Юрий Берков - От фантастики к реальности

© Юрий Берков, 2019

ISBN 978-5-0050-2247-9

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Освоение Арктики – сейчас эта тема, как никогда актуальна. Строятся гигантские атомные ледоколы для круглогодичного плавания по Северному морскому пути. Это очень дорогие и сложные суда. Но возможен и другой вариант освоения Севморпути. Зачем колоть толстый паковый лёд, и тратить кучу энергии, если можно пройти под ним как ходят подводные лодки. Рассмотрим несколько таких проектов, а также мои предложения по освоению Сибири и Дальнего востока, роботизации, судоподъёму, развитию энергетики и искусственному интеллекту.

Признаюсь сразу – я не совсем писатель, я – кандидат военных наук, ведущий научный сотрудник одного военного НИИ, почётный работник науки и техники, изобретатель (имею 48 патентов).

Научно-фантастической литературой (роман «Новые кроманьонцы») я занялся в начале 90-х, когда из-за развала страны спрос на науку упал почти до нуля. В стране тогда полным ходом шла горбачёвская перестройка, и в голове крутилось много мыслей об обществе будущего. Хотелось написать, как можно всё устроить по справедливости, по уму, по-человечески.

Кое-что из научной фантастики моего романа стало уже реальностью, но многое ещё в будущем.

Однако и это будущее можно приблизить, если рассмотреть некоторые мои фантастические проекты с точки зрения инженера-конструктора, что я и попытался сделать в этой работе.

В ней освещены вопросы создания:

– подводных лодок для транспортировки грузов по Северному морскому пути;

– судов на воздушной подушке с ядерными энергетическими установками для освоения Арктики, Сибири и Дальнего востока;

– универсального строительного робота;

– системы судоподъёма с больших глубин;

– геотермальных электростанций;

– искусственного разума.

Надеюсь, что мои предложения будут полезны для нашей экономики и государства в целом.

Целью настоящей проработки является создание быстроходного, экономичного и пожаробезопасного подводного танкера, имеющего низкое гидродинамическое сопротивление и высокую степень защищённости от разлива нефтепродуктов.

Поставленная цель достигается путём создания танкера, имеющего форму подводной лодки, у которой вместо ходовой рубки установлен высокий, полый, герметичный вертикальный стабилизатор, оканчивающийся вверху лёгким стеклопластиковым поплавком, постоянно находящимся над водой, а в нижней части оканчивающийся ледорезом для преодоления участков моря покрытых льдом. Перевозимые нефтепродукты хранятся в мягких герметичных ёмкостях под водой на значительной глубине. Конструкция подводного танкера в трёх проекциях представлена на рис. 1 (патент №2380274 от 22.07.2008).

Рис. 1. Экономичный подводный танкер

Подводный танкер состоит из: лёгкого корпуса 1; прочного энергетического отсека (атомной силовой установки или обычных дизель-генераторов) 2; прочного отсека движения (парогазовых турбин или гребного электродвигателя) 3; уравнительной цистерны 4; носовой дифферентно-уравнительной цистерны 5; балластных цистерн 6; мягкой топливной цистерны 7 (для нужд танкера); мягких цистерн для жидких грузов 8 (при откачке жидких грузов цистерны сжимаются и грузы замещаются забортной водой); баллонов воздуха высокого давления (ВВД) 9; твёрдого балласта 10; полого, герметичного вертикального стабилизатора 11 с ледорезом 12; лёгкого стеклопластикового поплавка 13; горизонтальных плоскостей 14 расположенных вокруг стабилизатора и имеющих небольшой угол атаки по отношению к горизонту (выполняют роль подводных крыльев при погружении под воду на ходу); кормовых вертикальных рулей 15 (для управления по курсу); кормовых горизонтальных рулей 16 (для управления по глубине).

Как известно из практики, движение подводной лодки в приповерхностном слое воды весьма неустойчиво. Трудно удержать ПЛ на малой глубине на ходу из-за поверхностного эффекта. Для танкера диаметром корпуса 10 – 15м и длиной 200 – 250м устойчивое движение на малой глубине (порядка 10 – 15м) весьма затруднительно, особенно при повышенном волнении моря (при килевой качке). Вертикальный стабилизатор 11 выполняет функции стабилизации глубины погружения танкера, как на стопе, так и на ходу. Действует он следующим образом.

На стопе танкер с помощью уравнительной цистерны вывешивается так, чтобы нижняя половина стабилизатора (до ватерлинии) была под водой, а верхняя (выше ватерлинии) над водой. При глубине погружения танкера 10 – 15м (расстояние от поверхности до лёгкого корпуса) высота стабилизатора должна составлять не менее 20 – 25м.

Если танкер погрузится ниже ватерлинии, то водоизмещение стабилизатора 11 возрастёт и возникнет дополнительная подъёмная сила. Если танкер всплывёт выше ватерлинии, то водоизмещение стабилизатора уменьшится и возникнет дополнительная топящая сила. Так автоматически осуществляется стабилизация глубины погружения танкера на стопе.

Крыльевая система 14 создаёт дополнительную подъёмную силу на ходу танкера, если он погрузился под воду выше ватерлинии (например, из-за неправильной перекладки кормовых горизонтальных рулей или воздействия сильной килевой качки). Вообще кормовые горизонтальные рули 16 при данной конструкции стабилизатора 11 имеют вспомогательное значение. Всё время перекладывать их нет необходимости. При нормальной вывеске и дифферентовке танкер будет удерживать заданную глубину за счёт стабилизатора 11 и крыльевой системы 14.

Внутри стабилизатора находится лестница (лифт) для подъёма экипажа в поплавок и обратно, кабели и трубопроводы для подачи воздуха дизелям.

Лёгкий стеклопластиковый поплавок 13 предохраняет танкер от провала на глубину свыше допустимой, как на ходу, так и на стопе. Для этого его водоизмещение вместе с вертикальным стабилизатором должно составлять не менее 3 – 5% от полного водоизмещения танкера. Так, если танкер имеет водоизмещение 20000 м^>3, то суммарное водоизмещение поплавка и стабилизатора должно быть не менее 500 м^>3 (300 м^>3 поплавок и 200 м^>3стабилизатор). В таком поплавке целесообразно разместить ходовую рубку и жилой блок (каюты экипажа, кают-компанию, туалет, камбуз и кладовую провизии). Поплавок также выполняет функции спасательного устройства. Если танкер погрузится на глубину свыше допустимой (поплавок окажется на глубине свыше 10 м), то система автоматики подорвёт пироболты, соединяющие поплавок с вертикальным стабилизатором. В результате поплавок оторвётся от стабилизатора и всплывёт на поверхность. Таким образом, экипаж танкера будет спасён. Экипаж может вызвать отстрел поплавка и самостоятельно, например, в случае столкновения вертикального стабилизатора с другим судном и его отрыва от корпуса танкера.