В военном
кораблестроении и гражданском судостроении навесные моторы не применяются, и
тем более для подводных лодок. Например, для подводных лодок были созданы
атомные силовые установки, которые рассмотрим на примере американской субмарины
типа SSN-774 «Вирджиния»,
кстати, которых в этом году (2019г.) заказали американцы еще 9 шт. общей
стоимостью 22,2 млрд. долларов см. рис. 1 [1], поскольку ничего более удачного
попросту нет. Новая версия подлодок получит существенно больший боезапас
крылатых ракет "Томагавк" и расширенные огневые возможности. На
субмаринах класса "Вирджиния" модификации Block IV устанавливают две
87-дюймовые установки револьверного типа, каждая из которых заряжается шестью
крылатыми ракетами "Томагавк" (такую схему опробовали при
модернизации стратегических ракетоносцев типа "Огайо" в многоцелевые
подлодки). Подлодки типа Block V планируют оснащать уже четырьмя пусковыми
установками по семь ракет в каждой. Для
этого придется увеличить длину корпуса
субмарин примерно на 25 метров. Манёвренность упала до нуля, тепловой шлейф - громадный.
Атомная
силовая установка занимает более 2/3 объёма корпуса подлодки, что вынуждает
делать субмарины гигантских размеров, например, подводные лодки проекта 955
«Борей» имеют длину аж 170 м.. В СССР, и теперь в России, такая же ситуация, и
вся эта гигантомания происходит из-за применения пароводяной технологии с
низким к.п.д., водо-водяного реактора, паровой турбины и т.д. На другое
техническое решение знаний пока не набрали, как Роберт Нигматулин сказал как-то
про манагеров: «одни неучи».
Правда,
пытались в СССР сделать силовую установку с быстрым компактным атомным
реактором с жидко металлическим теплоносителем, но неудачно, читайте книгу «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим
теплоносителем. История
трагедии и фарса» и статью Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова: «Реактор, опередивший время» или «Арктический
чернобыль» на сайте ПРоАтом [09/07/2024]. Опыт
создания и эксплуатации
реакторов со свинцово-висмутовым теплоносителем для
АПЛ (1951 - 1996 гг.) имеет фундаментальное значение для современных
проектов реакторов с ТЖМТ.
Но скорость в подводном положении всё же получили 44 узла в отличии от субмарин
с водо-водяными реакторами - 29 узлов. Такую скорость в то время не имела ни
одна подлодка в Мире. Но и аварии были трагичными.
Рис. 1. (https://topwar.ru/188942-v-ssha-podtverdili-mnogochislennye-falsifikacii-specialistom-po-metallurgii-dannyh-o-kachestve-stali-dlja-podvodnyh-lodok.html)
На рис. 2 российская
подлодка проекта «Борей», также перегружена силовой установкой как все
субмарины в Мире. Застой науки налицо.
Рис. 2. АПЛ проекта «Борей», источник Аргументы и Факты
Вопрос, можно
ли сегодня, или в ближайшее время, создать навесные атомные двигатели,
установив их на горизонтальные рули субмарины, тем самым освободить корпус от
сегодняшней атомной силовой установки? Похоже, что время пришло, и есть уже
технические решения для этого.
Профессор
Массачусетского технологического института (MIT) США Якопо Буонджорно и его коллеги утверждают
[2], ... «что микрореакторы или так называемые “ядерные батареи” заводского
изготовления, доставляемые грузовиками к местам использования, могут стать
безопасным и эффективным способом декарбонизации мировых электроэнергетических
систем. Возможно, мы стоим на пороге новой парадигмы для атома, предположила
группа специалистов в области атомной энергетики в журнале Национальной
инженерной академии "The Bridge".
Подобно тому, как большие, дорогие
и централизованные компьютеры уступили место широко распространенным сегодня персональным
компьютерам (ПК), новое поколение относительно крошечных и недорогих
микрореакторов заводского изготовления, разработанных для автономной работы по
принципу "подключи и эксплуатируй", подобно подключению к сети
крупногабаритной батареи, уже на горизонте, считают они». Это они высказывались
в отношении электроэнергетики. А сегодня Якопо Буонджорно и его коллеги уехали
из США в Австралию, где, похоже, они собираются делать микрореакторы для
субмарин, чтобы разгрузить трюм субмарины под наступательное вооружение. Г-н Трамп,
как и все президенты США, чтобы сохранить свою гегемонию в Мире, не будет
уступать в гонке вооружения. И в Китае аналогичные разработки ведутся, не
безосновательно, я надеюсь. А также и в КНДР [3], но уже повторять ещё
советское старое не будут.
Итак, для
навесного атомного мотора нужно соединить воедино уже известные технические
решения: «Атомный двигатель Виноградова» [4], гидравлический редуктор понижения
оборотов вала, центробежный насос с сопловой насадкой реактивной тяги, корпус с
формой наилучшей гидродинамикой охлаждения реактора, и др. мелочи.
«Атомный
двигатель Виноградова» это
компактная физико-энергетическая машина,
которая атомную энергию, выделяемую
в результате деления
ядер урана под действием
нейтронов, преобразует в
механическую энергию вращения вала, см. рис.3,[4].
Рис. 3. «Атомный
двигатель Виноградова», 2018 год [4]
Позиции на
рисунке расшифрованы на стр. 9 статьи [4].
В своей статье
«Российский турбо-ядерный реактивный движитель для подводного судна»[5]
07.08.2018 я уже публиковал примерную конструкцию водометного движителя.
И далее в
статье «Полет» атомная скоростная подводная лодка Виноградова» [6] 10.03.2024
был показан более детально просчитанный атомный движитель, который показан на
рис. 4.
Рис. 4. 2024 год [6]
Где: 1
- решетка от
мусора в набегающем
потоке, 2 -
корпус водометного движителя,
3 - «Атомный двигатель Виноградова»
[4], 4 -
поворотная колонка, 5
- центробежный спаренный
насос, 6 - узел
диафрагмы сопла реактивной
струи. На рисунке
многие узлы скрыты, например, система снижения гидродинамического сопротивления в
проточной части движителя, напорная камера и др.
После более
точного расчета появился гидравлический редуктор между атомным двигателем и
центробежным насосом (на рис. 5 не показан), поскольку выявилась возможность
кавитации - вскипания морской воды на
его входе при малых глубинах и малой скорости хода подлодки. Но эту проблемку
можно решить и другим способом, просто снизить приемистость подлодки, т.е.
мощность на насос не подавать сразу всю, а постепенно, раскручивая вал и давая
ход подлодке. Тогда давление воды на входе в центробежный насос увеличится, и
кавитации не будет. Но лучше, исходя из боевых возможностей, сразу покинуть
место старта ракеты из подводного положения, пока в тебя не стрельнули.
По сути, в
статье [6] представлен макет реактивного движителя на подвеске, только надо
сделать узел 4 (см. рис.5) крепления поворотной колонки как у подвесного
мотора, т.е. обеспечить быструю установку и съём движителя в полевых условиях, даже
в открытом море.
10.03.2024 на сайте
ProAtom в статье с
названием «Полет» атомная скоростная подводная лодка Виноградова» [6,7] я уже
давал критику проектов гигантских АПЛ. Нельзя сегодня, а тем более завтра, в
21-ом веке, проектировать и изготавливать гигантские АПЛ, т.н. стратегические
подводные крейсеры. Это тупик для ВМФ России и большой вред. Надо же
конструкторам хоть на один шаг вперед смотреть и думать, а не повторять старые
чертежи 20-го века. Лень, матушка, не даст менеджерам что-либо делать новое,
если есть ещё старое.
Повторюсь из уже опубликованного 10.03.2024 [6,7]: В России АПЛ
(далее сплошной НЕГАТИВ) оснащались блочными паропроизводящими установками
ОК-650 с реакторами тепловой мощностью 190 МВт (одна из модификаций 180 МВт),
которые позволяли развивать максимальную скорость подводного хода от 25 до 35
узлов (т.е. до 63 км/час = 17,5 м/с). Паротурбинные установки на влажном паре (ПТУВП) с
к.п.д. около 33%,
так же стали изготовляться
по блочному принципу в ОКБМ им.
Африкантова. Приемистость - 3,5 часа разогрева у пирса. Манёвренность -
разворот на 180 гр. только рулями по большой дуге за время не меньше 20 минут.
Траектория движения под водой предсказуема на 100%, что позволяет уничтожить
АПЛ на упреждении, т.е. одна ракета или беспилотный аппарат с ядерной бомбой до
0,1 Мт, летящий на низкой высоте на морем по ходу траектории движения подлодки
под водой, уничтожит её. Пуск бомбы и триады у России уже нет. Для надежности
целую стаю из 5-7 таких песпилотников пустить могут в преследование одной
подлодки. И погружение на 650-450 метров не спасёт подлодку, и манёвренности, и
скорости у существующих подлодок типа «Брей» не позволят увернуться от удара.
Объём ПТУВП
занимает около 2/3
всего герметичного корпуса
(чистый Дебилизм). Выброс
тепла с конденсатора паровой
турбины составлял около
126 МВт, т.е.
126 МДж на
17,5 метров пути
при максимальной скорости, что
создаёт тепловой шлейф за АПЛ,
видимый из космоса. Системы автоматики были унифицированы
для всех АПЛ
3-его поколения. В
состав электроэнергетических систем, сохранивших конфигурацию
2-го поколения, добавилось
много полупроводниковых преобразователей, которые могут
быть выведены из
строя электромагнитным импульсом.
Значительно улучшились обитаемость
АПЛ, и условия размещения личного состава. На
всех АПЛ были установлены всплывающие спасательные камеры
(ВСК), способные обеспечить
одновременную эвакуацию с
аварийной подводной лодки всего
экипажа (экипаж —
самая дорогостоящая подсистема
АПЛ и любого
другого корабля), спасутся подводники,
если успеют собраться все моряки в
ВСК со всей
АПЛ длиной 170 м, это вопрос.
В герметичном прочном
корпусе АПЛ также размещены
пусковые шахты ракет и торпедные аппараты, и сонар переднего обзора (или активный локатор).
Почему
происходит такое отставание? Читайте Стивена Джобса и Андрея Фурсова. Сперва
компания достигает больших успехов в инновациях (как НИКИЭТ и ОКБМ), сделали работающие водоводяные реакторы со скрытыми
угрозами внутри и
требующие постоянного ремонта,
и обслуживания, после
чего стали монополией для
ВМФ в России.
После этого качество
и соответствие новым
знаниям становится менее важным.
Компания начинает продвигать
«великих продавцов», потому
что именно они
могут повысить выручку на
данном этапе заказов
от ВМФ, от Государства, а
не инженеры и
конструкторы. В конце
концов, продавцы (менеджеры) начинают
править компанией. Когда
у вас монополия,
новые продукты не
так сильно помогают (выбивать
деньги), как маркетинг
– продажа старых
силовых установок для
АПЛ, кораблей и судов,
но с новыми
этикетками (штампиками на
чертежах). В России это делали с приговорками Президенту: - «Это очень
надежное, и проверенное». «Маркетинг
становится главным, а
то, что изначально сделало
компанию великой, исчезает»
(Стив Джобс, 1995
год: https://aftershock.news/?q=node/649784)[8].
В России
это произошло с
НИКИЭТом и ОКБМом,
видимо, и другие
КБ и НИИ в ГК
«Росатом» и в Объединённоё судостроительной компании пришли
к вырождению. «Конечно, инженеры
должны стоять во
главе...» (https://aftershock.news/?q=node/649282),
(https://aftershock.news/?q=node/647129),
с
этим фактически согласны руководители
компаний из двух миров,
–китайского (Пит Лау) и американского
(Стив Джобс). В России по этому поводу правдиво написал д. ф-м. н., научный
руководитель Института океанологии,
академик РАН Роберт
Нигматулин [23/12/2020] «Менеджеры
во главе науки
– это угроза
технологическому суверенитету России»: http://proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=9488
[9]. Маркетинг реакторов
водо-водяных для ВМФ
России «ослепил» руководство
ГК, и всё
руководство уже десятилетия «как
мантру» заклинают, убеждают,
что эти водо-водяные реакторы для
АПЛ самые лучшие,
что есть на свете. На самом деле это ложь, технические
решения не стоят на месте!
«При модернизации свечки никогда не получите лампу
накаливания», это аксиома.
Из краткого
обзора ясно одно,
о чем все
предпочитают молчать, –
это то, что
конструкция атомного реактора, и силовой установки в целом, однозначно
определяют облик, архитектуру и тактико-технические характеристики будущей
АПЛ. Уже сегодня
руководители КБ в
«Военном обозрении» [10] заявляют:
- «...Подлодки ожидаемого
пятого поколения могут
иметь массу отличий
от современных образцов, в
том числе и
на уровне концепций.
Впрочем, пока не
стоит переоценивать субмарины
будущего. Вполне возможен другой вариант развития событий, при котором отличия
4-го и 5-го поколения не
будут кардинальными», т.е.
атомная силовая установка
останется громадной (2/3объёма),
и скорость под
водой с водо-водяным
реактором и паровой
турбины будет не
больше 35 уз. И подлодка не будет манёвренной.
Другими
словами «топтание на месте – либералы России действуют». Академики и менеджеры - советники Президента России
попросту саботируют, не желают России паритета с противником. Если В.Путин
публично признался в том, что он заблуждался, 30 лет веря в то, что США может
стать честным партнёром на равных с Россией. А вот большинство Академиков и
менеджеров до сих пор верят в непоколебимость «бакса», и верят словам
Президентов США. Верят и саботируют в тихую развитие и мощи России, и импортозамещение,
и экономику в целом.
Увеличением
количества гигантских и дорогих подлодок проекта «Борей» 5-го поколения эту
брешь морально устаревших подлодок в оборонке ВМФ России не заткнуть. Это
пустые траты бюджета, делать неповоротливые подлодки, такие же как «Вирджиния»
у США. Получать же АПЛ пятого поколения, как
ранее сообщил заместитель
главкома по вооружению
Виктор Бурсук, ВМФ
России начнёт в
районе 2030-х годов[11]. Это
как раз, когда
В.В.Путин уйдёт в
отставку, или умрет, а Запад
подготовится и перейдет к открытой агрессии! Либералы тормозят новые
научные разработки, упреждающе вредят России [12]!
Меня также удивляет
позиция адмиралов Главного
штаба ВМФ РФ,
которые обладают современным подходом к решению
задач, многие из которых, если не
большинство высших офицеров, могут сказать
о себе «прошли все
стадии службы: от
лейтенантских погон до
самого верха» [13]. Они
уж точно своими глазами видели, какое множество на
подводном атомном крейсере в отсеках атомной силовой установки
находится трубопроводов, и
используется всяких «штурвальчиков», клапанов,
кранов и т.п.,
и какой большой должен быть экипаж
- до 100 и более матросов, чтобы по командам всё это крутить. Ошибки от человеческого фактора
неизбежны. Адмиралы наверняка понимают, что время гигантских АПЛ закончилось, и
я надеюсь, они заставят КБ проектировать АПЛ
такие, как например,
описанная выше АПЛ
«Полет»[ 6,7], которая как
минимум в 10
раз дешевле подводного крейсера,
несет больше ракет, быстрее
развозит их на места пусков, и более манёвренна, и требует экипаж
7-9 человек. А КБ
«Рубин» и «Малахит»
в свою очередь обяжут
КБ «Росатома» сделать
серийное изготовление турбо-ядерного модульного реактивного движителя. В противном
случае, турбо-ядерные реактивные
движители придется закупать
в Китае, если
они захотят и согласятся продавать их нам.
Повторюсь,
главный посыл данной статьи «Пора гигантских подлодок-крейсеров проходит, как и
гигантских атомных силовых установок, с водо-водяными реакторами, занимающих
2/3 корпуса, с которыми, экипаж находится в обнимку, а при авариях и ремонтах
ещё и получает облучение».
К сожалению
сегодня конструкторы Центрального конструкторского бюро морской техники (ЦКБ МТ)
«Рубин», разрабатывая концепт подлодки, так и остались на позициях прошлого
века - АПЛ тихоходная, неповоротливая и неприемистая, большой тепловой шлейф, атомная
силовая установка огромных размеров, требующая обслуживания и ремонта. Новость
от 21 марта 2024 о том, что прямо сейчас сотрудники ЦКБ МТ «Рубин»
переключились на разработку подводного аппарата стратегического назначения 5-го
поколения «в виде сигары» рассказал непосредственный руководитель Игорь
Вильнит. https://overclockers.ru/blog/ProKino/show/146932/V-Rossii-rabotajut-nad-proektom-strategicheskogo-podvodnogo-raketonosca-pyatogo-pokoleniya
Это на руку
врагам, чтобы было легко эту «сигару» найти в океане и сразу уничтожить! ...
На рис. 5
показана АПЛ 5-го поколения, внешне выглядит красиво, а начинка прежняя
прошлого века. Россия официально приступила к работам над своей ударной
подводной лодкой (SSN) следующего поколения класса HUSKY (Хаски). Ожидается,
что этот тип заменит классы AKULA и SIERRA в качестве более дешевого дополнения
к SSGN класса Yasen (СЕВЕРОДВИНСК). Выпуск новостей российского телевидения от
24 декабря, опубликовано 1 апреля 2017 г. https://www.1tv.ru/news/issue/2019-12-24/18:00#1
Сколько лет
прошло после критики, а делать и выдумывать продолжают всё морально устаревшие
подлодки. А кто именно за это всё отвечает, кто Россию тиранит изнутри, кого
надо на Колыму лес валить послать?
Рис. 5. АПЛ класса HUSKY Хаски,
источник www,hisutton.com.
Есть интересный комментарий к статье «Полет» атомная
скоростная подводная лодка Виноградова»:
- «Сегодня 22
марта 2024 года. Прочтений статьи 1727, комментариев 41. Все, кто в теме уже
прочитали и приняли к сведению, можно снимать статью с «ленты» сайта PRoAtom.
Было интересное предложение от рядового инженера-конструктора (похоже, из КБ
«Крыловского»), сделать форму подлодки не сигарообразную, а по форме рыбы
камбала. Горизонтальные рули с двигателями на коротких поворотных колонках
расположить как плавники рыбы, также с возможностью разворота рулей на 360 гр.,
т.е. вектор тяги можно направить в любом направлении для любого из 4-х
движков. Молодец инженер. Преимущества
такой компоновки: 1- время разворота ПЛ в горизонтальной плоскости на месте, и
в движении, будет на много меньше (меньше 1 минуты на 90 гр.); 2- выгрузка
поплавков с ракетами будет проще с двух стеллажей, проще будет конструкция манипулятора
выгрузки на ходу; 3- боковое облучение акустическим радаром не даст отраженной
волны, значит, для соседних подлодок она будет не видна; 4- для нижней и
верхней поверхностей обтекания набегающим потоком воды проще делается система пограничного
«скользкого» слоя, чем для формы корпуса «сигара»; 5- спасательную камеру -
капсулу сделать в форме глубокой тарелки с со своими движителями от
аккумуляторов, чтобы можно было отплыть от места аварии под водой миль на 5».
Да, плюсов много!
Осталось только рассчитать форму поверхности и прогнать макет в бассейне КБ
«Крыловского». Да, интересно, но это только форма подлодки, а силовая установка
прежняя? Но менеджеры на это деньги всё равно не дадут, т.к. пилить нечего.
Итак, вернёмся к подвесному двигателю и конструкции
подлодки с ним.
В основе
устройства подлодки заложены следующая концепция.
КОНЦЕПЦИЯ:
- В
качестве движителя подлодки использовать «Атомные навесные двигатели».
- Корпус
подлодки делать из пластика и негерметичным, а выдерживающим только
динамические нагрузки.
- Подлодка
должна быть манёвренной, скоростной, малошумящей и иметь тепловой след,
который нельзя отследить современными средствами.
- Экипаж
подлодки должен быть до 9 человек, и его разместить, а также и аппаратуру
управления подлодкой, в герметичной капсуле.
- Капсула
должна является средством спасения экипажа при разрушении подлодки, иметь
возможность отделяться от подлодки и находиться автономно под водой на
глубинах до 1000 м в течение месяца, а также должна иметь свои средства
передвижения под водой.
- Пуск
ракет с подлодки не допустим, поскольку позволяет определить координаты её
нахождения в океане, после чего она может быть быстро уничтожена.
- Пуск
ракет должен производиться только с поплавковых пусковых установок.
- Подлодка
предназначена для быстрой доставки поплавковых пусковых установок к местам
пусков ракет в заданные места акватории мирового океана и их расстановки,
а также для сбора поплавковых пустых пусковых установок.
- Подлодка
предназначена для быстрой доставки к местам пуска подводных беспилотных
аппаратов (типа «Посейдон»), их выгрузки и сбора неиспользованных
аппаратов.
- Подлодка
должна иметь аппаратуру наблюдения воздушного пространства над ней.
- Подлодка
должна иметь противовоздушную оборону от стаи песпилотников, которые могут
преследовать её по тепловому шлейфу, а также иметь термоболическую торпеду
для создания ложного теплового и звукового следа.
- Подлодка
должна иметь носовой и кормовой активные локаторы с большой дальностью
обнаружения объектов под водой.
Военно-технические пункты концепции
по тактическим и стратегическим направлениям разработки этой подлодки скрыты.
Исходя из
концепции была придумана следующая компоновка подлодки, первый вариант которой
представлен на рис. 6. На рисунке показаны схематично только основные узлы.
Рис. 6. Рисунок автора статьи.
Где: 1 -
корпус подлодки, 2 - навесной атомный двигатель Виноградова, 3 - горизонтальные
рули, 4 - поворотный механизм навесного двигателя, 5 - поворотный механизм
горизонтальных рулей, 6 - центральный пост - спасательная капсула с экипажем и
аппаратурой, 7 - пояс создания гидродинамически скользкого пограничного слоя
корпуса подлодки, 8 - сонар и активный локатор (задний и передний). Масштаб и
пропорции на рисунке не соблюдены.
Уровень проработки идеи скоростной
подлодки с навесными двигателями позволяет сделать эскизный проект коллективом
студентов и аспирантов. Существующие КБ сделать такое не смогут, но хаить и
утверждать, что это бред будут на всех углах. Причём, коллектив созидателей
может быть составным из России, КНДР и КНР в соответствии с недавно подписанным
Соглашением.
ЛИТЕРАТУРА:
- ВМС США
подписали крупный контракт с компаниями General Dynamics Electric Boat и
Huntington Ingalls Industries на строительство девяти атомных многоцелевых
подлодок класса "Вирджиния" новейшей модификации Block V. Как уточняет
USNI News, стоимость соглашения составила 22,2 млрд. долларов, 03.12.2019,
Зарубежный ВПК.
- Якопо
Буонджорно, профессор ядерной инженерии MIT: “Микрореакторы могут
полностью изменить правила игры в атомной отрасли”, интервью 15.07.2021.
- Северная
Корея представила атомную подводную лодку.
- [03/09/2019]
PRoAtom - «Атомный двигатель Виноградова».
- [07/08/2018]
PRoAtom - Российский турбо-ядерный реактивный движитель для подводного
судна. Авт. Виноградов А. А. и др. http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=8160
- [10/03/2024]
PRoAtom - «Полет» атомная скоростная подводная лодка Виноградова». Авт.
Виноградов А.А.
- Журнал
«Атомная стратегия», январь 2024, стр. 9.«Полет» атомная
скоростная подводная лодка Виноградова. Авт. Андрей Виноградов.
- alexsword • Стив
Джобс_ Как будут выглядеть последние дни Apple_.
- PRoAtom -
Менеджеры во главе науки - угроза технологическому суверенитету России.
Авт. Роберт Нигматулин.
- Пятое
поколение подлодок. Требования и проекты. Военное Обозрение.
- ВМФ
России начнет получать подлодки пятого поколения в районе 2030-х годов (https://ria.ru/defense_safety/20171130/1509910245.html) // РИА, 2017 / Архивная копия(https://web.archive.org/web/20171204222940/https://ria.ru/defense_safety/20171130/1509910245.html) от 4 декабря
2017 на Wayback Machine.
- PRoAtom - АЭУ
мощностью от 5 МВт. Чиновники, менеджеры и научная элита Росатома
саботирует.
- Эксперт
положительно оценил назначение нового главнокомандующего ВМФ -
Парламентская газета.