RU2507107C1 - Modular nuclear submarine - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: set of invention relates to ship building and may be used in construction of nuclear submarines. Proposed submarine comprises three modules, i.e. engine module arranged at mid section and two combat modules attached thereto in parallel on both sides. Combat module comprises solid hull covered with light hull, cisterns arranged there between, aft with screw propeller having the hub fitted on propeller shaft engaged with motor connected, in its turn via switchboard with and electric cable with storage battery. Engine module hull has water intake and discharge openings and accommodates the engine plant composed by Stirling engine, heating system with nuclear reactor and cooling system with cooler-heat exchanger. Electric generators is connected with engine plant while motor is connected with switchboard arranged in engine module whereto connected are storage batteries and electric generator.

EFFECT: higher reliability and safety of submarine operation.

2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, преимущественно подводному флоту.The invention relates to shipbuilding, mainly to the submarine fleet.

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 гг. 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).Known submarine (nuclear submarine - nuclear submarine), containing a strong hull, covering its light hull, tanks between these hulls and a rescue chamber docked to the nuclear submarine with the possibility of separation from it (see Pavlov A.S. Warships of Russia 1997-1998 Reference book.Yakutsk, Lithographer, 1997 - 151 pp. Pages 17, 18, 23, 24; Bukalov V.M., Narusbaev A.A. Design of nuclear submarines.L., Shipbuilding, 1968, p. 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 СП. 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 Bukan SP. In the wake of underwater disasters. M .: Guild of Masters "Rus" - 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.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. Кроме того, каждая капсула снабжена автономными системами пожаротушения и живучести, а обитаемые капсулы имеют еще и автономные системы жизнеобеспечения и связи.In addition, reactors are installed on a nuclear submarine having branches of the first circuit to thermoelectric generators with natural coolant circulation. 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) АПЛ (см. описание к патенту RU 2151083 С1). 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 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 (TEGs) working with standard reactors of a nuclear power plant (NPP) NPS ( 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 также 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, self-regulation and automatic duplication functions to local maintenance-free computer devices that have been successfully used for a long time, for example, in terrestrial nuclear power and manned vehicles space flights, aviation (see, for example, the Minatom Industry Seminar "Modern methods and means of diagnosis Nuclear Power Plant Ostomy, Obninsk, 2001, 98 pp.), as well as experience in 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 dramatically reduce the number of submarine crews, leaving only control over the main service posts for specialists. 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). 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.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, tab. 13 / 3rd line from the top). 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 атомная подводная лодка по патенту РФ на изобретение №2466056, МПК D63G 8/00, опубл. 10.11.2012 г., прототип.Known nuclear submarine according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2466056, IPC D63G 8/00, publ. November 10, 2012, the prototype.

Эта подводная лодка содержит прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, кормовую оконечность с гребным винтом, со ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем, соединенным в свою очередь через коммутатор электрическим кабелем с аккумулятором, вал которого соединен с главным валом двигательной установки, соединенной валом с электрогенератором.This submarine contains a strong hull, covering its light hull, tanks between these hulls, aft tip with a propeller, with a hub mounted on a propeller shaft, connected to an electric motor, connected in turn through a commutator, with an electric cable with a battery, the shaft of which is connected to the main shaft of the propulsion system, connected by a shaft with an electric generator.

Недостатки: ограниченное время пребывания АПЛ в подводном положении из-за тепловыделения ядерного реактора и относительно низкий КПД двигательной установки.Disadvantages: limited submarine residence time in underwater position due to heat generation from a nuclear reactor and relatively low efficiency of the propulsion system.

Задачи создания группы изобретений - значительное увеличение глубины плавания и живучести АПЛ.The task of creating a group of inventions is a significant increase in the depth of navigation and survivability of nuclear submarines.

Решение указанных задач достигнуто в модульной атомной подводной лодке, содержащей соединенные между собой модули, в том числе боевой, содержащий, в свою очередь, прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, кормовую оконечность с гребным винтов и ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем, соединенным в свою очередь электрическим кабелем с коммутатором, согласно изобретению выполнено три модуля, двигательный, установленный в средней части, и два боевых, прикрепленных к нему параллельно с обеих сторон, корпус двигательного модуля имеет входное и выходное отверстия для забора и сброса воды, внутри него установлена двигательная установка, состоящая из двигателя внешнего нагрева, системы нагрева с ядерным реактором и системы охлаждения с теплообменником-охладителем, с двигательной установкой валом соединен электрогенератор, электродвигатель электрическим кабелем соединен с коммутатором, который установлен в двигательном модуле и к которому также электрическим кабелем присоединены аккумуляторы и электрогенератор. В двигательном модуле может быть установлен термоэлектрогенератор, содержащий блоки «горячих» и «холодных» спаев термопар.The solution of these problems was achieved in a modular nuclear submarine containing interconnected modules, including combat, containing, in turn, a robust hull, covering its light hull, tanks between these hulls, aft tip with propellers and a hub mounted on according to the invention, three modules are made, a motor installed in the middle part, and two combat, attached to a non-propeller shaft connected to an electric motor connected in turn with an electric cable to the switch in parallel on both sides, the housing of the engine module has an inlet and outlet for water intake and discharge, a propulsion system is installed inside it, consisting of an external heating engine, a heating system with a nuclear reactor and a cooling system with a heat exchanger-cooler, and the shaft is connected to the engine installation an electric generator, an electric motor is connected by an electric cable to a switch that is installed in the engine module and to which batteries and an electric cable are also connected generator. A thermoelectric generator may be installed in the engine module, containing blocks of “hot” and “cold” junctions of thermocouples.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…8, где:The invention is illustrated in figure 1 ... 8, where:

- на фиг.1 приведена схема модульной атомной подводной лодки,- figure 1 shows a diagram of a modular nuclear submarine,

- на фиг.2 приведен вид сверху,- figure 2 shows a top view,

- на фиг.3 приведена двигательная установка,- figure 3 shows the propulsion system,

- на фиг.4 приведен двигатель внешнего нагрева,- figure 4 shows the external heating engine,

- на фиг.5 приведена схема электрооборудования для первого варианта,- figure 5 shows the electrical circuit for the first embodiment,

- на фиг.6 приведена схема электрооборудования для второго варианта,- figure 6 shows the electrical circuit for the second option,

- на фиг.7 приведен разрез А-А кормовой части подводной лодки,- figure 7 shows a section aa of the aft part of the submarine,

- на фиг.8 приведена схема кормовой части подводной лодки.- Fig.8 is a diagram of the stern of the submarine.

Модульная атомная подводная лодка (фиг.1…8) содержит три модуля - два боевых 1 и один двигательный 2, установленный между ними. Продольные оси всех модулей 1 и 2 параллельны. Соединение модулей 1 и 2 выполнено соединительными элементами 3.A modular nuclear submarine (Fig. 1 ... 8) contains three modules - two combat 1 and one propulsion 2, installed between them. The longitudinal axis of all modules 1 and 2 are parallel. The connection of modules 1 and 2 is made by connecting elements 3.

Боевые модули 1 содержат прочный корпус 4, охватывающий его легкий корпус 5, цистерны 6 между этими корпусами 4 и 5, прочную рубку 7, кормовую оконечность с гребным винтом 8 со ступицей 9, установленной на гребном валу 10, соединенном с электродвигателем 11.Combat modules 1 contain a strong body 4, covering its light body 5, tanks 6 between these bodies 4 and 5, a robust wheelhouse 7, aft tip with a propeller 8 with a hub 9 mounted on a propeller shaft 10 connected to an electric motor 11.

Электродвигатель 11 электрическим кабелем 12 соединен с коммутатором 13, который установлен в двигательном модуле 2 и к которому также электрическим кабелем 12 присоединены аккумуляторы 14 и электрогенератор 15.The electric motor 11 is connected by an electric cable 12 to the switch 13, which is installed in the engine module 2 and to which the batteries 14 and the electric generator 15 are also connected by the electric cable 12.

Внутри прочного корпуса 1 установлена двигательная установка 16, которая валом 17 соединена с электрогенератором 15.Inside the durable housing 1, a propulsion system 16 is installed, which is connected by a shaft 17 to the electric generator 15.

Боевые модули 1 содержат палубы 18, переборки 19, разделяющие внутреннюю полость прочного корпуса 5 на отсеки 20.Combat modules 1 contain decks 18, bulkheads 19, dividing the internal cavity of the solid hull 5 into compartments 20.

Двигательный модуль 2 имеет входное и выходное отверстия, соответственно 21 и 22, (фиг.2). Внутри двигательного модуля 2 установлены, кроме двигательной установки 16, ядерный реактор 23, теплообменник-охладитель 24 и трубопроводы подачи и сброса воды 25 и 26.The engine module 2 has an inlet and an outlet, respectively 21 and 22, (figure 2). Inside the engine module 2, in addition to the engine installation 16, a nuclear reactor 23, a heat exchanger-cooler 24, and water supply and discharge pipelines 25 and 26 are installed.

Возможен второй вариант исполнения электрической схемы соединения агрегатов подводной лодки (фиг.6) с применение термоэлектронного блока, содержащего блоки «горячих» и «холодных» спаев 27 и 28. В этом случае на горячей поверхности двигательной установки 16 установлен блок горячих спаев 27, а на поверхности теплообменника-охладителя 24 - блок «холодных» спаев 28, которые электрическим кабелем 12 соединены с коммутатором 13, что позволяет получить дополнительную энергию.A second embodiment of the electrical circuit for connecting the submarine aggregates (Fig. 6) is possible with the use of a thermionic unit containing blocks of “hot” and “cold” junctions 27 and 28. In this case, a block of hot junctions 27 is installed on the hot surface of the propulsion system 16, and on the surface of the heat exchanger-cooler 24 is a block of "cold" junctions 28, which are connected by an electric cable 12 to the switch 13, which allows to obtain additional energy.

Двигательная установка 15 подводной лодки (фиг.3) закреплена внутри двигательного модуля 2 к силовому шпангоуту 29 при помощи тяг 30 и содержит двигатель внешнего нагрева (Стирлинга) 31.The propulsion system 15 of the submarine (Fig. 3) is fixed inside the propulsion module 2 to the power frame 29 using rods 30 and contains an external heating engine (Stirling) 31.

Двигатель внешнего нагрева 31 (фиг.3 и 4) содержит цилиндр 32, внутри которого расположены рабочий поршень 33 и вытеснительный поршень 34. Двигатель внешнего нагрева 31 имеет главный вал 35 и вал 17. В свою очередь цилиндр 32 выполнен их двух частей - нагревательной части 36 и охлаждающей части 37. Для этого цилиндр 32 выполнен пустотелым и содержит торцовую стенку 38 и боковую стенку 39. Боковая стенка 39 выполнена пустотелой и содержит внутреннюю стенку 40 и внешнюю стенку 41 с полостью нагрева 42 и полостью охлаждения 43 между ними. На торцовой стенке 38 цилиндра 32 также может быть выполнена дополнительная полость нагрева 42The external heating engine 31 (FIGS. 3 and 4) comprises a cylinder 32, inside which a working piston 33 and a displacement piston 34 are located. The external heating engine 31 has a main shaft 35 and a shaft 17. In turn, the cylinder 32 is made of two parts, the heating part 36 and the cooling part 37. For this, the cylinder 32 is hollow and contains an end wall 38 and a side wall 39. The side wall 39 is hollow and contains an inner wall 40 and an outer wall 41 with a heating cavity 42 and a cooling cavity 43 between them. An additional heating cavity 42 may also be provided on the end wall 38 of the cylinder 32

Рабочий поршень 33 установлен на штоке 44, а вытеснительный поршень 34 - на штоке 45, выполненном в виде втулки коаксиально штоку 44. На главном валу 35 установлен маховик 46 и с ним связан механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное 47 и датчик частоты вращения 48. С главным валом 35 через шестерни 49 редуктора 50 и вал 16 связан электрогенератор 14 (точнее его ротор).The working piston 33 is mounted on the stem 44, and the displacement piston 34 is mounted on the stem 45, made in the form of a sleeve coaxial to the stem 44. A flywheel 46 is mounted on the main shaft 35 and a mechanism for converting the reciprocating motion into rotational 47 and the rotational speed sensor 48 is connected to it . With the main shaft 35 through the gears 49 of the gearbox 50 and the shaft 16 is connected to the generator 14 (more precisely, its rotor).

Далее приведено описание конструкции механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное 47. К штоку 44 (фиг.4) шарниром 51 присоединен шатун 52, другой конец которого через шарнир 53 соединен с рычагом 54, жестко закрепленным на главном валу 35.The following is a description of the design of the mechanism for converting the reciprocating motion into rotational 47. A connecting rod 52 is connected to the rod 44 (Fig. 4) by a hinge 51, the other end of which is connected through a hinge 53 to a lever 54 rigidly fixed to the main shaft 35.

Вытеснительный поршень 34 установлен на штоке 45. К штоку 45 шарниром 55 присоединен шатун 56, другой конец которого через шарнир 57 соединен с рычагом 58, жестко закрепленным на главном валу 35.The displacement piston 34 is mounted on the rod 45. A connecting rod 56 is attached to the rod 45 by a hinge 55, the other end of which is connected through a hinge 57 to a lever 58, which is rigidly fixed to the main shaft 35.

Цилиндр 32 имеет открытый торец, 59 имеющий отверстия 60 для сообщения полости 61 с атмосферой. На нагревательной части 36 цилиндра 32 может быть выполнена тепловая изоляция 62. Кроме того, между торцовой стенкой 38 и рабочим поршнем 33 выполнена «горячая» полость 63, а между рабочим поршнем 33 и вытеснительным поршнем 34 - «холодная» полость 64.The cylinder 32 has an open end 59 having openings 60 for communicating the cavity 61 with the atmosphere. Thermal insulation 62 can be made on the heating part 36 of the cylinder 32. In addition, a “hot” cavity 63 is made between the end wall 38 and the working piston 33, and a “cold” cavity 64 is made between the working piston 33 and the displacement piston 34.

Кроме того, двигатель имеет системы нагрева 65 и охлаждения 66.In addition, the engine has heating systems 65 and cooling 66.

Система нагрева 65 содержит (фиг.1), по меньшей мере, одну полость нагрева 42 корпусе цилиндра 32, к которой с одной стороны присоединен трубопровод подачи 67 с насосом 68, имеющим привод 69, трубопровод высокого давления 70, ядерный реактор 23, к выходу которого присоединен трубопровод отбора 71, который соединен с полостью нагрева 42 на другой стороне цилиндра 32.The heating system 65 contains (Fig. 1) at least one heating cavity 42 of the cylinder body 32, to which, on the one hand, a supply pipe 67 is connected with a pump 68 having an actuator 69, a high pressure pipe 70, a nuclear reactor 23, to the outlet which is connected to the selection pipe 71, which is connected to the heating cavity 42 on the other side of the cylinder 32.

Система охлаждения 66 содержит, по меньшей мере, одну полость охлаждения 43 внутри цилиндра 32, к которой присоединен трубопровод отбора 72, содержащий насос 73 с приводом 74 и трубопровод возврата 75. Кроме того, в систему охлаждения 66 входит трубопровод 76,соединенный с одной стороны с трубопроводом забора воды 25, с другой - с насосом 77, имеющим привод 78, к выходу которого присоединен теплообменник- охладитель 24, к выходу которого присоединен трубопровод отвода 79, выход которого присоединен к трубопроводу сброса 26 и отверстию сброса 22.The cooling system 66 includes at least one cooling cavity 43 inside the cylinder 32, to which a sampling pipe 72 is connected, comprising a pump 73 with an actuator 74 and a return pipe 75. In addition, the cooling system 66 includes a pipe 76 connected to one side with a water intake pipe 25, on the other hand, with a pump 77 having a drive 78, to the outlet of which a heat exchanger-cooler 24 is connected, to the outlet of which a discharge pipe 79 is connected, the outlet of which is connected to a discharge pipe 26 and a discharge opening 22.

Насосы 68 и 73 выполнены с переменной регулируемой производительностью, что достигнуто соединением их с приводами 69 и 74, это позволяет настраивать наиболее оптимальный по экономичности режим работы двигательной установки 16.Pumps 68 and 73 are made with variable adjustable capacity, which is achieved by connecting them to drives 69 and 74, this allows you to configure the most economical mode of operation of the propulsion system 16.

Двигательная установка 16 оборудована системой управления с блоком управления 80, соединенным электрическими связями 81 с приводами 69 и 74 и 78 насосов 68 и 73 и 77.The propulsion system 16 is equipped with a control system with a control unit 80 connected by electrical connections 81 to the drives 69 and 74 and 78 of the pumps 68 and 73 and 77.

Кроме того, система управления может быть оборудована четырьмя датчиками температуры;In addition, the control system can be equipped with four temperature sensors;

- температуры нагревающей среды до теплообменника - 82,- temperature of the heating medium to the heat exchanger - 82,

- температуры нагревающей среды после теплообменника - 83,- temperature of the heating medium after the heat exchanger - 83,

- температуры охлаждающей среды до теплообменника - 84,- temperature of the cooling medium to the heat exchanger - 84,

- температуры охлаждающей среды после теплообменника - 85.- temperature of the cooling medium after the heat exchanger - 85.

При этом все датчики температуры 82…85 соединены электрическими связями 81 с блоком управления 80. В одном из отсеков 20 установлены торпеды 86.Moreover, all temperature sensors 82 ... 85 are connected by electrical connections 81 to the control unit 80. Torpedoes 86 are installed in one of the compartments 20.

На модульной атомной подводной лодке в качестве внешней охлаждающей среды для теплообменника-охладителя 24 (фиг.1 и 3) используется забортная вода, которая подается из входного отверстия 21 по заборному трубопроводу 25 и 78 и сбрасывается по трубопроводу сброса 79 и 26 в выходное отверстие 22. Это повысит КПД двигателя и позволит использовать бесплатный неограниченный по объему хладоресурс, например морскую воду.On a modular nuclear submarine, external water is used as an external cooling medium for the heat exchanger-cooler 24 (FIGS. 1 and 3), which is supplied from the inlet 21 via the intake pipe 25 and 78 and discharged through the discharge pipe 79 and 26 to the outlet 22 This will increase the efficiency of the engine and allow the use of free unlimited refrigerant resources, such as sea water.

Работа агрегатов двигательной установки и электрооборудования атомной подводной лодкиOperation of units of a propulsion system and electrical equipment of a nuclear submarine

Одновременно включают системы нагрева 65 и охлаждения 66 (фиг.3 и 4). Работа системы нагрева 65 осуществляется следующим образом.At the same time include heating system 65 and cooling 66 (figure 3 and 4). The operation of the heating system 65 is as follows.

Циркулирующая нагревающая среда отбирается из полостей нагрева 42, по трубопроводу 70 подается в ядерный реактор 23, где нагревается, и далее по трубопроводу 67 насосом 68 подается в полости нагрева 42. The circulating heating medium is selected from the heating cavities 42, through a pipe 70 is supplied to a nuclear reactor 23, where it is heated, and then through a pipe 67 is pumped to a heating cavity 42 by a pump 68.

Работа системы охлаждения осуществляется следующим образом. Циркулирующая охлаждающая среда отбирается из полостей охлаждения 43 по трубопроводу 72, насосом 73 подается в теплообменник-охладитель 24, где охлаждается, и далее по трубопроводу 75 возвращается в полости охлаждения 43. За счет применения электронного блока управления 80 с использованием микропроцессора (на фиг 1....8 микропроцессоры не показаны) и датчиков температуры 82...85 можно автоматически выбрать оптимальные (по экономичности) варианты режима работы двигателя за счет воздействия через приводы 69, 74 и 77 на насосы 68, 7 и 76 при постоянном режиме работы ядерного реактора 23.The operation of the cooling system is as follows. The circulating cooling medium is taken from the cooling cavities 43 through the pipe 72, pump 73 is supplied to the heat exchanger-cooler 24, where it is cooled, and then through the pipe 75 is returned to the cooling cavity 43. Due to the use of the electronic control unit 80 using a microprocessor (Fig. 1. ... 8 microprocessors are not shown) and temperature sensors 82 ... 85, it is possible to automatically select the optimal (in terms of economy) variants of the engine operating mode due to the influence of 68, 7 and 76 pumps through the drives 69, 74 and 77 with constant operation operation of a nuclear reactor 23.

После запуска двигательной установки 16 через вал 17 приводится во вращение ротор электрогенератора 16. Электрогенератор 16 вырабатывает электрический ток, который по электрическому кабелю 13 через коммутатор 13 подается в аккумулятор 14 и в электродвигатель 11. Электродвигатель 11 через гребной вал 10 приводит во вращение ступицу 9 с гребными винтами 8. Подводная лодка движется в подводном положении. При необходимости подзарядки аккумуляторов 14 электродвигатель 11 отключается коммутатором 13.After starting the propulsion system 16, the rotor of the electric generator 16 is driven through the shaft 17. The electric generator 16 generates an electric current, which is supplied through the electric cable 13 through the switch 13 to the battery 14 and to the electric motor 11. The electric motor 11 rotates the hub 9 s through the propeller shaft 10 propellers 8. The submarine moves in an underwater position. If necessary, recharge the batteries 14, the motor 11 is turned off by the switch 13.

В варианте 2 (фиг.6) термоэлектрический генератор с его блоками термопар 26 и 27 дополнительно вырабатывает электрическую энергию, например, при отказе двигательной установи 16 или в течение нескольких часов после выключения двигательной установки 14 за счет остаточного тепла. Это повышает надежность и боевую живучесть подводной лодки. Наличие теплообменника-охладителя 24 также повышает живучесть подводной лодки.In option 2 (Fig. 6), the thermoelectric generator with its thermocouple blocks 26 and 27 additionally generates electric energy, for example, in case of failure of the propulsion system 16 or within a few hours after turning off the propulsion system 14 due to residual heat. This increases the reliability and combat survivability of the submarine. The presence of the heat exchanger-cooler 24 also increases the survivability of the submarine.

Регулирование режима работы двигательной установки 16 осуществляют регулированием режима работы ядерного реактора 23 и приводами 69 и 79. Регулирование режима работы гребных винтов 8 не показано.Regulation of the operating mode of the propulsion system 16 is carried out by adjusting the operating mode of the nuclear reactor 23 and the actuators 69 and 79. Regulation of the operating mode of the propellers 8 is not shown.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Обеспечить значительное увеличение глубины плавания подводной лодки за счет уменьшения диаметра модулей по сравнению с подводной лодкой в виде единого модуля.1. To ensure a significant increase in the depth of the submarine by reducing the diameter of the modules compared with the submarine in the form of a single module.

2. Повысить надежность двигательной установки и подводной лодки за счет применения надежного двигателя внешнего нагрева.2. To increase the reliability of the propulsion system and the submarine through the use of a reliable engine of external heating.

3. Значительно повысить надежность работы системы управления и КПД двигательной установки за счет применения блока управления и четырех датчиков температуры нагревающей и охлаждающей среды (забортной воды).3. Significantly increase the reliability of the control system and the efficiency of the propulsion system through the use of a control unit and four temperature sensors for the heating and cooling medium (sea water).

4. Улучшить компоновку отсеков подводной лодки и безопасность экипажа за счет выноса вне ее прочного корпуса ядерного реактора, двигательной установки, теплообменников-охладителей, имеющих большие габариты и повышенную опасность для экипажа.4. To improve the layout of the compartments of the submarine and the safety of the crew due to the removal of a nuclear reactor, propulsion system, heat exchangers-coolers having large dimensions and increased danger to the crew outside its strong hull.

Claims (2)

1. Модульная атомная подводная лодка, содержащая соединенные между собой модули, в том числе боевой, содержащий в свою очередь прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, кормовую оконечность с гребным винтом и ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем, соединенным в свою очередь электрическим кабелем с коммутатором, отличающаяся тем, что выполнено три модуля, двигательный, установленный в средней части, и два боевых, прикрепленных к нему параллельно с обеих сторон, корпус двигательного модуля имеет входное и выходное отверстия для забора и сброса воды, внутри него установлена двигательная установка, состоящая из двигателя внешнего нагрева, системы нагрева с ядерным реактором и системы охлаждения с теплообменником-охладителем, с двигательной установкой валом соединен электрогенератор, электродвигатель электрическим кабелем соединен с коммутатором, который установлен в двигательном модуле и к которому также электрическим кабелем присоединены аккумуляторы и электрогенератор.1. A modular nuclear submarine containing interconnected modules, including combat, containing in turn a strong hull, covering its light hull, tanks between these hulls, aft tip with a propeller and a hub mounted on a propeller shaft connected to an electric motor, in turn connected by an electric cable to the switch, characterized in that there are three modules, a motor installed in the middle part, and two combat modules attached to it in parallel on both sides, the engine module has inlet and outlet openings for water intake and discharge, an engine installation is installed inside it, consisting of an external heating engine, a heating system with a nuclear reactor and a cooling system with a heat exchanger-cooler, an electric generator is connected to the engine installation by a shaft, the electric motor is connected by an electric cable to a switch that is installed in the propulsion module and to which batteries and an electric generator are also connected by an electric cable. 2. Модульная атомная подводная лодка по п.1, отличающаяся тем, что в двигательном модуле установлен термоэлектрогенератор, содержащий блоки «горячих» и «холодных» спаев термопар. 2. The modular nuclear submarine according to claim 1, characterized in that a thermoelectric generator comprising blocks of “hot” and “cold” junctions of thermocouples is installed in the engine module.

Images