Podzemní člun ( lat. Subterrina ), podzemí , geohod je samohybný mechanismus, který existuje ve formě projektů a ve sci-fi , stroj ovládaný posádkou uvnitř a schopný pohybovat se pod zemí a razit si vlastní cestu. Během 20. století byly v mnoha zemích, zejména v Německu a SSSR , vyvinuty projekty podzemních lodí různého stupně realismu .
Projekty a experimentální modely „podzemních člunů“ byly konkrétními variantami tunelovacího komplexu (TPK, viz též tunelovací štít ), upravených zejména pro vojenské použití (viz též podzemní válka ).
Hlavními překážkami při vytváření podzemních člunů jsou značný výkon (desítky MW) a obrovské energetické náklady potřebné k rychlému ničení hornin [1] , nedostatek studií proveditelnosti a nebezpečná realizace takových projektů [2] [3] [4] . V případě umístění elektrárny (včetně jaderné ) požadovaného výkonu přímo na podzemní loď nastává problém jejího chlazení [5] .
Ve 30. letech 20. století si vynálezce Trebelev všiml, že řezný tlak klesal s rychlejším zpracováním materiálu, což umožnilo výrazně snížit potřebný výkon. Ve spolupráci s konstruktéry A. Baskinem a A. Kirillovem vypracoval projekt podzemního vozidla, jehož principy fungování a konstrukce byly vypůjčeny z hliněného krtka . Před navržením svého metra si Trebelev pečlivě prostudoval práci krtka [1] . Krtek byl umístěn do krabice, která byla průsvitná rentgenovým přístrojem a na obrazovce byl získán diagram pohybů jeho svalů a kostry. Tyto studie odhalily, že krtek ryje zeminu, otáčí tlapami a hlavou doprava a doleva, tlačí vybranou zeminou silnými pohyby kohoutku do stěn díry a tlačí své tělo dopředu zadníma nohama [6]. [7] .
Před Trebelevovým podzemním člunem byl silný karbidový vrták a vzadu byly čtyři zvedáky, které tlačily vůz dopředu. Uprostřed byl stroj ovinut kolem šneku , který vtlačoval odřezky do stěn studny. Vrtačka se otáčela rychlostí 300 otáček za minutu a celková rychlost metra byla 10 m/h. Trebelevské metro bylo řízeno řidičem (v projektu); byla zajištěna i možnost externího ovládání pomocí flexibilního vícežilového kabelu. Změna směru pohybu byla provedena selektivní změnou síly na zvedáky; zpětného pohybu bylo dosaženo reverzací šneku, v důsledku čehož byl stroj „vyšroubován“ z tunelu [8] . Stroj byl napájen kabelem z povrchu [9] .
Trebelevovo metro bylo testováno na Urale, na hoře Blagodat , v roce 1946, během testování byl experimentální model schopen vytvořit tunel dlouhý 40 m [10] . Trebelev zamýšlel používat své metro v různých oblastech: hloubení tunelů pro městské komunikace, průzkum, těžba atd. [8]
Návrh se však ukázal jako nedostatečně spolehlivý a práce na projektu byly omezeny [1] .
Průmyslová zařízení pro bezvýkopové pokládání potrubí propichováním a prorážením zeminy [11] pomocí zvedáků jsou známa minimálně od 30. let 20. století [12] . Samojízdné, obsluhou řízené z povrchu, pneumatické děrovače fungující na podobném principu jako instalace Trebelev [13] se používají pro pokládku studní a tunelů malého průměru od roku 1958 [14] . Vzdálenost průniku u takových instalací obvykle nepřesahuje 75-100 m kvůli tření trubek o zem. Rychlost průniku je od 3 do 20 m/h, u pneumatických děrovačů - až 40 m/h, v závislosti na průměru trubky a dalších faktorech [15] . Interně řízené operátory , tunelové štíty velkého průměru vybavené zvedáky byly použity pro řízení moskevského metra již v roce 1934, dlouho před instalací Trebeleva. Ale protože v té době (40. léta 20. století) půdu ve štítech ještě rozvíjeli horníci ručně pomocí sbíječek, Trebelev navrhl použít vrtací hlavu [8] . Moderní mechanizované štíty používají zvedáky a automatizované vrtací hlavy a jejich nízká rychlost průniku (300 m/měsíc) je způsobena potřebou zpevnit stěny tunelu vodotěsnými kovovými nebo betonovými prstenci ( trubkami ), které chrání před pohyblivým pískem a kolapsem [16 ] [17] . Vytěžená zemina je odvážena na povrch podél šnekových dopravníků.
V roce 1933 si německý inženýr W. von Wern nechal patentovat svou verzi podzemní lodi. Vynález byl klasifikován a odeslán do archivu. V roce 1940 Vernův projekt zaujal hraběte Clause von Stauffenberga , který o něm informoval vedení Wehrmachtu . V této době se Německo připravovalo na invazi do Velké Británie ( operace Sea Lion ) a podzemní lodě pohybující se pod Lamanšským průlivem by se hodily pro sabotážní operace. Von Verne dostal finanční prostředky na realizaci svého projektu. Vernova podzemní loď měla nést pět lidí, hlavici o hmotnosti 300 kg a pohybovat se pod zemí rychlostí 7 km/h. Projekt se však zastavil ve stádiu kreseb a laboratorních pokusů a šéf Luftwaffe Hermann Goering přesvědčil Hitlera o marnosti podzemní lodi; Německo se spoléhalo na leteckou válku a von Wernův projekt byl uzavřen [1] .
Nerealizovaný projekt německé podzemní lodi. Podzemní bojové vozidlo Midgard Schlange bylo vyvinuto na papíře v létě 1934 inženýrem Ritterem. Podzemní loď byla pojmenována po obrovském hadovi střežícím Midgard ze severské mytologie . V pojetí konstruktérů se měl Midgard Serpent pohybovat po zemi, pod zemí a dokonce i pod vodou v hloubce až 100 m a dopravit velké množství trhaviny pod Maginotovu linii nebo do nepřátelských přístavů. Ritter navrhl postavit 20 podzemních lodí za cenu 30 milionů říšských marek na každou. Hlavním úkolem Midgardu bylo útočit na strategické objekty Belgie a Francie a zaminovat nepřátelské přístavy. Autor projektu nazval podzemní člun zbraní hromadného ničení a věřil, že jedině ona může rozhodnout o výsledku války. Midgardský had byl kritizován specialisty kvůli nedostatku výpočetních zdůvodnění [3] a byl vrácen Ritterovi 28. února 1935 k revizi. Další osud projektu Ritter není znám. Po druhé světové válce byly u Königsbergu nalezeny štoly a zbytky explodované stavby, pravděpodobně související s podzemní lodí.
V projektu se podzemní loď skládala z cel-oddělení jako vlakové vozy. Parametry oddílů: délka 6 m, šířka 6,8 m, výška 3,5 m. Délka vlaku se mohla pohybovat od 399 do 524 m. Vpředu byla vrtací hlava se 4 vrtáky o průměru 1,5 m. Vrtáky byly poháněny o 9 elektromotorů o celkovém výkonu 9 tisíc litrů. S. K dispozici jsou 3 sady vrtáků pro různé typy hornin. Podvozek podzemního člunu byl vyroben v podobě housenek, které uvedly do pohybu 14 elektromotorů o celkové kapacitě 19,8 tisíce litrů. S. Elektrický proud pro motory vyráběly 4 dieselové generátory o objemu 10 tisíc litrů. S. Pro elektrocentrály byly poskytnuty palivové nádrže o objemu 960 m³. Pro pohyb pod vodou bylo k dispozici 12 párů kormidel a 12 dalších motorů o celkové kapacitě 3000 koní. S.
Výzbroj Midgardu: tisíc 250kilogramových min, tisíc 10kilogramových min a 12 koaxiálních kulometů MG. Kromě toho byla pro Midgard navržena specifická podzemní zařízení. Fafnir (název draka ve skandinávské mytologii) je podzemní torpédo dlouhé 6 m. Mjolnir ("Thorovo kladivo") - projektily pro vybuchování kamenů a usnadňující pohyb podzemní lodi. Alberich - průzkumné torpédo s mikrofony a periskopem. Layrin je záchranné vozidlo pro posádku, která se vynoří v případě potřeby opustit podzemní loď.
Celková hmotnost podzemní lodi měla být 60 tisíc tun a posádka 30 lidí. Na palubě byly: elektrická kuchyně, ložnice s 20 lůžky, 3 opravny, několik periskopů, rádiový vysílač a 580 nádrží na stlačený vzduch.
Konstrukční rychlost podzemního člunu: na zemi 30 km/h, pod zemí ve skalnatém podloží 2 km/h, pod zemí v měkkém podloží 10 km/h, pod vodou 3 km/h [18] .
„Zákopové čluny“ (viz en: Kultivátor č.6 ), což byly ve skutečnosti bojové zákopníky [19] , byly také vyvinuty ve Velké Británii. Byly určeny k hloubení hlubokých zákopů na frontě. Těmito zákopy měly být pěchoty a lehké tanky schopny bezpečně překročit území nikoho a infiltrovat nepřátelské pozice a vyhnout se přímému útoku na pozemní opevnění. Příkaz k vývoji „zákopových člunů“ dal Winston Churchill na základě zkušeností s krvavými útoky na frontová opevnění během první světové války. Do začátku roku 1940 bylo plánováno postavit 200 strojů. Označovaly se zkratkou „NLE“ (Naval Land Equipment – námořní a pozemní vybavení). Vývojáři pro maskování vojenského účelu strojů měli svá vlastní jména NLE: Nellie („Nellie“), No mans Land Excavator („Pozemní rypadlo nikoho“), Cultivator 6 („Kultivátor 6“), White Rabbit 6 („“ Bílý králík 6”).
Zákopové čluny měly tyto parametry: délka 23,47 m, šířka 1,98 m, výška 2,44 m, dvě sekce. Hlavní část byla pásová, vypadala jako dlouhý tank a měla hmotnost sto tun. Přední část měla hmotnost 30 tun a mohla kopat příkopy hluboké 1,5 m a široké 2,28 m. Vytěžená zemina byla unášena dopravníky a ukládána po obou stranách rýhy, tvořící výsypky vysoké 1 m. Rychlost pohybu po povrchu byla cca 5 km/h, rychlost hloubení rýh 0,68-1 km/h [ 19] . Po dosažení předem stanoveného bodu se zemní stroj zastavil a byl přeměněn na plošinu pro výjezd pásových vozidel z příkopu na volné prostranství.
Původně se na zákopovou loď chystali umístit jeden motor Rolls-Royce Merlin o výkonu 1000 koní. S. Vzhledem k některým nedostatkům těchto motorů však bylo rozhodnuto o jejich výměně. Každý vůz byl dodáván se dvěma motory Paxman 12TP o výkonu 600 koní. S. Jeden motor byl určen pro řezačku a dopravník v přední části, druhý poháněl samotný stroj.
Pád Francie projekt zpomalil. Armáda, která byla na počátku 2. světové války ve skutečných bitvách , měla názor na marnost projektu [19] . Zákopová loď byla testována v červnu 1941, ale projekt byl zrušen v roce 1943. Do té doby bylo postaveno pět strojů, z nichž čtyři byly rozebrány na konci války a poslední na začátku 50. let [18] .
Pro informaci: v současné době existují sériové armádní instalace pro kopání zákopů, například v Rusku - armádní zákopový stroj "TMK-2" [20] .
M. a V. Kozyrevovi v knize „Speciální zbraně 2. světové války“ stručně zmiňují test na podzim 1964 sovětského podzemního křižníku „Battle Mole“ [18] . A. V. Krjuchkov píše o podzemním křižníku „Battle Mole“ v románu „SSSR vs Německo. V honbě za superzbraní“ [21] . O sovětském podzemním člunu z poválečného období psal i časopis Popular Mechanics [1] .
Po druhé světové válce se projekty německých podzemních člunů dostaly do rukou sovětských specialistů, což dalo impuls k dalšímu vývoji. Ministr státní bezpečnosti SSSR Abakumov požadoval od Akademie věd SSSR vytvoření skupiny vědců, kteří by prozkoumali možnost navrhnout podzemní loď. Podle některých zpráv se na vývoji projektu podílel akademik A.D. Sacharov [22] . Problému zásobování podzemní lodi energií se ujal leningradský profesor G. I. Babat , který pro tento účel navrhl použít mikrovlnné záření. Profesor G. N. Pokrovsky a akademik A. D. Sacharov vyvinuli efektivnější a rychlejší způsoby pohybu ve skalách. GI Pokrovsky provedl výpočty a prokázal teoretickou možnost kavitace v horninách. Podle jeho názoru mohou bubliny plynu nebo páry účinně ničit horniny. Podle akademika A. D. Sacharova se za určitých podmínek bude v oblaku žhavých částic pohybovat podzemní člun, který bude udělovat rychlost pohybu desítek či dokonce stovek kilometrů za hodinu [1] . Trebelevův dřívější vývoj také přišel vhod.
Chruščov se začal zajímat o projekt podzemní lodi , kterému se líbila myšlenka dostat imperialisty ze země. První test byl úspěšný: podzemní člun projel horou rychlostí chůze. Při druhém testu podzemní člun z neznámých příčin explodoval a spolu s posádkou zůstal ve skalním masivu [1] [22] .
Za L. I. Brežněva byl projekt podzemní lodi uzavřen [1] .
Podle A. V. Krjučkova byl „Bojový krtek“ vybaven jaderným motorem . Závod na výrobu podzemních člunů byl údajně postaven v roce 1962 na Ukrajině u obce Gromovka ( Krymská oblast ) [4] . O dva roky později vznikla první kopie. „Bojový krtek“ měl tyto parametry: rychlost 7 km/h, délka 35 m, posádka 5 osob, přistání 15 osob. a 1 tuna výbušnin. Kromě ničení podzemních bunkrů a raketových sil nepřítele bylo úkolem podzemního člunu skrytě proniknout do Kalifornie a položit jaderné nálože pod strategické objekty. Předpokládalo se, že akce „Battle Mole“ by byly zaměněny za výsledky zemětřesení [21] .
Podle publikací v novinách „Tagilka“ ze dne 05.07.2009 a v „ Rossijskaja Gazeta “ ze dne 06.04.2015 se údajně v roce 1964 v Mount Blagodat ( pohoří Ural ) uskutečnily testy experimentální podzemní lodi s jaderným reaktorem. poblíž Nižního Tagilu. Během testů zemřela celá posádka člunu kvůli explozi a člun zůstal zakrytý ve skalním masivu. Po tomto incidentu byly testy zastaveny, osud jaderného reaktoru lodi zůstal neznámý [4] . „Rossijskaja Gazeta“ upřesňuje, že se loď spolu s posádkou „vypařila“ v důsledku jaderného výbuchu a všechny listinné důkazy byly zničeny, pravděpodobně kvůli odporu „jiné civilizace“, která žije pod zemí [22] .
Projektů podzemních lodí bylo mnoho, ale o většině z nich se ví jen málo. První projekt podzemní lodi vyvinul inženýr Peter Rasskazov. Během první světové války jeho kresby zmizely a po nějaké době se objevily v Německu. Ve Spojených státech si podobný projekt pro podzemní loď podal k patentu Peter Chalmi, zaměstnanec Thomase Edisona . Mezi vývojáři podzemní lodi je zmiňován Evgeny Tolkalinsky, který v roce 1918 odešel ze Sovětského Ruska na Západ [1] . Profesor A. V. Brichkin a A. L. Kachan vynalezli termální vrták (pozemní raketu), který si razí cestu horkými plyny až do 3500 °C a urazí 10 m za hodinu [23] . K proniknutí do ledové skořápky byl vyvinut robot-vrtačka Cryobot , která se pohybuje tajícím ledem. Kryobot je určen ke studiu Jupiterova měsíce Europa [24] . V současné době podzemní díla pro různé účely využívají mechanismy zvané „Krot“ (jakýsi komplex ražení tunelů), které byly předvedeny na výstavě Expo-2005 [25] .
V roce 2010 vyhlásila americká agentura DARPA soutěž na vytvoření robotické podzemní munice. Podle představ agentury bude toto zařízení shozeno z letadla a následně přesunuto do podzemí [26] .
Na Tomské polytechnické univerzitě se vyvíjí geohod [27] [28] .
Existuje projekt na vyslání vědecké sondy z odolného materiálu do středu Země, která se zřítí do taveniny tekutého kovu. Ke komunikaci se sondou mají sloužit mechanické vibrace. Podle výpočtů se bude sonda pohybovat rychlostí 5 m/s [29] . Aby se zbavili jaderného odpadu, byl vyvinut projekt Hot Drop: 100 tun radioaktivního materiálu je umístěno do wolframové koule, která se sama zahřeje na 1200 stupňů a roztaví horniny. Kulička svou vlastní vahou postupně klesá do útrob planety uvnitř vzniklé taveniny [30] .
V roce 1948 získal M. I. Tsiferov patent na podzemní raketu schopnou pohybovat se skalním masivem rychlostí 1 m/s [31] [1] . Návrh, který navrhl, byl autonomní projektil s vrtací hlavou poháněnou práškovými plyny podle principu Segnerova kola , zatímco proudy plynu současně ničily skálu [32] .
Dalším vývojem této myšlenky byla podzemní raketa postavená v roce 1968. Jednalo se o válec naplněný tuhým raketovým palivem, v jehož přídi bylo několik Lavalových trysek uspořádaných do tří pater. Podzemní raketa byla namontována nosem dolů; hořlavá směs byla zapálena elektrickým zapalovacím zařízením umístěným v ocasní části a nadzvukový proud horkých plynů, unikající z dolů směřujících trysek, ničil půdu pod projektilem a trysky středního patra, nasměrované do stran, expandovaly studna. Projektil vlastní vahou dopadl kolmo dolů, půda byla vymrštěna na povrch spolu s proudem výfukových plynů. Střela Tsiferov udělala během pár sekund vertikální otvor o hloubce až 20 metrů a průměru 250-1000 mm, v závislosti na povaze půdy [33] .
Hlavním problémem při technické realizaci projektů „podzemních lodí“ je velmi vysoký výkon (desítky MW) potřebný pro vysokorychlostní hloubení min (destrukce půdy). Všechna tato síla musí být přivedena do relativně malého podzemního "projektilu".
V projektu Midgard Serpent (1935) bylo navrženo použití 14 elektromotorů o celkové kapacitě 19,8 tisíc hp. (14,5 MW).
Podle projektu měl podzemní raketový projektil M.I. Tsiferova používat raketový motor o výkonu 5 až 100 tisíc litrů. S. (73 MW). Vzhledem k omezené velikosti střely (a zásobě leteckého paliva v ní) nepřesáhla její operační doba v rámci projektu 5–20 s, průměr vrtu byl 1 m, vzdálenost vrtání byla 20 m [33] . Jak píší autoři článku " Podzemní loď havarovala proti každodennímu životu " v časopise " Mladý technik " (1992), Tsiferov nemohl prokázat ekonomickou proveditelnost použití svého "podzemního projektilu". Ve srovnání s tradičními vrtnými soupravami se podzemní projektil s raketovým pohonem ukázal jako nákladný, neovladatelný a nebezpečný. Za takových podmínek se v praxi ukázalo, že vysoká míra pronikání studny není nárokována [2] .
Pro srovnání, instalovaný výkon tunelovacího štítu o průměru 14,2 m použitého pro stavbu moskevského metra je 3,5 MW, rychlost průrazu je 1 m/h. [34] Nízká rychlost pronikání je způsobena potřebou zpevnit stěny tunelu speciálními kovovými nebo betonovými trubkovými prstenci , aby se zabránilo tekutému písku a zhroucení [16] [17] .
Důležitá je také pevnost a odolnost konstrukce. Ve všech projektech se počítalo s použitím „superpevných materiálů“. Ze zveřejněných výsledků experimentů nebylo jasné, jak dlouho samotný projektil vydrží, než dojde k destrukci jeho struktur.
Existuje mnoho dalších nevyřešených problémů, například zásobování posádky „podzemního člunu“ dýchacím vzduchem, lodní motory palivem nebo výkonem při „vzdálených“ autonomních cestách [4] . Vzhledem k tomu, že „důl“ nebyl nijak zpevněn a zemina z dolu nebyla odstraněna, zemina by se nevyhnutelně zhroutila do dolu za „podchodem“ [35] a bylo by nemožné dodávat vzduch a energii do „ loď“ zvenčí. Pokud se na jaderné ponorce dýchající kyslík vyrábí elektrolýzou z vnější mořské vody [36] , samotný reaktor je chlazen vnější vodou, pak zatím není možné samostatně vyrábět kyslík a chladit reaktor tímto způsobem na „podzemní lodi“. “ [5] .
Vzhledem ke složitosti geopozice v podzemí odborníci zpochybňují schopnost přesně přivést „loď“ do požadovaného bodu během autonomní jízdy v podzemí bez přímého ovládání operátora z povrchu [2] .
Cestování do nitra Země je oblíbeným tématem beletrie ( klasickým příkladem je Cesta do středu Země od Julese Verna ). V rané beletrii však postavy více využívají přírodní jeskyně . V roce 1883 vydal hrabě Shuzi příběh „Podzemní oheň“, kde se postavy dostávají k „podzemnímu ohni“ obyčejnými krumpáči bez použití speciálních mechanismů. Ale už Edgar Burroughs v románu "Tarzan and the Ant-Men" pro pronikání do podsvětí Pellucidar přišel s mechanickým průzkumníkem. Román Grigorije Adamova " Vítězové podloží" [37] popisuje podzemní rover ve formě masivní rakety podobné střely.
Podzemní loď je zmíněna v románu " 1984 " jako jeden ze slibných vojenských vývojů.
V roce 1946 vyšla povídka Vadima Ochotnikova „Podzemní loď“ a později řada dalších prací na toto téma, zakončená románem „Hluboké cesty“ (1949) [38] . V povídce Borise Fradkina „Vězni hořící propasti“ [39] je metro vybaveno počítačem a termonukleárním vrtákem. Ve filmovém příběhu B. Sheinina „V útrobách planety“ je na podzemní lodi umístěn skleník, jehož trupem proniká napjaté pole nabitých částic ke zvýšení pevnosti (podle záměru autora).
V některých dílech byla podzemní loď použita jako nezbytný detail, a nikoli jako hlavní téma: Genrikh Altov - The Star River Polygon [40] ; Danil Koretsky – „Hlavní operace“ [41] ; Kir Bulychev - "Podzemní loď" [42] . V románu Eduarda Topola Alien Face tedy podzemní člun tajně pronikl do Kalifornie a pod strategické zařízení umístil jadernou bombu, jejíž výbuch byl mylně považován za následek přírodní katastrofy [1] .
Ze stejné řady (jako obecně nepodstatný, ale dějově pohyblivý detail) - podzemní chodci pana Korna - Roman Zlotnikov, cyklus Věčný, kniha 2 "Povstání z popela".
Podzemní výzkumná loď, stejně jako fantastická podzemní forma života využívající podobné principy, jsou popsány v knize Vasilije Golovacheva "The Underground Bird".
Ve sci-fi knize Ruslana Melnikova Z hlubin se postavy pohybují pod zemí v podzemí zvaném BK-7 (Battle Mole, Model 7), tajném vývoji ruských vědců s jaderným zdrojem energie.
V západní beletrii se téma podzemní lodi stalo méně obvyklé. Nachází se na stránkách románu A. Clarke - „ Město a hvězdy “ [43] . Dalším příkladem použití obrazu podzemní lodi (založeného na některých fantastických principech) je příběh Barringtona Baileyho – „Underground Travelers“ [44] [45] . Podzemní člun byl použit ve Stargate SG-1 sezóně 7, epizoda 14 ("Nepředpokládané důsledky"). Podzemní člun se také nachází ve filmech „ Mimořádná cesta do středu Země “, „ Jádro Země: Útěk do podsvětí “, „ Hod kobrou “ a „ Totální odvolání “.
V animované sérii Teenage Mutant Ninja Turtles využívají antagonisté k pohybu pod povrchem země speciální transportní modul, který je v podstatě podzemní lodí.
Zápletky japonského animovaného seriálu Grendizer (1975-1977) často představovaly „vrtačku“ – vozítko s lidskou posádkou schopné pohybovat se ve vzduchu (pomocí proudových motorů) i pod zemí (pomocí proudových motorů , šneků, fréz a pohybu housenek ). [46]
Navržený návrh není sám o sobě nový, v dokumentaci však chybí zdůvodnění výpočtu.
— Plukovník Withinghoff