RU2488517C1 - Nuclear submarine and marine-version liquid-propellant rocket engine - Google Patents

Nuclear submarine and marine-version liquid-propellant rocket engine Download PDF

Info

Publication number
RU2488517C1
RU2488517C1 RU2012111376/11A RU2012111376A RU2488517C1 RU 2488517 C1 RU2488517 C1 RU 2488517C1 RU 2012111376/11 A RU2012111376/11 A RU 2012111376/11A RU 2012111376 A RU2012111376 A RU 2012111376A RU 2488517 C1 RU2488517 C1 RU 2488517C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
hull
nuclear
gas generator
submarine
Prior art date
Application number
RU2012111376/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Борисович Болотин
Елена Николаевна Нефедова
Марина Николаевна Болотина
Марина Леонардовна Нефедова
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Елена Николаевна Нефедова
Марина Николаевна Болотина
Марина Леонардовна Нефедова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин, Елена Николаевна Нефедова, Марина Николаевна Болотина, Марина Леонардовна Нефедова filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2012111376/11A priority Critical patent/RU2488517C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2488517C1 publication Critical patent/RU2488517C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: set of invention relates to ship building and may be used in construction of warships. Proposed atomic submarine comprises strong hull embraced by light hull, cisterns arranged there between, solid deckhouse and rescue float chamber arranged inside strong hull under said deckhouse, stern with propeller screw with hub fitted on propeller shaft coupled with motor and, at least one nuclear reactor communicated via circulation pipelines with turbo generator connected via electric cables with storage batteries and motor. Two streamlined combat modules with screw propellers are attached to aforesaid hull on its both sides while rocket modules is secured atop it and furnished with fast-release end plug and liquid-propellant rocker engine. Said liquid-propellant rocker engine comprises bearing frame, combustion chamber hinged thereto and including head, cylindrical section and nozzle, gas generator and a pump unit, in its turn, comprising turbine, oxidiser and propellant pumps, gas duct communicating turbine outlet with combustion chamber head via suspension assy. Gas generator and turbo pump unit are aligned with combustion chamber. Note here that gas generator and turbo pump unit are integrated into single unit.
EFFECT: higher speed in attack from surface position, better controllability.
5 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, преимущественно атомному подводному. Атомная подводная лодка (АПЛ) содержит прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами и спасательную всплывающую камеру, пристыкованную к АПЛ с возможностью отделения от нее. 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. 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. Капсулы сообщены между собой переходными люками с герметичными закрытиями и через соединительный блок и разъемный шлюз - со спасательной камерой для прохода в нее экипажа. Достигается повышение безопасности и бесшумности АПЛ, а также повышение возможности спасения экипажа.The invention relates to shipbuilding, mainly nuclear underwater. A nuclear submarine (NPS) contains a robust hull covering its light hull, tanks between these hulls and a rescue pop-up camera docked to the NPS with the possibility of separation from it. The durable case is made of separate capsules rigidly interconnected with their separation into capsules for crew accommodation and capsules with energy and other potentially dangerous installations and systems. The capsules are attached to a common power keel farm, and the rescue chamber is made in the form of a self-propelled and guided submarine, which houses the main control center of a nuclear submarine and which is used to rescue the entire crew in the event of a nuclear submarine accident. Capsules are interconnected by access hatches with hermetic closures and through a connecting block and a detachable gateway with a rescue chamber for the crew to enter it. Achieved increased safety and noiselessness of nuclear submarines, as well as increasing the ability to save the crew.

Известна 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).A nuclear submarine (NPS) is known, containing a solid hull, covering its light hull, tanks between these hulls and a rescue chamber docked to the NPS with the possibility of separation from it (see Pavlov A.S. Warships of Russia 1997-1998 . Handbook. Yakutsk, Lithographer, 1997 - 151 pp. Pages 17, 18, 23, 24; Bukalov V. M., Narusbaev A. A. Design of nuclear submarines. L., Shipbuilding, 1968, pp. 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 распространением повреждений в соседние отсеки. Такие ситуации неминуемо оканчиваются катастрофами (см. Букань С.П. По следам подводных катастроф. М.: Гильдия мастеров "Русь". - 1992).The existing dismemberment of the habitat in a robust hull through the use of "durable" intersection bulkheads of a submarine is illusory, preserving the interconnection of compartments through numerous gas and liquid pipelines passing through the bulkheads, ventilation ducts, and cable routes (power, control, communications, etc.), which often leads to the inability to localize damage and fires on board, loss of control of compartments and the spread of damage to neighboring compartments. Such situations inevitably end in disasters (see. S. Bukan. Following the traces of underwater disasters. M: Guild of Masters "Rus". - 1992).

Технические средства управления, связи, жизнеобеспечения, пожаротушения и электроснабжения показали свою несостоятельность из-за слабой инженерной защиты и отсутствия надежного локального (отсечного) резерва этих средств, не рационального построения организации при борьбе с авариями, а также опасного непосредственного контакта энергоемкого оборудования с экипажем.The technical means of control, communication, life support, fire fighting and power supply have shown their failure due to poor engineering protection and the lack of a reliable local (cut-off) reserve of these funds, the rational organization of the organization in dealing with accidents, and the dangerous direct contact of energy-intensive equipment with the crew.

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.These results (ensuring crew safety) are achieved by the fact that in a nuclear submarine containing a robust hull, covering its light hull, tanks between these hulls and a rescue chamber docked to the nuclear submarine, the robust hull is made of separate rigidly interconnected capsules with dividing them into capsules for crew accommodation and capsules with energy and other potentially dangerous installations and systems, the capsules being attached to a common power keel farm, and the rescue chamber made in the form of a self-propelled and guided submarine, in which the main control center of the nuclear submarine is located and which is used to save the entire crew in the event of an atomic submarine accident, while the capsules are interconnected by passage hatches with hermetic closures and through the connecting block and detachable gateway for passage to the rescue chamber.

Кроме того, на атомной подводной лодке установлены реакторы, имеющие ответвления первого контура на термоэлектрические генераторы с естественной циркуляцией теплоносителя.In addition, reactors are installed on a nuclear submarine having branches of the first circuit to thermoelectric generators with natural coolant circulation.

Кроме того, каждая капсула снабжена автономными системами пожаротушения и живучести, а обитаемые капсулы имеют еще и автономные системы жизнеобеспечения и связи.In addition, each capsule is equipped with autonomous fire extinguishing and survivability systems, and habitable capsules also have autonomous life support and communication systems.

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) АЛЛ (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.In addition to improving the safety of the crew in capsules spaced from the capsules with energy and other hazardous installations and systems, a significant functional effect of the proposed nuclear submarine (NPS) is provided by the use of additional thermoelectric generators (TEG) working with standard reactors of a nuclear power plant (NPP) ALL ( see the description of patent RU 2151083 C1). This allows you to abandon emergency diesel generators and reduce the capacity of the battery (backup). The power of the TEG is approximately two orders of magnitude lower than that of a standard turbo-generator, and is selected from the conditions for ensuring silent submarine navigation at low speeds (3-7 knots) in an underwater flight with simultaneous economical supply of electricity to the main onboard control systems, life support, survivability and communication of the nuclear submarine, in including during repairs and / or accidents on board without limitation on the time spent in the underwater position.

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).The reality of the proposal is confirmed by the currently achieved reliability indicators and the capabilities of remote control of complex technical systems from a remote center with the transfer of active safety functions, self-regulation and automatic duplication to local maintenance-free computer devices that have been successfully used for a long time, for example, in terrestrial nuclear power and in manned space technology flights, aviation (see, for example, the Minatom Industry Seminar "Modern methods and means of diagnosis sticks of nuclear power plants, Obninsk, 2001, 98 pp., as well as the experience of creating and operating an automated nuclear submarine of project 705 developed by SKB-142, see Ilyin V.E. Submarines of Russia.M.: Astral, 2002 - 287 pp., pg. 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.The proposed encapsulation and remote control of self-regulating submarine installations from the main control center (GPU), located in the rescue chamber, can drastically reduce the number of submarine crew, leaving specialists with only control over the main service posts. With a three-shift shift, 15 people are obtained on board.

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.A number of auxiliary functions, such as nutrition, cleaning, medicine, leisure activities, etc., will be provided by a shift shift. The reality of this expansion of functions is confirmed by the practice of long (more than 1 year!) Space manned flights. With a set of experience in swimming in such conditions, we can expect further integration of the functions of crew members and a decrease in their numbers.

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).Known American nuclear submarine "Triton" (SSRN-586), having a stern end (KO) containing a sturdy hull, propeller shafts with propellers, as well as the main thrust bearings and deadwood in the aft compartment. (Bykhovsky I.A. Nuclear ships. Leningrad, 1961, p. 121-128, 144, table 13/3 line from the top).

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.The disadvantage of this submarine is that its KO is not adapted to accommodate additional equipment for monitoring and protecting the aft hemisphere, both because of the lack of the necessary space for placement and the inability to provide conditions for the operation of detection equipment.

Известна также российская дизельная ПЛ проекта 877 (Класс "Kilo" -"Варшавянка") (см. Справочник "Военные корабли СССР и России", г.Якутск, изд. 1995 г., стр.44), имеющая КО с кормовым отсеком, через которые насквозь проходит линия вала, а гребной винт расположен кормовее по отношению к кормовым рулям - прототип.Also known is the Russian diesel submarine of project 877 (Class "Kilo" - "Varshavyanka") (see the Handbook "Warships of the USSR and Russia", Yakutsk, ed. 1995, p. 44), which has a KO with a stern compartment, through which the shaft line passes through, and the propeller is located aft in relation to the aft steering wheels - a prototype.

Недостатком КО данной ПЛ является конструктивная неприспособленность для размещения в ней дополнительных акустических и неакустических средств контроля за наиболее уязвимой кормовой полусферой пространства за ПЛ, систем подводной радиосвязи с выпускаемой антенной и средств активной и пассивной защиты от телеуправляемого и самонаводящегося оружия противника.The disadvantage of the KO of this submarine is its structural inability to place additional acoustic and non-acoustic means of monitoring the most vulnerable aft hemisphere of space behind the submarine, underwater radio communication systems with the produced antenna, and means of active and passive protection from enemy telecommand and homing weapons.

Технической сущностью настоящего изобретения является обеспечение защиты кормовой оконечности подводной лодки как наиболее уязвимой ее части.The technical essence of the present invention is the protection of the aft end of the submarine as its most vulnerable part.

Это достигается тем, что в КО, содержащей прочный и легкий корпуса, гребной винт и вал, гребной электродвигатель, главный упорный и опорный подшипники, дейдвуд и кормовые рули с приводами, гребной винт подвижно насажен на прочный корпус, например в районе кормового отсека, и имеет ступицу большого диаметра, по контуру совпадающую с образующей линией легкого корпуса ПЛ в месте установки ГВ. При этом для размещения ГВ легкий корпус ПЛ имеет разрыв, а упор винта передается на корпусные конструкции прочного корпуса непосредственно от ГВ через кольцевые поверхности на ступице винта и прочном корпусе (находящиеся в плоскости шпангоута), снабженные антифрикционным покрытием, а смазка и охлаждение трущихся поверхностей обеспечивается самопротоком окружающей забортной воды.This is achieved by the fact that in KO, containing a strong and lightweight hull, propeller and shaft, a propeller motor, main thrust and thrust bearings, deadwood and stern rudders with drives, the propeller is movably mounted on a sturdy hull, for example, in the area of the aft compartment, and has a hub of large diameter that coincides along the contour with the generatrix of the light submarine housing at the installation site of the hot water. At the same time, to accommodate the GV, the lightweight submarine housing has a gap, and the screw stop is transferred to the housing structures of the durable housing directly from the GV through ring surfaces on the screw hub and the sturdy housing (located in the frame plane) provided with an antifriction coating, and lubrication and cooling of the rubbing surfaces is provided self-flow of the surrounding sea water.

Количество лопастей данного ГВ в связи с резким увеличением диаметра ступицы увеличивается в несколько раз по сравнению с ГВ традиционной конструкции, а их высота снижена из расчета создания требуемого упора ГВ при существенно сниженной частоте вращения до супернизких оборотов.The number of blades of this hot water in connection with a sharp increase in the diameter of the hub increases several times in comparison with the hot water of a traditional design, and their height is reduced based on the creation of the required stop of the hot water at a significantly reduced rotational speed to ultra-low revolutions.

Привод ГВ осуществляется, например, несколькими радиально установленными электродвигателями, на выходном валу каждого из которых имеются шестерни, вступающие в зацепление с зубчатым колесом большого диаметра, являющимся частью конструкции ступицы ГВ.The drive of the hot water is carried out, for example, by several radially mounted electric motors, on the output shaft of each of which there are gears that engage with a large diameter gear wheel, which is part of the design of the hot water supply hub.

Далее приведен обзор схем наиболее современных ЖРД и сделан анализ по их адаптации к морским условиям.The following is an overview of the schemes of the most modern rocket engines and an analysis is made of their adaptation to marine conditions.

Известен жидкостный ракетный двигатель по патенту РФ на изобретение №2095607, предназначенный для использования в составе космических разгонных блоков, ступеней ракетоносителей и, как маршевый двигатель космических аппаратов, включает в себя камеру сгорания с регенеративным трактом охлаждения, насосы подачи компонентов - горючего и окислителя с турбиной на одном валу, в который введен конденсатор. Выход конденсатора по линии хладагента соединен с входом в камеру сгорания и с входом в тракт регенеративного охлаждения камеры сгорания.Known liquid rocket engine according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2095607, intended for use as part of space booster blocks, stages of rocket launchers and, as the main engine of space vehicles, includes a combustion chamber with a regenerative cooling path, pumps for supplying components - fuel and an oxidizer with a turbine on one shaft into which the capacitor is inserted. The condenser outlet through the refrigerant line is connected to the entrance to the combustion chamber and to the entrance to the regenerative cooling path of the combustion chamber.

Недостатком этого двигателя является отсутствие управления вектором тяги.The disadvantage of this engine is the lack of thrust vector control.

Известен жидкостный ракетный двигатель по патенту РФ на изобретение №2187684. Способ работы жидкостного ракетного двигателя заключается в подаче компонентов топлива в камеру сгорания двигателя, газификации одного из компонентов в тракте охлаждения камеры сгорания, подводе его на турбину турбонасосного агрегата с последующим сбросом в форсуночную головку камеры сгорания. Часть расхода одного из компонентов топлива направляют в камеру сгорания, а оставшуюся часть газифицируют и направляют на турбины турбонасосных агрегатов. Отработанный на турбинах газообразный компонент смешивают с жидким компонентом, поступающим в двигатель при давлении, превышающем давление насыщенных паров получаемой смеси.Known liquid rocket engine according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2187684. The method of operation of a liquid-propellant rocket engine is to supply fuel components to the combustion chamber of the engine, gasify one of the components in the cooling path of the combustion chamber, supply it to the turbine of the turbopump unit, and then discharge it into the nozzle head of the combustion chamber. Part of the flow rate of one of the fuel components is directed to the combustion chamber, and the remaining part is gasified and directed to turbines of turbopump units. The gaseous component spent on the turbines is mixed with the liquid component entering the engine at a pressure higher than the saturated vapor pressure of the resulting mixture.

Недостатком этой схемы является то, что тепловой энергии, снимаемой при охлаждении камеры сгорания, может оказаться недостаточно для привода турбонасосного агрегата двигателя очень большой мощности.The disadvantage of this scheme is that the thermal energy removed during cooling of the combustion chamber may not be enough to drive a turbopump engine unit of very high power.

Известен ЖРД по патенту РФ на изобретение №2190114, МПК7 F02K 9/48, опубл. 27.09.2002 г. Этот ЖРД включает в себя камеру сгорания с трактом регенеративного охлаждения, турбонасосный агрегат ТНА с насосами окислителя и горючего, выходные магистрали которых соединены с головкой камеры сгорания, основную турбину и контур привода основной турбины. В контур привода основной турбины входят последовательно соединенные между собой насос горючего и тракт регенеративного охлаждения камеры сгорания, соединенный с входом в основную турбину. Выход из турбины ТНА соединен с входом второй ступени насоса горючего.Known LRE according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2190114, IPC7 F02K 9/48, publ. 09/27/2002 This LPRE includes a combustion chamber with a regenerative cooling path, a TNA turbopump unit with oxidizer and fuel pumps, the output lines of which are connected to the head of the combustion chamber, the main turbine and the drive circuit of the main turbine. The main turbine drive circuit includes a fuel pump and a regenerative cooling path of the combustion chamber connected in series with each other and connected to the main turbine inlet. The exit from the turbine TNA is connected to the input of the second stage of the fuel pump.

Этот двигатель имеет существенный недостаток. Перепуск подогретого в тракте регенеративного охлаждения камеры сгорания горючего на вход во вторую ступень насоса горючего приведет к его кавитации. Большинство ЖРД используют такие компоненты топлива, что расход окислителя почти всегда больше расхода горючего. Следовательно, для мощных ЖРД, имеющих большую тягу и большое давление в камере сгорания, эта схема не приемлема, т.к. расхода горючего будет недостаточно для охлаждения камеры сгорания и привода основной турбины. Кроме того, не проработана система запуска ЖРД, система воспламенения компонентов топлива и система выключения ЖРД и его очистки от остатков горючего в тракте регенеративного охлаждения камеры сгорания.This engine has a significant drawback. Bypassing the fuel combustion chamber heated in the regenerative cooling path to the entrance to the second stage of the fuel pump will lead to cavitation. Most LREs use fuel components such that the oxidizer consumption is almost always greater than the fuel consumption. Therefore, for powerful rocket engines with great thrust and high pressure in the combustion chamber, this scheme is not acceptable, because fuel consumption will not be enough to cool the combustion chamber and drive the main turbine. In addition, the LRE launch system, the ignition system of the fuel components and the LRE shutdown system and its cleaning of fuel residues in the regenerative cooling path of the combustion chamber have not been developed.

Известен жидкостный ракетный двигатель по патенту РФ на изобретение №2232915, опубл. 10.09.2003 г, который содержит камеру турбонасосный агрегат, газогенератор, систему запуска, средства для зажигания компонентов топлива и топливные магистрали. Выход насоса окислителя соединен с входом в газогенератор. Выход первой ступени насоса горючего соединен с каналами регенеративного охлаждения камеры и со смесительной головкой. Выход второй ступени насоса горючего соединен с регулятором расхода с электроприводом.Known liquid rocket engine according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2232915, publ. 09/10/2003 g, which contains a turbo pump unit, a gas generator, a launch system, means for igniting fuel components and fuel lines. The output of the oxidizer pump is connected to the inlet of the gas generator. The output of the first stage of the fuel pump is connected to the channels of regenerative cooling of the chamber and to the mixing head. The output of the second stage of the fuel pump is connected to an electric flow regulator.

Недостаток - двигатель не имеет системы регулирования вектора тяги и управления по крену.The disadvantage is that the engine does not have a thrust vector control system and roll control.

Известен жидкостный ракетный двигатель и ТНА по патенту РФ на изобретение №2161263, прототип ЖРД.Known liquid rocket engine and TNA according to the patent of the Russian Federation for the invention №2161263, prototype rocket engine.

Этот двигатель содержит силовую раму, камеру сгорания, выполненную с возможностью качания в двух плоскостях, газогенератор и турбонасосный агрегат, подстыкованный к газогенератору посредством газовода, содержащий, в свою очередь, турбину, насос окислителя, насос горючего и дополнительный насос горючего, газовод, соединяющий выход из турбины с камерой сгорания, и узел качания камеры сгорания ЖРД, установленный между газоводом и камерой сгорания, точнее головкой камеры сгорания. Этот узел выполнен в виде сильфона и кардана, которые совместно обеспечивают качание камеры сгорания и герметизацию подвода газогенераторного газа, имеющего большие давление и температуру. Кроме того, предусмотрена система охлаждения сильфона, так как его работоспособность в столь экстремальных условиях вызывает сомнение.This engine contains a power frame, a combustion chamber made with the possibility of swinging in two planes, a gas generator and a turbopump unit, coupled to the gas generator by means of a gas duct, containing, in turn, a turbine, an oxidizer pump, a fuel pump and an additional fuel pump, a gas duct connecting the outlet from a turbine with a combustion chamber, and a rocking unit of the rocket engine combustion chamber installed between the gas duct and the combustion chamber, more precisely, the head of the combustion chamber. This unit is made in the form of a bellows and a universal joint, which together provide the swing of the combustion chamber and sealing the supply of gas-generating gas, which has high pressure and temperature. In addition, a bellows cooling system is provided, since its performance under such extreme conditions is in doubt.

Турбонасосный агрегат содержит турбину с рабочим колесом и насосы окислителя, горючего и дополнительный насос горючего, установленные соосно насоса.The turbopump assembly comprises a turbine with an impeller and oxidizer pumps, fuel pumps and an additional fuel pump installed coaxially with the pump.

Недостатки этого двигателя и узла подвески камеры сгорания, входящего в его состав: низкая ненадежность узла подвески камеры сгорания ЖРД из-за наличия большого количества деталей, малой прочности тонкостенных сильфонов, работающих при высоких давлении и температуре. Подшипники карданного подвеса, передающего силу тяги камеры сгорания, достигающую 200…1000 тс, также работают при высокой температуре (от 500 до 800°C), при этом смазка выгорает, подшипники разрушаются, управление вектором тяги затрудняется.The disadvantages of this engine and the suspension unit of the combustion chamber included in its composition: low unreliability of the suspension unit of the combustion chamber of the rocket engine due to the presence of a large number of parts, low strength of thin-walled bellows operating at high pressure and temperature. The bearings of the gimbal, transmitting the thrust of the combustion chamber, reaching 200 ... 1000 tf, also work at high temperatures (from 500 to 800 ° C), while the grease burns out, the bearings are destroyed, the thrust vector control is difficult.

Применение для охлаждения этого узла горючего, предназначенного для подачи в камеру сгорания, не только усложняет конструкцию этого узла и в целом двигателя, но и делает ее работу чрезвычайно опасной, так как при разрыве сильфона горючее и газогенераторный газ, содержащий избыток окислителя, войдут в контакт, что неизбежно приведет к пожару в двигательном отсеке ракеты и прекращению подачи горючего в камеру сгорания.The use for cooling this unit of fuel, intended for feeding into the combustion chamber, not only complicates the design of this unit and the engine as a whole, but also makes its operation extremely dangerous, since when the bellows breaks, the fuel and gas-generating gas containing excess oxidizer will come into contact that will inevitably lead to a fire in the engine compartment of the rocket and the cessation of fuel supply to the combustion chamber.

Управление вектором тяги ЖРД выполнено ненадежно, а управление по углам крена (по ракетной терминологии) отсутствует.The thrust vector control of the rocket engine is unreliable, and there is no control over the roll angles (according to rocket terminology).

Задачи создания группы изобретений - значительное повышение скорости движения подводной лодки в режиме атаки из надводного положения и улучшение подводной лодкой, на которой двигатель установлен.The tasks of creating a group of inventions are a significant increase in the speed of movement of the submarine in the attack mode from the surface and the improvement of the submarine on which the engine is mounted.

Решение указанных задач достигнуто в атомной подводной лодке, содержащей прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, прочную рубку и спасательную всплывающую камеру, установленную внутри прочного корпуса под прочной рубкой, кормовую оконечность с гребным винтом, со ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем и, по меньшей мере, один ядерный реактор, соединенный трубопроводами контура циркуляции с турбогенератором, который электрическим кабелем соединен с аккумуляторами и с электродвигателем, тем, что согласно изобретению к прочному корпусу с обеих сторон прикреплены два боевых модуля обтекаемой формы с гребными винтами, а сверху прикреплен ракетный модуль с быстросбрасывамой торцовой заглушкой и с жидкостным ракетным двигателем морского исполнения. Внутри ракетного модуля могут быть установлены баки окислителя и горючего, соединенные трубопроводами с жидкостным ракетным двигателем морского исполнения. Боевые модули могут быть разделены на отсеки, в которых установлены ракеты, торпеды, ядерные реакторы и приводы гребных винтов. Внутри прочного корпуса может быть установлен катализатор водорода и кислорода, соединенный кабелем с аккумуляторами.The solution of these problems was achieved in an atomic submarine containing a robust hull, covering its light hull, tanks between these hulls, a robust wheelhouse and a rescue pop-up camera installed inside the robust hull under a robust pilothouse, aft tip with a propeller, with a hub mounted on a propeller a shaft connected to an electric motor and at least one nuclear reactor connected by pipelines of the circulation circuit to a turbogenerator, which is connected to the batteries by an electric cable and with an electric motor, in accordance with the invention, two streamlined combat modules with propellers are attached to the robust casing on both sides, and a rocket module with a quick-release end cap and a marine rocket engine is attached on top. Inside the rocket module, oxidizer and fuel tanks can be installed, connected by pipelines to a marine rocket engine. Combat modules can be divided into compartments in which rockets, torpedoes, nuclear reactors and propeller drives are installed. A hydrogen and oxygen catalyst can be installed inside the rugged case, connected by a cable to the batteries.

Решение указанных задач достигнуто в жидкостном ракетном двигателе морского исполнения, содержащем силовую раму, камеру сгорания, закрепленную на узле подвески к силовой раме, имеющую головку, цилиндрическую часть и сопло, газогенератор и турбонасосный агрегат, содержащий, в свою очередь, турбину, насосы окислителя и горючего, газовод, соединяющий выход из турбины с головкой камеры сгорания через узел подвески, отличающийся тем, что газогенератор и турбонасосный агрегат установлены соосно с камерой сгорания, при этом газогенератор и турбонасосный агрегат выполнены в виде единого агрегата.The solution of these problems was achieved in a marine liquid-propellant rocket engine containing a power frame, a combustion chamber fixed to the suspension unit to the power frame, having a head, a cylindrical part and a nozzle, a gas generator and a turbopump, which in turn contains a turbine, oxidizer pumps, and fuel, a gas duct connecting the outlet of the turbine to the head of the combustion chamber through the suspension unit, characterized in that the gas generator and the turbopump are installed coaxially with the combustion chamber, while the gas generator and the tour the pumping unit is designed as a single unit.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…10, где:The invention is illustrated in figure 1 ... 10, where:

- на фиг.1 приведена схема АПЛ, разрез по горизонтальной плоскости,- figure 1 shows a diagram of a nuclear submarine, a section along the horizontal plane,

- на фиг.2 приведен вид АПЛ сверху в разрезе,- figure 2 shows a top view of a nuclear submarine in section,

- на фиг.3 приведен АЛЛ, разрез по вертикальной плоскости,- figure 3 shows ALL, a section along a vertical plane,

- на фиг.4 приведена схема ракетного блока в разрезе,- figure 4 shows a diagram of a rocket block in section,

- на фиг.4 приведена схема электрооборудовании для первого варианта,- figure 4 shows a diagram of the electrical equipment for the first embodiment,

- на фиг.5 приведена схема электрооборудования для второго варианта,- figure 5 shows the electrical circuit for the second option,

- на фиг.6 приведен разрез А-А кормовая часть АПЛ,- figure 6 shows a section aa aft submarine,

- на фиг.7 приведен вариант силовой установки с генератором водорода и кислорода,- figure 7 shows a variant of the power plant with a generator of hydrogen and oxygen,

- на фиг.8 приведена схема кормовой части АПЛ,- Fig.8 shows a diagram of the aft submarine,

- на фиг.9 приведена схема жидкостного ракетного двигателя,- figure 9 shows a diagram of a liquid rocket engine,

- на фиг.10 приведен вид сверху,- figure 10 shows a top view,

Атомная подводная лодка АПЛ (фиг.1…10) содержит прочный корпус 1, охватывающий его легкий корпус 2, цистерны 3 между этими корпусами 1 и 2, прочную рубку 4 и спасательную всплывающую камеру 5, установленную внутри прочного корпуса 1 под прочной рубкой 4, кормовую оконечность 6 с гребным винтом 7 со ступицей 8, установленной на гребном валу 9, соединенном с электродвигателем 10 и, по меньшей мере, один ядерный реактор 11, соединенный трубопроводами контура циркуляции 12 с турбогенератором 13, который электрическим кабелем 14 соединен с аккумуляторами 15, которые электрическим кабелем 16 соединены с электродвигателем 10. При этом к прочному корпусу 1 прикреплена обтекаемым пилоном 17, ракетный модуль 18 обтекаемой формы с быстросбрасывамой торцовой заглушкой 19 и с жидкостным ракетным двигателем морского исполнения 20. Внутри ракетного модуля 18 установлены баки окислителя 21 и горючего 22, соединенные трубопроводом окислителя 23 с ракетным клапаном 24 и трубопроводом горючего 25 с ракетным клапаном горючего 26 с жидкостным ракетным двигателем морского исполнения 20.The nuclear submarine submarine (figure 1 ... 10) contains a solid hull 1, covering its light hull 2, tanks 3 between these hulls 1 and 2, a robust wheelhouse 4 and a rescue pop-up camera 5, mounted inside a robust hull 1 under a robust wheelhouse 4, the aft end 6 with a propeller 7 with a hub 8 mounted on a propeller shaft 9 connected to an electric motor 10 and at least one nuclear reactor 11 connected by pipelines of the circulation circuit 12 to a turbogenerator 13, which is connected by an electric cable 14 to the batteries 15, to which are connected by an electric cable 16 to the electric motor 10. In this case, a streamlined pylon 17, a streamlined rocket module 18 with a quick-release end cap 19 and with a marine rocket engine 20. is attached to the solid housing 1, and oxidizer tanks 21 and 22 are installed inside the rocket module 18. connected by an oxidizer pipe 23 with a rocket valve 24 and a fuel pipe 25 with a fuel rocket valve 26 with a marine rocket engine 20.

Внутри прочного корпуса 1 могут быть установлены термоэлектрические генераторы 27, соединенные трубопроводами контура циркуляции 28 (фиг.1) с ядерным реактором 11.Inside the durable housing 1, thermoelectric generators 27 can be installed, connected by pipelines of the circulation circuit 28 (Fig. 1) with a nuclear reactor 11.

Возможен вариант исполнения АПЛ, в котором внутри прочного корпуса 1 установлен катализатор водорода и кислорода 29 (фиг.7), соединенный кабелем 30 с аккумуляторами 15. Катализатор водорода и кислорода 29 трубопроводами 31 и 32 может быть соединен с ЖРД морского исполнения 20.An embodiment of the nuclear submarine is possible, in which a hydrogen and oxygen catalyst 29 (Fig. 7) is installed inside the solid housing 1, connected by a cable 30 to the batteries 15. The hydrogen and oxygen catalyst 29 by pipelines 31 and 32 can be connected to a marine rocket engine 20.

АПЛ содержит палубы 33, переборки 34, разделяющие внутреннюю полость прочного корпуса 1 на отсеки 35.The submarine contains decks 33, bulkheads 34, dividing the internal cavity of the solid hull 1 into compartments 35.

АПЛ оборудованы боевыми модулями 36 (фиг.2), содержащими прочный корпус 37 обтекаемой формы. Крепление боевых модулей к прочному корпусу 1 выполнено при помощи узлов крепления 38, выполненных с возможностью быстрого разъема (например при помощи пироболтов).The nuclear submarines are equipped with combat modules 36 (FIG. 2) containing a streamlined body 37. The attachment of the combat modules to the robust housing 1 is made using attachment units 38 made with the possibility of quick connector (for example, using pyro-bolts).

Боевые модели 36 содержат каждый торпедным отсеком 39 с торпедами 40, ракетный отсек 41 с ракетами 42, энергетический отсек 43 с ядерным реактором 44. Кроме того, каждый боевой модуль 36 оборудован гидравлическим винтом 45 и электродвигателем 46.Combat models 36 each contain a torpedo compartment 39 with torpedoes 40, a missile compartment 41 with missiles 42, an energy compartment 43 with a nuclear reactor 44. In addition, each combat module 36 is equipped with a hydraulic screw 45 and an electric motor 46.

Жидкостный ракетный двигатель морского исполнения 20 (фиг.8…10) содержит силовую раму 47, камеру сгорания 48, выполненную с возможностью качания в двух плоскостях, газогенератор 49 и турбонасосный агрегат 50, подстыкованный к газогенератору 49 посредством газовода 51 или непосредственно, содержащий, в свою очередь, турбину 52, насос окислителя 53, насос горючего 54. Турбонасосный агрегат 50 может содержать дополнительный насос горючего 55.The marine liquid-propellant rocket engine 20 (FIGS. 8 ... 10) comprises a power frame 47, a combustion chamber 48 that can swing in two planes, a gas generator 49 and a turbopump unit 50, coupled to the gas generator 49 by means of a gas duct 51 or directly containing, in in turn, a turbine 52, an oxidizer pump 53, a fuel pump 54. The turbopump assembly 50 may include an additional fuel pump 55.

Выход из насоса горючего 54 соединен трубопроводом 56 с входом в дополнительный насос горючего 55 (при его наличии). Камера сгорания 48 содержит головку 57, цилиндрическую часть 58 и сопло 59. Газогенератор 49 и ТНА 50 закреплены при помощи шарнира 60 и двух шарнирных тяг 61. Между газоводом 51 и камерой сгорания 48, точнее ее головкой 57 установлен узел подвески 62 камеры сгорания 48. Он обеспечивает качание камеры сгорания 48 в двух плоскостях относительно точки «О», для управления вектором тяги R.The output of the fuel pump 54 is connected by a pipe 56 to the inlet of the additional fuel pump 55 (if any). The combustion chamber 48 contains a head 57, a cylindrical part 58 and a nozzle 59. The gas generator 49 and the TNA 50 are fixed using a hinge 60 and two articulated rods 61. Between the gas duct 51 and the combustion chamber 48, more precisely, its head 57 has a suspension assembly 62 of the combustion chamber 48. It provides the swing of the combustion chamber 48 in two planes relative to the point "O", to control the thrust vector R.

Для этого жидкостно-ракетный двигатель морского исполнения содержит два привода 63, установленных во взаимно-перпендикулярных плоскостях камеры сгорания 48, выполненных, например, в виде гидроцилиндров 64, прикрепленных штоками 65 к силовой раме 47, и имеющих штоки 65. На камере сгорания 48, например, на ее цилиндрической части 58, выполнено основное силовое кольцо 66, к которому шарнирно прикреплены штоки 65 приводов 63. Приводы 63 служат для управления АПЛ по углам тангажа и рыскания.For this, a marine-made liquid-rocket engine contains two actuators 63 mounted in mutually perpendicular planes of the combustion chamber 48, made, for example, in the form of hydraulic cylinders 64, attached by rods 65 to the power frame 47, and having rods 65. On the combustion chamber 48, for example, on its cylindrical part 58, the main power ring 66 is made, to which the rods 65 of the actuators 63 are pivotally attached. The actuators 63 serve to control the nuclear submarines at pitch and yaw angles.

Возможная пневмогидравлическая схема ЖРД приведена на фиг.8 и содержит трубопровод горючего 67, подсоединенный одним концом к выходу из насоса горючего 54, содержащим пускоотсечной клапан 68 и сильфон 69, выход этого трубопровода соединен с главным коллектором 70 камеры сгорания 48. Выход из насоса окислителя 53 трубопроводом окислителя 71, содержащим пускоотсечной клапан окислителя 72, соединен с газогенератором 49. Также выход из дополнительного насоса горючего 55 трубопроводом горючего 73, содержащим регулятор расхода 74 и пускоотсечной клапан горючего 75 соединен с газогенератором 49. На газогенераторе 49 и на камере сгорания 48 установлены, по меньшей мере, по одному запальному устройству 76.A possible pneumohydraulic circuit of the liquid propellant rocket engine is shown in Fig. 8 and contains a fuel pipe 67 connected at one end to the outlet of the fuel pump 54, containing a start-off valve 68 and a bellows 69, the output of this pipe is connected to the main manifold 70 of the combustion chamber 48. The output from the oxidizer pump 53 the oxidizer pipe 71 containing the start-off valve of the oxidizer 72 is connected to the gas generator 49. Also, the output of the additional fuel pump 55 by the fuel pipe 73 containing the flow controller 74 and the start-off valve g ryuchego 75 is connected to the gas generator 49. In gasifier 49 and combustion chamber 48 are installed, at least one ignition device 76.

Особенностью двигателя (фиг.10) является то, что ТНА 50 и камера сгорания 48 в верхней части прикреплены к шпангоутам 77 каждая при помощи не менее, чем трех шарниров 78 и шарнирных тяг 79, а камера сгорания 48 имеет возможность поворачиваться относительно узла подвески 62.A feature of the engine (Fig. 10) is that the TNA 50 and the combustion chamber 48 in the upper part are attached to the frames 77 each with at least three hinges 78 and articulated rods 79, and the combustion chamber 48 can rotate relative to the suspension unit 62 .

Узел подвески 62 камеры сгорания 48 ЖРД 20 содержит две части: неподвижную 80 и подвижную 81. Неподвижная часть 80 жестко соединена с газоводом 51, а подвижная часть 81 жестко соединена с головкой 57 камеры сгорания 48, за счет того, что обе части образуют сферическое шарнирное соединение 82, выполненное пустотелым внутри, при этом неподвижная часть 80 закреплена внутри ракетного модуля 18 при помощи шарниров тяг 78 и шарнирных тяг 79.The suspension assembly 62 of the combustion chamber 48 of the rocket engine 20 contains two parts: the stationary 80 and the movable 81. The fixed part 80 is rigidly connected to the gas duct 51, and the movable part 81 is rigidly connected to the head 57 of the combustion chamber 48, due to the fact that both parts form a spherical articulated the connection 82 made hollow inside, while the stationary part 80 is fixed inside the rocket module 18 using the hinges of the rods 78 and the hinged rods 79.

Ракетный модуль 18 содержит баллон надува 83, трубопровод надува окислителя 84, клапан надува окислителя 85, трубопровод надува горючего 86 и клапан надува горючего 87.The missile module 18 comprises a pressurization balloon 83, an oxidizer pressurization pipe 84, an oxidizer pressurization valve 85, a fuel pressurization pipe 86, and a fuel pressurization valve 87.

АПЛ оборудовано бортовым компьютером 88, который электрическими связями 89 соединен с запальными устройствами 76 и с пускоотсечными клапанами 68, 72 и 75.The nuclear submarine is equipped with an on-board computer 88, which is connected by electrical connections 89 to the ignition devices 76 and to the shut-off valves 68, 72 and 75.

Система управления по углу крена не предусмотренаRoll angle control system not provided

АПЛ первого варианта исполнения работает следующим образом (фиг.1, 2 и 4). Запускают ядерный реактор 11, и теплоноситель по трубопроводам циркуляции 12 подается в турбогенератор 13. Турбогенератор 13 вырабатывает электрический ток, который по электрическому кабелю 14 подается в аккумулятор 15, из которого по электрическому кабелю 16 подается в электродвигатель 10. Электродвигатель 10 через гребной вал 9 приводит во вращение ступицу 8 с гребными винтами 7. Подводная лодка движется в подводном положении. Одновременно часть теплоносителя по трубопроводам циркуляции 25 поступает в термоэлектрические генераторы 27, которые дополнительно вырабатывают электрическую энергию, например, в режиме «полета» АПЛ или при отказе турбогенератора 13.The submarine of the first embodiment works as follows (Figs. 1, 2, and 4). The nuclear reactor 11 is started, and the coolant is circulated through the circulation pipes 12 to the turbogenerator 13. The turbogenerator 13 generates an electric current, which is supplied via the electric cable 14 to the battery 15, from which the electric cable 16 is supplied to the electric motor 10. The electric motor 10 leads through the propeller shaft 9 in rotation, the hub 8 with propellers 7. The submarine moves in an underwater position. At the same time, part of the coolant through circulation pipelines 25 enters thermoelectric generators 27, which additionally generate electric energy, for example, in the “flight” mode of a nuclear submarine or in case of a failure of a turbogenerator 13.

Для значительного ускорения движения АПЛ в режиме атаки она переводится в надводное положение. Потом запускают ЖРД морского применения 20. ЖРД морского применения 20 запускается следующим образом.To significantly accelerate the movement of the submarine in attack mode, it is transferred to the surface position. Then launch the LRE of marine use 20. LRE of the marine use 20 is launched as follows.

В исходном положении все клапаны двигателя закрыты. При запуске ЖРД на горючем с блока управления 88 по электрическим каналам связи 89 подается команда на клапаны надува 85 и 87 и на ракетные клапаны окислителя и горючего 24 и 26. После заливки насосов окислителя 53 и горючего 54 открывают пускоотсечные клапаны 68, 72 и 75, установленные за насосом окислителя 53, после насоса горючего 54 и после дополнительного насоса горючего 55. Окислитель и горючее поступают в газогенератор 49, где воспламеняются при помощи запальника 76. Газогенераторный газ и горючее подается в камеру сгорания 48. Горючее охлаждает камеру сгорания 48, проходя через зазор, между оболочками ее сопла 59 и цилиндрической части 58, образующими регенеративный тракт охлаждения (фиг.1), выходит во внутреннюю полость камеры сгорания 48 для дожигания газогенераторного газа, идущего из газогенератора 49. Воспламенение этих компонентов осуществляется также запальным устройством 76, установленным на камере сгорания 48.In the initial position, all engine valves are closed. When starting a liquid propellant liquid propellant rocket engine from a control unit 88, an electric communication channel 89 sends a command to the boost valves 85 and 87 and to the oxidizer and fuel rocket valves 24 and 26. After filling the oxidizer pumps 53 and fuel 54, the shut-off valves 68, 72 and 75 are opened. installed behind the oxidizer pump 53, after the fuel pump 54 and after the additional fuel pump 55. The oxidizer and fuel enter the gas generator 49, where they are ignited using the igniter 76. The gas generator gas and fuel are fed into the combustion chamber 48. The fuel cools the chambers at the combustion 48, passing through the gap, between the shells of its nozzle 59 and the cylindrical part 58 forming the regenerative cooling path (Fig. 1), it enters the internal cavity of the combustion chamber 48 for afterburning the gas-generating gas coming from the gas-generator 49. Ignition of these components is also carried out the ignition device 76 mounted on the combustion chamber 48.

После запуска турбонасосного агрегата 50 газогенераторный газ подается из газогенератора 49 в турбину 52, раскручивается ротор ТНА (на фиг.8…10 не показано), давление на выходах насосов 53, 54 и 55 возрастает. Далее по газоводу 51 и через узел подвески 62 газогенераторный газ подается в головку 57 камеры сгорания 48.After the start of the turbopump unit 50, the gas-generating gas is supplied from the gas-generator 49 to the turbine 52, the TNA rotor is untwisted (not shown in FIGS. 8 ... 10), the pressure at the pump outlets 53, 54 and 55 increases. Further along the gas duct 51 and through the suspension assembly 62, the gas-generating gas is supplied to the head 57 of the combustion chamber 48.

Для управления вектором тяги R при помощи привода 63, воздействуя штоком 65 на силовое кольцо 66, поворачивают камеру сгорания 48 относительно точки «О» на угол 5…7°. При этом направление вектора тяги R1 отклоняется относительно первоначального положения R1 продольной оси симметрии камеры сгорания 48 и относительно атомной подводной лодки, на которой этот двигатель установлен.To control the thrust vector R by means of the actuator 63, acting on the power ring 66 by the rod 65, the combustion chamber 48 is rotated relative to the point “O” by an angle of 5 ... 7 °. The direction of the thrust vector R1 deviates relative to the initial position R1 of the longitudinal axis of symmetry of the combustion chamber 48 and relative to the nuclear submarine on which this engine is mounted.

Работа АПЛ второго варианта в режиме полета осуществляется следующим образом (фиг.3 и 5). Включают катализатор водорода и кислорода 29, который начинает разлагать воду на кислород и водород. Кислород и водород по трубопроводам 31 и 32 подается в ЖРД морского применения 20. Преимущество этого варианта - отсутствие баков окислителя и горючего и необходимость постоянно транспортировать большой запас этих компонентов ракетного топлива в подводном режиме работы.The operation of the submarine of the second embodiment in flight mode is as follows (Fig.3 and 5). A hydrogen and oxygen catalyst 29 is included, which begins to decompose water into oxygen and hydrogen. Oxygen and hydrogen are supplied through pipelines 31 and 32 to the marine rocket engine 20. The advantage of this option is the absence of oxidizer and fuel tanks and the need to constantly transport a large supply of these rocket fuel components underwater.

АПЛ атакует цели в надводном положении в движении АПЛ в режиме «ракеты», со скоростью М=0,5…1,0, что делает ее неуязвимой и позволяет выпустить торпеды 40 и ракеты 42 из надводного положения. Учитывая, что торпеды 40 уже имеют начальную скорость М=0,5…1,0, уклониться от торпедной атаки невозможно. Ракеты 42 могут применяться не только для решения оперативно-тактических задач, но и для решения стратегических задач, т.е. стрельбы из нейтральных вод на расстояние 3000…5000 км. При этом АПЛ остается неуязвимой и если ее местонахождение будет обнаружено, то из-за большой скорости АЛЛ в надводном положении и небольшого отрезка времени пребывания в надводном положении от 10 до 60 сек, она не может быть поражена. После выпуска торпед 40 и ракет 42 АПЛ уходит в подводное положение. Возможна повторная атака.The submarine attacks targets in the surface position in the movement of the submarine in the "rocket" mode, with a speed of M = 0.5 ... 1.0, which makes it invulnerable and allows the launch of torpedoes 40 and rockets 42 from the surface position. Given that torpedoes 40 already have an initial velocity of M = 0.5 ... 1.0, it is impossible to avoid a torpedo attack. Missiles 42 can be used not only for solving operational-tactical tasks, but also for solving strategic tasks, i.e. firing from neutral waters at a distance of 3000 ... 5000 km. At the same time, the nuclear submarine remains invulnerable and if its location is detected, then due to the high speed of the ALL in the surface position and the short period of time in the surface position from 10 to 60 seconds, it cannot be hit. After the release of torpedoes 40 and 42 nuclear submarines, it goes into submerged position. Repeated attack is possible.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Обеспечить кратковременное значительное увеличение скорости движения АПЛ в надводном положение и даже ее полет со скоростью М=0,5…1,0 в режим атаки для запуска торпед и ракет в надводном положении для обеспечения надежности запуска и точности попадания при неуязвимости АПЛ для средств обороны противника.1. To provide a short-term significant increase in the speed of the nuclear submarine in the above-water position and even its flight at a speed of M = 0.5 ... 1.0 in the attack mode to launch torpedoes and missiles in the above-water position to ensure reliable launch and accuracy when the submarine is invulnerable to weapons enemy defense.

2. Обеспечить надежное управление вектором тяги ЖРД и управление атомной подводной лодки.2. Provide reliable thrust vector control for rocket engine and nuclear submarine control.

3. Обеспечить безопасность экипажа.3. Ensure crew safety.

4. Использовать АПЛ в мирных целях.4. Use nuclear submarines for peaceful purposes.

Claims (5)

1. Атомная подводная лодка, содержащая прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, прочную рубку и спасательную всплывающую камеру, установленную внутри прочного корпуса под прочной рубкой, кормовую оконечность с гребным винтом, со ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем, и, по меньшей мере, один ядерный реактор, соединенный трубопроводами контура циркуляции с турбогенератором, который электрическим кабелем соединен с аккумуляторами и с электродвигателем, отличающаяся тем, что к прочному корпусу с обеих сторон прикреплены два боевых модуля обтекаемой формы с гребными винтами, а сверху прикреплен ракетный модуль с быстросбрасываемой торцовой заглушкой и с жидкостным ракетным двигателем морского исполнения.1. Nuclear submarine containing a sturdy hull, covering its light hull, tanks between these hulls, a robust pilothouse and a rescue pop-up camera mounted inside a robust hull under a robust pilothouse, aft tip with a propeller, with a hub mounted on a propeller shaft connected with an electric motor, and at least one nuclear reactor connected by pipelines of the circulation circuit to a turbogenerator, which is connected by electrical cable to the batteries and to the electric motor, characterized the fact that a robust housing on both sides of the module attached to two combat streamlined with propellers, and the top is attached to the rocket module bystrosbrasyvaemoy of the end cap and liquid-propellant rocket engine marine applications. 2. Атомная подводная лодка по п.1, отличающаяся тем, что внутри ракетного модуля установлены баки окислителя и горючего, соединенные трубопроводами с жидкостным ракетным двигателем морского исполнения.2. The nuclear submarine according to claim 1, characterized in that oxidizer and fuel tanks are installed inside the rocket module, connected by pipelines to a marine rocket engine. 3. Атомная подводная лодка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что боевые модули разделены на отсеки, в которых установлены ракеты, торпеды, ядерные реакторы и приводы гребных винтов.3. The nuclear submarine according to claim 1 or 2, characterized in that the combat modules are divided into compartments in which rockets, torpedoes, nuclear reactors and propeller drives are installed. 4. Атомная подводная лодка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутри прочного корпуса установлен катализатор водорода и кислорода, соединенный кабелем с аккумуляторами.4. The nuclear submarine according to claim 1 or 2, characterized in that a hydrogen and oxygen catalyst is installed inside the sturdy hull, connected by a cable to the batteries. 5. Жидкостный ракетный двигатель морского исполнения, содержащий силовую раму, камеру сгорания, закрепленную на узле подвески к силовой раме, имеющую головку, цилиндрическую часть и сопло, газогенератор и турбонасосный агрегат, содержащий, в свою очередь, турбину, насосы окислителя и горючего, газовод, соединяющий выход из турбины с головкой камеры сгорания через узел подвески, отличающийся тем, что газогенератор и турбонасосный агрегат установлены соосно с камерой сгорания, при этом газогенератор и турбонасосный агрегат выполнены в виде единого агрегата. 5. A marine-style liquid propellant rocket engine containing a power frame, a combustion chamber mounted on a suspension unit to a power frame, having a head, a cylindrical part and a nozzle, a gas generator and a turbopump, containing, in turn, a turbine, oxidizer and fuel pumps, a gas duct connecting the outlet of the turbine with the head of the combustion chamber through a suspension unit, characterized in that the gas generator and the turbopump are installed coaxially with the combustion chamber, while the gas generator and the turbopump are made in the form single unit.
RU2012111376/11A 2012-03-23 2012-03-23 Nuclear submarine and marine-version liquid-propellant rocket engine RU2488517C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111376/11A RU2488517C1 (en) 2012-03-23 2012-03-23 Nuclear submarine and marine-version liquid-propellant rocket engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111376/11A RU2488517C1 (en) 2012-03-23 2012-03-23 Nuclear submarine and marine-version liquid-propellant rocket engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2488517C1 true RU2488517C1 (en) 2013-07-27

Family

ID=49155617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111376/11A RU2488517C1 (en) 2012-03-23 2012-03-23 Nuclear submarine and marine-version liquid-propellant rocket engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2488517C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105292413A (en) * 2015-10-13 2016-02-03 杜善骥 Mute nuclear submarine
CN105329428A (en) * 2015-11-12 2016-02-17 杜善骥 Injection machine and steam jet pump boosting mute nuclear-powered submarine
CN114852263A (en) * 2022-06-10 2022-08-05 中国舰船研究设计中心 Whole layout structure of nuclear power generation ship

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993431A (en) * 1974-10-09 1976-11-23 Hitachi Shipbuilding And Engineering Co., Ltd. Apparatus for generating high-pressure gas
FR2698914A1 (en) * 1992-12-09 1994-06-10 Europ Propulsion Rocket motor with liquid propellants with derivative flow and integrated gas generator.
RU2093411C1 (en) * 1992-01-30 1997-10-20 Юрий Борисович Кашеваров Submarine
RU25488U1 (en) * 2001-08-01 2002-10-10 46 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации HOLLOW SUBMARINE
RU27917U1 (en) * 2001-06-06 2003-02-27 46 Цнии Мо Рф SUBMARINE ON A SUBSET REACTIVE SKI
RU2300657C1 (en) * 2006-02-28 2007-06-10 Николай Борисович Болотин Liquid-propellant rocket engine
RU2412370C1 (en) * 2009-12-14 2011-02-20 Николай Борисович Болотин Liquid propellant rocket engine with controlled vector of thrust and unit of combustion chamber suspension
RU2413862C1 (en) * 2009-12-14 2011-03-10 Николай Борисович Болотин Liquid propellant rocket engine (lpre)
RU2413863C1 (en) * 2009-12-14 2011-03-10 Николай Борисович Болотин Liquid propellant rocket engine (lpre) and its combustion chamber suspension assembly
RU2420669C1 (en) * 2010-05-18 2011-06-10 Сергей Евгеньевич Варламов Liquid propellant engine with controlled thrust vector, and nozzle block of roll

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993431A (en) * 1974-10-09 1976-11-23 Hitachi Shipbuilding And Engineering Co., Ltd. Apparatus for generating high-pressure gas
RU2093411C1 (en) * 1992-01-30 1997-10-20 Юрий Борисович Кашеваров Submarine
FR2698914A1 (en) * 1992-12-09 1994-06-10 Europ Propulsion Rocket motor with liquid propellants with derivative flow and integrated gas generator.
RU27917U1 (en) * 2001-06-06 2003-02-27 46 Цнии Мо Рф SUBMARINE ON A SUBSET REACTIVE SKI
RU25488U1 (en) * 2001-08-01 2002-10-10 46 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации HOLLOW SUBMARINE
RU2300657C1 (en) * 2006-02-28 2007-06-10 Николай Борисович Болотин Liquid-propellant rocket engine
RU2412370C1 (en) * 2009-12-14 2011-02-20 Николай Борисович Болотин Liquid propellant rocket engine with controlled vector of thrust and unit of combustion chamber suspension
RU2413862C1 (en) * 2009-12-14 2011-03-10 Николай Борисович Болотин Liquid propellant rocket engine (lpre)
RU2413863C1 (en) * 2009-12-14 2011-03-10 Николай Борисович Болотин Liquid propellant rocket engine (lpre) and its combustion chamber suspension assembly
RU2420669C1 (en) * 2010-05-18 2011-06-10 Сергей Евгеньевич Варламов Liquid propellant engine with controlled thrust vector, and nozzle block of roll

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105292413A (en) * 2015-10-13 2016-02-03 杜善骥 Mute nuclear submarine
CN105329428A (en) * 2015-11-12 2016-02-17 杜善骥 Injection machine and steam jet pump boosting mute nuclear-powered submarine
CN114852263A (en) * 2022-06-10 2022-08-05 中国舰船研究设计中心 Whole layout structure of nuclear power generation ship
CN114852263B (en) * 2022-06-10 2024-03-08 中国舰船研究设计中心 Nuclear power generation ship overall layout structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2494004C1 (en) Nuclear submarine
US5417597A (en) Vessel with machinery modules outside watertight hull
RU2466056C1 (en) Nuclear submarine and marine-version rocket engine
US2937824A (en) Bi-medium rocket-torpedo missile
RU2488517C1 (en) Nuclear submarine and marine-version liquid-propellant rocket engine
RU2481233C1 (en) Atomic submarine and marine-version gas turbine engine
RU2338659C1 (en) Sea platform to launch rockets
CN104709453A (en) Jet-propelled unmanned submarine
RU2501705C1 (en) Submarine and submarine propulsion system
Ragheb Nuclear marine propulsion
US3555826A (en) Inverse hybrid rocket
CN208915352U (en) A kind of trimaran
RU2507107C1 (en) Modular nuclear submarine
RU2502631C1 (en) Submarine and submarine propulsion system
Fontenoy Submarines: An Illustrated History of Their Impact
RU2819164C1 (en) Nuclear submarine
Koerner Recent developments in aircraft emergency power
RU2506198C1 (en) Nuclear submarine
RU2477448C1 (en) Universal torpedo
RU2229419C2 (en) Emergency life-saving and rescue system for submarine crew in submerged position
RU2484418C1 (en) Ground-to-air missile
US5737962A (en) Steam delivery system for static testing of gas driven torpedoes
RU2222459C1 (en) Nuclear submarine
RU2552570C1 (en) Underwater aircraft carrier
CN111071384A (en) Three-body ship