Конструкция аппарата схожа с обычными атомными подводными лодками. Это укрепленный обрезиненный корпус и винт для создания тяги.

Вся загвоздка кроется в источнике энергии, силовой установке и аккумуляторах.

Корпус субмарины покрыт сетью теплообменных труб, в которых циркулирует теплоноситель. Теплоноситель имеет температуру ниже температуры окружающей воды. Тепло от воды, а с ним и кинетическая энергия ее молекул передается теплоносителю. Далее тепловой насос сжимает теплоноситель. При работе компрессора теплоноситель нагревается до температуры порядка 100-200 градусов Цельсия. Тепло от теплоносителя передается к теплой стороне двигателя Стирлинга, создавая тягу. После нагревания теплой стороны двигателя Стирлинга в момент освобождения теплоносителя из под давления его температура становится меньше первоначальной. А механическая энергия, которая была потрачена на сжатие регенератором энергии, частично восстанавливается сжатый теплоноситель, выдавливает поршень компрессора, устанавливая одинаковое давление. Охлажденный теплоноситель передается во второй компрессор. Этот компрессор как и первый теплового насоса приводится в действии двигателем Стирлинга. Дроссель продавливает теплоноситель через специальные сужения уменьшая его температуру. В резервуар с теплоносителем пониженной температуры. В процессе запуска эта силовая установка потребляет энергию для нагнетания пониженной температуры в резервуаре теплоносителя. Температура теплоносителя в этот момент  минус 100-150 градусов Цельсия. Из резервуара теплоноситель поступает к холодной части двигателя Стирлинга. Что создает разницу температур в 200-300 градусов Цельсия между горячим (100-200) и холодным (минус 100-150). Такая разница в температуре дает возможность эффективно использовать двигатель Стирлинга.

 

Принцип работы основан на низкопотенциальном источнике энергии. Кинетической энергии молекул воды.

Двигатель работает в двух режимах.

Первый режим это пусковой. Когда при работе двигателя потребляется энергия для нагнетания низкой температуры в резервуар с охлажденным теплоносителем. Второй режим, когда устанавливается необходимая разница температур для эффективной работы двигателя Стирлинга между его холодной и теплой частью. Второй режим не потребляет энергию, а производит. Можно сказать еще одна бредовая идея о вечных двигателях. Но тут не идет речь о вечном двигателе. Речь идет об устройстве способном утилизировать тепловую энергию окружающей среды. Поглощать ее.

Вода вокруг аппарата теряет температуру при соприкосновении с ним. Он всасывает в себя тепло, преобразовывая его в поступательную механическую энергию работы двигателя Стирлинга.

 

Проблема низкопотенциальных источников энергии это сложность их утилизации. Для их утилизации необходим источник с еще меньшим потенциалом.

Предложенная установка создает разницу потенциалов теплоносителя. При этом теплоноситель после прохождения через установку имеет значительно меньший потенциал. Так как энергия была утилизирована.

 

Двигатель Стирлинга немного неудобен для резкого изменения оборотов. Поэтому в комплект установки входит накопитель механической энергии, через который энергия поступает на основной привод вала гребного винта.

Он собой представляет внушительный маховик, вес которого соизмерим с весом всей субмарины. Двигатель Стирлинга раскручивает маховик до огромных скоростей через устройство схожее по конструкции с автоматической коробкой передач автомобиля. Сам маховик закреплен в вакууме на электромагнитных подшипниках. Энергия на вал гребного винта снимается с маховика через электромагниты. Никакого контакта и трения. Торец маховика представляет собой магнит, а ротор винта электромагнит. На ротор винта подается напряжение, и скорость вращения зависит от силы тока. Чем мощнее электромагнит, тем больше он может отобрать энергию от маховика. При помощи силы тока контролируется вращения гребного винта. Силу тока можно изменить практически моментально, что дает возможность моментально изменять скорость вращения гребного винта. Ограничение только по конструкционным характеристикам материалов. Маховик имеет пустотелую форму, чем ближе к внешнему радиусу, тем больше плотность конструкционного материала.

 

 

Плюсы такой конструкции субмарин.

Двигатель Стирлинга практически бесшумный. Дальность хода не ограничена топливом. Время пребывания под водой ограничено только психологическими характеристиками экипажа. Отсутствует ядерный реактор вредный для жизнедеятельности.

 

Минусы.

Сложность конструкции связанная с теплоизоляцией. Различные части должны быть существенно теплоизолированы. Особенно это касается холодного резервуара с теплоносителем.

 

Действительность говорит о том что основные морские боевые соединения будущего будут подводными. Современные средства обнаружения и уничтожения кораблей заставят боевые флоты перейти на подводную дислокацию. Сейчас решающую роль играют авианесущие соединения. Но в будущем основную ударную силу будут составлять подводные авианесущие соединения. Основным средством сдерживания можно ожидать подводные авианосцы в основном укомплектованные беспилотными летательными аппаратами.

 

Исходя из доктрин сверхдержав в области энергетики. Основным энергоносителем должен стать водород как одно из самых калорийных топлив.

 

Но на мой взгляд добывать его нужно при помощи низкопотенциальной энергии окружающей среды. И предложенный аппарат может быть панацеей для экологии нашей планеты. Силовую установку этого аппарата можно использовать и в мирных целях для обычных энергостанций, добывая электричество или водород методом электролиза.

 

В качестве теплоносителя хорошо использовать газ типа гелия или водорода. Их легко можно охладить методом дросселирования газа (продавливания газа через дроссель). Дросселирования газа может быть многоступенчатым, и повторное воздействие на газ будет создавать еще большее уменьшение температуры, создавая достаточную разницу для работы двигателя. Кроме того, эти газы имеют хорошую подъемную способность. Следовательно, можно использовать более тяжелые конструкции в аппарате и при этом сохранять нулевую плавучесть. Эта способность дает возможность разместить массивный маховик для хранения энергии на борту.

 

На графике Ось-ординат (Т) ось температуры в градусах Целисия.

Ось-абсцисс  (t,с) время в секундах.

На участке ab теплоноситель находится в сети теплообменника на поверхности аппарата. На участке bc его сжимают в компрессоре (тепловой насос) при этом газ резко нагревается. Нагретый газ буде постепенно охлаждаться на участке cd из-за отвода тепла к теплому радиатору двигателя Стирлинга. Затем теплоноситель продавливается через дроссель. На участке df показано уменьшение температуру теплоносителя из-за его резкого расширения после дросселя. Расширившийся  газ передается в обширный резервуар с температурой близкой до криогенной. Из резервуара часть теплоносителя передается в сеть холодного радиатора двигателя Стирлинга. Процесс нагрева газа в холодном радиаторе двигателя Стирлинга показан на отрезке ef.  Радиатор обширный и представляет собой длинный сосуд, в котором газ распределяется, так что есть перепад температуры из-за естественной конвекции. Из самого теплого участка производится откачивание теплоносителя, и передача его в обширную сеть теплообмена на поверхность аппарата, где он постепенно нагревается на пути следования, к началу цикла впитывая кинетическую энергию молекул окружающего пространства.

 

 

Все участки теплообмена должны быть теплоизолированы друг от друга. Причем качество изоляции серьезно влияет на КПД установки. Наибольшее внимание должно уделяется резервуару с охлажденным теплоносителем. Его изолированность имеет ключевое значение в работе установки.