conception d'hélice est nécessaire. Il est proposé d'être équipé d'un grand nombre de pales de hauteur réduite. Selon les inventeurs, cette conception fournira la traction requise même à très bas régime.
Il est proposé de faire tourner l'hélice grâce à plusieurs moteurs électriques installés radialement à l'intérieur d'un corps durable. Sur les arbres de sortie des moteurs, il est proposé de placer des engrenages qui engrènent avec une roue dentée à l'intérieur du moyeu d'hélice.
Une autre variante du schéma du module central
Les modules torpilles latéraux sont des unités à double coque avec leurs propres réacteurs nucléaires et d'autres éléments de la centrale électrique. De plus, les modules sont équipés de leurs propres hélices, de même conception que dans le cas du module central du sous-marin. À l'avant des modules de torpilles, il y a des compartiments automatisés avec des armes. L'armement propre des modules latéraux doit être constitué de plusieurs tubes lance-torpilles avec une alimentation lance-torpilles. Comme pour les autres systèmes, les armes doivent être contrôlées à distance depuis un poste central.
Les modules torpilles, selon les inventeurs, devraient être reliés au module central du sous-marin nucléaire à l'aide d'attaches rapides. En particulier, des boulons coupe-feu peuvent être utilisés pour cela. Si nécessaire, l'équipage doit pouvoir réinitialiser les modules et poursuivre la tâche sans eux.
Une des propositions les plus intéressantes des inventeurs concerne une centrale électrique supplémentaire. L'équipe d'auteurs propose d'équiper un sous-marin nucléaire prometteur non seulement de trois hélices à moteurs électriques, mais également d'un moteur-fusée à propergol liquide. Une telle unité, qui n'est pas du tout caractéristique des sous-marins anciens, modernes ou prometteurs, devrait affecter positivement les caractéristiques du sous-marin.
Sur la partie supérieure de la poupe de la coque centrale, il est proposé de monter un pylône avec un grand carter de la centrale de fusée. Pour protéger les unités, la buse peut être recouverte d'un couvercle amovible. Un châssis de puissance, un moteur avec une chambre de combustion et une buse, un générateur de gaz, une unité de turbopompe et d'autres composants d'un moteur liquide doivent être situés à l'intérieur du carter. De plus, le projet prévoit l'utilisation de systèmes de contrôle de vecteur de poussée dans deux plans.
Pour contrôler le vecteur de poussée, le moteur doit osciller horizontalement et verticalement, offrant un contrôle directionnel et de compensation. Aucun système de contrôle du roulis n'est prévu dans la conception du moteur. Apparemment, il est proposé qu'un tel contrôle soit effectué à l'aide des gouvernails situés sur la coque du bateau.
Disposition originale de l'hélice
Le brevet RU 2494004 propose une méthode originale d'alimentation en carburant d'un moteur. Afin d'éviter l'utilisation de réservoirs pour le transport de carburant et de comburant, un moteur fonctionnant sur un mélange d'hydrogène et d'oxygène peut être utilisé. Un tel carburant peut être obtenu à partir d'eau de mer par électrolyse. En raison de la présence d'un réacteur nucléaire sur le sous-marin, une telle méthode d'extraction du combustible est considérée comme optimale. En conséquence, le sous-marin, tel que conçu par les auteurs, peut rester longtemps sous l'eau, si nécessaire à l'aide d'un moteur-fusée fonctionnant au carburant produit de manière indépendante.
Un sous-marin nucléaire propulsé par fusée prometteur peut transporter des torpilles et des missiles. Les tubes lance-torpilles et leurs munitions sont prévus pour être placés dans les modules lance-torpilles latéraux. Les lanceurs de missiles, quant à eux, doivent être situés dans l'une des capsules nasales du boîtier robuste du module central. Les inventeurs pensent qu'un tel sous-marin nucléaire peut transporter des missiles de différents types, à la fois antinavires et conçus pour attaquer des cibles à des distances allant jusqu'à 3 000 à 5 000 km.
Un sous-marin de conception non standard doit avoir des tactiques de combat appropriées. En effet, le brevet RU 2494004 propose une méthode extraordinaire pour mener des attaques. Selon les auteurs de l'invention, un sous-marin prometteur devrait être capable d'accélérer à des vitesses élevées. Ainsi, lors du surfaçage et du démarrage du moteur à réaction, celui-ci devrait développer une vitesse de l'ordre de M = 0,5 … 1. Dans ce cas, le sous-marin est pratiquement invulnérable aux attaques ennemies.
Ayant accéléré à grande vitesse, le sous-marin doit effectuer une attaque à l'aide de torpilles ou de missiles. On constate qu'en raison de la grande vitesse du bateau au moment du lancement, contrer les torpilles lancées devient impossible. De plus, tout en se déplaçant à grande vitesse, le sous-marin peut lancer des missiles. Grâce à l'utilisation de diverses armes, il est possible de résoudre des tâches opérationnelles-tactiques ou stratégiques. Après avoir terminé l'attaque, le sous-marin devrait retourner dans les profondeurs.
L'utilisation d'un moteur de fusée d'appoint supplémentaire permet d'effectuer des attaques rapides et soudaines, ainsi que de quitter la zone cible. En particulier, en cas de détection, un tel sous-marin pourra s'éloigner à une distance considérable de l'ennemi dans les plus brefs délais puis passer sous l'eau. Ainsi, au moment où les navires anti-sous-marins ou les avions ennemis arriveront dans la zone de détection, le sous-marin nucléaire prometteur sera à une distance sûre de celle-ci.
Centrale électrique, hélice et moteur à réaction
Les inventeurs pensent que dans le projet proposé, ils ont pu résoudre avec succès un certain nombre de problèmes importants. Premièrement: assurer une augmentation significative à court terme de la vitesse du niveau dol de M = 0, 5 … 1. En utilisant cette opportunité lors d'une attaque à la torpille ou au missile, il est possible de vaincre efficacement la cible avec l'invulnérabilité presque complète du bateau lui-même pour les défenses de l'ennemi.
Deuxième tâche: contrôle vectoriel de poussée. Grâce à plusieurs idées originales, le moteur de fusée à propergol liquide proposé peut être utilisé pour le contrôle dans deux plans. En raison du basculement de la chambre de combustion et du gicleur, il est proposé de contrôler l'assiette et la direction.
Le troisième succès, selon les inventeurs, concerne la sécurité de l'équipage. Étant dans une capsule séparée et contrôlant tous les systèmes à distance, les plongeurs ne risquent rien. De plus, le sauvetage de l'équipage en cas d'urgence est assuré par une chambre amovible, qui remplit normalement les fonctions d'un poste central. De plus, il n'y a pas de réservoirs de carburant dans la capsule habitable, ce qui devrait augmenter la sécurité de l'équipage.
La centrale électrique du sous-marin nucléaire proposé comprend trois modules indépendants. Chacun d'eux possède son propre réacteur nucléaire et un certain nombre d'autres équipements. De plus, les trois modules principaux du sous-marin sont équipés de leurs propres hélices de conception originale, connectées à un ensemble de moteurs électriques. Tout cela, selon les inventeurs, devrait assurer la possibilité d'une longue navigation autonome.
La même caractéristique de conception est la solution au cinquième problème du projet. Trois centrales électriques autonomes permettent d'atteindre une fiabilité structurelle élevée. En cas de défaillance de l'une des installations, le sous-marin conserve son cap et peut continuer à effectuer la mission de combat qui lui est confiée.
Enfin, la conception modulaire de la structure permet, si nécessaire, d'utiliser un sous-marin nucléaire prometteur à des fins non militaires. Pour ce faire, il est nécessaire de démonter les modules torpilles latéraux et de changer l'équipement de certaines capsules utilisées à des fins militaires.
La proposition des inventeurs M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova et N. B. Bolotin est intéressant, au moins, en tant que curiosité technique curieuse. Leur invention est si inhabituelle et complexe qu'on peut juger de ses perspectives même sans une étude détaillée. De plus, même avec un examen superficiel, on constate que le projet proposé présente des problèmes techniques, opérationnels et tactiques. En conséquence, il est peu probable qu'il puisse trouver une application à moyen terme ou même dans un avenir lointain.
Schéma d'une centrale électrique supplémentaire avec un moteur à réaction
Néanmoins, il convient de noter que certaines des propositions semblent valables et sont déjà utilisées dans la pratique sous une forme ou une autre. Ainsi, les designers nationaux ont déjà utilisé l'idée de diviser un seul compartiment cylindrique solide en plusieurs unités distinctes de forme différente. Ainsi, un sous-marin spécial (station nucléaire en eaux profondes) AS-12 du projet 210 Losharik, selon certaines sources, possède une coque solide assemblée à partir de plusieurs compartiments sphériques. Cette disposition a augmenté la résistance de la coque et, par conséquent, la profondeur d'immersion maximale.
D'autres idées ne peuvent en aucun cas être reconnues comme réalisables ou adaptées à une utilisation pratique. Par exemple, l'idée d'un contrôle total de tous les systèmes à partir d'un emplacement central, tout en étant prometteuse et attrayante, est semée d'embûches. Cela nécessite de nombreux systèmes automatisés, cependant, même dans ce cas, il est peu probable qu'il soit possible de réduire la participation humaine au niveau requis ou d'éliminer la nécessité pour les sous-mariniers de rester en dehors du compartiment habitable désigné.
En outre, le moins de la proposition peut être considéré comme une disposition spécifique avec un module central et deux tubes lance-torpilles qui lui sont connectés. Cette conception peut difficilement être considérée comme optimale du point de vue de l'hydrodynamique. Il rencontrera une résistance à l'eau accrue, ce qui affectera négativement un certain nombre de caractéristiques de base, tout d'abord la vitesse de déplacement et la consommation d'énergie.
De telles caractéristiques de conception, en particulier, peuvent rendre difficile, voire impossible, l'obtention des caractéristiques de vitesse prévues. Tel que conçu par les inventeurs, un sous-marin nucléaire prometteur en surface devrait développer une vitesse au niveau de la vitesse du son (il y a probablement une vitesse du son dans l'air, pas dans l'eau). Cependant, en raison de la grande surface mouillée, la conception du sous-marin doit faire face à une résistance à l'eau élevée, ce qui remettra en question la possibilité d'accélération même à 50-100 km / h, sans parler des vitesses plus élevées.
Le brevet propose d'équiper le sous-marin d'un turboréacteur supplémentaire. Cette idée ne semble pas très plausible, principalement pour la raison que les moteurs-fusées, pour diverses raisons, n'ont pas encore trouvé d'application dans la flotte de sous-marins en tant que principal dispositif de propulsion des sous-marins. De plus, il y a lieu de douter qu'ils soient utilisés dans ce domaine. Ainsi, pour l'instant, les sous-marins à réaction ne restent que dans la science-fiction. Ainsi, le sous-marin "Pioneer" du livre "Le secret des deux océans" de G. Adamov était équipé d'un moteur à réaction fonctionnant sur un mélange d'hydrogène et d'oxygène.
Schéma d'un moteur de fusée et de ses systèmes de contrôle
Même si vous imaginez qu'un sous-marin peut réellement être équipé d'un moteur à réaction, une telle technique se heurtera sûrement à un certain nombre de problèmes sérieux. Il est facile de deviner qu'un gros carter d'une telle centrale, situé au-dessus du corps central, entraînera nécessairement une détérioration de la rationalisation déjà pas très bonne. Ainsi, le moteur ne peut être utile que lors d'une attaque à grande vitesse, alors que le reste du temps il ne fera qu'interférer et dégrader les performances.
La proposition d'attaquer des cibles depuis la surface avec une accélération jusqu'à la vitesse maximale semble également douteuse. Le principal "atout" des sous-marins est leur furtivité, qui leur permet de prendre tranquillement une position avantageuse pour une attaque et de tirer des torpilles ou des missiles. La remontée à la surface et l'accélération à la vitesse transsonique ne rentrent pas dans la méthode classique d'utilisation des sous-marins. De plus, de telles propositions la contredisent directement.
De plus, dans ce cas, une bonne question se pose: si le sous-marin proposé doit attaquer l'ennemi en surface, alors pourquoi a-t-il même besoin de la capacité de se déplacer en profondeur ? On peut aussi se poser la deuxième question: pourquoi remonter à la surface et accélérer, si on peut tout aussi bien détruire la cible en attaquant depuis les profondeurs ? Ces questions n'ont pas de réponses normales, correspondant aux tactiques classiques éprouvées d'utilisation de sous-marins de différentes classes. De plus, il est douteux que ces questions puissent avoir des réponses logiques et compréhensibles.
Comme vous pouvez le voir, le sous-marin nucléaire d'origine, qui fait l'objet du brevet RU 2494004, présente de nombreuses caractéristiques originales et inhabituelles qui attirent l'attention, mais ferment la route du projet à la mise en œuvre. Après un examen attentif, la proposition des inventeurs M. N. Bolotina, E. N. Nefedova, M. L. Nefedova et N. B. Bolotina s'avère être un autre projet prometteur sans perspectives claires.
De telles inventions apparaissent avec une régularité enviable et font souvent l'objet de brevets. Cependant, ils n'atteignent jamais le stade de l'application pratique. La complexité, la mauvaise conception et d'autres caractéristiques négatives affectent finalement le sort ultérieur des propositions, c'est pourquoi elles restent sur papier et ne peuvent devenir autre chose qu'un motif de fierté pour le créateur. D'un autre côté, malgré les perspectives incertaines, de telles choses présentent un intérêt certain. Ils démontrent parfaitement de quelles astuces l'esprit humain est capable de créer de nouvelles idées.
