ПОДВОДНЫЙ АВИАНОСЕЦ
UNDERWATER AIRCRAFT CARRIER

Изобретение относится к судостроению, преимущественно подводному флоту.
Известна подводная лодка (атомная подводная лодка - АПЛ), содержащая прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами и спасательную камеру, пристыкованную к АПЛ с возможностью отделения от нее (см. Павлов А.С. Военные корабли России 1997-1998 г.г. Справочник. Якутск, Литограф, 1997, 151 с., стр. 17, 18, 23, 24; Букалов В.М., Нарусбаев А.А. Проектирование атомных подводных лодок. Л., Судостроение, 1968, стр. 72-83).
Существующее расчленение среды обитания в прочном корпусе путем применения "прочных" межотсечных переборок подводной лодки носит иллюзорный характер, сохраняя взаимосвязь отсеков по проходящим через переборки многочисленным трубопроводам газов и жидкостей, воздуховодам вентиляции и кабельным трассам (силовым, управления, связи и др.), что зачастую приводит к невозможности локализации повреждений и пожаров на борту, потере управления отсеками и распространению повреждений в соседние отсеки. Такие ситуации неминуемо оканчиваются катастрофами, см. Букань С.П. По следам подводных катастроф. - М.: Гильдия мастеров "Русь", 1992.
Эти результаты (обеспечение безопасности экипажа) достигаются тем, что в атомной подводной лодке, содержащей прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами и спасательную камеру, пристыкованную к атомной подводной лодке, прочный корпус выполнен из отдельных жестко связанных между собой капсул с разделением их на капсулы для обитания экипажа и капсулы с энергетическими и другими потенциально опасными установками и системами, причем капсулы прикреплены к общей силовой килевой ферме, а спасательная камера выполнена в виде самоходной и управляемой подводной лодки, в которой размещен главный пункт управления атомной подводной лодкой и которая используется для спасения всего экипажа при аварии атомной подводной лодки, при этом капсулы сообщены между собой переходными люками с герметичными закрытиями и через соединительный блок и разъемный шлюз для прохода в спасательную камеру.
Кроме того, на атомной подводной лодке установлены реакторы, имеющие ответвления первого контура на термоэлектрические генераторы с естественной циркуляцией теплоносителя. Кроме того, каждая капсула снабжена автономными системами пожаротушения и живучести, а обитаемые капсулы имеют еще и автономные системы жизнеобеспечения и связи.
Помимо повышения безопасности экипажа в капсулах, дистанционированных от капсул с энергетическими и другими опасными установками и системами, значительный функциональный эффект предлагаемой атомной подводной лодки (АПЛ) обеспечивается применением дополнительных термоэлектрических генераторов (ТЭГ), работающих со штатными реакторами ядерной энергетической установки (ЯЭУ) АПЛ, см. описание к патенту RU 2151083 C1. Это позволяет отказаться от аварийных дизель-генераторов и сократить емкость аккумуляторной батареи резервной. Мощность ТЭГ ориентировочно на два порядка ниже, чем штатного турбогенератора, и выбирается из условий обеспечения бесшумного плавания АПЛ на малых ходах (3-7 узлов) в подводном рейсе с одновременным экономным снабжением электроэнергией основных бортовых систем управления, жизнеобеспечения, живучести и связи АПЛ, в том числе при ремонтах и/или авариях на борту без ограничения по времени пребывания в подводном положении.
Реальность предложения подтверждается достигнутыми в настоящее время показателями надежности и возможностями дистанционного управления сложных технических систем из удаленного центра с перенесением функций активной безопасности, саморегуляции и автоматического дублирования на локальные необслуживаемые компьютерные устройства, уже давно успешно используемые, например, в наземной ядерной энергетике и в технике пилотируемых космических полетов, авиации (см., например, Отраслевой семинар Минатома "Современные методы и средства диагностики ЯЭУ. Обнинск, 2001, 98 с., а так же опытом создания и эксплуатации автоматизированной АПЛ проекта 705, разработанной СКБ-142, см. Ильин В.Е. Подводные лодки России. - М.: Астраль, 2002 - 287 с., стр. 62-71).
Предлагаемые капсулирование и дистанционное управление саморегулирующимися установками АПЛ из главного пункта управления (ГПУ), размещенного в спасательной камере, позволяют резко сократить численность экипажа АПЛ, оставляя за специалистами только контроль по основным служебным постам. При трехсменной вахте получается 15 человек на борту.
Ряд вспомогательных функций, таких как питание, уборка помещений, медицина, организация досуга и др., будет обеспечиваться подвахтенной сменой. Реальность такого расширения функций подтверждается практикой длительных (более 1 года!) космических пилотируемых полетов. С набором опыта плавания в подобных условиях можно ожидать дальнейшую интеграцию функций членов экипажа и снижение их численности.
Известна американская атомная подводная лодка "Тритон" (SSRN-586), имеющая кормовую оконечность (КО), содержащую прочный корпус, гребные валы с гребными винтами, а также главные упорные подшипники и дейдвуды в кормовом отсеке. (Быховский И.А. Атомные суда. Ленинград, 1961 г., стр. 121-128, 144, табл. 13/3-я строка сверху).
Недостатком этой АПЛ является то, что ее КО не приспособлена для размещения в ней дополнительного оборудования контроля и защиты кормовой полусферы как из-за отсутствия необходимой площади для размещения, так и невозможности обеспечить условия для работы аппаратуры обнаружения.
Известна атомная подводная лодка по патенту РФ на изобретение №2466056, МПК D63G 8/00, опубл. 10.11.2012 г.
Эта подводная лодка содержит прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, кормовую оконечность с гребным винтов, со ступицей, установленной на гребном валу, соединенным с электродвигателем, соединенным в свою очередь через коммутатором электрическим кабелем с аккумулятором, вал которого соединен с главным валом, двигательной установки, соединенной валом с электрогенератором.
Недостатки: ограниченное время пребывания АПЛ в подводном положении из-за тепловыделения ядерного реактора и относительно низкий КПД двигательной установки.
Известна модульная подводная лодка по патенту РФ на изобретение №2494004, МПК B63G 8/00, опубл. 27.09.2013 г., прототип.
Эта подводная лодка содержит три модуля, соединенные между собой, продольные оси которых параллельны.
Недостатки: ограниченные боевые возможности подводной лодки, которая вооружена только ракетами и торпедами. Нет авиации.
Задачи создания группы изобретений увеличение боевых возможностей подводной лодки.
Решение указанных задач достигнуто в подводном авианосце, содержащем соединенные параллельно между собой модули, в том числе два двигательных модуля с гребными валами, отличающийся тем, что всего выполнено четыре модуля, при этом третий модуль установлен между двигательными модулями, выполнен авианесущим и содержит взлетную палубу и индуктивную катушку выполненную концентрично прочному корпусу, под ним выполнен модуль-ангар для самолетов, при этом передняя и задняя оконечности авианесущего модуля выполнены с закрывающимися отверстиями для взлета и посадки.
Авианесущий модуль может быть выполнен с возвышением относительно двигательных модулей. На взлетной палубе может быть выполнен по меньшей мере один люк, под которым установлен лифт. В передней части взлетной палубы может быть выполнен трамплин. Соединение модулей может быть выполнено силовыми элементами и шлюзовыми модулями. В передней части двигательных модулей могут быть выполнены спасательные отсеки.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…5, где
- на фиг. 1 приведена схема подводного авианосца,
- на фиг. 2 приведен вид сверху,
- на фиг. 3 приведена передняя часть авианесущего модуля,
- на фиг. 4 приведена задняя часть авианесущего модуля,
- на фиг. 5 приведен разрез А-А.
Подводный авианосец (фиг. 1…5) содержит четыре модуля, продольные оси которых параллельны: в горизонтальной плоскости два двигательных 1 и 2 и в вертикальной между ними авианесущий 3 установленный между ними выше и модуль ангар 4 установленный под ним. Двигательные модули 1 и 2 прикреплены к авианесущему модулю 3 и модулю-ангару 4 при помощи шлюзов 5.
Авианесущий модуль 3 содержит прочный корпус 6, внутри которого выполнены взлетная палуба 7 с взлетно-посадочной полосой 8.
Вдоль прочного корпуса 6 выполнена электромагнитная катушка 9. В передней и задней части авианесущего модуля 3 выполнены отверстия 10 и 11, которые могут закрываться заслонками 12 и 13 при погружении авианосца. В передней части авианесущего модуля 3 выполнен трамплин 14.
Модуль-ангар 4 имеет корпус 15 и палубу 16. В модуле-ангаре 4 размещены самолеты 17. Модули 3 и 4 соединены лифтом 18, в которым установлена платформа лифта 19 для подъема и опускания самолетов 17.
Двигательные модули 2 и 3 содержат корпус 20, с гребным винтом 21, установленным на гребном валу 22, соединенном с электродвигателем 23.
Электродвигатель 23 электрическим кабелем 24 соединен с коммутатором 25, который установлен в отсеке электрооборудования 26 двигательных модулей 1 и 2. К коммутатору 25 присоединены аккумуляторы 27. К входу к коммутатору 25 присоединен электрогенератор 28, соединенный валом 29 с двигательной установкой 30, которая трубопроводами циркуляции 31 и 32 соединена с ядерным реактором 33, установленным в ядерном отсеке 34.
Перед ядерным отсеком 34 размещен спасательный отсек 35.
На авианесущем модуле 3 установлен главный коммутатор 36, с которым соединены электрические кабели 24 от двигательных модулей 2 и 3 и электромагнитная катушка 12..
Продольные оси двух модулей 1 и 2 выполнены в горизонтальной плоскости, а модулей 3 и 4 выполнены в вертикальной плоскости (фиг. 5), при этом авианесущий модуль 3 расположен выше двигательных модулей 1 и 2, что позволит расположить взлетную палубу 7 выше уровня воды 37.
Боевое применение подводного авианосца
В подводном положении отверстия 10 и 11 закрыты заслонками 12 и 13. Самолеты 17 находятся в модуле-ангаре 4. Для нанесения авиационного удара подводный авианосец всплывает. Открывают отверстия 10 и 11. Лифтами 18 поднимают самолеты 17 по одному на взлетную палубу 7. Самолеты 17 заправляют и укомплектовывают оружием (бомбами, ракетами и снарядами).
Самолеты 17 взлетают из отверстия 10, используя трамплин 14. Перед разгоном самолета 17 на взлетно-посадочной полосе 8 включают электромагнитую катушку 9, которая ускоряет разгон.
Посадка самолета 17 осуществляется в отверстие 11 на взлетно-посадочную полосу 8.
В аварийной ситуации возможен переход экипажа из авианесущего модуля 3 через шлюзы 5 в спасательные отсеки 35 и в отсек электрооборудования 26 двигательных модулей 1 и 2, расстыковка модулей 1…4 и уход сохранившегося модуля или двух модулей 1 и 2.
Применение изобретения позволило:
1. Обеспечить значительное увеличение глубины плавания подводного авианосца за счет уменьшения диаметра модулей по сравнению с подводной лодкой того же водоизмещения в виде единого модуля.
2. Облегчить взлет самолетов за счет применения катушки индуктивности, выполняющей разгон самолетов при взлете.
3. Повысить надежность двигательной установки и подводного авианосца за счет применения надежного двигателя внешнего нагрева и ядерного реактора.
4. Значительно повысить надежность работы системы управления и КПД двигательной установки за счет применения главного коммутатора.
5. Улучшить компоновку отсеков подводного авианосца и безопасность экипажа за счет модульной конструкции, применения шлюзов и спасательных отсеков.