АТОМНЫЙ АВИАНЕСУЩИЙ ЭКРАНОПЛАН (ААЭП) И ЕГО КОМБИНИРОВАННЫЕ БИНАРНЫЕ ЦИКЛЫ ПРОПУЛЬСИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ЯДЕРНЫМИ РЕАКТОРАМИ Российский патент 2024 года по МПК B60V1/08 B64D27/24 F01K13/00 F01K23/04 

Область техники группы изобретений

Представленная группа изобретений относится к области атомных авианесущих кораблей ударного и другого назначения.

Задачей группы изобретений является возможность построения высоко автономных атомных авианосцев нового типа, как большой грузоподъемности, так и малых авианосцев с относительно небольшой их стоимостью. При этом предполагается, что взлет и посадка самолетов может осуществляться вертикально относительно летной палубы летящего авианосца при использовании практически обычных самолетов не способных к вертикальным взлетам и посадкам. Что и позволяет строить малые авианесущие экранопланы с небольшими летными палубами, с которыми не требуется пробега самолетов при их взлетах и посадках. Предшествующий уровень техники относительно изобретения ААЭП.

Мировое развитие вооружений всегда характеризовалось поисками преимуществ, по сравнению с существующими в различные моменты времени вооружениями и, всегда сопровождалось созданием вооружений с возможностями их применения в наибольшей удаленности от их баз и по возможности с большей автономностью.

В связи с этим целесообразно обратится к непрекращающимся попыткам создания экранопланов и авианосцев как ударного оружия обеспечивающего выполнение военных задач в акваториях на значительном удалении от своих баз.

Однако у авианосцев и экранопланов имеются существенные недостатки.

Так, авианосцы в современных конфигурациях - это очень дорогостоящее вооружение и, при применении которых требуется большое количество кораблей сопровождения и обеспечения, включая подводные лодки. Авианосцы строятся очень большими с применением атомных гребных установок, что позволяет иметь на их борту относительно большие авиационные группы различных летательных аппаратов, в то же время обеспечивая большую автономность.

Значительно меньшее развитие получили, дойдя только до опытных образцов, ударные экранопланы. Тому есть немало причин, несмотря на их преимущества в части скоростей близких к авиационным и в части грузоподъемности близкой к морским кораблям, а также и декларируемой неуязвимости от минно-торпедного оружия.

Известные недостатки экранопланов, включая их не достаточную мореходность, это необходимость создания целых инфраструктур для их сопровождения и обеспечения. Что связано с относительно низкими скоростями обычных кораблей сопровождения и обеспечения. В итоге это приводит к большой дороговизне их создания и применения.

Экранопланы имеют несколько принципиально неустранимых недостатков. Некоторые из них ухудшают характеристики и затрудняют эксплуатацию, тогда как иные накладывают существенные ограничения на способы и методики работы. Экраноплан традиционной конструкции, не имеющий возможности подъема на значительную высоту, нуждается в правильном выборе маршрута, на котором не должны присутствовать высокие объекты или резкие перепады высот. Кроме того, он не может выполнять глубокие виражи, что серьезно увеличивает радиус разворота и ограничивает маневренность [1].

В годы создания ударных экранопланов, существующие тогда технологии существенно ограничивали возможности их безопасного пилотирования, что приводило к трагическим авариям.

Однако в настоящее время развитость пропульсивных установок атомных флотов и большие возможности автоматизации пилотирования позволяют вернуться к теме создания новых экранопланов, как больших, так и меньших для сопровождения и обеспечения последних. Хорошим примером ювелирного автоматического пилотирования является посадка космического челнока «Буран».

Атомный флот является наиболее экологическим, если при его использовании исключаются аварии, сопровождающиеся выбросами в окружающую среду радиоактивных веществ. В связи с этим в атомной технике идут непрерывные усовершенствования, увеличивающие ее надежность - улучшаются технологии и применяются новые материалы, более устойчивые к тяжелым условиям их эксплуатации.

Кроме того, в конструкциях планеров будущих экранопланах предполагается применение новых и эффективных конструкционных материалов, если их сравнивать с материалами, применяемыми, например, в экраноплане проекта 903 «Лунь».

Так, в проекте А-2000 конструктора Р. Бартини - экраноплана авианосца главной его особенностью была способность двигаться на экранном режиме при необходимости с любыми скоростями (вплоть до максимальных в 550-600 км/ч), в том числе и со скоростью 200-350 км/ч, то есть в диапазоне взлетно-посадочных скоростей современных боевых самолетов. Именно это должно было позволить осуществлять взлеты и посадки самолетов по методике, принципиально отличной от применяемой на классических авианосцах [2]. Если на обычном авианосце самолет разгоняется до взлетной скорости относительно палубы корабля при помощи собственных двигателей и катапульты, а торможение при посадке на палубу осуществляется тросами аэрофинишера, то на экраноплане-авианосце взлетная скорость для самолета при старте и выравнивание относительных скоростей самолета и экраноплана при посадке обеспечивались ходом самого экраноплана.

При этом взлет с экраноплана-авианосца мог бы осуществляться следующим образом. Заправленный и снаряженный самолет с экипажем и с прогретыми двигателями устанавливается на самолетоподъемнике, закрепляется на нем за шасси захватами и специальным задержником и поднимается на стартовую площадку. Затем летчик запускает двигатели и выводит их на номинальный режим. В это же время экраноплан выходит на скорость, на 5-8% превышающую потребную взлетную скорость для данного типа самолета. Получив сообщение о достижении такой скорости, летчик самолета дает команду на открытие захватов, удерживающих тот на платформе самолетоподъемника, и переводит двигатели на взлетный или форсажный режим. При этом по достижении необходимой величины взлетной тяги контрольное звено задержника разрывается, освобождая самолет и, для взлета летчик двигает ручку или штурвал на себя, самолет отделяется от платформы авианосца и уходит в свободный полет.

При приеме самолета на свой борт экраноплан-авианосец движется со скоростью, несколько превышающей посадочную скорость самолета. Последний заходит к экраноплану с кормы и, выравнивая скорости, как бы зависает над стартовой площадкой на высоте нескольких метров. Затем под наблюдением руководителя полетов летчик производит медленное прицельное снижение самолета из положения зависания на платформу самолетоподъемника с сохранением одинаковых скоростей до полного контакта с ней в нужной точке, после чего срабатывают захваты, закрепляющие самолет на платформе, летчик выключает двигатели, и самолетоподъемник опускает самолет внутрь экраноплана.

Такая методика взлета и посадки, по задумке разработчиков, позволяла обойтись без взлетно-посадочной палубы, а также без таких сложных и энергоемких механизмов, как катапульты и аэрофинишеры, и ограничиться только стартовой площадкой с платформой самолетоподъемника [2].

Большие размеры экраноплана-авианосца А-2000 позволяли бы ему двигаться на экранном режиме на высоте 10-15 м от водной поверхности. Такая высота полета обеспечивала бы ему хорошую мореходность, позволяя двигаться без качки, без ударов о гребни волн, без заливаемости и забрызгивания при любом волнении моря вплоть до девятибалльного шторма [2].

Известный английский инженер-изобретатель Sir Christopher Sydney Cockerell в первой половине XX века первым изобрел судно на воздушной подушке.

Его важным до сих пор, изобретательским решение является гибкая юбка для судов на воздушной подушке. А в начале сороковых годов в СССР некто - Левков создал эскизы авианосца на воздушной подушке массой 7000÷9000 т. Однако такой корабль был не под силу промышленности СССР того времени [7]. Да и вопрос с авианосцами на воздушной подушке, оказался не простым. Воздушные потоки, которые возникали бы при поддержании такой махины на весу, и придания ей поступательного движения, сильно затрудняли бы полеты палубной авиации. Выход был найден в том, что такой корабль можно было бы создать по схеме, предложенной самим Левковым, когда часть корпуса катамаранного типа оставалась бы в воде, приводясь в движение гребными винтами, а воздушная подушка создавалась за счет пара, производимого атомными реакторами.

К 1966 году вчерне был готов проект такого британского авианосца для 16 самолетов с вертикальным взлетом и посадкой. В США к таким изысканиям приступили позднее, но в итоге ни британцам, ни американцам приступить к строительству этих кораблей не довелось, [7].

В СССР в ОКБ морского самолетостроения им. Бериева проводились исследовательские работы по сверхбольшим экранопланам грузоподъемностью до 1500 т по аэрогидродинамической схеме типа «составное крыло» [3, с.5].

В Великобритании разрабатывался проект 1500 тонного Авианосца ядерным двигателем (1,500-TON NUCLEAR-POWERED HOVERCRAFT AIRCRAFT Carrier). Здесь в связи с конструкцией воздушной подушки был применен катамаранный скеговый корпус, (скеги - жесткая юбка - ограждение воздушной подушки). Скеги не полностью поднимались над поверхностью, а оставались частично погруженными в воду, что позволяло использовать для создания тяги обычные винты, [8]. Однако при этом КПД гребных винтов достигает всего лишь 75-80% [12].

В США были подобные проекты 2KSES, 3KSES, SES-CV и SEC (Surface Effect Carrier), по которым было решено оснастить корабль двумя малыми реакторами LWNP (Light Weight Nuclear Power). Здесь, как и в британском проекте, СКЕГИ были немного погружены в воду, а на них размещены винты, приводящие корабль в движение, [8]. К 1978 г. предварительный проект SES-CV был завершен с использованием скеговой воздушной подушки. Особенностью этого проекта было то, для создания тяги были предназначены водометные двигатели. [8]. Подобные корабли должны были войти в состав флота на равных с обычными атомными авианосцами, выступая там, где не требуется большая авиагруппа. Но именно попытка подстроиться под существовавший в то время флот и похоронила всю идею. SECN был слишком дорог для своих размеров и эффективности, по своей живучести он уступал в разы и ядерным, и обычным авианосцам. Хотя его скорость и была не такой большой, как у других схожих проектов судов на воздушной подушке - авианосцев, но обычные корабли сопровождения все равно не смогли бы следовать за ним. По этим причинам исследования прекратились [8].

История авианосцев на воздушной подушке хорошо показывает, как необходимость перестраивать всю структуру флота может сгубить даже очень неплохую идею. Подобные суда на воздушной подушке вполне можно было построить, но для успешного применения они потребовали бы создания вспомогательных кораблей со схожим принципом поддержания, а это требовало огромных затрат. Как только исчез интерес к обычным военным кораблям на воздушной подушке, исчез он и к подобным авианосцам [8].

Что касается тактико-технических характеристик ранее разрабатываемых проектов экранопланов, то неким отторжением в их реализации были не совсем корректные сравнения их с кораблями и самолетами. Так, по мнению специалистов, экранопланы СРАВНИВАТЬ целесообразно с судами на воздушной ПОДУШКЕ. В связи с этим следует напомнить слова известного конструктора Р. Бартини: «Наш экраноплан не заменит ни судов, ни самолетов. У каждого из этих аппаратов своя область применения. Ни в какой мере не следует переоценивать возможности экранопланов» [3, с.5].

В связи с этим при сопоставлении аналогов с представленным изобретением целесообразно руководствоваться, в том числе именно этим положением.

Так, из [8] известен проект Великобритании «Saunders-Roe Company» концептуально связанный с патентом Великобритании [9]. Здесь проектировался авианосец на аэростатической воздушной подушке для базирования самолетов с укороченным взлетом и посадкой, а также и вертолетов.

Существенные признаки этого аналога:

• Авианосец на аэростатической воздушной подушке движется над поверхностью воды и на поверхности воды с малыми скоростями;

• В качестве двигательной установки для авианосца был выбран ядерный реактор;

• Авианосец оснащался полноценной паровой катапультой;

• В проекте авианосца содержался подъемник для применения дополнительного самолета;

• Тяга спроектированного авианосца осуществлялась воздушными винтами;

• В конструкции воздушной подушки авианосца применялись скеги (жесткая юбка - ограждение воздушной подушки), которые на крейсерских скоростях были немного частично погружены в воду;

• На авианосце для создания тяги кроме воздушных винтов использовались обычные гребные винты;

• В ходе дальнейшего развития проекта этого авианосца проектировалась не воздушная, а паровая подушка с использованием забортной воды превращаемой в пар теплом от ядерного реактора.

Общими признаками аналога [8] с представляемым изобретением, являются:

• Способность двигаться над поверхностью воды и на плаву;

• Пропульсивная функция реализуется на основе использования тепла ядерных реакторов;

• Применение нескольких двигателей;

• Наличие транспортных средств перемещения летательных аппаратов - подъемник самолетов у аналога и, стапель транспортеров в ААЭП;

• Применение воздушных винтов для создания тяги.

Причины и признаки, препятствующие получению технического результата предлагаемого изобретения ААЭП по сравнению с аналогом [8]:

• ААЭП способен двигаться над поверхностью воды и на плаву;

• Применение аэродинамической воздушной подушки, (у аналога аэростатическая воздушная подушка) возможные максимальные скорости экраноплана 550÷600 км/ч, а также и скорости 200-350 км/ч, то есть в диапазоне взлетно-посадочных скоростей современных боевых самолетов, ввиду чего на ААЭП отсутствует полноценная паровая катапульта, имеющаяся у аналога;

• Отсутствие большой взлетной полосы, предназначенной для самолетов без вертикального взлета и посадки и, принципиально новый способ взлета и посадки самолетов на ЭКРАНОПЛАН;

• Конструкция ААЭП двухкорпусная, катамаранная аэрогидродинамической компоновки типа «составное крыло», с корпусами обтекаемой формы, между которыми располагается одно большое крыло, на котором располагается летная палуба летательных аппаратов и, слева и справа от корпусов имеются также по одному аэродинамическому крылу;

• В предлагаемом Экраноплане предусматриваются хвостовые оперения и, слева и справа в передних частях его корпусов имеются передние аэродинамические крылья;

• Пропульсивная функция ААЭП реализуется на основе нескольких Комбинированных Бинарных циклах, (КБЦ) с теплом от ядерных реакторов больше одного;

• На летной палубе ААЭП предусмотрены волновые сенсоры для позиционирования летательных аппаратов при их посадках на стапель транспортеры;

• ААЭП оснащен ядерной вспомогательной Энергетической Установкой Собственных Нужд (ЭУСН);

• На днищах корпусов ААЭП расположены трансформируемые телескопические консоли, управляемые по длине, несущие водозаборники Водотопочных Конденсаторов, (ВТК) КБЦ, питания ЭУСН и питательных насосов реактивных водометов вертикальной тяги;

• Для вертикальной и горизонтальной стабилизации ААЭП при его взлетах, приводнениях и при его движении над водой применяются индивидуально регулируемые реактивные водометы вертикальной тяги, оснащаемые автоматической системой управления работающей по данным гироскопных и акселерометрических сенсоров;

• Для снижения, почти до нулевых значений, гидродинамических лобовых сопротивлений набегающему водному потоку водозаборники ААЭП и несущие их консоли, в зонах их лобового гидродинамического сопротивления, оснащены соплами наддува - активными кавитационными интерцепторами пограничного слоя, питаемыми воздухом высокого давления от специальных турбокомпрессоров;

• Для обеспечения работы КБЦ в конструкции ААЭП предусматриваются не только водозаборники для охлаждения ВТК, но предусматриваются и воздухонапорные конфузоры вихревых аппаратов массотемпературной стратификации, охлаждающие воздушные конденсаторы;

• В комплексе радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C) ААЭП предполагается что, его антенна конструкторски выполняется как высотная - привязная квадрокоптерная, с аэродинамическими возможностями воздушного змея/параплана и, питаемая по электрическому трос/кабелю;

• Экраноплан оснащается не только противокорабельным ракетным оружием и оружием противовоздушной обороны, но гидроакустической станцией обнаружения и сопровождения подводных объектов с опускаемой в воду антенной при нахождении экраноплана на плаву и, также оснащается минно-торпедными аппаратами.

Относительно применения в составе группы представляемых изобретений ААЭП, известно слаборелевантное изобретение - гидролет [10]. В этом аналоге предполагается, что технический результат заключается в повышении надежности управляемости стабилизацией гидролета, движущегося над поверхностью воды благодаря реактивным водометным аппаратам.

Существенные признаки аналога [10]:

• Реактивный морской аппарат - ГИДРОЛЕТ способный двигаться над поверхностью воды, (в вариантах под водой и на поверхности воды);

• При скоростном движении гидролета над поверхностью воды используется эффект аэродинамической воздушной подушки;

• Гидролет имеет корпус-фюзеляж обтекаемой формы, крылья, в том числе трансформируемое кольцевое крыло для создания аэродинамической подъемной силы;

• Гидролет оснащен реактивной водометной установкой с несколькими водовыпускными соплами, обеспечивающими вертикальный подъем гидролета при его подъеме, и оснащен маршевыми водовыпускными соплами;

• Гидролет имеет погружное водозаборное устройство, закрепленное к корпусу-фюзеляжу посредством трансформируемой телескопической конструкции;

• Гидролет имеет водопроводящую систему связанную с погружным водозаборным устройством и силовой реактивной водометной установкой;

• Подъемные водовыпускные сопла гидролета расположены по периметру корпуса-фюзеляжа;

• Маршевые водяные реактивные сопла расположены в хвостовой части корпуса-фюзеляжа.

Общими признаками аналога с представляемым изобретением, являются:

• Гидролет и ААЭП способны двигаться над поверхностью воды и на плаву, на поверхности воды;

• Скоростное движение гидролета и ААЭП над поверхностью воды основано на эффекте аэродинамической воздушной подушки;

• Гидролет и ААЭП могут двигаться с относительно близкими значениями скоростей в режимах на основе аэродинамической воздушной подушки;

• Гидролет и ААЭП имеют корпуса/фюзеляжи обтекаемой формы и крылья для создания аэродинамической подъемной силы;

• Гидролет и ААЭП оснащены реактивной водометной установкой с несколькими водовыпускными соплами, обеспечивающими вертикальный подъем гидролета и ААЭП при их подъеме;

• Гидролет и ААЭП имеют погружные водозаборные устройства, закрепленные к корпусам/фюзеляжам посредством трансформируемых телескопических конструкций;

• Гидролет и ААЭП имеют водопроводящие системы, связанные с погружными водозаборными устройствами и силовыми реактивными водометными установками;

• Подъемные водовыпускные сопла гидролета и ААЭП расположены по периметрам их корпусов/фюзеляжей.

Причины и признаки, препятствующие получению технических результатов в ААЭП, по сравнению с ГИДРОЛЕТОМ, основы которого описаны в [10]:

• Гидролет в целом по многим признаком не является авианесущим;

• Отсутствие взлетно-посадочной летной палубы предназначенной для самолетов без вертикального взлета и посадки и, принципиально новый способ взлета и посадки самолетов на авианесущий корабль/экраноплан;

• Гидролет не двухкорпусный, катамаранной компоновки с корпусами, между которыми располагается одно большое крыло, то есть по аэрогидродинамической компоновке типа «составное крыло», когда слева и справа от корпусов имеется также по одному аэродинамическому крылу;

• На гидролете отсутствует большое крыло, на котором может быть расположена летная палуба летательных аппаратов;

• Пропульсивная функция ААЭП реализуется на основе нескольких Комбинированных Бинарных циклах, (КБЦ) с теплом от ядерных реакторов, что не предусматривается в гидролете;

• В связи с ядерными реакторами, применяемыми в ААЭП, где имеются относительно тяжелые радиационные защиты, таких защит на гидролете нет;

• Гидролет не оснащается тяговыми воздушными винтами, приводящимся в движение паротурбинными агрегатами КБЦ;

• На гидролете отсутствуют ангары для летательных аппаратов со встроенными раздвижными воротами для перемещения летательных аппаратов посредством специальных стапель транспортеров;

• На гидролете ввиду отсутствия летной палубы не предусмотрены волновые сенсоры для позиционирования летательных аппаратов при их посадках на стапель транспортеры;

• Гидролет не оснащен ядерной вспомогательной Энергетической Установкой Собственных Нужд, (ЭУСН);

• Гидролет оснащен реактивной водометной установкой с несколькими водовыпускными соплами, обеспечивающими вертикальный подъем гидролета и оснащен маршевыми водовыпускными соплами, однако для вертикальной и горизонтальной стабилизации гидролета при его взлетах, приводнениях и при его движении над водой не применяются индивидуально регулируемые реактивные водометы вертикальной тяги, управляемые автоматической системой, работающей по данным гироскопных и акселерометрических сенсоров;

• Для снижения, почти до нулевых значений, гидродинамических лобовых гидродинамических сопротивлений набегающему водному потоку водозаборник, гидролета и несущая его консоль, в зонах их лобового сопротивления, не оснащены соплами наддува - активными кавитационными интерцепторами пограничного слоя, питаемыми воздухом высокого давления от специальных турбокомпрессоров и, обеспечивающими снижение этого сопротивления;

• В гидролете нет воздушной трубопроводной системы высокого давления соединяющей турбокомпрессоры с водозаборниками КБЦ и несущими их трансформируемыми консолями;

• Ввиду отсутствия в гидролете КБЦ в его конструкции нет водозаборников для охлаждения ВТК и нет воздухонапорных конфузоров вихревых аппаратов массотемпературной стратификации охлаждающих воздушные конденсаторы;

• Ввиду отсутствия в гидролете КБЦ в его конструкции нет водопроводящей системы соединяющей компоненты КБЦ, а именно специальных полнонапорных водозаборников для ВТК;

• На гидролете нет комплекса радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C), с его антенной выполненной как привязная квадрокоптерная, с аэродинамическими возможностями воздушного змея/параплана;

• Гидролет не оснащается противокорабельным ракетным оружием и оружием противовоздушной обороны, и не оснащается гидроакустической станцией обнаружения и сопровождения подводных объектов, также и не оснащается минно-торпедными аппаратами.

Известно также слаборелевантное изобретение - экраноплан с водометным движетелем, представляющим собой судно на динамической воздушной подушке [11]. Здесь предполагается, что технический результат заключается в обеспечении продольной и путевой статической устойчивости экраноплана.

Существенные признаки этого аналога [11]:

• Экраноплан - судно на аэродинамической воздушной подушке движущееся над поверхностью воды с относительно большими скоростями, и на плаву на поверхности воды с малыми скоростями;

• Экраноплан снабжен аэродинамическими крыльями;

• Экраноплан оснащен одним или несколькими водометными движетелями, расположенными в хвостовой части фюзеляжа экраноплана и выполнены с полнонапорными водозаборниками;

• Экраноплан имеет водоводы от водозаборников до водовыпускных сопел водометных движетелей, через лопастные винты - крыльчатки насосов, при этом лопастные винты - крыльчатки насосов приводится в движение двигателями, того, или иного типа;

• Вертикальная часть полнонапорных водозаборников являющаяся погружной вертикальной конструкцией несущий собственно водозаборники, также выполняет функцию управляемого вертикального стабилизатора экраноплана;

• На постоянно смоченной части полнонапорных водозаборников установлены горизонтальные стабилизаторы с горизонтальными рулями;

• оси симметрии водовыпускных сопел водометных движителей экраноплана расположены горизонтально и, в состоянии экраноплана на плаву сопла погружены в воду, а на полной скорости хода экраноплана сопла находится над поверхностью воды.

Общими признаками аналога - экраноплана [11] с представляемым изобретением, являются:

• Экранопланы могут двигаться на плаву на поверхности воды с относительно малыми скоростями, а над поверхностью воды с большими скоростями на основе эффекта аэродинамической воздушной подушки;

• Экранопланы снабжены аэродинамическими крыльями;

• Экранопланы оснащаются несколькими водометными движетелями и выполнены с полнонапорными водозаборниками;

• Экранопланы имеют водоводы от водозаборников до водовыпускных сопел водометных движетелей;

• Вертикальные части полнонапорных водозаборников являющиеся конструкциями несущие собственно водозаборники, в экранопланах выполняются погружными и, также выполняет функцию управляемых рулей предназначенных для поворотов экранопланов.

• Причины и признаки, препятствующие получению технических результатов в представляемом ААЭП, по сравнению с проектом ЭКРАНОПЛАНА, основные признаки которого описаны в [11]:

• Экраноплан в целом, по многим признакам, не является авианесущим;

• Отсутствие взлетно-посадочной летной палубы предназначенной для самолетов без вертикального взлета и посадки и, принципиально новый способ взлета и посадки самолетов на авианесущий корабль/экраноплан;

• Экраноплан однокорпусный, а не двухкорпусный, катамаранной компоновки с корпусами между которыми располагается одно большое крыло, то есть по аэрогидродинамической компоновке типа «составное крыло», когда слева и справа от корпусов имеется также по одному аэродинамическому крылу;

• На экраноплане отсутствует большое крыло, на котором располагается летная палуба летательных аппаратов;

• Пропульсивная функция ААЭП реализуется на основе нескольких Комбинированных Бинарных циклах, (КБЦ) с теплом от ядерных реакторов что не предусматривается в экраноплане;

• В связи с ядерными реакторами применяемыми в ААЭП, где имеются относительно тяжелые радиационные защиты, таких защит на экраноплане нет;

• На экраноплане не применяются тяговые воздушные винты приводящиеся в движение паротурбинными агрегатами КБЦ;

• На экраноплане отсутствуют ангары для летательных аппаратов со встроенными раздвижными воротами для перемещения летательных аппаратов посредством специальных стапель транспортеров;

• На экраноплане ввиду отсутствия летной палубы не предусмотрены волновые сенсоры для позиционирования летательных аппаратов при их посадках на стапель транспортеры;

• Экраноплан не оснащен ядерной вспомогательной Энергетической Установкой Собственных Нужд, (ЭУСН);

• Экраноплан оснащен маршевыми реактивными водометами с водовыпускными соплами, однако для вертикальной и горизонтальной стабилизации экраноплана при его взлетах, приводнениях и при его движении над водой в экраноплане не применяются индивидуально регулируемые реактивные водометы вертикальной тяги, управляемые автоматической системой, работающей по данным гироскопных и акселерометрических сенсоров;

• Для снижения, почти до нулевых значений, лобовых сопротивлений набегающему водному потоку водозаборники экраноплана и несущие их консоли, в зонах их лобового гидродинамического сопротивления, не оснащаются соплами наддува - активными кавитационными интерцепторами пограничного слоя, питаемыми воздухом высокого давления от специальных турбокомпрессоров;

• В экраноплане нет воздушной трубопроводной системы высокого давления соединяющей турбокомпрессоры с водозаборниками КБЦ и несущими их трансформируемыми консолями;

• Ввиду отсутствия в экраноплане КБЦ, в его конструкции нет водозаборников для охлаждения ВТК и нет воздухонапорных конфузоров вихревых аппаратов массотемпературной стратификации охлаждающих воздушные конденсаторы;

• Ввиду отсутствия в экраноплане КБЦ, в его конструкции нет водопроводящей системы соединяющей компоненты КБЦ, а именно специальных полнонапорных водозаборников для ВТК;

• На экраноплане нет комплекса радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C), с его антенной выполненной как привязная квадрокоптерная, с аэродинамическими возможностями воздушного змея/параплана;

• Экраноплан не оснащается противокорабельным ракетным оружием и оружием противовоздушной обороны, и не оснащается гидроакустической станцией обнаружения и сопровождения подводных объектов, также и не оснащается минно-торпедными аппаратами;

• В конструкции экраноплана, в части инженерных решений по борьбе с обледенением, не используют сбросное тепло теплоэнергетических циклов выработки механической энергии для пропульсивной функции экраноплана.

Известен проект стратегического экраноплана авианосца А-2000 [2, 4, 5, 6].

Основные технические решения, разработанные в этом проекте, приняты в качестве прототипа.

Существенные признаки этого прототипа:

• А-2000 способен двигаться над поверхностью воды и на плаву - на поверхности воды;

• Движение экраноплана над поверхностью воды основано на эффекте аэродинамической воздушной подушки;

• Максимальная скорость экраноплана до 550÷600 км/ч, а также и со скоростью 200-350 км/ч, то есть в диапазоне взлетно-посадочных скоростей современных боевых самолетов;

• Отсутствие большой взлетной полосы предназначенной для самолетов без вертикального взлета и посадки и, принципиально новый способ взлета и посадки самолетов на экраноплан;

• Конструкция А-2000 проектировалась двухкорпусной, катамаранной с корпусами обтекаемой формы, между которыми располагается одно большое крыло, когда слева и справа от корпусов было также по одному аэродинамическому крылу;

• Большое крыло расположенное между корпусами экраноплана является и летной палубой летательных аппаратов;

• В конструкции А-2000 предусматривалось несколько двигателей;

• Крылья экраноплана А-2000 располагаемые слева и справа от каждого корпуса выполнялись с возможностью изменения их стреловидности;

• В проекте Экраноплана А-2000 имеются хвостовые оперения;

• Проектом Экраноплана А-2000 предусматривался «Комплекс радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием»;

• В проекте Экраноплана А-2000 имеется противокорабельное ракетное оружие. В ЭКРАНОПЛАНЕ АВИАНОСЦЕ А-2000 - ПРОТОТИПЕ, ОБЩИМИ ПРИЗНАКАМИ С

предлагаемым изобретением, являются:

• Способность экранопланов двигаться над поверхностью воды и на плаву - на поверхности воды;

• Движение экранопланов над поверхностью воды основано на эффекте аэродинамической воздушной подушки;

• Максимальные скорости ЭКРАНОПЛАНОВ до 550÷600 км/ч, также возможны и движения со скоростью 200-350 км/ч, то есть в диапазоне взлетно-посадочных скоростей современных боевых самолетов;

• Отсутствие большой взлетной полосы предназначенной для самолетов без вертикального взлета и посадки и, принципиально новый способ взлета и посадки самолетов на ЭКРАНОПЛАНЫ;

• Конструкции экранопланов двухкорпусные, катамаранные с корпусами обтекаемой формы, между которыми располагается одно большое крыло, когда слева и справа от корпусов было также по одному аэродинамическому крылу;

• Большое крыло, расположенное между корпусами экранопланов является и летной палубой летательных аппаратов;

• В конструкциях экранопланов предусматривается несколько двигателей;

• На корпусах экранопланов устанавливаются хвостовые оперения;

• На ЭКРАНОПЛАНАХ предусматриваются Комплексы радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C);

• Экранопланы оснащаются противокорабельным ракетным оружием. Причины и отличительные признаки препятствующие получению технического результата предлагаемого изобретения ААЭП по сравнению с прототипом - проектом экраноплана авианосца А-2000, [2, 4, 5, 6]:

• Катамаранная двухкорпусная конструкция ААЭП выполнена по аэрогидродинамической компоновке типа «составное крыло», когда основные аэродинамические крылья, располагаемые слева и справа от корпусов, составлены центропланами и консолями;

• На днищах корпусов ААЭП имеются шевронообразные гидродинамические реданы;

• Слева и справа в передних частях корпусов ААЭП имеются передние аэродинамические крылья;

• Пропульсивная функция ААЭП реализуется на основе нескольких Комбинированных Бинарных циклах, (КБЦ) с теплом от ядерных реакторов;

• В ААЭП имеются относительно тяжелые радиационные защиты;

• Возможность нахождения ААЭП в автономном движении длительно больше времени и не сравнимо с возможностями пребывания в автономном движении экранопланов использующих традиционные углеводородные топлива;

• Тяговые воздушные винты ААЭП приводятся в движение паротурбинными агрегатами КБЦ и применяются как двухвинтовентиляторные;

• В корпусах ААЭП имеются ангары летательных аппаратов;

• В корпуса ААЭП встроены раздвижные ворота ангаров летательных аппаратов;

• ААЭП оснащается стапель транспортерами перемещения летательных аппаратов;

• На летной палубе ААЭП предусмотрены разметки посадки летательных аппаратов и волновые сенсоры их позиционирования при посадках на стапель транспортеры;

• На летной палубе ААЭП, между позициями взлетов и посадок летательных аппаратов и воротами ангаров располагаются дорожные направляющие стапель транспортеров, по которым последние перемещают летательные аппараты между ангарами и позиционными площадками взлетов и посадок летательных аппаратов;

• ААЭП оснащен ядерной вспомогательной Энергетической Установкой Собственных Нужд, (ЭУСН);

• На днищах корпусов ААЭП расположены трансформируемые телескопические консоли управляемые по длине, несущие водозаборники ВТК КБЦ, питания ЭУСН и питательных насосов реактивных водометов вертикальной тяги.

• На телескопических консолях несущих водозаборники ААЭП предусмотрены водо-погружные кили;

• ААЭП имеет относительно известных экранопланов высокую аэрогидродинамическую маневренность благодаря наличию, наряду с килями хвостовых оперений, водо-погружных килей;

• Для вертикальной и горизонтальной стабилизации ААЭП при его взлетах, приводнениях и при его движении над водой применяются индивидуально регулируемые реактивные водометы вертикальной тяги, управляемые автоматической системой, работающей в реальном времени по данным гироскопных и акселерометрических сенсоров;

• Для снижения, почти до нулевых значений, лобовых сопротивлений набегающему водному потоку водозаборники ААЭП и несущие их консоли, в зонах их лобового гидродинамического сопротивления, оснащены соплами наддува - активными кавитационными интерцепторами пограничного слоя, питаемыми воздухом высокого давления от специальных турбокомпрессоров;

• В конструкциях корпусов ААЭП имеются воздушные трубопроводные системы высокого давления соединяющие турбокомпрессоры с водозаборниками КБЦ и с несущими их трансформируемыми консолями;

• Применение более одного бортового ядерного реактора в ААЭП увеличивает надежность энергетического обеспечения ААЭП в целом и, обеспечивает высокую энергетическая маневренность ААЭП применительно к скоростным крейсерским режимам его движения и в связи со скоростями применяемыми ААЭП при взлетах и посадках на него самолетов;

• Для обеспечения работы КБЦ в конструкции ААЭП предусматриваются не только водозаборники для охлаждения ВТК, но предусматриваются и воздухонапорные конфузоры вихревых аппаратов массотемпературной стратификации охлаждающие воздушные конденсаторы;

• В конструкциях корпусов ААЭП содержатся водопроводящие системы соединяющие оборудование его Комбинированных Бинарных циклов (КБЦ), а именно полнонапорных водозаборников, ВТК и насосов реактивных водометов вертикальной тяги;

• В конструкции ААЭП, в части инженерных решениях по борьбе с обледенением, при выработке механической энергии в пропульсивной функции ААЭП, используют сбросное тепло КБЦ;

• Для уменьшения радиозаметности корпусов ААЭП и других конструкционных элементов его планера выполняются с широкополостным радиопоглощающим покрытием;

• В представляемом ААЭП антенна комплекса радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C) выполняется как высотная - привязная квадрокоптерная, с аэродинамическими возможностями воздушного змея/параплана и, питаемая по электрическому трос/кабелю;

• На корпусе ААЭП предусматривается посадочная площадка квадрокоптерной привязной антенны AEW&C;

• ААЭП оснащается ракетным оружием противовоздушной обороны дальней защиты;

• ААЭП оснащается зенитными автоматами ближней защиты, средствами радиоэлектронной борьбы и лазерным оружием;

• В ААЭП предусматривается гидроакустическая станция обнаружения и сопровождения подводных объектов с опускаемой в воду антенной при нахождении экраноплана на плаву;

• В корпусе ААЭП предусматривается встроенный и выдвижной вниз, в воду, при нахождении экраноплана на плаву и с возможностью его вращения в горизонтальной плоскости, - барабан минно-торпедных аппаратов. Раскрытие изобретения в части Атомного Авианесущего Экраноплана Задачей представленного изобретения ААЭП является разработка изобретательских решений ориентированных на возможность создания небольших и недорогих авианосцев для которых не требуется летной палубы больших размеров при использовании обычных самолетов, без возможности вертикального взлета и посадки. И при этом, второй задачей в решении которой при создании ААПЭ является возможность их применения в наибольшей удаленности от своих баз с большой автономностью.

В представляемом изобретении для решения задач согласно изобретательскому замыслу предлагается применение авианесущего экраноплана, для обеспечения скоростей его движения соответствующим взлетно-посадочным скоростям боевых самолетов, а для обеспечения большой автономности экраноплана предложено применение использования ядерной энергии, то есть бортовых ядерных реакторов.

ААЭП способен двигаться над поверхностью воды на аэродинамической воздушной подушке, а на плаву с малыми скоростями, или может находится без движения. Движение экраноплана над поверхностью воды основано на эффекте аэродинамической воздушной подушки. При этом возможные максимальные скорости экраноплана 550 -г- 600 км/ч, а также и скорости 200-350 км/ч, то есть в диапазоне взлетно-посадочных скоростей современных боевых самолетов.

Конструкция ААЭП двухкорпусная, катамаранной компоновки с корпусами обтекаемой формы, между которыми располагается одно большое крыло, то есть по аэрогидродинамической компоновке типа «составное крыло», когда слева и справа от корпусов имеется также по одному аэродинамическому крылу. Слева и справа в передних частях корпусов ААЭП имеются передние аэродинамические крылья. На днищах корпусов экраноплана имеются шевронообразные гидродинамические реданы.

На большом крыле находящемся между корпусами ЭКРАНОПЛАНА располагается летная палуба летательных аппаратов, в связи с чем, отсутствие большой взлетной полосы предназначенной для самолетов без вертикального взлета и посадки и, принципиально новый способ взлета и посадки самолетов на экраноплан заключается в следующем:

Если на обычном авианосце самолет разгоняется до взлетной скорости относительно палубы корабля при помощи собственных двигателей и катапульты, а торможение при посадке на палубу осуществляется тросами аэрофинишера, то на ААЭП взлетная скорость для самолета при старте и выравнивание относительных скоростей самолета и ААЭП при посадке обеспечивается ходом самого экраноплана. При этом взлет с ААЭП может осуществляться следующим образом:

Самолет с пилотом и с прогретыми двигателями устанавливается на стапель транспортере и закрепляется на нем за шасси специальными захватами и перемещается стапель транспортером на стартовую позицию летной палубы. Затем летчик запускает предварительно прогретые двигатели и, в это же время экраноплан выходит на скорость, на 5-^-8% превышающую взлетную скорость. Получив сообщение о достижении такой скорости, летчик самолета дает команду на открытие захватов, удерживающих самолет на стапель транспортере освобождая самолет и переводит двигатели и самолет в целом на взлетный режим и, самолет от ААЭП уходит в полет.

При посадке самолета на свой борт ААЭП движется со скоростью, немного превышающей посадочную скорость самолета. Последний заходит к экраноплану с кормы и, выравнивая скорости, зависает над стартовой площадкой на высоте нескольких метров. Затем по специальной приборной системе оснащенной волновыми сенсорами позиционирования самолета летчик производит медленное прицельное снижение самолета из положения зависания на стапель транспортер с сохранением одинаковых скоростей до полного контакта с ним в нужной точке. После чего автоматически срабатывают захваты стапель транспортера фиксирующие на нем самолет, летчик выключает двигатели, и стапель транспортер перемещает самолет в ангар экраноплана.

В корпусах ААЭП имеются ангары для летательных аппаратов со встроенными раздвижными воротами для перемещения летательных аппаратов стапель транспортерами.

На летной палубе ААЭП предусмотрены разметки посадки летательных аппаратов и волновые сенсоры их позиционирования при посадках на стапель транспортеры. Здесь также, между позициями взлетов и посадок летательных аппаратов и воротами ангаров размещены дорожные направляющие стапель транспортеров, по которым последние перемещают летательные аппараты между ангарами и позиционными площадками взлетов и посадок летательных аппаратов.

Применение более одного бортового ядерного реактора в ААЭП увеличивает надежность энергетического обеспечения ААЭП в целом и, обеспечивает высокую энергетическая маневренность ААЭП применительно к скоростным крейсерским режимам его движения и в связи со скоростями применяемыми ААЭП при в взлетах и посадках на него самолетов.

Пропульсивная функция ААЭП реализуется на основе нескольких Комбинированных Бинарных циклах, (КБЦ) с теплом от ядерных реакторов и, в конструкции ААЭП применяется несколько двигателей, тяговые воздушные винты которых приводятся в движение паротурбинными агрегатами КБЦ и применяются как двухвинтовентиляторные, обеспечивающие повышенный КПД этих винтов.

Конструкторское размещение реакторных установок на борту ААЭП предполагается в опорных узлах виброизоляции, по аналогии с решениями на атомных флотах, как например в изобретении [13]. В связи с этим в ААЭП имеются относительно тяжелые радиационные защиты. Кроме того, ААЭП оснащен ядерной вспомогательной Энергетической Установкой Собственных Нужд, (ЭУСН);

На днищах корпусов ААЭП расположены трансформируемые телескопические консоли управляемые по длине, несущие водозаборники ВТК КБЦ, питания ЭУСН и питательных насосов реактивных водометов вертикальной тяги.

В предполагаемом Экраноплане предусматриваются два хвостовых оперения с килями и горизонтальными стабилизаторами и, кроме того, на телескопических консолях несущих водозаборники предусмотрены водопогружные кили. В связи с этим ААЭП имеет, относительно известных экранопланов, высокую аэрогидродинамическую маневренность благодаря наличию, наряду с килями хвостовых оперений, водопогружных килей устанавливаемых на телескопических консолях несущих водозаборники.

Для вертикальной стабилизации ААЭП при его взлетах, приводнениях и при его движении над водой применяются индивидуально регулируемые реактивные водометы вертикальной тяги, управляемые автоматической системой, работающей в реальном времени по данным гироскопных и акселерометрических сенсоров.

Для снижения, почти до нулевых значений, лобовых гидродинамических сопротивлений набегающему водному потоку водозаборники ААЭП и несущие их консоли, в зонах их лобового сопротивления, (по аналогии с торпедами «Шквал», «Barrakuda» и «Hoot») оснащены соплами наддува - активными кавитационными интерцепторами пограничного слоя, питаемыми воздухом высокого давления от специальных турбокомпрессоров. В конструкциях корпусов ААЭП имеются воздушные трубопроводные системы высокого давления, соединяющие турбокомпрессоры с водозаборниками КБЦ и несущими их трансформируемыми консолями.

Относительно повышенная аэродинамическая маневренность конструкции ААЭП, реализуется благодаря дополнительному рулевому управлению от погруженных в воду частей телескопических управляемых по длине консолей несущих полнопогружные водозаборники.

Для обеспечения работы КБЦ в конструкции ААЭП предусматриваются не только водозаборники для охлаждения ВТК, но предусматриваются и воздухонапорные конфузоры вихревых аппаратов массотемпературной стратификации, охлаждающие воздушные конденсаторы.

В конструкциях корпусов ААЭП содержатся водопроводящие системы, соединяющие компоненты его Комбинированных Бинарных циклов (КБЦ), а именно полнонапорных водозаборников, ВТК и насосов реактивных водометов вертикальной тяги.

В ААЭП не классически решаются вопросы борьбы с обледенением его конструкции - за счет использования сбросного тепла теплоэнергетических циклов выработки механической энергии для пропульсивной функции ААЭП.

Для уменьшения радиозаметности корпусов ААЭП и других конструкционных элементов его планера выполняются с широкополостным радиопоглощающим покрытием. На ААЭП также устанавливается комплекс радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C), при этом предполагается что его антенна конструкторски выполняется как высотная -привязная квадрокоптерная, с аэродинамическими возможностями воздушного змея/параплана и, питаемая по электрическому трос/кабелю. На корпусе ААЭП предусматривается специальная посадочная площадка для высотной квадрокоптерной привязной антенны AEW&C.

ААЭП оснащается противокорабельным ракетным оружием, оружием противовоздушной обороны дальней защиты, оснащается зенитными автоматами ближней защиты, средствами радиоэлектронной борьбы и лазерным оружием.

В ААЭП предусматривается гидроакустическая станция обнаружения и сопровождения подводных объектов с опускаемой в воду антенной при нахождении ААЭП на плаву. А в его корпусе устанавливается встроенный и выдвижной вниз, в воду, при нахождении экраноплана на плаву и, с возможностью его вращения в горизонтальной плоскости - барабан минно-торпедных аппаратов.

Теплоэнергетическая система пропульсивной установки ААЭП, благодаря конструкции его внешних элементов, существенно выгодно отличается от классических схем АЭС из-за специфики внешних условий полетного характера. А именно, из-за высоких скоростей ААЭП, вследствие чего обеспечивается высокое давление от набегающего воздушного потока на лобовые части элементов конструкции ААЭП и, это позволяет очень сильно увеличить охлаждение конденсаторов его теплоэнергетической схемы. Что по законам термодинамики тепловых двигателей обеспечивает повышение КПД. Аналогичный фактор действует в ААЭП и относительно набегающего водного потока на его погружные водозаборники. Здесь в ААЭП из соображений минимизации массогабаритных характеристик энергетического оборудования применяются Комбинированные Бинарные Циклы, (КБЦ), которые, как широко известно, характеризуются увеличенными Коэффициентами Полезного Действия, (КПД) и, кроме того, КБЦ при движении экраноплана уменьшают на воде его тепловой след. Дополнительным фактором уменьшения теплового следа является применение оригинальных воздушных конденсаторов, благодаря которым значительная часть сбросного тепла энергетических циклов не сбрасывается в воду, а быстро рассеивается в воздухе.

В ААЭП применяется несколько двигателей с тяговыми воздушными винтами, приводящимися в движение паротурбинными агрегатами КБЦ. Здесь каждая пара воздушных винтов работает от одного КБЦ - один винт от паротурбинного агрегата первого теплоэнергетического контура, другой винт от паротурбинного агрегата второго теплоэнергетического контура.

Как вариант «пропульсивной функции» в ААЭП могут быть применены турбореактивные двигатели без воздушных винтов, при наличии на борту ААЭП криогенной установки, сжижающей воздух, как это предлагается в [14] для аэрокосмического самолета с ядерным двигателем. Эффективность такого решения основана на том, что испарительное расширение жидкого воздуха составляет около 700 раз, при нагреве его, например, температурой атмосферного воздуха выше минус 35. Здесь очевидно, что, нагрев воздуха теплом ядерных бортовых реакторов ААЭП до высоких температур обеспечит еще больший коэффициент расширения воздуха, увеличивая эффективность «пропульсивной функции».

Многолетняя эксплуатация компактных ядерных реакторов подводных флотов, [15] и ледокольного флота представляет собой большой и положительный научно-технический задел в части генерации тепла на борту ААЭП.

Что касается типов ядерных реакторов применяемых в ААЭП, то здесь будут тщательно выбираться новые решения, преимущественно определяемые безопасностью. При дальнейшем совершенствовании мировой ядерной техники, когда интенсивность этого совершенствования выросла после известных крупных аварий на АЭС в разных странах, в ААЭП могут применяться те, или иные перспективные решения, прорабатываемые в настоящее время, включая пассивные системы естественной безопасности. Значимость последних трудно не до оценивать. Так, например, системы пассивной безопасности даже таких больших и мощных реакторов, поколения III+, как АР1000 и АР1400 могут обеспечивать безопасность в течение минимум трех суток без электропитания, или человеческого вмешательства [16].

С большой долей вероятности в ААЭП могут применяться реакторы на соляных расплавах, история которых берет начало еще в конце 40-х годов прошлого века. До конца 1960-х годов не прекращались попытки совершенствования таких реакторов, принимая в расчет их компактные размеры даже в качестве источников энергии для воздушных судов. Первый действующий реактор был готов в 1954 году и, при этом таким реактором США успели оснастить бомбардировщик В-36, [17, 18]. Такие реакторы могут быть и уран-ториевые со всеми присущими им достоинствами [19]. В ААЭП вероятно возможно и применение быстрых реакторов со свинцовым [20] или со свинцово-висмутовым теплоносителем обладающих рядом достоинств. Этим реакторам также присущ высокий уровень внутренней самозащищенности и пассивной безопасности при относительной простоте их конструкции и их компактности [21, 22].

Здесь для бортовых реакторов могут использоваться ускорители, в которых ускоряющие структуры соединены друг с другом магнитными узлами поворота протонных пучков на углы менее 180 градусов [23, 24], это также и ускорители на обратной волне [25]. Компактность подобных ускорителей (без оптимизации на авиационное применение) оценивается в [26] как 60x18x4 метров, в [27] как 60×24×6 метров. Например, ускоритель протонов на 1 GeV наиболее компактен: его можно разместить, (также без оптимизации на авиационное применение) на площади 50x8 кв. м., а ускоритель на 10 GeV на площади 60×15 м, [25]. Кроме того, в [28] приводятся данные о циклотронных ускорителях протонов энергии до 900 MeV размещаемых на площадке размерами 15×35 кв. метров.

В связи с этим идея установки ускорителей на самолет уже высказана в [29].

Существуют также проекты подкритических ядерных реакторов на расплавах солей, в этом случае расплав солей может служить также мишенью для ускорителя-драйвера, что решает проблему со стойкостью топливной мишени и равномерностью ее выгорания [30, 31, 32].

В решениях о применении в ААЭП того, или иного типа реактора, наряду с множеством критериев, будет учитываться его маневренность. Уже сейчас появляются решения по увеличению маневренности тепловой мощности ядерных реакторов, например, [33, 34].

В соответствии с изобретательским замыслом, для обеспечения надежности ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ААЭП предполагается, что на ее борту наряду с электрическими батареями, будут применятся и вспомогательные силовые установки, (ВСУ), которые традиционно применяются в современной авиации с использованием углеводородного топлива. Однако в ААЭП для ВСУ будет использоваться тепло ядерного реактора. А сами ВСУ могут быть выполнены паротурбинными, или на двигателях Стерлинга, или даже на двигателях Рейлиса.

Важность обеспечения бортовой энергетической надежности можно видеть на примере подводных лодок, например, проекта 627 выполнявшегося в СССР, где применение вспомогательной силовой установки использовалось наряду с аккумуляторными батареями [35].

Более того, в лодке СССР проекта 651Э для ее ВСУ использовалось тепло атомного реактора [36, 37]. Здесь в малогабаритной ядерной энергетической установке ВАУ-6 выработка электрической энергии достигала больших значений в 600 kW. При этом ВЭУ-6 была выполнена в цилиндрическом корпусе диаметром 2,9 м, длиной 6,5 м, с массой в 70 тонн, включая этот собственный корпус с радиационной защитой.

Существенные ПРИЗНАКИ ДОСТАТОЧНЫЕ ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО результата обеспечивающего ПРЕДСТАВЛЯЕМОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ:

• ААЭП способен двигаться над поверхностью воды и на плаву - на поверхности воды;

• Движение экраноплана над поверхностью воды основано на эффекте аэродинамической воздушной подушки;

• Возможные максимальные скорости экраноплана до 550+600 км/ч, а также и скорости 200-350 км/ч, то есть в диапазоне взлетно-посадочных скоростей современных боевых самолетов;

• Отсутствие большой взлетной полосы предназначенной для самолетов без вертикального взлета и посадки и, принципиально новый способ взлета и посадки самолетов на экраноплан;

• ААЭП двухкорпусный, катамаранной компоновки с корпусами обтекаемой формы, между которыми располагается одно большое крыло, то есть по аэрогидродинамической компоновке типа «составное крыло», когда слева и справа от корпусов имеется также по одному аэродинамическому крылу;

• На большом крыле находящемся между корпусами ЭКРАНОПЛАНА располагается летная палуба летательных аппаратов;

• На днищах корпусов ААЭП имеются шевронообразные гидродинамические реданы;

• В конструкции ААЭП применяется несколько двигателей;

• На корпусах предполагаемого ААЭП предусматриваются хвостовые оперения;

• Слева и справа в передних частях корпусов ААЭП имеются передние аэродинамические крылья;

• Пропульсивная функция ААЭП реализуется на основе нескольких Комбинированных Бинарных циклах, (КБЦ) с теплом от ядерных реакторов;

• В ААЭП имеются относительно тяжелые радиационные защиты;

• Тяговые воздушные винты ААЭП приводятся в движение паротурбинными агрегатами КБЦ;

• В корпусах ААЭП имеются ангары летательных аппаратов;

• В корпуса ААЭП встроены раздвижные ворота ангаров летательных аппаратов;

• ААЭП оснащается стапель транспортерами перемещения летательных аппаратов;

• На летной палубе ААЭП предусмотрены волновые сенсоры для позиционирования летательных аппаратов при их посадках на стапель транспортеры;

• На летной палубе ААЭП, между позициями взлетов и посадок летательных аппаратов и воротами ангаров располагаются дорожные направляющие стапель транспортеров, по которым последние перемещают летательные аппараты между ангарами и позиционными площадками взлетов и посадок летательных аппаратов;

• ААЭП оснащен ядерной вспомогательной Энергетической Установкой Собственных Нужд, (ЭУСН);

• На днищах корпусов ААЭП расположены трансформируемые телескопические консоли управляемые по длине, несущие водозаборники ВТК КБЦ, питания ЭУСН и питательных насосов реактивных водометов вертикальной тяги.

• ААЭП имеет относительно известных экранопланов высокую аэрогидродинамическую маневренность благодаря наличию, наряду с килями хвостовых оперений, водопогружных килей устанавливаемых на телескопических консолях несущих водозаборники;

• Для вертикальной и горизонтальной стабилизации ААЭП при его взлетах, приводнениях и при его движении над водой применяются индивидуально регулируемые реактивные водометы вертикальной тяги, управляемые автоматической системой, работающей в реальном времени по данным гироскопных и акселерометрических сенсоров;

• Для снижения, почти до нулевых значений, лобовых гидродинамических сопротивлений набегающему водному потоку водозаборники ААЭП и несущие их консоли, в зонах их лобового сопротивления, оснащены соплами наддува -активными кавитационными интерцепторами пограничного слоя, питаемыми воздухом высокого давления от специальных турбокомпрессоров;

• В конструкциях корпусов ААЭП имеются воздушные трубопроводные системы высокого давления, соединяющие турбокомпрессоры с водозаборниками КБЦ и несущими их трансформируемыми консолями;

• Для обеспечения работы КБЦ в конструкции ААЭП предусматриваются не только водозаборники для охлаждения ВТК, но предусматриваются и воздухонапорные конфузоры вихревых аппаратов массотемпературной стратификации, охлаждающие воздушные конденсаторы;

• В конструкциях корпусов ААЭП содержатся водопроводящие системы соединяющие компоненты его Комбинированных Бинарных циклов (КБЦ), а именно полнонапорных водозаборников, ВТК и насосов реактивных водометов вертикальной тяги;

• В представляемом ААЭП устанавливается комплекс радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C), при этом предполагается что его антенна конструкторски выполняется как высотная - привязная квадрокоптерная, с аэродинамическими возможностями воздушного змея/параплана и, питаемая по электрическому трос/кабелю;

• Экраноплан оснащается не только противокорабельным ракетным оружием и оружием противовоздушной обороны, но гидроакустической станцией обнаружения и сопровождения подводных объектов с опускаемой в воду антенной при нахождении экраноплана на плаву и, также оснащается минно-торпедными аппаратами.

Все существенные признаки обеспечивающие представляемое изобретение:

• ААЭП способен двигаться над поверхностью воды на аэродинамической воздушной подушке и на плаву - на поверхности воды;

• Движение экраноплана над поверхностью воды основано на эффекте аэродинамической воздушной подушки;

• Возможные максимальные скорость ЭКРАНОПЛАНА до 550÷600 км/ч, а также и скорости 200-350 км/ч, то есть в диапазоне взлетно-посадочных скоростей современных боевых самолетов;

•Отсутствие большой взлетной полосы предназначенной для самолетов без вертикального взлета и посадки и, принципиально новый способ взлета и посадки самолетов на ЭКРАНОПЛАН;

• ААЭП двухкорпусный, катамаранной компоновки с корпусами обтекаемой формы, между которыми располагается одно большое крыло, то есть по аэрогидродинамической компоновке типа «составное крыло», когда слева и справа от корпусов имеется также по одному аэродинамическому крылу;

• На днищах корпусов ААЭП имеются шевронообразные гидродинамические реданы;

•Слева и справа в передних частях корпусов ААЭП имеются передние аэродинамические крылья;

• В конструкции ААЭП применяется несколько двигателей;

• Пропульсивная функция ААЭП реализуется на основе нескольких Комбинированных Бинарных циклах, (КБЦ) с теплом от ядерных реакторов;

• В ААЭП имеются относительно тяжелые радиационные защиты;

• Возможность нахождения ААЭП в автономном движении длительно больше времени и не сравнимо с возможностями пребывания в автономном движении экранопланов использующих традиционные углеводородные топлива;

• Тяговые воздушные винты ААЭП приводятся в движение паротурбинными агрегатами КБЦ и применяются как двухвинтовентиляторные;

• На большом крыле находящемся между корпусами экраноплана располагается летная палуба летательных аппаратов;

• В корпусах ААЭП имеются ангары летательных аппаратов;

• В корпуса ААЭП встроены раздвижные ворота ангаров летательных аппаратов;

• ААЭП оснащается стапель транспортерами перемещения летательных аппаратов;

• На летной палубе ААЭП предусмотрены разметки посадки летательных аппаратов и волновые сенсоры их позиционирования при посадках на стапель транспортеры;

• На летной палубе ААЭП, между позициями взлетов и посадок летательных аппаратов и воротами ангаров располагаются дорожные направляющие стапель транспортеров, по которым последние перемещают летательные аппараты между ангарами и позиционными площадками взлетов и посадок летательных аппаратов;

• ААЭП оснащен ядерной вспомогательной Энергетической Установкой Собственных Нужд, (ЭУСН);

• На днищах корпусов ААЭП расположены трансформируемые телескопические консоли управляемые по длине, несущие водозаборники ВТК КБЦ, питания ЭУСН и питательных насосов реактивных водометов вертикальной тяги;

• В предполагаемом Экраноплане предусматриваются два хвостовых оперения с килями и горизонтальными стабилизаторами и, кроме того, на телескопических консолях несущих водозаборники предусмотрены водопогружные кили;

• ААЭП имеет относительно известных экранопланов высокую аэрогидродинамическую маневренность благодаря наличию, наряду с килями хвостовых оперений, водопогружных килей устанавливаемых на телескопических консолях несущих водозаборники;

• Для вертикальной стабилизации ААЭП при его взлетах, приводнениях и при его движении над водой применяются индивидуально регулируемые реактивные водометы вертикальной тяги, управляемые автоматической системой, работающей в реальном времени по данным гироскопных и акселерометрических сенсоров;

• Для снижения, почти до нулевых значений, лобовых гдродинамических сопротивлений набегающему водному потоку, водозаборники ААЭП и несущие их консоли, в зонах их лобового гидродинамического сопротивления, оснащены соплами наддува - активными кавитационными интерцепторами пограничного слоя, питаемыми воздухом высокого давления от специальных турбокомпрессоров;

• В конструкциях корпусов ААЭП имеются воздушные трубопроводные системы высокого давления соединяющие турбокомпрессоры с водозаборниками КБЦ и несущими их трансформируемыми консолями;

• Применение более одного бортового ядерного реактора в ААЭП увеличивает надежность энергетического обеспечения ААЭП в целом и, обеспечивает высокую энергетическая маневренность ААЭП применительно к скоростным крейсерским режимам его движения и в связи со скоростями применяемыми ААЭП при взлетах и посадках на него самолетов;

• Конструкторское размещение реакторных установок на борту ААЭП предполагается в опорных узлах виброизоляции, по аналогии с решениями, применяемыми на атомных флотах;

• Относительно повышенная аэродинамическая маневренность конструкции ААЭП, реализована благодаря дополнительному рулевому управлению от погруженных в воду частей телескопических управляемых по длине консолей несущих полнопогружные водозаборники;

• Для обеспечения работы КБЦ в конструкции ААЭП предусматриваются не только водозаборники для охлаждения ВТК, но предусматриваются и воздухонапорные конфузоры вихревых аппаратов массотемпературной стратификации, охлаждающие воздушные конденсаторы;

• В конструкциях корпусов ААЭП содержатся водопроводящие системы, соединяющие компоненты его Комбинированных Бинарных циклов (КБЦ), а именно полнонапорных водозаборников, ВТК и насосов реактивных водометов вертикальной тяги;

• В конструкции ААЭП, в части инженерных решениях по борьбе с обледенением, используют сбросное тепло теплоэнергетических циклов выработки механической энергии для пропульсивной функции ААЭП;

• Для уменьшения радиозаметности ААЭП конструкционные элементы его планера выполняются с широкополостным радиопоглощающим покрытием;

• В представляемом ААЭП устанавливается комплекс радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C), при этом предполагается, что его антенна конструкторски выполняется как высотная - привязная квадрокоптерная, с аэродинамическими возможностями воздушного змея/параплана и, питаемая по электрическому трос/кабелю;

• На корпусе ААЭП предусматривается посадочная площадка для высотной квадрокоптерной привязной антенны AEW&C;

• Экраноплан оснащается противокорабельным ракетным оружием;

• ААЭП оснащается оружием противовоздушной обороны дальней защиты;

• ААЭП оснащается зенитными автоматами ближней защиты, средствами радиоэлектронной борьбы и лазерным оружием;

• В ААЭП предусматривается гидроакустическая станция обнаружения и сопровождения подводных объектов с опускаемой в воду антенной при нахождении ЭКРАНОПЛАНА на плаву;

•В корпусе ААЭП предусматривается встроенный и выдвижной вниз, в воду, при нахождении ЭКРАНОПЛАНА на плаву и, с возможностью его вращения в горизонтальной плоскости - барабан минно-торпедных аппаратов.

Краткое описание чертежей, иллюстрирующих укрупненно вариант КОМПОНОВКИ ПЛАНЕРА ААЭП в его экранно-полетном движении и на плаву

На фиг. 1 представлен общий внешний вид компоновки ААЭП.

На фиг.2 показан вид ААЭП спереди, иллюстрирующий его при движении над поверхностью воды в крейсерских скоростях и при скорости соответствующей взлетно-посадочным скоростям современных боевых самолетов.

На фиг.3 показан вид ААЭП слева, иллюстрирующий его при движении над поверхностью воды в крейсерских скоростях и при скорости соответствующей взлетно-посадочным скоростям современных боевых самолетов.

На фиг. 4 показан вид ААЭП слева, иллюстрирующий его на плаву. Здесь же показана выдвижная антенна гидроакустической станции обнаружения и слежения за подводными объектами и выдвижной барабан минно-торпедных аппаратов. Вариант осуществления изобретения - Атомного Авианесущего Экраноплана

На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 представлены общий внешний вид ААЭП, вид спереди и виды слева.

На фиг. 1÷4, на ААЭП позиционными обозначениями показаны: 1 и 2 - катамаранные корпуса ААЭП;

9, 10, 11 и 12 - двухвинтовентиляторные агрегаты/двигатели тяговых воздушных винтов ЦОТ; 36, 126, 127 и 128 - дутьевые конфузоры вихревых аппаратов массотемпературной стратификации набегающего воздушного потока воздушных конденсаторов ПТЦ; 39, 40, 129 и 130 - дутьевые конфузоры вихревых аппаратов массотемпературной стратификации набегающего воздушного потока воздушных конденсаторов ЦОТ; 50 и 100 - сопла реактивных водометов вертикальной тяги ПТЦ;

101 - полнонапорный погружной водозаборник питания водотопочных конденсаторов ЦОТ;

102 и 103, 138 и 139 - двухвинтовентиляторные агрегаты/двигатели тяговых воздушных винтов ПТЦ;

104, 105 - правый и левый центропланы основных аэродинамических крыльев; 106 и 107 - правая и левая консоли основных аэродинамических крыльев; 108 и 109 - правый киль и левый киль хвостовых оперений ААЭП; 110, 111, 112 и 113 - горизонтальные стабилизаторы хвостовых оперений;

114 - среднее катамаранное крыло/летная палуба летательных аппаратов;

115 и 116 - разметки посадки летательных аппаратов и волновые сенсоры их позиционирования при посадках;

117 и 118 - позиционно взлетно-посадочные стапель транспортеры летательных аппаратов;

119 - раздвижные ворота ангара летательных аппаратов;

120 - пусковые контейнеры ракетного противокорабельного оружия;

121 - пусковые контейнеры оружия дальней противовоздушной обороны;

122 и 123 - башни зенитных автоматов, средств радиоэлектронной борьбы и лазерного оружия ближней защиты;

124 - телескопическая управляемая по длине консоль, несущая погружной водозаборник 135 водотопочных конденсаторов ПТЦ;

125 - телескопическая управляемая по длине консоль, несущая погружные водозаборники 101 и 146 водотопочных конденсаторов ЦОТ и питания Энергетической Установки Собственных Нужд 176, (ЭУСН);

131 - антенна комплекса радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, высотная/летающая, привязная квадрокоптерная, (AEW&C - Airborne early warning and control);

132 - трос/кабель квадрокоптерной привязной антенны 131 AEW&C;

133 - специальная посадочная площадка квадрокоптерной привязной антенны AEW&C;

134 - водная морская среда;

135 - полнонапорный погружной водозаборник водотопочных конденсаторов ПТЦ и питательных насосов реактивных водометов вертикальной тяги;

136 и 137 - правое и левое передние аэродинамические крылья;

140 - опускаемая в воду антенна гидроакустической станции обнаружения и сопровождения подводных объектов;

141 - люк опускаемой в воду антенны 140 гидроакустической станции;

142 - выдвижной вниз и вращающийся барабан минно-торпедных аппаратов;

143 - люк выдвижного барабана 142 минно-торпедных аппаратов;

144 и 145 - шевронообразные реданы днища левого корпуса 2 ААЭП;

146 - погружной водозаборник питания ядерной Энергетической Установки Собственных Нужд, (ЭУСН).

Конструкция ААЭП составлена двумя корпусами 1 и 2 - катамаранной компоновки с корпусами обтекаемой формы, между которыми располагается одно большое крыло 114, то есть по аэрогидродинамической компоновке типа «составное крыло», когда слева и справа от корпусов имеется также по одному составному аэродинамическому крылу 105, 107 и 104, 106. Слева и справа в передних частях корпусов ААЭП имеются передние аэродинамические крылья 136 и 137. Благодаря крыльям 104, 105, 106, 107, 136 и 137 движение ААЭП над поверхностью воды осуществляется на эффекте аэродинамической воздушной подушки. На днищах корпусов 1 и 2 экраноплана имеются шевронообразные гидродинамические реданы 144 и 145, (другие, на корпусе 1 не показаны).

В корпусах 1 и 2 ААЭП имеются ангары для летательных аппаратов со встроенными раздвижными воротами, например, 119 для перемещения летательных аппаратов стапель транспортерами 117 и 118.

На большом крыле 114 находящемся между корпусами 1 и 2 ЭКРАНОПЛАНА располагается летная палуба летательных аппаратов.

На летной палубе ААЭП предусмотрены разметки 115 и 116, посадки летательных аппаратов и волновые сенсоры их позиционирования при посадках на стапель транспортеры 117 и другой. Здесь также, между позициями взлетов и посадок летательных аппаратов и воротами 119 и другими воротами - ангаров, размещены дорожные направляющие, (на фиг.1 показаны без позиционных обозначений) стапель транспортеров 117 и 118, по которым последние перемещают летательные аппараты между ангарами и позиционными площадками взлетов и посадок летательных аппаратов.

В связи с тем что, большая взлетная полоса предназначенная для самолетов без вертикального взлета и посадки отсутствует, применяется принципиально новый способ взлета и посадки самолетов на ААЭП и, он заключается в следующем:

Если на обычном авианосце самолет разгоняется до взлетной скорости относительно палубы корабля при помощи собственных двигателей и катапульты, а торможение при посадке на палубу осуществляется тросами аэрофинишера, то на ААЭП взлетная скорость для самолета при старте и выравнивание относительных скоростей самолета и ААЭП при посадке обеспечивается ходом самого экраноплана. При этом взлет с ААЭП может осуществляться следующим образом:

Самолет, (на фиг.1 без позиционного обозначения) с пилотом и с прогретыми двигателями устанавливается, например, на стапель транспортере 117 и закрепляется на нем за шасси специальными захватами и перемещается этим стапель транспортером 117 на стартовую позицию летной палубы - в средине разметки 116 с волновыми сенсорами позиционирования самолетов при их посадках. Затем летчик запускает предварительно прогретые двигатели самолета и, в это же время ААЭП выходит на скорость, на 5÷8% превышающую взлетную скорость самолета. Получив сообщение о достижении такой скорости, летчик самолета дает команду на открытие захватов, удерживающих самолет на стапель транспортере 117, освобождая самолет, и переводит двигатели и самолет в целом на взлетный режим и, самолет от ААЭП уходит в полет.

При посадке самолета на свой борт ААЭП движется со скоростью, немного превышающей посадочную скорость самолета. Последний заходит к ААЭП с кормы и, выравнивая скорости, зависает над стартовой позицией, над стапель-транспортером 117, на высоте нескольких метров. Затем по специальной приборной системе оснащенной волновыми сенсорами 116 позиционирования самолета летчик производит медленное прицельное снижение самолета из положения зависания на стапель транспортер 117 с сохранением одинаковых скоростей до полного контакта с ним в нужной точке. После чего автоматически срабатывают захваты стапель транспортера 117 фиксирующие на нем самолет. Летчик выключает двигатели, и стапель транспортер 117 перемещает самолет в ангар экраноплана через раздвижные ворота 119.

Применение более одного бортового ядерного реактора (Фиг. 5, - 147 и 148) в ААЭП увеличивает надежность энергетического обеспечения ААЭП в целом и, обеспечивает высокую энергетическая маневренность ААЭП применительно к скоростным крейсерским режимам его движения и в связи со скоростями применяемыми ААЭП при в взлетах и посадках на него самолетов.

Пропульсивная функция ААЭП реализуется на основе нескольких Комбинированных Бинарных циклах, (КБЦ, Фиг. 5, - 149 152) с теплом от ядерных реакторов (Фиг. 5, - 147 и 148) и, в конструкции ААЭП применяется несколько двигателей с тяговыми воздушными винтами 9 12 и 102, 103, 138 и 139 приводящимися в движение паротурбинными агрегатами КБЦ, (Фиг. 5, 149 152). Эти тяговые воздушные винты 9 -н 12 и 102, 103, 138 и 139 применяются как двухвинтовентиляторные, обеспечивающие повышенный КПД.

На днищах корпусов 1 и 2 ААЭП расположены трансформируемые телескопические консоли 124 и 125 управляемые по длине, несущие водозаборники 101, 135 и 146 ВТК КБЦ, и питательных насосов реактивных водометов вертикальной тяги и, питания ЭУСН.

В предполагаемом Экраноплане предусматриваются два хвостовых оперения с килями 108 и 109 и с горизонтальными стабилизаторами 110 113.

Кроме того, на телескопических консолях 124 и 125 несущих водозаборники предусмотрены водо-погружные кили (на Фиг. 1 и 3 не показаны).

Для вертикальной стабилизации ААЭП при его взлетах, приводнениях и при его движении над водой применяются индивидуально регулируемые реактивные водометы 50, 100 и другие вертикальной тяги, управляемые автоматической системой, работающей в реальном времени по данным гироскопных и акселерометрических сенсоров.

Для снижения, почти до нулевых значений, лобовых гидродинамических сопротивлений набегающему водному потоку водозаборники 101, 135 и 146 ААЭП и несущие их консоли 124 и 125, в зонах их лобового сопротивления, оснащены соплами наддува - активными кавитационными интерцепторами пограничного слоя, питаемыми воздухом высокого давления от специальных турбокомпрессоров 153 и других.

Относительно повышенная аэродинамическая маневренность конструкции ААЭП, реализуется благодаря дополнительному рулевому управлению от погруженных в воду частей телескопических управляемых по длине консолей 124 и 125, несущих полнопогружные водозаборники 101, 135 и 146.

Для обеспечения работы КБЦ в конструкции ААЭП предусматриваются не только водозаборники 101, 135 и 146 для охлаждения ВТК, но предусматриваются и воздухонапорные конфузоры 36, 39, 40, 127 н- 130 вихревых аппаратов массотемпературной стратификации, охлаждающие воздушные конденсаторы.

В конструкциях корпусов ААЭП содержатся водопроводящие системы, соединяющие компоненты его Комбинированных Бинарных циклов (КБЦ), а именно водозаборников 101, 135 и 146, ВТК (Фиг. 5. - 58, 154, 155 и других и, насосов 49 и других) и реактивных водометов вертикальной тяги 50, 100 и других.

В ААЭП не классически решаются вопросы борьбы с обледенением его конструкции - за счет использования сбросного тепла теплоэнергетических циклов КБЦ при выработке механической энергии для пропульсивной функции ААЭП.

Для уменьшения радиозаметности корпусов 1 и 2 ААЭП и других конструкционных элементов его планера выполняются с широкополостным радиопоглощающим покрытием. На ААЭП также устанавливается комплекс радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C), при этом предполагается что его антенна 131 конструкторски выполняется как высотная - привязная квадрокоптерная, с аэродинамическими возможностями воздушного змея/параплана и, питаемая по электрическому трос/кабелю 132. На корпусе ААЭП предусматривается специальная посадочная площадка 133 для высотной квадрокоптерной привязной антенны AEW&C - 131.

ААЭП оснащается противокорабельным ракетным оружием, оружием противовоздушной обороны дальней защиты и оснащается зенитными автоматами, средствами радиоэлектронной борьбы и лазерным оружием ближней защиты - 120, 121, 122 и 123.

В ААЭП предусматривается гидроакустическая станция обнаружения и сопровождения подводных объектов с опускаемой в воду антенной 140 при нахождении ААЭП на плаву. А в его корпусе 2 устанавливается встроенный и выдвижной вниз, в воду, при нахождении ЭКРАНОПЛАНА на плаву и, с возможностью его вращения в горизонтальной плоскости - барабан минно-торпедных аппаратов 142.

Промышленная применимость изобретения ААЭП.

Заявляемый способ построения ААЭП может эффективно применяться для относительно небольших авиационных групп боевых летательных аппаратов, а также для скоростных крупнотоннажных перевозок как грузов, так и пассажиров.

Кроме того, возможно использование подобного ЭКРАНОПЛАНА как стартово-разгонной системы в акваториях вблизи экватора с направлением горизонтального старта ракет-носителей космического назначения по направлению вращения Земли. Что обеспечивает стартовые скорости ракет-носителей около 2250 км/час.

Большинство компонентных единиц оборудования ААЭП с высокой степенью их технической близости к нему и применяемых для его построения согласно представленному изобретению в ряде стран либо находится в успешной экспериментальной эксплуатации и, по ним интенсивно ведутся проекты, направленные на их усовершенствования.

Современный уровень развития судовой атомной энергетики, конструкционных материалов и технологий авиационных материалов и, производственных баз имеющихся в развитых странах позволяют обеспечить создание предлагаемого ААЭП.

Область техники изобретения «Комбинированные Бинарные Циклы пропульсивного назначения ААЭП», (КБЦ ААЭП).

Изобретение КБЦ ААЭП относится к области технологий выработки механической энергии на основе тепловой энергии ядерных реакторов.

Применение технологии КБЦ ААЭП осуществляется согласно изобретательскому замыслу на борту ААЭП, для обеспечения тяговой энергией самого ААЭП.

Задача изобретения КБЦ ААЭП заключается в представлении нового инженерного теплоэнергетического решения по выработке механической энергии из тепла с наибольшей эффективностью, используя условия окружающей среды экраноплана при его скоростных движениях над поверхностью воды.

Предшествующий уровень техники касающийся изобретения КБЦ ААЭП В части применения в составе представляемого изобретения Комбинированных Бинарных Теплоэнергетических Циклов ААЭП, (КБЦ ААЭП), известно изобретение, [38]. В этом изобретении представлен способ выработки электроэнергии, в котором оборудование работает по бинарному циклу. В этой системе выработки энергии используется три рабочих среды:

• Первая среда представляет собой среду, которая от источника тепла передает тепловую энергию в систему выработки электроэнергии по бинарному циклу;

• Вторая среда, так называемая промежуточная среда, нагревается первой средой и которая используется в первом контуре бинарного цикла, где вырабатывается энергия посредством паровой турбины и первым электрогенератором;

• Третья среда представляет собой органическое вещество с низкой температурой кипения его жидкости. Эта третья среда также является рабочей средой используемой во втором контуре бинарного цикла, где вырабатывается энергия посредством органической турбины и вторым электрогенератором. Из паров промежуточной среды, отработанных в паровой турбине часть сбросного тепла рекуперируется по циклу Ренкина следующим образом. Пары, с изъятой частью энергии рекуператором промежуточной среды направляются в конденсатор первого контура бинарного цикла, который также является и испарителем органической жидкости второго контура бинарного цикла - конденсатор/испаритель. Здесь эти пары конденсируются и конденсатным насосом жидкость промежуточной среды направляется в рекуператор промежуточной среды, где и происходит ее регенеративный нагрев отработанными парами промежуточной среды. Здесь же сбрасываемое тепло отработанных паров, с изъятой частью энергии рекуператором промежуточной среды, утилизируют в конденсаторе/испарителе. В связи с этим испаряется органическая жидкость, благодаря чему далее ее пары срабатываются органической турбиной и вырабатывается энергия, затем, соответственно электрическая энергия на втором электрогенераторе.

Часть сбросного тепла первого контура бинарного цикла посредством ПЕРВОЙ Части Жидкости Промежуточной среды, после ее конденсации и после ее рекуперативного подогрева, используется для дополнительного подогрева жидкости органической среды, после ее рекуперативного подогрева в собственном втором контуре бинарного цикла. Затем после этого отдавшую тепловую энергию эта первая часть жидкости промежуточной среды направляется на ее испарение от источника тепла, теплом от первой среды.

Вторая Часть Жидкой Промежуточной среды, после ее конденсации, также направляется на ее испарение от источника тепла, теплом первой среды.

После рекуперативного подогрева органической среды во втором контуре бинарного цикла, эту среду конденсируют на воздушном конденсаторе и сбросное тепло отводится во внешнюю среду.

Рабочая среда источника тепла, отдавшая тепловую энергию в бинарный цикл, отводится из этого цикла.

В представленной системе бинарного цикла промежуточная среда может представлять собой воду, или другую жидкость - предпочтительно это синтетический алкилированный ароматический теплоноситель.

Общими признаками аналога [38] с предлагаемым изобретением, являются:

• Построение систем выработки энергии по бинарному циклу;

• Применение трех текучих сред: среда источника теплоты и две различные среды бинарного цикла;

• часть тепла, в первом контуре бинарного цикла регенерируются по циклу Ренкина;

• Сбрасываемое тепло первого контура бинарного цикла утилизируется на испарение органической среды во втором контуре бинарного цикла;

• Во втором контуре бинарного цикла сбрасываемое тепло отводится во внешнюю среду воздушным конденсатором;

• Остаток тепловой энергии в рабочей среде источника тепла после ее утилизации в бинарном цикле отводится из этого цикла.

Причины и признаки, ПРЕПЯТСТВУЮЩИЕ получению технического результата предлагаемого изобретения, по сравнению с изобретением, описанным в [38]:

• Оборудование обеспечивающее работу КБЦ ААЭП, включающее в том числе ядерные реакторы размещается на борту атомного экраноплана;

• В зависимости от текущих параметров маневренности, тепловая энергия, сбрасываемая из первого контура бинарного цикла, может не только утилизироваться во втором контуре этого цикла, но и частично может быть отведена в окружающую среду;

•В качестве первичного источника тепловой энергии в КБЦ ААЭП применяется более одного ядерного реактора;

• Передача тепловой энергии в КБЦ ААЭП от ядерных реакторов осуществляется как непрерывно, так и в варианте - поочередно;

• Для обеспечения маневренности выработки энергии в КБЦ ААЭП управляют скважностью и длительностью квазиимпульсов работы реакторов с периодами, обеспечивающими поддержание целесообразных температур теплоносителя передающего энергию в ПТЦ и в ЦОТ;

• Для сглаживания квазиимпульсов подачи тепловой энергии в ПТЦ и в ЦОТ применяют тепловой инерционный накопитель энергии;

• Тепловая энергия от первичных источников КБЦ ААЭП передается как в первый контур бинарного цикла - в ПТЦ, и параллельно во второй контур бинарного цикла - в ЦОТ;

• В предпусковых режимах КБЦ ААЭП осуществляется разогрев теплоносителя первичных источников тепла от ядерной ЭУСН;

• В ЦОТ осуществляют регенеративный подогрев жидкости рабочей среды ЦОТ из контура холодильника ЦОТ;

• ПТЦ и ЦОТ выполняются с квазипромежуточным перегревом паров для улучшения КПД, благодаря исключению значительных частей внутрицикловых потерь тепловой энергии за счет ее внутрицикловой рекуперации путем осуществления теплообмена с перегретыми парами получаемыми как отработанные пары, истекающие из цилиндров высокого давления, (ЦВД) ПТЦ и ЦОТ при их массотемпературном разделении в каскадах соответствующих адиабатных вихревых аппаратов;

• Для достижения наибольшей эффективности цикла, в ПТЦ создают надкритические параметры рабочей среды, от источника тепла, передаваемого в сверхперегреватель ПТЦ, и те самым осуществляют дополнительный сверхперегрев рабочей среды;

• Для улучшения эффективности ПТЦ и для обеспечения маневренности по передачи сбросного тепла из ПТЦ во внешнюю среду и в ЦОТ применяют компримирование паров отработанных цилиндром низкого давления (ЦНД) и холодной части паров адиабатных вихревых аппаратов - сверхперегревателя, улучшая при этом также режим работы конденсатора сбрасываемого тепла во внешнюю среду;

• Для улучшения эффективности ЦОТ осуществляют компримирование паров отработанных в цилиндре среднего давления (ЦСД) и ЦНД, а также холодной части паров, получаемых в результате разделения паров в каскаде адиабатных вихревых аппаратов ЦОТ из отработанных в ЦВД паров и компримированных после их истечения из ЦВД; кроме того, в состав этих объединенных паровь(перед их компримированием) дополняют предварительно подогретые пары из междуциклового конденсатора ПТЦ, которые сформированы и истекают переохлажденными из каскада адиабатных вихревых аппаратов массотемпературной стратификации ЦОТ; этим компримированием обеспечивается повышение температуры конденсации паров рабочей среды ЦОТ;

• Пары сбрасываемой тепловой энергии, направляемые в ЦОТ из ПТЦ, после их утилизации в ЦОТ, - пары рабочей среды первого контура бинарного цикла, конденсируют посредством холодной части паров отработанных в турбине ЦОТ и получаемых в результате разделения паров отработанных в ЦОТ - в каскаде адиабатных вихревых аппаратов ЦОТ;

• Не достаточная эффективность конденсации части паров при сбросе тепловой энергии из ПТЦ во внешнюю среду обеспечивается использованием набегающего воздушного потока в полете ААЭП с дополнительным его переохлаждением посредством аппарата вихревой массотемпературной стратификации, или посредством каскада таких аппаратов и, кроме того ввиду отсутствия применения ВТК;

•В ПТЦ аналога отсутствуют специальные воздушные турбокомпрессоры для питания сопел наддува - активных кавитационных интерцепторов пограничного слоя, обеспечивающих снижение, почти до нулевых значений гидродинамических лобовых сопротивлений водозаборников набегающему водному потоку;

• Отсутствие конденсации паров рабочей среды ЦОТ независимым хладагентом компрессионного холодильника, в контуре которого перед конденсатором холодильника, пары хладагента предварительно охлаждают от нагревателя технологического теплового отбора (для регенеративного подогрева ЦОТ), а также еще двумя эффективным усилениями - охлаждением сбросного тепла ЦОТ (сбрасываемого во внешнюю среду) воздушным конденсатором работающем от аппарата, или каскада аппаратов вихревой массотемпературной стратификации, в свою очередь работающих от набегающего потока воздуха в полете ААЭП и от применения ВТК;

• Побочное тепло, генерируемое применяемыми вихревыми аппаратами массотемпературной стратификации воздушных конденсаторов КБЦ, не используется для технологической борьбы с возможными обледенениями ААЭП в полете.

Относительно применения в составе группы представляемых изобретений - Комбинированных Бинарных Циклов пропульсивного назначения ААЭП, (КБЦ ААЭП), известно также изобретение, [39, 40].

В этом изобретении представлен способ выработки электроэнергии, в котором оборудование работает по тринарному циклу и построение двух последних циклов высоко релевантно с представляемым изобретением, в связи с чем в дальнейшем описании два последних цикла изобретения [39, 40] будем считать аналогом.

Существенные признаки этого аналога:

• Здесь в системе выработки энергии используются три текучих среды, среда источника теплоты из первого контура тринарного цикла и две различные среды «дальнейшего бинарного цикла», первая среда, это теплоноситель, посредством которого тепловая энергия передается от «условно внешнего» источника теплоты в бинарный цикл, вторая и третья среды, это вода и это органическая жидкость с низкой температурой кипения;

• Техника аналога в части двух последних контуров тринарного цикла в своей основе строится как бинарный цикл с пароводяным первым контуром (паротурбинный цикл - ПТЦ) и с легкокипящим рабочим телом во втором контуре (цикл органической турбины - ЦОТ). Здесь тепловая энергия сбрасываемая из ПТЦ утилизируется преимущественно во втором контуре и, также может частично отводится во внешнюю среду;

• Тепловая энергия в аналоге от «условно внешнего» источника - (из первого контура тринарного цикла), передается как в первый контур бинарного цикла - в ПТЦ, так и во второй контур бинарного цикла - в ЦОТ;

• ПТЦ выполняется по циклу Ренкина с промежуточным перегревом паров для улучшения КПД, благодаря исключению части внутрицикловых потерь тепловой энергии;

• В ПТЦ теплом из ЦНД осуществляют регенеративный подогрев питательной воды посредством независимого теплоносителя;

• Для достижения наибольшей эффективности ПТЦ создают надкритические параметры рабочей среды от «условно внешнего» источника тепла - (из первого контура тринарного цикла), передаваемого в сверхперегреватель ПТЦ и, тем самым осуществляют дополнительно сверхперегрев рабочей среды;

• Для улучшения эффективности ЦОТ осуществляют компримирование паров отработанных в цилиндре среднего давления (ЦСД) и ЦНД, а также холодной части паров получаемых в результате разделения паров в каскаде адиабатных вихревых аппаратов ЦОТ из отработанных в ЦВД паров и компримированных после их истечения из ЦВД; кроме того в состав этих объединенных паров (перед их компримированием) дополняют предварительно подогретые пары из междуциклового конденсатора ПТЦ, которые сформированы и истекают переохлажденными из каскада адиабатных аппаратов массотемпературной стратификации ЦОТ; этим компримированием, также, обеспечивается повышение температуры конденсации паров рабочей среды ЦОТ;

• Сбрасываемая тепловая энергия парами направляемыми в ЦОТ из ПТЦ, после ее утилизации в ЦОТ, эти пары рабочей среды первого контура бинарного цикла конденсируют посредством холодной части паров отработанных в турбине ЦОТ и получаемых в результате разделения паров отработанных в ЦОТ - в каскаде адиабатных вихревых аппаратов ЦОТ;

• Конденсация паров рабочей среды ЦОТ обеспечивается независимым хладагентом компрессионного холодильника, в контуре которого перед конденсатором холодильника пары хладагента предварительно охлаждают от нагревателя технологического теплового отбора, и далее еще одним охлаждением конденсатора холодильника от аппарата, или каскада аппаратов вихревой массотемпературной стратификации ЦОТ и также от внешней среды. Общими существенными признаками аналога [39, 40] с предлагаемым изобретением, являются:

• В системе выработки энергии аналога используются три текучих среды, среда источника теплоты из первого контура тринарного цикла и две различные среды «дальнейшего бинарного цикла», первая среда, это теплоноситель, посредством которого тепловая энергия передается от «условно внешнего» источника теплоты в бинарный цикл, вторая и третья среды, это вода и это органическая жидкость с низкой температурой кипения;

• Техника аналога в части двух последних контуров тринарного цикла в своей основе строится как бинарный цикл с пароводяным первым контуром (паротурбинный цикл - ПТЦ) и с легкокипящим рабочим телом во втором контуре (цикл органической турбины - ЦОТ). Здесь тепловая энергия сбрасываемая из ПТЦ утилизируется преимущественно во втором контуре и, также может частично отводится во внешнюю среду;

• Тепловая энергия в аналоге от «условно внешнего» источника - (из первого контура тринарного цикла), передается как в первый контур бинарного цикла - в ПТЦ, так и во второй контур бинарного цикла - в ЦОТ;

• ПТЦ выполняется по циклу Ренкина с промежуточным перегревом паров для улучшения КПД, благодаря исключению части внутрицикловых потерь тепловой энергии;

• В ПТЦ теплом из ЦНД осуществляют регенеративный подогрев питательной воды посредством независимого теплоносителя;

• Для улучшения эффективности ЦОТ осуществляют компримирование паров отработанных в цилиндре среднего давления (ЦСД) и ЦНД, а также холодной части паров получаемых в результате разделения паров в каскаде адиабатных вихревых аппаратов ЦОТ из отработанных в ЦВД паров и компримированных после их истечения из ЦВД; кроме того в состав этих объединенных паров (перед их компримированием) дополняют предварительно подогретые пары из междуциклового конденсатора ПТЦ, которые сформированы и истекают переохлажденными из каскада адиабатных аппаратов массотемпературной стратификации ЦОТ; этим компримированием обеспечивается повышение температуры конденсации паров рабочей среды ЦОТ;

• Пары сбрасываемой тепловой энергии, направляемые в ЦОТ из ПТЦ, после их утилизации в ЦОТ, - пары рабочей среды первого контура бинарного цикла, конденсируют посредством холодной части паров отработанных в турбине ЦОТ и получаемых в результате разделения паров отработанных в ЦОТ - в каскаде адиабатных вихревых аппаратов ЦОТ;

• Конденсация паров рабочей среды ЦОТ обеспечивается независимым хладагентом компрессионного холодильника в контуре которого, перед конденсатором холодильника, пары хладагента предварительно охлаждают от нагревателя технологического теплового отбора, и далее еще одним охлаждением конденсатора холодильника от аппарата, или каскада аппаратов вихревой массотемпературной стратификации ЦОТ и также от внешней среды. Причины и отличительные признаки от аналога [39, 40] препятствующие

получению технического результата сравнительно с предлагаемым изобретением:

• Оборудование обеспечивающее работу КБЦ ААЭП, включающее в том числе ядерные реакторы размещается на борту летающего экраноплана;

• В качестве первичного источника тепловой энергии в КБЦ ААЭП применяется более одного ядерного реактора;

• КБЦ ААЭП выполняется как несколько параллельно работающими КБЦ, в которых во вторых контурах применяются легкокипящие рабочие тела;

• Передача тепловой энергии в КБЦ ААЭП от ядерных реакторов осуществляется как непрерывно, так и в варианте - поочередно;

• Для обеспечения маневренности выработки энергии в КБЦ ААЭП управляют скважностью и длительностью квазиимпульсов работы реакторов с периодами, обеспечивающими поддержание целесообразных температур теплоносителя передающего энергию в ПТЦ и в ЦОТ;

• Для сглаживания квазиимпульсов подачи тепловой энергии от ядерных реакторов в ПТЦ и в ЦОТ применяют тепловой инерционный накопитель энергии;

• В предпусковых режимах КБЦ ААЭП осуществляется разогрев теплоносителя первичных источников тепла от ядерной ЭУСН;

• В ЦОТ осуществляют регенеративный подогрев жидкости рабочей среды ЦОТ из контура холодильника ЦОТ;

• Для улучшения эффективности ПТЦ и для обеспечения маневренности по передачи сбросного тепла из ПТЦ во внешнюю среду и в ЦОТ применяют компримирование паров, отработанных цилиндром низкого давления (ЦНД) и холодной части паров адиабатных вихревых аппаратов - сверхперегревателя, улучшая при этом также режим работы конденсатора сбрасываемого тепла во внешнюю среду;

• Эффективность конденсации части паров при сбросе тепловой энергии из ПТЦ во внешнюю среду обеспечивается использованием набегающего воздушного потока в полете ААЭП с дополнительным его переохлаждением посредством аппарата вихревой массотемпературной стратификации, или посредством каскада таких аппаратов, а также обеспечивается и ВТК;

• В ПТЦ аналога отсутствуют специальные воздушные турбокомпрессоры для питания сопел наддува - активных кавитационных интерцепторов пограничного слоя, обеспечивающих снижение, почти до нулевых значений гидродинамических лобовых сопротивлений водозаборников набегающему водному потоку;

• Побочное тепло генерируемое применяемыми вихревыми аппаратами массотемпературной стратификации воздушных конденсаторов КБЦ ААЭП используется для технологической борьбы с возможными обледенениями ААЭП в полете.

Относительно применения в составе группы представляемых изобретений -Комбинированных Бинарных Циклов пропульсивного назначения ААЭП, (КБЦ ААЭП), известно также изобретение [41, 42]. Здесь в связи с большим числом общих существенных признаков с представляемым изобретением КБЦ ААЭП, изобретение [41, 42] принято в качестве ПРОТОТИПА.

Все существенные признаки прототипа:

• Оборудование обеспечивающее работу Гибридного Теплоэнергетического Цикла, (ГТЭЦ), включающее в том числе ядерные реакторы, размещается на борту летающего атомного самолета;

• ГТЭЦ в своей основе строится как бинарный цикл с пароводяным первым контуром (паротурбинный цикл - ПТЦ) и с легкокипящим рабочим телом во втором контуре (цикл органической турбины - ЦОТ). Здесь тепловая энергия, сбрасываемая из первого контура, утилизируется преимущественно во втором контуре и, также может частично отводится во внешнюю среду;

• В системе выработки энергии используются три текучих среды, среда источника теплоты и две различные среды бинарного цикла, это солевой расплав теплоносителя, посредством которого тепловая энергия передается из атомного/атомных реакторов в бинарные циклы, это вода и это органическая жидкость с низкой температурой кипения;

• В качестве первичного источника тепловой энергии в ГТЭЦ применяется более одного подкритического гибридного ядерного реактора, или подкритических ядерных реакторов управляемых ускорителями;

• ГТЭЦ выполняется как бинарный цикл с несколькими и параллельно работающими вторыми контурами с легкокипящими рабочими телами;

• Передача тепловой энергии в ГТЭЦ от ядерных реакторов осуществляется как непрерывно, так и в варианте - поочередно;

• Для обеспечения маневренности выработки энергии в ГТЭЦ управляют скважностью и длительностью квазиимпульсов работы реакторов с периодами обеспечивающими поддержание целесообразных температур теплоносителя передающего энергию в ПТЦ и в ЦОТ;

• Для сглаживания квазиимпульсов подачи тепловой энергии от ядерных реакторов в ПТЦ и в ЦОТ применяют тепловой инерционный накопитель энергии;

• Тепловая энергия от первичных источников передается в ГТЭЦ как в первый его контур бинарного цикла в - ПТЦ, так и во вторые контуры бинарного цикла - в ЦОТ, где может быть применено несколько параллельно работающих вторых контуров;

• В предпусковых режимах ГТЭЦ осуществляется разогрев теплоносителя первичных источников тепла от условно внешних источников энергии;

• ПТЦ и ЦОТ выполняются по циклу Ренкина с квазипромежуточным перегревом паров для улучшения КПД, благодаря исключению значительных частей внутрицикловых потерь тепловой энергии за счет ее внутрицикловой рекуперации путем осуществления теплообмена с перегретыми парами, получаемыми как отработанные пары, истекающие из Цилиндров Высокого Давления, (ЦВД) в ПТЦ и ЦОТ при их массотемпературном разделении в каскадах соответствующих адиабатных вихревых аппаратов;

• В ПТЦ теплом из ЦНД осуществляют регенеративный подогрев питательной воды посредством независимого теплоносителя;

• В ЦОТ осуществляют регенеративный подогрев жидкости органической рабочей среды ЦОТ из контура холодильника ЦОТ;

• Для достижения наибольшей эффективности в ПТЦ создают надкритические параметры рабочей среды от источника тепла, передаваемого в сверхперегреватель ПТЦ и, тем самым осуществляют дополнительный сверхперегрев рабочей среды;

• Для улучшения эффективности ПТЦ и для обеспечения маневренности по передачи сбросного тепла из ПТЦ во внешнюю среду и в ЦОТ применяют компримирование паров отработанных цилиндром низкого давления (ЦНД) и холодной части паров адиабатных вихревых аппаратов - сверхперегревателя, улучшая при этом также режим работы конденсатора сбрасываемого тепла во внешнюю среду;

• Для улучшения эффективности ЦОТ осуществляют компримирование паров, отработанных в Цилиндре Среднего Давления (ЦСД) и ЦНД, а также холодной части паров получаемых в результате разделения паров в каскаде адиабатных вихревых аппаратов ЦОТ из отработанных в ЦВД паров и компримированных, после их истечения из ЦВД; кроме того, в состав этих объединенных паров (перед их компримированием) дополняют предварительно подогретые пары из междуциклового конденсатора ПТЦ, которые сформированы и истекают переохлажденными из каскада вихревых адиабатных аппаратов массотемпературной стратификации ЦОТ; этим компримированием обеспечивается повышение температуры конденсации паров рабочей среды ЦОТ;

• Пары сбрасываемой тепловой энергии, направляемые в ЦОТ из ПТЦ, после их утилизации в ЦОТ, - пары рабочей среды первого контура бинарного цикла, конденсируют посредством холодной части паров отработанных в турбине ЦОТ и получаемых в результате разделения паров отработанных в ЦОТ - в каскаде адиабатных вихревых аппаратов ЦОТ;

• Эффективность конденсации части паров при сбросе тепловой энергии из ПТЦ во внешнюю среду обеспечивается использованием набегающего воздушного потока в полете атомного самолета с дополнительным его переохлаждением посредством аппаратов вихревой массотемпературной стратификации;

• Конденсация паров рабочей среды ЦОТ обеспечивается независимым хладагентом компрессионного холодильника в контуре которого, перед конденсатором холодильника, пары хладагента предварительно охлаждают от нагревателя технологического теплового отбора (для регенеративного подогрева ЦОТ), а также еще одним эффективно усиленным, охлаждением сбросного тепла ЦОТ (сбрасываемого во внешнюю среду) воздушным конденсатором работающим от аппаратов вихревой массотемпературной стратификации, в свою очередь работающих от набегающего потока воздуха в полете атомного самолета;

• Побочное тепло генерируемое применяемыми вихревыми аппаратами массотемпературной стратификации воздушных конденсаторов ГТЭЦ, используется для технологической борьбы с возможными обледенениями планера атомного самолета в полете.

Причины и отличительные признаки, препятствующие получению технического результата предлагаемого изобретения - КБЦ ААЭП, сравнительно с прототипом [41, 42]:

• В предпусковых режимах КБЦ ААЭП осуществляется разогрев теплоносителя первичных источников тепла от бортового источника энергии - ядерной ЭУСН;

• КБЦ ААЭП составлен несколькими параллельно работающими КБЦ от тепла более двух ядерных реакторов;

• В ПТЦ и в ЦОТ КБЦ кроме воздушных конденсаторов, работающих с аппаратами массотемпературной стратификации, применяются ВТК питаемые от погружных полнонапорных водозаборников выполненных с почти нулевыми лобовыми гидродинамическими сопротивлениями набегающему водному потоку при крейсерском движении ААЭП;

• В ПТЦ прототипа отсутствуют специальные воздушные турбокомпрессоры для питания сопел наддува - активных кавитационных интерцепторов пограничного слоя, обеспечивающих снижение, почти до нулевых значений гидродинамических лобовых сопротивлений водозаборников и несущих их консолей набегающему водному потоку;

• В ПТЦ Комбинированных Бинарных Циклов, посредством их турбин, через муфты управления режимами, приводятся в движение насосы реактивных водометов вертикальной тяги, обеспечивающие стабилизацию курсовой устойчивости ААЭП.

Раскрытие изобретения в части Комбинированых Бинарных Циклов пропульсивного назначения ААЭП, (КБЦ ААЭП)

Задачей представленного изобретения КБЦ ААЭП является разработка высокоэффективной технологии выработки механической энергии и выработки электрической энергии для собственных нужд ААЭП на основе генерации тепловой энергии посредством ядерных реакторов. Задача изобретения высокой эффективности КБЦ ААЭП обусловлена требованиями минимальных значений массогабаритных показателей бортового технологического оборудования при максимально возможно большим значением генерации энергии с высоким коэффициентом полезного действия, (КПД), что и является достигаемым техническим результатом обеспечивающим изобретение.

Эффективное преобразование тепловой энергии для ААЭП особо актуально в связи с авиационным бортовым размещением энергетических установок, с минимальными их массой и габаритами. Актуальность массогабаритных характеристик обусловлена в связи с тем, что Коэффициент Полезного Действия, (КПД) атомных энергоустановок в общем традиционном случае относительно не высок из-за пониженных температур теплоносителя греющего рабочее тело в теплоэнергетических циклах, если их сравнивать с циклами тепловых электростанций. Например, в [43], относительно АЭС отмечается, что для начальных температур цикла ниже 650 градусов Цельсия, использование водяного пара при сверхкритических начальных параметрах практически осуществимо лишь при наличии многократного ОГНЕВОГО ПЕРЕГРЕВА пара.

В изобретении [44] также показано, что для повышения мощности и КПД АЭС путем увеличения перепада энтальпий на всю паровую турбину, при сохранении существующей мощности атомного реактора, вводится высокотемпературный перегрев пара от внешнего источника тепловой энергии, например, при сжигании углеводородного топлива. В изобретении [45] также направленном на получение дополнительной мощности АЭС и ее маневренности показано эффективное применение газотурбинной установки, интегрированной в тепловую схему АЭС. И еще, например, изобретения [46, 47] направлены на повышение эффективности АЭС посредством выработки дополнительной электроэнергии благодаря введению в теплосиловую схему АЭС в качестве пароперегревателя - котла сжигания водорода в кислородной среде. В связи с этим напомним, что повышение тепловой экономичности в циклах выработки механической энергии связано с повышением средней температуры рабочего тела при подводе теплоты и понижением средней температуры при отводе теплоты.

По результатам анализов термодинамических циклов и разработок теплоэнергетических схем, повышение средней температуры рабочего тела при вводе теплоты в цикл и понижения средней температуры рабочего тела при отводе сбросного тепла для дальнейшего повышения КПД ядерных энергоустановок могут быть достигнуты при использовании в дополнение к воде низкокипящих органических веществ, [48 с. 123]. Преимущество использования различных рабочих тел наиболее полно реализуется в так называемых, и широко известных комбинированных теплоэнергетических циклах, в которых улучшается КПД.

Под комбинированными установками понимают совокупность двух, или нескольких установок, имеющих различные рабочие тела и обменивающихся теплотой. Главная идея концепции комбинированного цикла состоит в сочетании паровой турбины с противодавлением и органическим циклом Ренкина [49].

Наибольшее распространение получили бинарные циклы, представляющие собой совокупность двух термодинамических циклов и осуществляемые двумя рабочими телами так, что теплота, отводимая в одном цикле, используется в другом [50, 51 с. 155]. Здесь конденсатор паровой турбины заменяется, например, фреоновым парогенератором [48 с. 129].

Использование комбинированных циклов позволяет применять несколько рабочих тел, каждое из них в своем (наиболее выгодном) температурном интервале. При этом удается увеличить среднюю температуру подвода теплоты и уменьшить среднюю температуру отвода теплоты в цикле и тем самым повысить термический КПД цикла, [51 с. 155]. Так, например, бинарный водофреоновый цикл, за счет повышения давления за пароводяной турбиной позволяет повысить единичную мощность паротурбинной установки, [48 с. 129]. Что является важным для бортового базирования ядерной энергоустановки на экраноплане. Хотя при этом известно, что при равных начальных и конечных параметрах водофреоновые установки имеют тепловую экономичность ниже базовых паротурбинных установок, [48 с. 129÷130]. Тепловая экономичность водофреоновых установок выше соответствующих пароводяных, при температурах конденсации фреона ниже температуры конденсации водяного пара в сравниваемых установках, [48 с. 129].

По изобретательскому замыслу высокая эффективность «бортового водофреонового цикла» обусловлена тем, что от набегающего воздушного потока в полете ААЭП при применении вихревой массотемпературной стратификации, температура охлаждающего воздуха в конденсаторах бортовых энергоустановок ААЭП будет в диапазоне от минус 30 до минус 60 градусов по Цельсию. В связи с этим в представляемом изобретении вводится специальное понятие, устройство -Воздушный Конденсатор вихревой МассоТемпературной Стратификации, (КМТС).

Для достижения цели обеспечения высокого КПД в энергетических установках ААЭП в соответствии с изобретательским замыслом и, по некоторой аналогии с комбинированными циклами, в ААЭП применяют Комбинированные Бинарные тепло энергетические Циклы, (КБЦ) в которых используют ПароТурбинные Циклы, (ПТЦ) с промежуточным перегревом пара посредством вихревой массотемпературной стратификации и применяют Циклы Органических Турбин, (ЦОТ), также с промежуточным перегревом органического пара посредством вихревой массотемпературной стратификации, как это частично показано в [39, 52].

Здесь промежуточный перегрев пара (имеется в виду - начальные параметры пара турбоустановок), как широко известно, необходим для снижения влажности в последних ступенях турбин и повышения термического КПД циклов [53 с. 181].

В КБЦ применяют турбины специального назначения, в которых сохраняется общность с конденсационными турбинами, но и имеются особенности относительно турбин с противодавлением и отбором пара. Их особенностью является то, что часть массы рабочей среды - ее горячая часть передается из разделителей этой среды на расширение, а другая часть массы рабочей среды - ее холодная часть передается из разделителей этой среды на компрессорные колеса и, возвращается в КБЦ, чем удается замкнуть теплотехнический цикл, исключая значительные потери тепла рабочих сред в процессах преобразования тепловой энергии в механическую работу для выработки электроэнергии.

Повышение эффективности утилизации энергии сбросного тепла в ПТЦ и в ЦОТ, как выше указывалось, осуществляется применением эффекта вихревой массотемпературной стратификации, известного из изобретений [52, 54] и подробно описанного в [55, 56]. Что в настоящем изобретении относится не только к промежуточным перегревам паров в «теплотехнической обвязке» турбомашин, но и к сбросу тепла из ПТЦ и ЦОТ. При этом, необходимые конструкторские расчеты - значений давлений, температур и массовых расходов движений внутри цикловых паров и «набегающих» воздушных потоков в КМТС, могут быть определены соответствующими специалистами, и в настоящем описании этого делать не целесообразно.

В связи с единством группы изобретений и в связи с концепцией ААЭП представленной в раскрытии изобретения в ее части, структурный состав бортового оборудования КБЦ ААЭП представлен источниками тепловой энергии -ядерными реакторами, более одного, оборудованием нескольких паротурбинных циклов и оборудованием нескольких циклов органических турбин, приводящих в движение тяговые воздушные винты ААЭП.

На фиг. 5 показана одна из возможных технологических схем выработки механической и электрической энергии - КБЦ ААЭП. Здесь позициями 23 и 148 показаны, как вариант, бортовые жидко соляные ядерные реакторы, обеспечивающие тепловой энергией ПТЦ и ЦОТ. Здесь например, в активной зоне 187 ядерного реактора 23, расплавы уранового солевого тепловыделяющего ядерного топлива, с температурой около 550÷600 градусов по Цельсию, ДВИГАЮТ по наружному контуру первичного теплообменника 191, по петлевой циркуляционной линии 29 и через вентиль 30, посредством циркуляционного насоса 31, выполненного с инертной продувкой и отводом ксенона и криптона.

А по петлевой линии 32 осуществляют циркуляцию соляного расплава/теплоносителя, передающего тепло в ПТЦ, при температуре около 500÷570 градусов по Цельсию. При этом циркуляционный насос 223 этой линии снабжен элементами очистки соли. Передача тепла в ПТЦ по линии 32 осуществляется посредством вторичных теплообменников, представляющих собой части паронагревателя 220 и пароперегревателя 35.

При этом для обеспечения высокой маневренности собственно БКЦ ААЭП реакторы 23 и 148 используют в квазиимпульсных режимах, поочередно, обеспечивая ПТЦ непрерывным поступлением в них тепловой энергии различных значений.

Так, например для выработки энергии в ПТЦ, отдавший тепловую энергию соляной расплав в пароперегревателе 35, направляют в паронагреватель 220 и после него часть оставшегося тепла утилизируют в подогревателе 222 независимого теплоносителя 192, используя эту часть оставшегося тепла в дальнейшем для подогрева жидкой органической рабочей среды в ЦОТ.

ПТЦ и ЦОТ предлагаемого способа реализации КБЦ, выполняются как циклы с улучшенными КПД, благодаря исключению значительной части внутрицикловых потерь энергии за счет ее внутрицикловой рекуперации с использованием эффекта вихревой массотемпературной стратификации, подобно тому, как это выполнено в изобретении [52]. Кроме того, для обеспечения в ПТЦ надкритических параметров рабочей среды, с целью достижения максимальной эффективности цикла, осуществляют дополнительный сверхперегрев рабочей среды вихревым аппаратом сверхперегревателем 172, или каскадом таких аппаратов. Для этого истекающий пар 173 из пароперегревателя подают в этот аппарат и, согласно законам физики работы подобных аппаратов, получают сверхперегретый острый пар 170, да еще и под увеличенным давлением чем пар 173 входящий в аппарат 172. Далее сверхперегретый (острый) пар 170 срабатывают в Цилиндре Высокого Давления 42 (ЦВД) турбины ПТЦ. При этом отделенную часть рабочей среды 177, полученную из аппарата 172 холодной и, с более низким давлением чем пар 173 входящий в аппарат 172 сжимают компрессором 178, выравнивая давление пара 179 истекающего из этого компрессора с давлением отработанного в ЦНД 217 пара 47 и 46. В связи с этим, компрессором 178 также обеспечивается отсутствие значимого противодавления на выходе из аппарата 172 холодной части от разделенной рабочей среды и, что благоприятно для работы разделительного аппарата 172 МассоТемпературной Стратификации, (МТС). Физика работы таких аппаратов была зарегистрировано в 1934 году, [53] и описана например в [54 и 55].

Перед подачей питательной воды 27 в котел 218 ПТЦ 198 ее нагревают в экономайзере 33 под давлением питательного насоса 21 посредством независимого теплоносителя 28, энергией отработанного пара 47 истекающего из Цилиндра Низкого Давления 217, (ЦНД) паровой турбины.

Испарение нагретой питательной воды осуществляют в парогенераторе 221 котла 218 ПТЦ посредством горячей части паров 59, получаемых при разделении отработанного пара 37 из ЦВД 42 паровой турбины. При этом массотемпературное разделение отработанного в ЦВД пара 37 осуществляют на двух (или более) ступенях каскада вихревых аппаратов 43 промежуточного регенеративного нагрева в ПТЦ. При этом также, отбор горячей части пара, направляемой на парогенератор 221 котла 218, и обладающей наибольшей температурой, осуществляют из последней ступени каскада вихревых аппаратов 43 МТС. Массу пара, из которой утилизировали часть энергии в парогенераторе 221 котла 218, направляют в Цилиндр Среднего Давления 44 (ЦСД) паровой турбины, где вырабатывают соответствующую механическую энергию.

Из ЦСД 44, массу отработанного пара направляют, в свою очередь, на выработку энергии в ЦНД 217. Таким образом, выработанную в ПТЦ механическую энергию направляют на тяговые винты ААЭП. Кроме того, часть этой механической энергии направляют на насос 49 реактивного водомета вертикальной тяги для обеспечения стабилизации полета ААЭП.

Пар 47, отработанный в ЦНД 217, охлаждают в регенеративном нагревателе 45, направляя часть полученного тепла в экономайзер 33, как упоминалось ранее, на нагрев питательной воды 27 ПТЦ 198. Затем этот отработанный и охлажденный в подогревателе 45 пар 46 объединяют с холодной частью пара 41 получаемой при массотемпературном разделении отработанного в ЦВД 42 паровой турбины пара 37 и объединяют с паром 179 истекающего из компрессора 178 - компрессора выравнивания давления от сжатого холодного пара 177. Массу объединенных паров 41, 46 и 179 сжимают компрессором 48 и, одну, первую часть 18 этой массы направляют на утилизацию в ЦОТ 202. Так пар 18 направляют на парогенератор 8 органической рабочей среды котла 16 ЦОТ 202 для выработки механической энергии тягового воздушного винта двухвинтовентиляторного агрегата/двигателя 9. Другую, вторую часть сжатого в компрессоре 48 пара 94 направляют (как сбросную энергию ПТЦ 198) в ВТК 154 и далее в воздушный КМТС 55. При этом посредством вентиля 92 регулируют массовое соотношение первой и второй части объединенных паров 41, 46 и 179.

Массу пара, из которой утилизирована часть энергии в парогенераторе 8 котла 16 ЦОТ, конденсируют в междуцикловом конденсаторе 51 КБЦ. При этом получая конденсатную воду 13, утилизируют энергию холодной части паров 183 органической рабочей среды, получаемой из последней ступени каскада вихревых аппаратов 15 и 54 ЦОТ. Конденсатную воду 13, полученную таким путем, как оборотную, направляют на использование ее в ПТЦ. Здесь следует отметить, что охлаждение междуциклового конденсатора 51 осуществляется не из внешней среды, а из ЦОТ благодаря технике массотемператуной стратификации в аппаратах 15 и 54 ЦОТ.

Таким образом, в представляемом КБЦ осуществляется относительно углубленная интеграция массоотеплообменных процессов прямого направления и обратного рекуперативного направления.

В зависимости от целесообразных параметров требуемой нагрузочной маневренности ААЭП, в соответствии с изобретательским замыслом, регулируют общую выходную тепловую мощность реакторов посредством управления длительностью квазиимпульсов работы каждого реактора и, обеспечивая таким образом далее, возможность регулирования мощности вырабатываемой энергии на паровой турбине КБЦ. Регулируют и СООТНОШЕНИЕ ОТБОРА объединенных паров, из компрессора 48, как выше описано, в направлении ЦОТ, так и в направлении их конденсации в КМТС 55 ПТЦ. Где высокоэффективное охлаждение этого КМТС 55 осуществляется потоком 206 высоко холодного воздуха посредством вихревого аппарата 22 МТС, или каскада таких аппаратов, питаемых из конфузора 36, от набегающего воздушного потока 57 в полете ААЭП.

Необходимость нагрузочной маневренности КБЦ ААЭП определяется не только режимами взлетов, полетов и посадок ААЭП, но и в зависимости от текущих погодных условий и процессов подзарядки аккумуляторных батарей. Здесь также маневренная статика и динамика управления оборудованием ПТЦ реализуется (кроме другого прочего) и благодаря введению в его тепловую схему инерционного звена согласующего тепловые потоки энергии в котел 218 и далее на турбоагрегат ПТЦ из поочередно работающих реакторов. Такое тепловое инерционное звено введено в линию 32 соляного расплава, на ее входе в пароперегреватель 35 котла 218 и, представляющее собой буферную емкость 171 солевого расплава.

Для обеспечения вероятной возможности (как вариант) применения в первом контуре бинарного цикла надкритических параметров рабочей среды, для достижения максимальной эффективности цикла, в том числе для эффективной работы конденсаторов ПТЦ, в предлагаемом изобретении применяют в качестве рабочей среды смесь, составленную из небольшого количества гелия с тетрахлоридом титана, [56]. Тетрахлорид титана, имея температуру кипения 135,9 градусов по Цельсию, проявляет стабильные свойства до температуры 1727 градусов по Цельсию, а его критическая температура составляет 357,9 градусов по Цельсию. Кроме того, учитывая возможности высокой тепловой напряженности атомных реакторов и теплообменных устройств в первом контуре бинарного цикла перспективно применение паров металлов, например калия, пары которого обладают хорошей совместимостью с железохромоникелевыми сплавами, или сплавами ниобия [57].

Циклы Органических Турбин реализуют с применением рабочей среды обладающей свойством низкотемпературного кипения. Для этого могут использоваться озонобезопасные фреоны R23, R32, R125, R134a, R152a, смеси фреонов, такие как R407c, R507, R508 и низкотемпературная смесь R404A. Эффективно может применяться азеотропная смесь фреонов R507c, а также высокоплотная смесь R410A, обладающая практическим отсутствием температурного скольжения и имеющая высокую теплопроводность, в сочетании с относительно низкой вязкостью. В конкретных проектах КБЦ, в ЦОТ возможно и применение известных углеводородных рабочих сред, алканов, таких как Бутан (R600 с температурой кипения - 0,5 градусов по Цельсию), или его изомера (Изобутан R600a с температурой кипения -11,7 градусов по Цельсию). Применение изобутана в ЦОТ оправдано ввиду его озонобезопасности и его термодинамических свойств в связи с вероятно возможным применением в предлагаемом изобретении сверхкритических параметров, которые реализуют благодаря массотемпературному разделению рабочей среды. Так, критическая температура изобутана равна 134,69 градусов Цельсия, а критическое давление составляет 3,629 МПа, при плотности 225,5 кг/м. куб. В связи с этими параметрами, согласно предлагаемому изобретению, для получения максимальной эффективности ЦОТ, представляется возможным применение изобутана с начальным давлением в цикле до 5 МПа. В качестве органического рабочего тела в КБЦ может использоваться и двухкомпонентная водно-аммиачная смесь по циклам Калины. Равновесное состояние между жидкой и газообразной фазами у каждого компонента этой смеси наступает при различных температурах. Цикл обеспечивает высокоэффективный оптимизированный процесс переноса тепловой энергии при испарении и конденсации рабочей среды в достаточно широком диапазоне температуры, до температуры диссоциации смеси 550 600 градусов Цельсия.

Здесь в качестве рабочих сред (в ЦОТ) и не исключается использование НАСЫЩЕННЫХ ФТОРУГЛЕРОДОВ, обладающих уникальными характеристиками.

Насыщенные фторуглероды обладают низкими значениями температур кипения, например, в диапазоне (-128)÷(-2,0) градусов по Цельсию, высокой плотностью. Они химически инертны - устойчивы к действию кислот, щелочей и окислителей, трудно горючи, не взрывоопасны и мало токсичны. Они обладают высокой теплотой испарения и легко сжижаются под давлением, что актуально для эффективности представляемого настоящим изобретением ЦОТ, в котором, согласно изобретательскому замыслу, отработанные в органической турбине пары сжимают компрессором, поднимая температуру их конденсации, чем обеспечивается повышение эффективности работы конденсатора ЦОТ и, в следствие чего, массогабаритные характеристики этого конденсатора уменьшены.

Для реализации, например ЦОТ 202, в предлагаемом изобретении, горячие пары 174 которые получают как отработанные пары 175 из ЦВД 75 органической турбины, при их массотемпературном разделении в каскаде вихревых аппаратов 15 и 54 ЦОТ 202, направляют в паронагреватель 193 этого котла. В итоге, в паронагревателе 193, пары из парогенератора 8 нагревают до НАДКРИТИЧЕСКИХ параметров - получая пары 160 благодаря регенеративному квазипромежуточному нагреву перегретых парами 174 этой же рабочей среды. И далее эти пары 160 срабатывают в ЦВД 75 ЦОТ.

Получив на каскаде вихревых аппаратов, в свою очередь, холодные части паров 183 органической среды, их используют, как это показано раньше, для конденсации паров 60 в ПТЦ и, используют их в ЦОТ, возвращая энергию этих паров в общий КБЦ. Так холодные пары 183 подогревают водяными парами 60 в междуцикловом конденсаторе 51 (конденсаторе ПТЦ) используя эти пары 183 в качестве охлаждающего агента, получая эти подогретые пары 63. Другие наиболее холодные пары 61 органической рабочей среды, получаемой из первой ступени каскада вихревых аппаратов - аппарата 54 ЦОТ, сжимают компрессором 62, выравнивая их давление и объединяя с частью паров 149 органической рабочей среды, отработанных последовательно в ЦСД 64 и ЦНД 65 и, объединяют с парами 63. Затем всю массу трех объединенных частей паров 63, 149 и 61 органической рабочей среды, для повышения температуры ее конденсации, сжимают компрессором 66 и конденсируют в жидкость на конденсаторе 67 ЦОТ 202, который представляет собой испаритель холодильника ЦОТ 202. Этот холодильник ЦОТ 202 работает на собственном независимом хладагенте посредством компрессора 68 приводимого в движение турбиной органического цикла.

Сжимая компрессором 68 подогретые пары хладагента 207, истекающие из конденсатора/испарителя 67, поднимают температуру их конденсации, увеличивая эффективность работы ВТК 58 и КМТС 70. Холодильник ЦОТ 202 работает и посредством батарейного блока терморегулирующих вентилей 189 и посредством ВТК 58 и КМТС 70, которые, в свою очередь, высокоэффективно охлаждаются водой по линии 52 от погружного полнонапорного водозаборника 101, а также потоком 71 высоко холодного воздуха посредством вихревого аппарата 72 МТС, или каскада этих аппаратов, питаемых из конфузора 40, от набегающего воздушного потока 73 в полете ААЭП.

Из конденсатора 67 ЦОТ органическую жидкость рабочей среды подают конденсатным насосом 224 в питательную емкость 188, из которой эту жидкость, посредством питательного насоса 156, нагнетают в парогенератор 8 котла 16, нагревая ее предварительно и последовательно, посредством независимых теплоносителей 180 и 192 теплом подогретых паров хладагента 207 и теплом компрессора 68, направляемых на конденсацию в ВТК 58 и КМТС 70 и, подогретых теплом расплавов солей из линии 32 - теплоносителя возвращаемого в реакторы 23 и 148 после утилизации тепла этих расплавов в ПТЦ 198, 199, 200 и 201. Таким образом, часть сбросного тепла холодильника ЦОТ 202 регенерируется повышая эффективность этого цикла.

Пары органической среды надкритических параметров из паронагревателя 193 котла 16 срабатывают в ЦВД 75 органической турбины, и затем эти отработанные пары 175 подвергают массотемпературному разделению в каскаде вихревых аппаратов 15 и 54 ЦОТ, как это ранее упоминалось. Пары, с изъятой частью энергии в паронагревателе 193 котла 16 ЦОТ, направляют в ЦСД 64 и затем в ЦНД 65 органической турбины для выработки механической энергии.

Особенностью ЦОТ в представляемых КБЦ является необходимость в принудительном пуске ЦОТ дополнительными средствами от энергии, например вырабатываемой ЭУСН 176.

В итоге, структурно-функциональное построение предлагаемых КБЦ обеспечивает высокоэффективное преобразование тепловой энергии бортовых ядерных реакторов в механическую. Относительно не большая доля тепловой энергии, отводимая во внешнюю среду из КБЦ, определяется сбросным теплом, уносимым из ВТК и КМТС холодильников ЦОТ.

Кроме того, представляемые в настоящем изобретении КБЦ обеспечивают побочную генерацию тепловой энергии, которую направляют для технической борьбы с возможными обледенениями планера ААЭП. Например, сбрасываемая тепло в КБЦ 194 представлена горячим воздухом 164 и 165, истекающим из аппаратов 22 и 72 МТС, от набегающих воздушных потоков 57 и 73.

Существенные признаки достаточные для достижения технического результата обеспечивающего представляемое изобретение - КБЦ ААЭП.

• В ААЭП применяется несколько параллельно работающих Комбинированных Бинарных Циклов с их оборудованием, включающим в том числе ядерные реакторы размещается на борту экраноплана;

• В качестве первичного источника тепловой энергии в КБЦ ААЭП применяется более одного ядерного реактора;

• КБЦ ААЭП в своей основе строятся как бинарные циклы с пароводяным первым контуром (паротурбинный цикл - ПТЦ) и с легкокипящим рабочим телом во втором контуре (цикл органической турбины - ЦОТ). Здесь тепловая энергия, сбрасываемая из первого контура, утилизируется преимущественно во втором контуре и, также может частично отводится во внешнюю среду;

• В КБЦ ААЭП используются три текучих среды, среда источников теплоты и две различные среды бинарных циклов, это соляной расплав теплоносителя, посредством которого тепловая энергия передается из ядерных реакторов в КБЦ, это вода и это органическая жидкость с низкой температурой кипения;

• В ПТЦ и в ЦОТ КБЦ кроме воздушных конденсаторов, работающих с аппаратами воздушной МТС, применяются и ВТК питаемые от погружных полнонапорных водозаборников;

• На валах турбоагрегатов ПТЦ КБЦ имеются специальные воздушные турбокомпрессоры для питания сопел наддува - активных кавитационных интерцепторов пограничного слоя, обеспечивающих снижение, почти до нулевых значений гидродинамических лобовых сопротивлений водозаборников и их несущих консолей набегающему водному потоку;

• В ПТЦ посредством их турбин, через муфты управления режимами, приводятся в движение насосы реактивных водометов вертикальной тяги, обеспечивающие дополнительную стабилизацию курсовой устойчивости ААЭП;

• Тепловая энергия от первичных источников КБЦ ААЭП передается как в первые контуры бинарных циклов в - ПТЦ, так и во вторые контуры бинарных циклов - в ЦОТ;

• ПТЦ и ЦОТ выполняются по циклу Ренкина с квазипромежуточным перегревом паров для улучшения КПД, благодаря исключению значительных частей внутрицикловых потерь тепловой энергии за счет ее внутрицикловой рекуперации путем осуществления теплообмена с перегретыми парами, получаемыми как отработанные пары, истекающие из цилиндров высокого давления, (ЦВД) ПТЦ и ЦОТ при их массотемпературном разделении в каскадах соответствующих адиабатных вихревых аппаратов МТС;

• В ПТЦ теплом из ЦНД осуществляют регенеративный подогрев питательной воды посредством независимого теплоносителя;

• В ЦОТ осуществляют регенеративный подогрев жидкости рабочей среды ЦОТ из контура холодильника ЦОТ;

• Для достижения наибольшей эффективности ПТЦ создают надкритические параметры рабочей среды от тепла ядерных реакторов, направляемого в сверхперегреватель - каскад адиабатных аппаратов МТС и, тем самым осуществляют дополнительный сверхперегрев рабочей среды;

• Для улучшения эффективности ПТЦ и для обеспечения маневренности по передачи сбросного тепла из ПТЦ во внешнюю среду и в ЦОТ применяют компримирование паров отработанных в ЦНД ПТЦ и холодной части паров адиабатных вихревых аппаратов МТС - сверхперегревателя, улучшая при этом также режим работы конденсаторов сбрасываемого тепла во внешнюю среду;

• Для улучшения эффективности ЦОТ осуществляют компримирование паров отработанных в ЦСД и ЦНД ЦОТ, а также холодной части паров получаемых в при разделении отработанных в ЦВД паров в каскаде адиабатных вихревых аппаратов МТС ЦОТ и компримированных для выравнивания их давления с отработанными в ЦСД и ЦНД парами и подогретыми парами из междуциклового конденсатора КБЦ; этим компримированием всех общих объединенных паров обеспечивается повышение температуры конденсации паров рабочей среды ЦОТ;

• Отработанные пары рабочей среды первого контура КБЦ после их утилизации в ЦОТ конденсируют посредством холодной части паров ПОЛУЧАЕМЫХ при разделении в каскаде адиабатных вихревых аппаратов МТС ЦОТ из отработанных паров на турбоагрегате ЦОТ;

• При сбросе тепловой энергии из ПТЦ во внешнюю среду эффективность бинарной конденсации этой части паров обеспечивается применением ВТК и КМТС - с использованием набегающего воздушного потока в полете ААЭП при дополнительным его переохлаждением посредством каскада аппаратов МТС;

• Конденсация паров рабочей среды ЦОТ обеспечивается независимым хладагентом компрессионного холодильника в контуре которого применяются ВТК и воздушные КМТС и, кроме того, перед этими конденсаторами, пары хладагента предварительно охлаждают от нагревателей технологического теплового отбора для регенеративного подогрева ЦОТ;

Все существенные признаки изобретения КБЦ ААЭП:

• В ААЭП применяется несколько параллельно работающих Комбинированных Бинарных Циклов с их оборудованием, включающим в том числе ядерные реакторы, размещается на борту экраноплана;

• В качестве первичного источника тепловой энергии в КБЦ ААЭП применяется более одного ядерного реактора;

• Передача тепловой энергии в КБЦ ААЭП от ядерных реакторов осуществляется как непрерывно, так и в варианте - поочередно;

• КБЦ ААЭП в своей основе строятся как бинарные циклы с пароводяным первым контуром (паротурбинный цикл - ПТЦ) и с легкокипящим рабочим телом во втором контуре (цикл органической турбины - ЦОТ). Здесь тепловая энергия, сбрасываемая из первого контура, утилизируется преимущественно во втором контуре и, также может частично отводится во внешнюю среду;

• В КБЦ ААЭП используются три текучих среды, среда источников теплоты и две различные среды бинарных циклов, это соляной расплав теплоносителя, посредством которого тепловая энергия передается из ядерных реакторов в КБЦ, это вода и это органическая жидкость с низкой температурой кипения;

• В предпусковых режимах КБЦ ААЭП осуществляется разогрев теплоносителя первичных источников тепла от бортового источника энергии - ядерной ЭУСН;

• В ПТЦ и в ЦОТ КБЦ кроме воздушных конденсаторов, работающих с аппаратами воздушной МТС применяются и ВТК питаемые от погружных полнонапорных водозаборников;

• На валах турбоагрегатов ПТЦ КБЦ имеются специальные воздушные турбокомпрессоры для питания сопел наддува - активных кавитационных интерцепторов пограничного слоя, обеспечивающих снижение, почти до нулевых значений гидродинамических лобовых сопротивлений водозаборников и их несущих консолей набегающему водному потоку;

• В ПТЦ посредством их турбин, через муфты управления режимами, приводятся в движение насосы реактивных водометов вертикальной тяги, обеспечивающие дополнительную стабилизацию курсовой устойчивости ААЭП;

• Для обеспечения маневренности выработки энергии в КБЦ ААЭП управляют скважностью и длительностью квазиимпульсов работы реакторов с периодами, обеспечивающими поддержание целесообразных температур теплоносителя передающего энергию в ПТЦ и в ЦОТ;

• Для сглаживания квазиимпульсов подачи тепловой энергии от ядерных реакторов в ПТЦ и в ЦОТ применяют тепловой инерционный накопитель энергии;

• Тепловая энергия от первичных источников КБЦ ААЭП передается как в первые контуры бинарных циклов в - ПТЦ, так и во вторые контуры бинарных циклов - в ЦОТ;

• В предпусковых режимах КБЦ ААЭП осуществляется разогрев теплоносителя первичных источников тепла от ядерной ЭУСН;

• ПТЦ и ЦОТ выполняются по циклу Ренкина с квазипромежуточным перегревом паров для улучшения КПД, благодаря исключению значительных частей внутрицикловых потерь тепловой энергии за счет ее внутрицикловой рекуперации путем осуществления теплообмена с перегретыми парами, получаемыми как отработанные пары, истекающие из цилиндров высокого давления, (ЦВД) ПТЦ и ЦОТ при их массотемпературном разделении в каскадах соответствующих адиабатных вихревых аппаратов;

• В ПТЦ теплом из ЦНД осуществляют регенеративный подогрев питательной воды посредством независимого теплоносителя;

• В ЦОТ осуществляют регенеративный подогрев жидкости рабочей среды ЦОТ из контура холодильника ЦОТ;

• Для достижения наибольшей эффективности ПТЦ создают надкритические параметры рабочей среды от тепла ядерных реакторов, направляемого в сверхперегреватель - каскад адиабатных аппаратов МТС и, тем самым осуществляют дополнительный сверхперегрев рабочей среды;

• Для улучшения эффективности ПТЦ и для обеспечения маневренности по передачи сбросного тепла из ПТЦ во внешнюю среду и в ЦОТ применяют компримирование паров отработанных в ЦНД ПТЦ и холодной части паров адиабатных вихревых аппаратов МТС - сверхперегревателя, улучшая при этом также режим работы конденсаторов сбрасываемого тепла во внешнюю среду;

• Для улучшения эффективности ЦОТ осуществляют компримирование паров отработанных в ЦСД и ЦНД ЦОТ, а также холодной части паров получаемых в при разделении отработанных в ЦВД паров в каскаде адиабатных вихревых аппаратов МТС ЦОТ и компримированных для выравнивания их давления с отработанными в ЦСД и ЦНД парами и подогретыми парами из междуциклового конденсатора КБЦ; этим компримированием всех общих объединенных паров обеспечивается повышение температуры конденсации паров рабочей среды ЦОТ;

• Отработанные пары рабочей среды первого контура КБЦ после их утилизации в ЦОТ конденсируют посредством холодной части паров ПОЛУЧАЕМЫХ при разделении в каскаде адиабатных вихревых аппаратов МТС ЦОТ из отработанных паров на турбоагрегате ЦОТ;

• При сбросе тепловой энергии из ПТЦ во внешнюю среду эффективность бинарной конденсации этой части паров обеспечивается применением ВТК и КМТС - с использованием набегающего воздушного потока в полете ААЭП при дополнительным его переохлаждением посредством каскада аппаратов МТС;

• Конденсация паров рабочей среды ЦОТ обеспечивается независимым хладагентом компрессионного холодильника, в контуре которого применяются ВТК и воздушные КМТС, и, кроме того, перед этими конденсаторами, пары хладагента предварительно охлаждают от нагревателей технологического теплового отбора для регенеративного подогрева ЦОТ;

• Побочное тепло, генерируемое применяемыми вихревыми аппаратами МТС для воздушных конденсаторов КБЦ, используется для технологической борьбы с возможными обледенениями ААЭП в полете.

Краткое описание чертежа, иллюстрирующего технологию КБЦ ААЭП. На фиг. 5 показана одна из возможных технологических схем выработки механической энергии пропульсивного назначения и электрической энергии для собственных нужд ААЭП - Комбинированных Бинарных Циклов, (КБЦ) ААЭП с источниками тепла от ядерных реакторов. Здесь показаны схемы внутренних циклов КБЦ и взаимосвязи между этими циклами, а также показано использование выработанной механической энергии на приведение в движение тяговых воздушных винтов ААЭП.

Вариант осуществления изобретения «Комбинированные Бинарные циклы пропульсивного назначения ААЭП» (КБЦ ААЭП).

На фиг. 5 в технологической схеме комбинированных бинарных циклов пропульсивного назначения ААЭП ПОЗИЦИОННЫМИ ОБОЗНАЧЕНИЯМИ ПОКАЗАНЫ:

3 - турбокомпрессор питания воздухом высокого давления интерцепторов/сопел наддува лобовых частей погружного водозаборника 135 ПТЦ 198 и его консоли;

4 - воздух высокого давления питания интерцепторов/сопел наддува лобовых частей погружного водозаборника 135 ПТЦ 198 и несущей его консоли;

5 - конденсатный насос между циклового конденсатора 51 КБЦ 194;

6 - обратный клапан развязки конденсатной воды 13 в линии 14 с линией конденсатной воды 166 в КБЦ 194;

7 - вентиль подачи жидкосоленого ядерного топлива из активной зоны 187 ядерного реактора 23 на хранение, или ускорения его нагрева в баки/хранилища 208;

8 - парогенератор котла 16 ЦОТ 202;

9 - двухвинтовентиляторный агрегат/двигатель тяговых воздушных винтов ЦОТ 202;

13 - конденсатная вода между циклового конденсатора 51 ПТЦ 198 КБЦ 194;

14 - линия конденсатной воды 13 между циклового конденсатора 51 КБЦ 194;

15 - аппарат второй ступени каскада вихревых аппаратов МТС регенеративного теплообмена в ЦОТ 202;

16 - котел ЦОТ 202 КБЦ 194;

17 - пары сработанные в ЦСД 44 ПТЦ 198, направляемые на их дальнейшую сработку в ЦНД 39;

18 - часть отработанных, объединенных и сжатых паров 25 направляемая на ее утилизацию в ЦОТ 202 КБЦ 194;

19 - регулировочный вентиль подачи паров 20 на их сработку в ЦСД 44 ПТЦ 198;

20 - утилизированные парогенератором 221 котла 218 пары направляемые на их сработку в ЦСД 44 ПТЦ 198;

21 - питательный насос впрыска воды 27 в котел 218 ПТЦ 198;

22 - вихревые аппараты МТС охлаждающие потоком охлажденного воздуха 206 воздушный КМТС 55 ПТЦ 198;

23 - ядерный реактор;

24 - обратный клапан развязки подогретых в междуцикловом конденсаторе 51 объединенных и сработанных в ЦОТ202 органических паров 63;

25 - отработанные турбоагрегатом ПТЦ 198 объединенные пары, сжатые турбокомпрессором 48 и, направляемые на утилизацию в ЦОТ 202 и на конденсацию;

26 - подогретая экономайзером 33 питательная вода котла 218 ПТЦ 198;

27 - питательная вода котла 218 ПТЦ 198;

28 - линия независимого теплоносителя подогрева питательной воды котла 218 ПТЦ 198;

29 - петлевая циркуляционная линия соленого расплава ядерного топлива реактора 23;

30 - перенаправляющий вентиль петлевой линии 29 расплава ядерного топлива и линии 212 подачи ядерного топлива из баков 208 в ядерный реактор 23;

31 - циркуляционный насос жидкосоляного расплава ядерного топлива с инертной продувкой и отводом ксенона и криптона из ядерного реактора 23;

32 - петлевая линия циркуляции соленого расплава теплоносителя ПТЦ 198, 199, 200 и 201;

33 - экономайзер котла 218 ПТЦ 198;

34 - циркуляционный насос движения независимого теплоносителя 28 нагревающего экономайзером 33 питательную воду 27 котла 218 ПТЦ 198;

35 - пароперегреватель котла 218 ПТЦ 198;

36 - дутьевой конфузор вихревых аппаратов 22 МТС набегающего воздушного потока 57 для охлаждения воздушного конденсатора 55 ПТЦ 198;

37 - пары сработанные в ЦВД 42, направляемые на их разделение в аппараты 43 МТС для регенеративного промежуточного нагрева в ПТЦ 198;

38 - питательная линия водотопочного конденсатора 154 и насоса 49 реактивного водомета вертикальной тяги ПТЦ 198;

40 - дутьевой конфузор вихревых аппаратов 72 МТС набегающего воздушного потока 73 для охлаждения воздушного конденсатора 70 МТС ЦОТ 202;

41 - холодная часть паров отработанных в ЦВД 42 ПТЦ 198 и, отделенная от них в аппаратах 43 МТС в ПТЦ 198;

42 - ЦВД ПТЦ 198 КБЦ 194;

43 - каскад вихревых аппаратов МТС регенеративного промежуточного нагрева в ПТЦ 198;

44 - ЦСД ПТЦ 198 КБЦ 194;

45 - регенеративный нагреватель независимого теплоносителя 28 для подогрева в экономайзере 33 питательной воды 27 котла 218 ПТЦ 198;

46 - объединенные отработанные пары ПТЦ 198 предназначенные для сжатия и утилизации их тепла в ЦОТ 202 и для их конденсации;

47 - отработанные пары в ЦНД 217 ПТЦ 198;

48 - турбокомпрессор сжатия объединенных отработанных паров 46 ПТЦ 198;

49 - насос реактивного водомета вертикальной тяги ПТЦ 198;

50 - сопло насоса 49 реактивного водомета вертикальной тяги ПТЦ 198;

51 - между цикловой конденсатор водяных паров 60 ПТЦ 198 КБЦ 194;

52 - питательная линия водотопочного конденсатора 58 ЦОТ 202;

53 - конденсатный насос ядерной ЭУСН 176;

54 - аппарат первой ступени каскада вихревых аппаратов МТС регенеративного промежуточного нагрева в ЦОТ 202;

55 - воздушный конденсатор МТС ПТЦ 198;

56 - питательная линия водотопочного конденсатора 155 ядерной ЭУСН 176;

57 - набегающий воздушный поток конфузора 36 вихревых аппаратов 22 МТС охлаждающих КМТС 55 ПТЦ 198;

58 - водотопочный конденсатор ЦОТ 202;

59 - горячие пары вихревых аппаратов 43 МТС регенеративно нагревающие парогенератор 221 котла 218 ПТЦ 198;

60 - утилизированные в котле 16 ЦОТ 202 водяные пары ПТЦ 198, направляемые на их конденсацию в междуцикловой конденсатор 51 КБЦ 194;

61 - холодная часть паров первого аппарата 54 каскада МТС органической среды направляемая в компрессор 62 ЦОТ 202;

62 - компрессор выравнивания давления холодных паров аппарата 54 МТС с объединенными парами отработанными на турбоагрегате ЦОТ 202;

63 - объединенные утилизированные на турбоагрегате ЦОТ 202 органические пары для компримирования их перед конденсацией;

64 и 65 - ЦСД ЦОТ 202 и - ЦНД ЦОТ 202;

66 - компрессор сжатия объединенных паров отработанных на турбоагрегате ЦОТ 202 для их конденсации;

67 - конденсатор паров хладагента контура холодильника ЦОТ 202;

68 - компрессор паров хладгента контура холодильника ЦОТ 202;

69 - подогретая вода конденсатора 155, сбрасываемая тепло ядерной ЭУСН 176;

70 - КМТС паров 152 хладагента контура холодильника ЦОТ 202;

71 - дутьевой поток холодного воздуха вихревых аппаратов 72 МТС для конденсации паров 152 хладагента в КМТС 70 контура холодильника ЦОТ 202;

72 - вихревые аппараты МТС набегающего воздушного потока 73 для охлаждения КМТС 70 хладагента контура холодильника ЦОТ 202;

73 - набегающий воздушный поток вихревых аппаратов 72 охлаждающих КМТС 70 хладагента контура холодильника ЦОТ 202;

74 - отработанные пары ядерной ЭУСН 176, направляемые на конденсацию в конденсатор 155;

75 - ЦВД ЦОТ 202;

76 - конденсатная вода конденсатора 155 ядерной ЭУСН 176

77 - емкость питательной воды котла 218 ПТЦ 198;

78 - вентиль петлевой циркуляционной линии 32 соленого расплава теплоносителя движимого к ядерному реактору 23;

79 - муфта управления режимами привода насоса 49 реактивного водомета вертикальной тяги в ПТЦ 198;

80 - вентиль петлевой циркуляционной линии 32 соленого расплава теплоносителя движимого от ядерного реактора 23;

81 - циркуляционный насос петлевой линии 85 движения жидкосоляного теплоносителя ядерного реактора 148;

82 - вентиль петлевой циркуляционной линии 85 движения соленого расплава теплоносителя к ядерному реактору 148;

83 - питательная линия насоса 49 реактивного водомета вертикальной тяги ПТЦ 198;

84 - вентиль петлевой циркуляционной линии 85 движения соленого расплава теплоносителя от ядерного реактора 148;

85 - петлевая линия циркуляции соленого расплава теплоносителя ядерного реактора 148;

86 - обратный клапан развязки петлевой лини 32 движения соленого расплава теплоносителя к ядерному реактору 23;

87 - обратный клапан развязки петлевой лини 85 движения соленого расплава теплоносителя к ядерному реактору 148;

88 - обратный клапан развязки петлевой линии 85 движения соленого расплава теплоносителя от ядерного реактора 148;

89 - обратный клапан развязки петлевой линии 32 движения соленого расплава теплоносителя от ядерного реактора 23;

90 - обратный клапан развязки петлевой линии 32 движения соленого расплава теплоносителя к ядерному реактору 23;

91 - теплоизолированное хранилище соленого теплоносителя ядерного реактора 23, электроподогреваемое от ядерной ЭУСН 176;

92 - вентиль регулирующий соотношение частей утилизируемых из ПТЦ 198 паров 25 на утилизацию в ЦОТ 202 и на конденсацию в КМТС 55;

93 - вентиль петлевой линии 99 контура предпускового разогрева соленого теплоносителя ядерного реактора 23;

94 - вторая часть утилизированных из ПТЦ 198 паров 25 направляемых на конденсацию в КМТС 55 со сбросом тепла во внешнюю среду;

95 - вентиль петлевой линии 184 контура предпускового разогрева соленого теплоносителя ядерного реактора 148;

96 - двухрежимный насос водотопочной линии 56 конденсатора 155 ядерной ЭУСН 176;

97 - циркуляционный насос движения соленого теплоносителя по петлевой линии 99, предпускового разогрева ядерного реактора 23;

98 - циркуляционный насос движения соленого теплоносителя по петлевой линии 184, предпускового разогрева ядерного реактора 148;

99 - петлевая линия движения/предпускового разогрева соленого теплоносителя ядерного реактора 23;

101 - погружной полнонапорный водозаборник питания водотопочных конденсаторов ЦОТ 202, 203, 204 и 205;

102 - двухвинтовентиляторный агрегат/двигатель тягового воздушного винта ПТЦ 198;

134 - водная морская среда;

135 - погружной полнонапорный водозаборник водотопочных конденсаторов ПТЦ 198, 199, 200 и 201 и, насосов реактивных водометов вертикальной тяги;

146 - погружной водозаборник питания ядерной Энергетической Установки Собственных Нужд, (ЭУСН);

147 - вентиль регулирующий подачу сверх перегретого (острого) пара 170 на турбоагрегат ПТЦ 198 для изменения его маневренности;

148 - ядерный реактор;

149 - органические пары, сработанные в ЦСД 64 ЦОТ 202;

150 - сжатые компрессором 66 отработанные и объединенные пары 63 ЦОТ, направляемые на конденсацию в конденсатор 67;

151 - конденсат органической рабочей среды ЦОТ 202;

152 - охлажденные водотопочным конденсатором 58 пары хладагента контура холодильника ЦОТ 202 направляемые на конденсацию в КМТС 70;

153 - жидкий хладагент контура холодильника ЦОТ 202 направляемый в батарейный блок 189 терморегулирующих вентилей;

154 - водотопочный конденсатор ПТЦ 198;

155 - водотопочный конденсатор ядерной ЭУСН 176;

156 - питательный насос жидкой органической рабочей среды ЦОТ 202;

157 - подогреватель питательной органической жидкости 158 ЦОТ теплоносителем 192 от утилизированного тепла ядерных реакторов;

158 - питательная органическая жидкость ЦОТ 202;

159 - дозирующий контроллер независимого теплоносителя 192 в подогреватель 157 питательной органической жидкости 158;

160 - горячие органические пары паронагревателя 193 котла 16, направляемые на срабатывание в ЦВД 75 ЦОТ 202;

161 - вентиль регулирования подачи горячих органических паров 160 на их срабатывание в ЦВД 75 ЦОТ 202;

162 - утилизированные органические пары паронагревателя 193 котла 16 направляемые на срабатывание их в ЦСД 64 ЦОТ 202;

163 - вентиль регулирования подачи утилизированных органических паров 162 паронагреватем 193 котла 16, направляемых на их срабатывание в ЦСД 64 ЦОТ 202;

164 - горячий воздух после разделения его потока на вихревых аппаратах МТС 22 направляемый на борьбу с возможным обледенением ААЭП;

165 - горячий воздух после разделения его потока на вихревых аппаратах МТС 72 направляемый на борьбу с возможным обледенением ААЭП;

166 - конденсатная вода воздушного конденсатора 55 МТС ПТЦ 198;

167 - обратный клапан развязки конденсатной воды 166 ПТЦ 198 с линией 14 конденсатной воды 13 междуциклового конденсатора 51 КБЦ 194;

168 - конденсатный насос воды 166 воздушного конденсатора 55 МТС в ПТЦ 198;

169 - насос подачи независимого теплоносителя 192 для подогрева питательной органической жидкости 158 в ЦОТ 202, 203, 204 и 205;

170 - сверхперегретый (острый) пар каскада аппаратов МТС/сверхперегревателя 172, направляемый на срабатывание в ЦВД 42 ПТЦ 198;

171 - тепловое инерционное звено - буферная емкость соленого расплава теплоносителя ядерных реакторов 23 и 148;

172 - каскад вихревых аппаратов МТС - сверхперегреватель паров 173 ПТЦ 198;

173 - пары из перегревателя 35 котла 218 ПТЦ 198 направляемые на сверхперегрев - в каскад вихревых аппаратов 172 МТС;

174 - перегретые аппаратами 15 и 54 МТС органические пары регенеративного нагрева направляемые в пароперегреватель 193 котла 16 ЦОТ 202;

175 - отработанные в ЦВД 75 ЦОТ 202 пары, направляемые на их нагрев в аппаратах 15 и 54 МТС для регенеративного нагрева в ЦОТ 202;

176 - ядерная Энергетическая Установка Собственных Нужд, (ЭУСН);

177 - холодные пары от аппаратов 172 МТС - сверх перегревателей направляемые на объединение с парами 46 отработанными турбоагрегатом ПТЦ 198;

178 - компрессор холодных паров 177 направляемых на объединение с парами 46 отработанными турбоагрегатом ПТЦ 198;

179 - сжатые компрессором 178 холодные пары направляемые на объединение с парами 46 отработанными турбоагрегатом ПТЦ 198;

180 - линия независимого теплоносителя греющего экономайзер 182 для регенерации сбросного тепла из контура холодильника ЦОТ 202;

181 - регенеративный охладитель сжатых паров хладагента сбросного тепла из контура холодильника ЦОТ 202;

182 - подогреватель/экономайзер регенерации сбросного тепла из контура холодильника ЦОТ 202;

183 - холодные пары вихревого аппарата 15 МТС ЦОТ 202, охлаждающие междуцикловой конденсатор 51 КБЦ 194;

184 - петлевая линия разогрева соленого теплоносителя ядерного реактора 148;

185 - вентиль петлевой линии 99 контура предпускового разогрева соленого теплоносителя ядерного реактора 23;

186 - теплоизолированное хранилище соленого теплоносителя ядерного реактора 148, электроподогреваемое от ядерной ЭУСН 176;

187 - активная зона ядерного реактора 23;

188 - накопительно-питательная емкость жидкой органической рабочей среды ЦОТ 202;

189 - батарейный блок терморегулирующих вентилей контура хладагента холодильника ЦОТ 202;

190 - вентиль петлевой линии 184 контура предпускового разогрева соленого теплоносителя ядерного реактора 148;

191 - теплообменник активной зоны 187 ядерного реактора 23 греющего его наружный контур по петлевой циркуляционной линии 32;

192 - независимый теплоноситель утилизации оставшихся частей тепла ядерных реакторов, тепла утилизированного в ПТЦ КБЦ ААЭП;

193 - паронагреватель органических паров котла 16 ЦОТ 202;

194, 195, 196 и 197 - Комбинированные Бинарные Циклы, (КБЦ) ААЭП;

198, 199, 200 и 201 - Паротурбинные Циклы, (ПТЦ) КБЦ 194, 195, 196 и 197;

202, 203, 204 и 205 - Циклы Органических Турбин, (ЦОТ) КБЦ 194, 195, 196 и 197;

206 - поток охлажденного воздуха из вихревых аппаратов 22 охлаждающий КМТС 55 ПТЦ 198;

207 - подогретые пары хладагента контура холодильника ЦОТ 202, направляемые в компрессор 68 для их конденсации в КМТС 70;

208 - условно аварийные баки хранения соленого ядерного топлива реактора 23;

209 - бортовая установка непрерывной химической переработки бланкетных солей ядерного топлива реактора 23;

210 - «замороженная» пробка аварийного истекания жидкого соленого ядерного топлива в аварийные баки 208 ядерного реактора 23;

211 - линия условно аварийного слива соленого ядерного топлива в баки 208 его хранения в реакторе 23;

212 - линия подачи расплавленного соленого ядерного топлива из баков/хранилищ 208 в активную зону ядерного реактора 23;

213 - компенсатор давления циркуляционной линии 32 соленого расплава теплоносителя ядерного реактора 23;

214 - бортовая радиационная нейтронная защита ядерного реактора 23;

215 - эксгаустер отвода ксенона и криптона из ядерного реактора 23;

216 - обратный клапан развязки разогрева соленого теплоносителя в петлевой линии 99 в ядерном реакторе 23;

217 - ЦНД ПТЦ 198;

218 - котел ПТЦ 198 КБЦ 194;

219 - хладагент контура холодильника ЦОТ 202 в газокапельной фазе, после блока терморегулирующих вентилей 189;

220 и 221 - паронагреватель и парогенератор котла 218 ПТЦ 198;

222 - нагреватель независимого теплоносителя 192, утилизации оставшихся частей тепла ядерных реакторов, тепла утилизированного в ПТЦ КБЦ ААЭП;

223 - циркуляционный насос петлевой линии 32 движения жидкосоленого теплоносителя ядерного реактора 23;

224 - конденсатный насос жидкой органической рабочей среды ЦОТ 202.

На фиг. 5 показана одна из возможных технологических схем выработки механической и электрической энергии - КБЦ ААЭП. Здесь позициями 23 и 148 показаны, как вариант, бортовые жидко соляные ядерные реакторы, обеспечивающие тепловой энергией ПТЦ и ЦОТ ААЭП. В активной зоне 187 ядерного реактора 23, расплавы уранового солевого тепловыделяющего ядерного топлива, с температурой около 550-600 градусов по Цельсию, ДВИГАЮТ по наружному контуру первичного теплообменника 191, по петлевой циркуляционной линии 29 и через вентиль 30, посредством циркуляционного насоса 31, выполненного с инертной продувкой и отводом ксенона и криптона.

По петлевой линии 32 осуществляют циркуляцию теплоносителя - соляного расплава, передающего тепло в ПТЦ 198, при температуре около 500 570 градусов по Цельсию. При этом циркуляционный насос 223 этой линии снабжен элементами очистки соли. Передача тепла в ПТЦ 198, 199, 200 и 201 по линиям 32 осуществляется посредством вторичных теплообменников, представляющих собой части паронагревателей, например 220 и пароперегревателя 35.

При этом для обеспечения высокой маневренности собственно БКЦ 194 ААЭП реакторы 23 и 148 используют в квазиимпульсных режимах, поочередно, обеспечивая ПТЦ 198 непрерывным поступлением в них тепловой энергии различных значений.

Так, например для выработки энергии в ПТЦ 198, отдавший тепловую энергию соляной расплав в пароперегревателе 35, направляют в паронагреватель 220 и после него часть оставшегося тепла утилизируют в подогревателе 222 независимого теплоносителя 192, используя эту часть оставшегося тепла в дальнейшем для подогрева жидкой органической рабочей среды в ЦОТ.

ПТЦ и ЦОТ предлагаемого способа реализации КБЦ, выполняются как циклы с улучшенными КПД, благодаря исключению значительной части внутрицикловых потерь энергии за счет ее внутрицикловой рекуперации с использованием эффекта вихревой массотемпературной стратификации, подобно тому, как это выполнено в изобретении [52]. Кроме того, для обеспечения в ПТЦ надкритических параметров рабочей среды, с целью достижения максимальной эффективности цикла, осуществляют дополнительный сверхперегрев рабочей среды вихревым аппаратом сверхперегревателем 172, или каскадом таких аппаратов. Для этого истекающий пар 173 из пароперегревателя 35 подают в этот аппарат и, согласно законам физики работы подобных аппаратов, получают сверхперегретый (острый) пар 170, да еще и под увеличенным давлением чем пар 173 входящий в аппарат 172. Далее сверхперегретый (острый) пар 170 срабатывают в ЦВД 42 турбины ПТЦ 198. При этом отделенную часть рабочей среды 177, полученную из аппарата 172 холодной и, с более низким давлением чем пар 173 входящий в аппарат 172 сжимают компрессором 178, выравнивая давление пара 179 истекающего из этого компрессора с давлением отработанного в ЦНД 217 пара 47 и 46. В связи с этим, компрессором 178 также обеспечивается отсутствие значимого противодавления на выходе из аппарата 172 холодной части пара от разделенной рабочей среды - пара 173 и, что благоприятно для работы разделительного аппарата 172 МТС. Физика работы таких аппаратов была зарегистрировано в 1934 году, [53] и описана например в [54 и 55].

Перед подачей питательной воды 27 в котел 218 ПТЦ 198 ее нагревают в экономайзере 33 под давлением питательного насоса 21, посредством независимого теплоносителя 28, энергией отработанного пара 47 истекающего из ЦНД 217 паровой турбины ПТЦ 198.

Испарение нагретой питательной воды 26 осуществляют в парогенераторе 221 котла 218 ПТЦ посредством горячей части паров 59, получаемых при разделении отработанного пара 37 из ЦВД 42 паровой турбины. При этом массотемпературное разделение отработанного в ЦВД 42 пара 37 осуществляют на двух (или более) ступенях каскада вихревых аппаратов 43 промежуточного регенеративного нагрева в ПТЦ 198. При этом также, отбор горячей части пара 59, направляемой на парогенератор 221 котла 218, и обладающей наибольшей температурой, осуществляют из последней ступени каскада вихревых аппаратов 43 МТС. Массу пара 20, из которой утилизировали часть энергии в парогенераторе 221 котла 218, направляют в ЦСД 44 паровой турбины, где вырабатывают соответствующую механическую энергию.

Из ЦСД 44, массу отработанного пара 17 направляют, в свою очередь, на выработку энергии в ЦНД 217. Таким образом, выработанную в ПТЦ 198 механическую энергию направляют на тяговые винты двухвинтовентиляторного агрегата/двигателя 102 ААЭП. Кроме того, часть этой механической энергии направляют на насос 49 реактивного водомета вертикальной тяги, (сопло 50 реактивного водомета) для обеспечения стабилизации полета ААЭП.

Пар 47, отработанный в ЦНД 217, охлаждают в регенеративном нагревателе 45, направляя часть полученного тепла в экономайзер 33, как упоминалось ранее, на нагрев питательной воды 27 ПТЦ 198. Затем этот отработанный и охлажденный в подогревателе 45 пар 46 объединяют с холодной частью пара 41 получаемой при массотемпературном разделении отработанного в ЦВД 42 паровой турбины пара 37 и объединяют с паром 179 истекающего из компрессора 178 - компрессора выравнивания давления от сжатого холодного пара 177. Массу объединенных паров 41, 46 и 179 сжимают компрессором 48 и, одну, первую часть 18 этой массы направляют на утилизацию в ЦОТ 202. Так пар 18 направляют на парогенератор 8 органической рабочей среды котла 16 ЦОТ 202 для выработки механической энергии тягового воздушного винта двухвинтовентиляторного агрегата/двигателя 9. Другую, вторую часть сжатого в компрессоре 48 пара 94 направляют (как сбросную энергию ПТЦ 198) в ВТК 154 и далее в воздушный КМТС 55. При этом посредством вентиля 92 регулируют массовое соотношение первой и второй части объединенных паров 41, 46 и 179.

Массу пара 60, из которой утилизирована часть энергии в парогенераторе 8 котла 16 ЦОТ, конденсируют в междуцикловом конденсаторе 51 КБЦ 194. При этом получая конденсатную воду 13, утилизируют энергию холодной части паров 183 органической рабочей среды, получаемой из последней ступени каскада вихревых аппаратов 15 и 54 ЦОТ. Конденсатную воду 13, полученную таким путем, как оборотную, направляют на использование ее в ПТЦ 198. Здесь следует отметить, что охлаждение междуциклового конденсатора 51 осуществляется не из внешней среды, а из ЦОТ 202 благодаря технике массотемператуной стратификации в аппаратах 15 и 54 ЦОТ 202.

Таким образом, в представляемых КБЦ ААЭП осуществляется относительно углубленная интеграция массоотеплообменных процессов прямого направления и обратного рекуперативного направления.

В зависимости от целесообразных параметров требуемой нагрузочной маневренности ААЭП, в соответствии с изобретательским замыслом, РЕГУЛИРУЮТ общую выходную тепловую мощность реакторов посредством управления длительностью квазиимпульсов работы каждого реактора и, обеспечивая таким образом далее, возможность регулирования мощности вырабатываемой энергии на паровых турбинах КБЦ ААЭП. Регулируют и СООТНОШЕНИЕ ОТБОРА объединенных паров 25, из компрессора 48, как выше описано посредством вентиля 92, в направлении ЦОТ 202, так и в направлении их конденсации в КМТС 55 ПТЦ. Где высокоэффективное охлаждение этого КМТС 55 осуществляется потоком 206 высоко холодного воздуха посредством вихревого аппарата 22 МТС, или каскада таких аппаратов, питаемых из конфузора 36, от набегающего воздушного потока 57 в полете ААЭП.

Необходимость нагрузочной маневренности КБЦ ААЭП определяется не только режимами взлетов, полетов и посадок ААЭП, но и в зависимости от текущих погодных условий и процессов подзарядки аккумуляторных батарей. Здесь также маневренная статика и динамика управления оборудованием например в ПТЦ 198 реализуется (кроме другого прочего) и благодаря введению в его тепловую схему инерционного звена 171 согласующего тепловые потоки энергии в котел 218 и далее на турбоагрегат ПТЦ 198 из поочередно работающих реакторов 23 и 148. Такое тепловое инерционное звено 171 введено в линию 32 теплоносителя - соляного расплава, на входе этой линии 32 в пароперегреватель 35 котла 218 и, представляющее собой буферную теплоизолированную емкость соляного расплава.

Для реализации, например ЦОТ 202, в предлагаемом изобретении, горячие пары 174 которые получают как отработанные пары 175 из ЦВД 75 органической турбины, при их массотемпературном разделении в каскаде вихревых аппаратов 15 и 54 ЦОТ 202, направляют в паронагреватель 193 этого котла. В итоге, в паронагревателе 193, пары из парогенератора 8 нагревают до НАДКРИТИЧЕСКИХ параметров - получая пары 160 благодаря регенеративному квазипромежуточному нагреву перегретых парами 174 этой же рабочей среды. И далее эти пары 160 срабатывают в ЦВД 75 ЦОТ.

Получив на каскаде вихревых аппаратов 15 и 54, в свою очередь, холодные пары 183 органической среды, их используют, как это показано раньше, для конденсации водяных паров 60 в ПТЦ 198 и, используют их в ЦОТ 202, возвращая энергию этих паров 183 вместе с энергией паров 60 в общий КБЦ 194. Так эти холодные пары 183 подогревают водяными парами 60 в между цикловом конденсаторе 51 (конденсаторе ПТЦ) используя эти пары 183 в качестве охлаждающего агента, получая при этом подогретые пары 63. Другие наиболее холодные пары 61 органической рабочей среды, получаемой из первой ступени каскада вихревых аппаратов - аппарата 54 ЦОТ, сжимают компрессором 62, выравнивая их давление и объединяя с частью паров 149 органической рабочей среды, отработанных последовательно в ЦСД 64 и ЦНД 65 и, объединяют с парами 63. Затем всю массу трех объединенных паров 63, 149 и 61 органической рабочей среды, для повышения температуры ее конденсации, сжимают компрессором 66 и конденсируют в жидкость на конденсаторе 67 ЦОТ 202, который представляет собой испаритель холодильника ЦОТ 202. Этот холодильник ЦОТ 202 работает на собственном независимом хладагенте посредством компрессора 68 приводимого в движение турбиной органического цикла.

Сжимая компрессором 68 подогретые пары хладагента 207 истекающие из конденсатора/испарителя 67 поднимают температуру их конденсации, увеличивая эффективность работы ВТК 58 и КМТС 70. Холодильник ЦОТ 202 работает и посредством батарейного блока терморегулирующих вентилей 189 и посредством ВТК 58 и КМТС 70, которые, в свою очередь, высокоэффективно охлаждаются водой по линии 52 от погружного полнонапорного водозаборника 101, а также потоком 71 высоко холодного воздуха посредством вихревого аппарата 72 МТС, или каскада этих аппаратов, питаемых из конфузора 40, от набегающего воздушного потока 73 в полете ААЭП.

Из конденсатора 67 ЦОТ органическую жидкость 151 рабочей среды подают конденсатным насосом 224 в питательную емкость 188, из которой эту жидкость, 158 посредством питательного насоса 156, нагнетают в парогенератор 8 котла 16. При этом жидкость 158 предварительно нагревается независимого теплоносителем 180 в регенеративном охладителе 181 - теплом подогретых паров хладагента 207 и теплом, генерируемым компрессором 68, направляемых на конденсацию в ВТК 58 и КМТС 70. Жидкость 158 также предварительно нагревается в подогревателе 157 независимым теплоносителем 192 - теплом расплавов солей из линии 32 -теплоносителя возвращаемого в реакторы 23 и 148 после утилизации тепла этих расплавов в ПТЦ 198, 199, 200 и 201. Таким образом, часть сбросного тепла холодильника ЦОТ 202 регенерируется, повышая эффективность этого цикла.

Пары 160 органической среды надкритических параметров из паронагревателя 193 котла 16 срабатывают в ЦВД 75 органической турбины, и затем эти отработанные пары 175 подвергают массотемпературному разделению в каскаде вихревых аппаратов 15 и 54 ЦОТ, как это ранее упоминалось. Пары, с изъятой частью энергии в паронагревателе 193 котла 16 ЦОТ, направляют в ЦСД 64 и затем в ЦНД 65 органической турбины где вырабатывается механическая энергия.

Особенностью ЦОТ в представляемых КБЦ ААЭП является необходимость в принудительном пуске ЦОТ дополнительными средствами, например от энергии вырабатываемой ЭУСН 176.

В итоге, структурно-функциональное построение предлагаемых КБЦ ААЭП обеспечивает высокоэффективное преобразование тепловой энергии бортовых ядерных реакторов 23 и 148 в механическую. Относительно не большая доля тепловой энергии, отводимая во внешнюю среду из КБЦ, определяется сбросным теплом, уносимым из ВТК и КМТС холодильников ЦОТ ААЭП.

Кроме того, представляемые в настоящем изобретении КБЦ ААЭП обеспечивают выработку побочной тепловой энергии, которую направляют для технической борьбы с возможными обледенениями планера ААЭП. Например, сбрасываемая тепло в КБЦ 194 представлено горячим воздухом 164 и 165, истекающим из аппаратов 22 и 72 МТС, от набегающих воздушных потоков 57 и 73.

Промышленная применимость изобретения КБЦ ААЭП

Заявляемый способ построения КБЦ ААЭП может эффективно применяться на борту ААЭП для обеспечения пропульсивной функции - тяги планера ААЭП.

Большинство компонентных единиц оборудования КБЦ ААЭП с высокой степенью их технической близости к нему и применяемых для его построения согласно представленному изобретению в ряде стран были уже эспериментально опробованы либо по ним ведутся проекты, направленные на их усовершенствования.

Объем прилагаемой формулы изобретения не должен ограничиваться осуществлением изобретения в ВАРИАНТАХ ЗАВИСИМЫХ ПУНКТОВ ФОРМУЛЫ изобретения. Напротив, изобретение следует толковать максимально расширительно в соответствии с описанием изобретения в целом.

Библиографические данные источников информации

1. К. Рябов. Проект «Орлан»: возвращение боевых экранопланов. Сетевое издание «Военное обозрение», Россия, 6 августа 2018. https://topwar.ru/145185-proekt-orlan-vozvraschenie-boevyh-ekranoplanov.html

2. А.Н. Заблотский. ЭКРАНОПЛАН-АВИАНОСЕЦ ОТ РОБЕРТА БАРТИНИ.

Несостоявшееся чудо-оружие советского флота. https://nvo.ng.m/armament/2018-06-15/8_1000_bartini.html

3. П. Качур. Экранопланы. Прошлое, настоящее, будущее. Журнал «Техника и Вооружение», №11, 2007 год. Издательство «Техинформ», Россия.

4. А-2000 - Советский Экраноплан. Утерянное оружие.

https://zen.yandex.ru/media/id/5bd7112868be0c00aa8b4983/a2000-sovetskii-ekranoplan-uteriannoe-orujie-5c7687d600500800b3d6e72f

5. А.Н.Заблоцкий, Экраноплан-авианосец от Роберта Бартини. «Независимая газета», 15.06.2018. Россия.

6. 2500 Экраноплан-авианосец. http://www.testpilot.ru/russia/bartini/2500/

7. Авианосцы на воздушной подушке. 08.04.2019. https://zen.yandex.ru/media/amico/avianoscy-na-vozdushnoi-podushke-5caa04a97f648c00af1956a9

8. Ю. Кужелев. Быстрые, дорогие, невостребованные. Флот США и Великобритании. 23.03.1918. https://warspot.ru/2131-bystrye-dorogie-nevostrebovannye

9. Christopher Sydney Cockerell, Herbert Willoughby Grace, John Anthony Boutland. Improvements in water-borne gas-cushion vehicles. Patent United Kingdon GB1135768A. Published by 1968-12-04.

10. Сушенцев Б.Н. ГИДРОЛЕТ (варианты), патент RU 2686771 С1 от 30.04.2018.

11. Гарафутдинов А.А. Экраноплан с водометным движетелем, патент RU 2582505 С1 от 27.04.2016.

12. Антоненко С.В. СУДОВЫЕ ДВИЖЕТЕЛИ, ДВПИ, Владивосток, 2007 год, Россия.

13. Кочетов О.С. Патент России, 13.09.2017. RU 2630780 С1. Система ВИБРОИЗОЛЯЦИИ Ядерного Реактора Подводной ЛОДКИ.

14. Беляев В.И. Патент России от 10.02.2016. RU 2574295 С2. АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ САМОЛЕТ с ядерным двигателем И СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ им АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ПОЛЕТОВ.

15. А.В. Зродников, Г.И. Тошинский и другие. МОДУЛЬНЫЕ РЕАКТОРЫ МАЛОЙ Мощности Для Большой Атомной Энергетики. Журнал “Атомная стратегия” №16, апрель 2005 год. г. Санкт-Петербург, Россия.

16. Найдено https://mirnt.ru/scince/novoe-pokolenie-atomnyh-reaktorov. Новое ПОКОЛЕНИЕ ЯДЕРНЫХ реакторов (MSR реакторы). Мир науки и техники. 28 июня 2011 года. Number 9,390,820. July 12, 2016. Electricity production module.

17. В США РАЗРАБАТЫВАЮТ РЕАКТОР, РАБОТАЮЩИЙ на ядерных отходах. Военное обозрение 21.08.2014. Новости ВПК (Россия). Найдено:

https://vpk.name/news/116037_v_ssha_razrabatyivayu t_reaktor_rabotayushii_na_yademyih_othodoh.html.

18. Найдено https://pikabu.ru/story/reactor_na_rasplavakh_soleymsr_3832020. РЕАКТОР на расплавах солей (MSR). 6÷9 августа 2016.

19. Реактор на расплавах солей. Материал из Википедии - свободной энциклопедии, https://ru.wikipedia.jrg/wiki/ Реактор_на_расплавах_солей.

20. Е.О. Адамов, В.А. Першуков. Проект «Прорыв» Росатом, 25.05.2016. Россия.

21. А.В. Зродников, Г.И. Тошинский и другие. Модульные реакторы малой мощности для большой атомной энергетики. Журнал «Атомная стратегия», №16, апрель 2005 год. г. Санкт-Петербург, Россия.

22. Климов Н.Н. Свицово-Висмутовые быстрые реакторы для атомных станций МАЛОЙ и СРЕДНЕЙ мощности. Международный форум «АТОМЭКСПО 2009», 26-28 мая 2009 г., ЦВК «Экспоцентр», Москва, Россия.

23. Богомолов А.С., Острецов И.Н. Патент России от 27.02.2011. RU 2413314 С2. Способ и комплекс преобразования ядерной энергии в тепловую.

24. Богомолов А.С., Бакиров Т.С. Патент России от 27.06.2000. RU 2152142 С1. Способ и устройство получения ускоренных заряженных частиц.

25. А.С. Богомолов, Т.С. Бакиров, П.К. Богданов. УСКОРИТЕЛИ НА ОБРАТНОЙ волне КАК АЛЬТЕРНАТИВА КЛАССИЧЕСКИМ СВЕРХПРОВОДЯЩИМ УСКОРИТЕЛЯМ. ЗАО Физтехмед, Вестник научно-технического развития №4 (44), 2011 год, Москва, Россия.

26. В. Волков - Генеральный директор консалтинговой компании «Практика СРМ», первый вице-президент Международного Московского клуба независимых ученых, член ядерного общества России. А КАК ЖЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКАЯ КАТАСТРОФА? Люди ведь боятся этого. Найдено http://pereprava.org/society/448-prizrak-brodit-po-miru-prizrak-posledney-socialnoy-revolyucii.html

27. В.И. Волков, И.Н. Острецов. Стратегия развития ядерной энергетики. Основные инструменты развития безопасной ядерной энергетики в России. Изд. дом «АСМО-пресс», Экономика России взгляд в будущее, 28.07.2012., с. 270 279.

28. Ж.П. Риволь. Электроядерная установка для уничтожения ядерных ОТХОДОВ. Журнал «Успехи физических наук», Том 173, №7, июль 2003 год. Москва, Россия.

29. Н. Попова, А. Шмидт. Иван и Мрия. Журнал «Объектив», №01 (24), январь 2016 г. Издательство: Международное бюро журналистских расследований… 20, Medousis street, 6302 Larnaca, Cyptus.

30. Реактор на расплавах солей. Материал из Википедии - свободной энциклопедии, https://ru.wikipedia.jrg/wiki/ Реактор_на_расплавах_солей.

31. Реакторы с ускорительным драйвером. Livejournal, Tnenergy. 12/06/2016. http://tnenergy.livejournal.com/63810.html

32. Евгения Ольховик, Наука, 17.01.2017. Новый гибридный реактор. http://comandir.com/2017/01/17/40759-novyj-gibridnyj-reaktor-na-rasplave-solej.html

33. Пивин И.Ф. Патент России от 20.02.2013. RU 2475870 С2. РЕАКТОР.

34. Юрин В.Е., Егоров А.Н. Патент России, 09.01.2018. RU 2640409 С1. СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ МАНЕВРЕННОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ АЭС НА ОСНОВЕ ТЕПЛОВОГО И ХИМИЧЕСКОГО АККУМУЛИРОВАНИЯ.

35. Найдено http://www.dogswar.ru/voennyi-flot/podvodnye-lodki/7282-atomnye-podvodnye-lo.html 11.07.2014. Атомные подводные лодки проекта 627 и 627А, (СССР).

36. А.В. Карпенко. Большая ракетная подводная лодка проекта 651Э со вспомогательной атомной энергетической установкой (ВАУ) Large missile SUBMARINE OF PROJECT 651E WITH AUXILIARY NYCLEAR POWER UNIT. Журнал оборонно-промышленного комплекса «Военно-технический сборник БАСТИОН». 22.06.2017. Internet - издание, Россия. Найдено http://bastion-karpenko.ru/project-651е/

37. Подводные лодки проекта 651. Модификация 651Э Материал из Википедии. https:ru.wikipedia/org/wiki/ /Подводные_лодки_проекта_651.

38. Ohad Zimron, Gan Yavne; Danny Batscha, Ramat Hascharon. United States Patent, No.: US 6,960,839 B2. Nov.l, 2005. Methot of and apparatus for producing POWER FROM A HEAT SOURCE.

39. Севастьянов В.П. СПОСОБ ПСЕВДОДЕТОНАЦИОННОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГОЛЬНОЙ суспензии в комбинированном цикле «ICSGCC» Патент России, 2011. RU 2433282.

40. Sevastyanov, Vladimir Petrovich. Method for the pseudo-detonated GASIFICATION OF COAL SLURRY IN A COMBINED CYCLE. PATENT COOPERATION TREATY, Publication number: WO 2011/139181 A1. Publication date: 10 November 2011.

41. Sevastyanov, Vladimir Petrovich; Petrov, Aleksej Ivanovich; Vary'gin, Vitalij Nikolaevich. MAINTENANCE SYSTEM FOR AN AIRCRAFT HAVING A NUCLEAR POWER Plant. Patent Cooperation Treaty, Publication number: WO2020/222674. Publication date: 05 November 2020.

42. Севастьянов В.П., Петров А.И., Варыгин В.Н. Атомный авиационный КОМПЛЕКС «КАРАВАН», АВИАЦИОННАЯ ТЯГОВАЯ АТОМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, ЕЕ ГИБРИДНЫЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЦИКЛ И ЕЕ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО обслуживания и система противодействий аварийных ситуаций. Заявка на изобретение RU 2021106345 А. 11 марта 2021.

43. Д.П. Гохштейн. О ТЕПЛОВОМ ЦИКЛЕ атомных энергетических установок. Физика и теплотехника реакторов. Приложение №1 к журналу «Атомная энергия» за 1958 год. Атомиздат.Москва, Россия, с. 198.

44. Зарянкин А.Е., Арианов С.В., Зарянкин В.А., Рогалев Н.Д. Патент России, 10.10.2008. RU 23 5641 С2. Способ повышения КПД и мощности ДВУХКОНТУРНОЙ АТОМНОЙ СТАНЦИИ.

45. Хрусталев В.А., Новикова З.Ю., Наумов А.С Патент России от 10.08.2012. RU 2489574 С1. ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА НА БАЗЕ АЭС.

46. Аминов Р.З., Егоров А.Н. Патент России, 13.07.2018. RU 2661231 С1. Способ ВОДОРОДНОГО ПЕРЕГРЕВА ПАРА НА АЭС.

47. Аминов Р.З., Байрамов А.Н. Патент России, 28.08.2011. RU 2427048 С2. СИСТЕМА СЖИГАНИЯ ВОДОРОДА ДЛЯ ПАРОВОДЯНОГО ПЕРЕГРЕВА СВЕЖЕГО ПАРА В Цикле Атомной Электрической Станции.

48. Б.Г. Ганчев, Л.Л. Калишевский, Р.С. Демешев и другие; Под общей редакцией Н.А. Доллежаля. 2-е издание. Ядерные энергетические установки: учебное пособие для ВУЗов. «Энергоатомиздат» 1990 год. Москва, Россия.

49. Steam Organic Rankine Cycle (SORC) for Distributed Generation and Combined Heat and Power Production/ Y.Chudnovsky, M. Gotovsky, M. Greenman etal.// Proc. Of IHTC-14 (IHTC-14-22704). Washington, 2010.

50. Гафуров Айрат Маратович. Патент России от 10.06.2015. RU 2552481 С1. Способ работы тепловой электрической станции.

51. Теплоэнергетика и теплотехника. Книга 2. Под редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический ЭКСПЕРИМЕНТ. Справочник. Москва, «Энергоатомиздат», 1988 год.

52. Смирнов Л.Н. Патент России от 27.04.1997. RU 2078253 С1. Способ преобразования ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ Внешнего Источника В Механическую РАБОТУ.

53. Patent No.: US 1,952,281. Mar. 27, 1934. Method and apparatus for obtaining FROM A FLUID UNDER PRESSURE TO CURRENTS OF FLUIDS AT DIFFERENT TEMPERATURES.

54. А.П. Меркулов. Вихревой эффект и его применение в технике. Изд. «Машиностроение», Москва, 1969 год.

55. Мартынов А.В. Что такое вихревая труба? Москва. Изд. «Энергия», 1976 год.

56. Севастьянов В.П. Способ псевдодетонационной газификации угольной суспензии в комбинированном цикле «ICSGCC» Патент России, 2011. RU 2433282.

57. Б.Г. Ганчев, Л.Л. Калишевский, Р.С.Демешев и другие; Под общей редакцией Н.А. Доллежаля. 2-е издание. Ядерные энергетические установки: учебное пособие для ВУЗов. Изд. «Энергоатомиздат» 1990 год. Москва, Россия.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям экранопланов. Экраноплан-авианосец выполнен атомным авианесущим (ААЭП) с катамаранной двухкорпусной конструкцией. Аэродинамические крылья, располагаемые слева и справа от корпусов, составлены центропланами и консолями. Пропульсивная функция экраноплана реализуется на основе комбинированных бинарных циклов (КБЦ) с теплом от ядерных реакторов. ААЭП содержит погружные водозаборники и воздушные конфузоры. На днищах корпусов ААЭП имеются шевронообразные гидродинамические реданы, а слева и справа в передних частях корпусов ААЭП имеются передние аэродинамические крылья. На ААЭП применяют тяговые воздушные винты, приводимые в движение паротурбинными агрегатами КБЦ, либо применяют турбореактивные двигатели. В корпусах ААЭП встроены раздвижные ворота ангаров летательных аппаратов. ААЭП оснащен транспортерами перемещения летательных аппаратов. Обеспечивается возможность построения высокоавтономных атомных авианосцев как большой грузоподъемности, так и малых авианосцев с небольшими летными палубами, не требующих пробега самолетов при их взлетах и посадках. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Экраноплан-авианосец, способный двигаться над поверхностью воды и на плаву - над поверхностью воды с максимальной скоростью до 550-600 км/ч, а также и со скоростью 200-350 км/ч, то есть в диапазоне взлетно-посадочных скоростей современных боевых самолетов, его конструкция выполнена двухкорпусной, катамаранной с корпусами обтекаемой формы, между которыми располагается одно большое крыло, слева и справа от корпусов имеется также по одному аэродинамическому крылу, большое крыло, расположенное между корпусами экраноплана, является летной палубой для летательных аппаратов; конструкцией экраноплана предусматривается несколько двигателей, на корпусах имеются хвостовые оперения; экраноплан снабжен комплексом радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием, (AEW&C); экраноплан оснащен противокорабельным ракетным оружием, отличающийся тем, что экраноплан выполнен атомным авианесущим (ААЭП) с катамаранной двухкорпусной конструкцией, выполненной по аэрогидродинамической компоновке типа «составное крыло», когда основные аэродинамические крылья, располагаемые слева и справа от корпусов, составлены центропланами и консолями, пропульсивная функция которого реализуется на основе нескольких комбинированных бинарных циклов (КБЦ) с теплом от ядерных реакторов; здесь, благодаря конструкции внешних элементов ААЭП, содержит погружные водозаборники и воздушные конфузоры в конструкции; на днищах корпусов ААЭП имеются шевронообразные гидродинамические реданы, а слева и справа в передних частях корпусов ААЭП имеются передние аэродинамические крылья; ААЭП оснащен радиационными защитами; для реализации на ААЭП пропульсивной функции применяют тяговые воздушные винты ААЭП, приводимые в движение паротурбинными агрегатами КБЦ, либо применяют турбореактивные двигатели без винтов, основанные на испарении жидкого воздуха и, при установке на борту ААЭП криогенной установки, сжижающей воздух, и при этом жидкий воздух может быть использован при его расширении как источник механической энергии; в корпусах ААЭП встроены раздвижные ворота ангаров летательных аппаратов, ААЭП оснащен стапель-транспортерами перемещения летательных аппаратов; на летной палубе ААЭП предусмотрена разметка для посадки летательных аппаратов с волновыми сенсорами их позиционирования при посадке на стапель-транспортеры, на летной палубе ААЭП между позициями взлетов и посадок летательных аппаратов и воротами ангаров располагаются дорожные направляющие стапель-транспортеров, по которым последние перемещают летательные аппараты между ангарами и позиционными площадками взлетов и посадок летательных аппаратов; ААЭП оснащен ядерной вспомогательной энергетической установкой собственных нужд (ЭУСН); на днищах корпусов ААЭП расположены трансформируемые телескопические консоли, управляемые по длине несущие водозаборники водотопочных конденсаторов (ВТК) КБЦ питания ЭУСН и питательных насосов реактивных водометов вертикальной тяги, на телескопических консолях, несущих водозаборники, предусмотрены водопогружные кили; для вертикальной стабилизации ААЭП при его взлетах, приводнениях и при его движении над водой применяются индивидуально регулируемые реактивные водометы вертикальной тяги, управляемые автоматической системой, работающей по данным гироскопных и акселерометрических сенсоров; водозаборники ААЭП и несущие их консоли в зонах их лобового сопротивления оснащены соплами наддува - активными кавитационными интерцепторами пограничного слоя, питаемыми воздухом высокого давления от турбокомпрессоров и для этого в корпусах ААЭП имеются воздушные трубопроводные системы высокого давления, соединяющие турбокомпрессоры с водозаборниками КБЦ и несущими их трансформируемыми консолями; в конструкции ААЭП предусматриваются не только водозаборники для питания ВТК, но предусматриваются и воздухонапорные конфузоры вихревых аппаратов массотемпературной стратификации, генерирующие воздушные потоки с температурами минус несколько десятков градусов Цельсия, охлаждающие воздушные конденсаторы; в конструкциях корпусов ААЭП есть водопроводящие системы, соединяющие компоненты его КБЦ, а именно полнонапорных водозаборников ВТК и насосов реактивных водометов вертикальной тяги; в ААЭП, в части инженерных решений по борьбе с его возможными обледенениями, используют сбросное тепло теплоэнергетических циклов выработки механической энергии для пропульсивной функции ААЭП; элементы планера выполняются с широкополосным радиопоглощающим покрытием; антенна комплекса радиолокационного обнаружения целей, наведения оружия и управления оружием (AEW&C) ААЭП выполняется или как привязная квадрокоптерная, питаемая по электрическому трос/кабелю, и для нее на корпусе ААЭП предусматривается специальная посадочная площадка или оснащается аккумуляторными батареями и выполняется не привязной, с бесконтактным лучевым электроснабжением и с радиоканалом связи; ААЭП оснащается ракетным оружием противовоздушной обороны дальней защиты и оснащается зенитными автоматами ближней защиты, средствами радиоэлектронной борьбы и лазерным оружием; в ААЭП предусматривается гидроакустическая станция обнаружения и сопровождения подводных объектов с опускаемой в воду антенной при нахождении экраноплана на плаву, а в его корпус встроен выдвижной вниз в воду барабан минно-торпедных аппаратов, с возможностью его позиционного вращения в горизонтальной плоскости, при нахождении экраноплана на плаву.

2. ААЭП по п. 1, отличающийся тем, что применяются ядерные реакторы на расплавах солей подкритического типа, управляемые одним протонным ускорителем, обеспечивающим управление в импульсных режимах несколькими бортовыми ядерными реакторами посредством устройств отклонений протонных пучков на тот или иной реактор, при этом перед соляными бланкетами ядерного топлива в реакторах имеются абляционные мишени для генерации потоков нейтронов.

3. ААЭП по п. 1, отличающийся тем, что размещение реакторных установок на его борту выполняется в опорных узлах виброизоляции.

4. ААЭП по п. 1, отличающийся тем, что оснащен винтовентиляторными двигателями, закапотированными кольцевыми обтекателями.

5. Способ энергоснабжения атомного авианесущего экраноплана (ААЭП), заключающийся в том, что используют комбинированные бинарные циклы с теплом от ядерных реакторов, с разными текучими средами и с пароводяными первыми контурами, (паротурбинный цикл - ПТЦ) и с легкокипящим рабочим телом во вторых контурах (цикл органической турбины - ЦОТ), или в первом контуре КБЦ в качестве рабочей среды применяют композицию, представляющую собой тетрахлорид титана с относительно небольшим количеством гелия, или применяют пары металлов, например калия, а во втором контуре КБЦ в качестве рабочей среды применяют насыщенные фторуглероды, например перфторгептан; здесь тепловая энергия, сбрасываемая из ПТЦ, утилизируется преимущественно во втором контуре, а также может частично отводиться во внешнюю среду; тепловая энергия источника теплоты передается как в первый контур бинарного цикла - в ПТЦ, так и во второй контур бинарного цикла - в ЦОТ; ПТЦ ААЭП выполняются по циклу Ренкина с применением независимого теплоносителя и с промежуточным перегревом паров, используя тепло паров, отработанных в цилиндрах высокого давления (ЦВД); так, в парогенераторах ПТЦ осуществляют регенеративный нагрев питательной воды до ее испарения высокотемпературными парами аппаратов массотемпературной стратификации (МТС), которые получают при разделении паров, отработанных в ЦВД, на холодные и горячие в этих аппаратах МТС; для достижения эффективности ПТЦ создают надкритические параметры рабочей среды, генерируя от тепла ее паров из пароперегревателя ПТЦ тепла, направляемого в сверхперегреватель ПТЦ, и тем осуществляют сверхперегрев рабочей среды; при этом упомянутые надкритические параметры реализуются в сверхперегревателях, представляющие собой адиабатные разделительные аппараты МТС; для улучшения эффективности ЦОТ ААЭП осуществляют компримирование паров, отработанных в цилиндре среднего давления (ЦСД) и в цилиндре низкого давления (ЦНД), а также холодной части паров, получаемых в результате разделения паров в адиабатных разделительных (вихревых) аппаратах ЦОТ, - паров, отработанных в ЦВД и компримированных для выравнивания их давления с парами из ЦНД и парами из междуциклового конденсатора, которые перед их компримированием предварительно подогревают в этом междуцикловом конденсаторе ПТЦ/ЦОТ; эти пары из междуциклового конденсатора ПТЦ/ЦОТ предварительно сформированы и истекают переохлажденными из разделительных адиабатных вихревых аппаратов МТС ЦОТ; этим компримированием также обеспечивается повышение температуры конденсации паров рабочей среды ЦОТ; пары, направляемые в ЦОТ из ПТЦ, после утилизации их энергии в ЦОТ, конденсируют посредством холодной части паров, отработанных на турбоагрегате ЦОТ и которые получают в результате разделения паров, отработанных в ЦВД ЦОТ, - в каскаде адиабатных вихревых аппаратов ЦОТ; конденсация паров рабочей среды ЦОТ обеспечивается рабочим хладагентом компрессионного холодильника; в контур этого холодильника включен конденсатор массотемпературной стратификации (КМТС), пары хладагента перед их конденсацией предварительно охлаждают нагревателем технологического теплового отбора; посредством КМТС холодильника ЦОТ во внешнюю среду сбрасывается оставшаяся небольшая часть тепла ЦОТ, отличающийся тем, что в предпусковых режимах КБЦ ААЭП осуществляется разогрев теплоносителя первичных источников тепла от бортового источника энергии - ядерной ЭУСН; КБЦ ААЭП составлены несколькими параллельно работающими КБЦ от тепла более двух ядерных реакторов; в ПТЦ и в ЦОТ КБЦ кроме воздушных конденсаторов, работающих с разделительными вихревыми аппаратами МТС, применяются ВТК, питаемые от погружных полнонапорных водозаборников, выполненных с почти нулевыми лобовыми гидродинамическими сопротивлениями набегающему водному потоку при крейсерском движении ААЭП; в ПТЦ ААЭП имеются воздушные турбокомпрессоры для питания сопел наддува - активных кавитационных интерцепторов пограничного слоя водозаборников и несущих их консолей; в КБЦ посредством турбоагрегатов ПТЦ через муфты управления режимами приводятся в движение насосы реактивных водометов вертикальной тяги, обеспечивающие стабилизацию курсовой устойчивости ААЭП.