Поисковые работы

Наряду с научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами в области дальнейшего совершенствования существующих типов АЭУ в капиталистических странах (главным образом в США) ведутся поиски новых способов превращения атомной энергии в механическую энергию движения подводной лодки.

Одна из важнейших задач ближайшей перспективы — создание малогабаритной АЭУ, пригодной для установки на лодках небольшого водоизмещения. Разработку такого двигателя ведут в США по программе «СНАП». К 1965 г. американские специалисты предполагали начать стендовые испытания АЭУ «СНАП-4», предназначенной для космических кораблей, океанских автономных гидроакустических буев и, вероятно, подводных лодок, противолодочной обороны. Электрическая мощность установки «СНАП-4» должна достигнуть 1000 кет, а удельный вес корабельного варианта АЭУ составит якобы 18 кг/л. с> В ее состав войдут реактор кипящего типа и турбогенераторная установка. Все оборудование должно разместиться в отсеке дли-.ной 4,9—5,0 м и диаметром около 2,2 м. В дальнейшем удельный вес установок «СНАП» предполагают снизить до 3—7 кг/л. с.

ВМС США рассматривают предложение фирмы Дженерал Атомикс, изъявившей готовность начать разработку атомного двигателя для батискафа. По мнению специалистов фирмы, электрическая мощность такого двигателя составит 25—50 кет, а размеры позволят устанавливать его на батискафах или сверхмалых подводных лодках 2.

В будущем на подводных лодках можно будет применить атомные энергетические установки с термоионными преобразователями, термоэлектрическими или магнитогазодинамическими генераторами, подающими энергию на гребные электродвигатели.

Применение термоионных преобразователей в энергетических установках подводных лодок позволит исключить такие гро-

' Вероятно, без веса биологической защиты.

2 Более подробно об атомных энергетических установках малой мощности см. в книге И. Д. Ковалева «Малая атомная энергетика в США», Госатомиздат, 1963.

Поисковые работы

моздкие узлы, как турбины, турбогенераторы, конденсаторы и т. п., а также позволит повысить надежность работы установки (будут исключены движущиеся части). Термоионные преобразователи дадут возможность создать практически бесшумные механизмы (при условии: съем тепла в реакторе — результат естественной циркуляции теплоносителя). Термоионные преобразователи целесообразно применять даже при низком к. п. д. (до 14—15%), так как в подводном кораблестроении важно получать высокую мощность на единицу объема и веса установки. Для повышения эффективности реактор с термоионными элементами можно объединить либо с вынесенным за пределы реактора термоэлектрическим генератором, либо с паротурбогенераторной установкой. В первом случае сохраняется бесшумность механизмов, а во втором обеспечивается более высокий к. п. д. энергетической установки.^

В ^отличие от теркоионных преобразователей термоэлектрические генераторы предполагают использовать в первую очередь в качестве источников энергии для вспомогательных механизмов, комбинируя их с атомными паротурбинными и газотурбинными установками. По мнению иностранных специалистов, использование тепла, которое в,современных установках передается забортной воде через систему кондиционирования, значительно повысит к. п. д. установок, не ухудшив их весо-габаритных характеристик. В течение ближайших лет ВМС США предполагают2 разработать термоэлектрический генератор с к. п. д. около 4,5%.

Принцип действий магнитогазодинамического генератора (МГДГ)—индуцирование электродвижущей силы при перемещении ионизированного газа или жидкости в магнитном поле (рис. 65). Практическое использование МГДГ, связанное с решением ряда сложных технических проблем, в середине 60-х годов не вышло за пределы лабораторных исследований.

В будущем зарубежные специалисты предполагают применять в подводном кораблестроении водяные реактивные двигатели, способные обеспечить лодкам высокие скорости хода (до 60 узл. и более). Работы в этом направлении уже ведутся.

Рис. 65. Принципиальная схема магнитогазодинамического генератора.

1—поток горячего газа; 2 — электроды; 3 — полюса электромагнита; 4 — рабочий канал; 5 — вывод к потребителям.

■Nuclear Science and Engineering, 1961, т. 10, № 2. 2 .SAE Journal, 1963, т. 71, № 1.

в 1960 г. американская фирма Боинг Эйркрайт объявила о разработке атомного реактивного двигателя для подводных лодок.'' По сообщению фирмы, принцип действия этого двигателя такой же, как у турбовоздушных реактивных двигателей, но реактивная струя у него будет пароводяная.

Поисковые работы

Рнс. Є6. Принципиальная схема подводной лодкн с электромагнитным движителем: а —внд сбоку; б —продольный разрез; в —внд с носа;

г — внд с кормы.'

і — магнитопровод; 2 —соленоиды; 3 — туннель; 4 — рули; 5 — ватерлиния.

Американская фирма «Аэроджет» разрабатывает для атом-_ ных подводных лодок прямоточный реактивный двигатель типа ЕХ-8. Основной недостаток гидрореактивных двигателей всех типов — чрезвычайно низкий к. п. д. (от долей процента до нескольких процентов). В дальнейшем к. п. д. может быть увеличен до 20—30% за счет использования специальных смеситель ных аппаратов, обеспечивающих перемешивание первичной струи с вызванным ею вторичным потоком.

Научно-исследовательские организации США изучают возможности использования для движения подводных лодок электромагнитн'ТО принципа. Одна из предложенных амери-кайскими учеными'' конструкций представляет собой двухкор-пусную подводную лодку, по всей длине которой проходит продольный канал кольцевого сечения, открытый с обоих концов (рис. 66). На стенках канала установлены соленоиды,, питаемые переменным током, при этом вдоль канала создается «бегущее» от носа к корме магнитное поле. Оно вызывает появление в морской воде электрического ПОЛЯ и вихревых электрических токов, взаимодействие которых с магнитным полем приводит к возникновению силы, совпадающей по направлению с движением магнитного поля. Под воздействием этой силы в канале устанавливается непрерывное перемещение воды, создающее реактивную струю и обеспечивающее движение подводной лодки.

По мнению иностранных ученых, использование электромагнитной силы для движения подводных лодок маловероятно. Не останавливаясь на конструктивной сложности подобного проекта, достаточно отметить, что для движения подводной лодки длиной около 200 м со скоростью 10 узл. потребная величина магнитной индукции в воде должна быть 6000 гс. Создание такого магнитного поля требует применения АЭУ, мощность которой превосходит реально достижимые пределы. Кроме того, возникающее магнитное поле станет сильным демаскирующим фактором.

' Journal of Ship Research, 1962, т. 5, № 4.

Глава VIII

АВТОМАТИЗАЦИЯ

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава